勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室最近在核聚變方面取得了另一項(xiàng)進(jìn)展。

現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越多地面臨著如何更好地準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)危機(jī)并將如何處理危機(jī)納入日常生活的挑戰(zhàn)。在這個(gè)過(guò)程中，必須同時(shí)克服幾個(gè)挑戰(zhàn)，如大流行病、氣候變化或不斷升級(jí)的政治沖突。這種不間斷的連續(xù)危機(jī)及其深遠(yuǎn)的后果可以更恰當(dāng)?shù)胤Q為“永久危機(jī)”。在這一點(diǎn)上，現(xiàn)代社會(huì)中眾多的系統(tǒng)性相互依存關(guān)系以及社會(huì)和技術(shù)創(chuàng)新之間日益緊密的相互聯(lián)系變得明顯。同時(shí)，我們正在經(jīng)歷一個(gè)技術(shù)顯著進(jìn)步的時(shí)代，這對(duì)適應(yīng)這種變化和建立新的價(jià)值鏈或更好的：價(jià)值網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。

每年，VDI nachrichten和VDI Technologiezentrum都會(huì)在VDI Research的中心合作下，介紹一些可以預(yù)見(jiàn)的在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新的科學(xué)和技術(shù)趨勢(shì)。所展示的一些項(xiàng)目是由聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助的。這些 "值得關(guān)注的技術(shù) "清單為非常不同的領(lǐng)域提供了進(jìn)步的動(dòng)力。

指導(dǎo)主題：

（1）活力

（2）建造

（3）環(huán)境

（4）添加劑制造

（5）生產(chǎn)

我們挑出了一些有趣的想法，這些想法有望為適應(yīng)性地處理整個(gè)社會(huì)面臨的上述挑戰(zhàn)做出重要貢獻(xiàn)。人們需要結(jié)合穩(wěn)健性和靈活性的方法。所介紹的技術(shù)發(fā)展以新的見(jiàn)解豐富了現(xiàn)有的方法，或?yàn)楦淖兏黝I(lǐng)域的方法和觀點(diǎn)提供了方法。這適用于城市的氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)或保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受極端天氣事件的影響，以及利用人工智能的創(chuàng)造潛力。

節(jié)約能源或更有效地使用能源的技術(shù)，避免或回收廢物及其可持續(xù)轉(zhuǎn)化的技術(shù)，也是快速變化的環(huán)境中可能的適應(yīng)性的突出例子。他們的互動(dòng)使解決方案也能使我們的社會(huì)在應(yīng)對(duì)永久危機(jī)時(shí)更加強(qiáng)大。

太空中的太陽(yáng)能發(fā)電站向地球傳輸能量

這個(gè)想法很大膽：在太空中建立巨大的、模塊化的太陽(yáng)能發(fā)電站，集中太陽(yáng)能并將其傳送到地球。聽(tīng)起來(lái)很刺激？但它最近在巴黎舉行的歐洲航天局（ESA）部長(zhǎng)理事會(huì)會(huì)議上得到了成員國(guó)的資助。在接下來(lái)的三年里，歐空局現(xiàn)在希望為2030年代初的示范任務(wù)起草一份提案，然后可能在2025年決定。Solaris是該計(jì)劃的名稱。這個(gè)想法一言以蔽之。地球軌道上的太陽(yáng)能電池板每天24小時(shí)捕捉太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能。這反過(guò)來(lái)又被轉(zhuǎn)化為微波輻射，被傳送到地球。這應(yīng)使光伏發(fā)電具有基礎(chǔ)負(fù)荷能力，即不受天氣、時(shí)間和季節(jié)的影響。至少在地球上，這種光束在原則上是可行的，這一事實(shí)已經(jīng)被多次證明。但還有許多未解決的問(wèn)題。電站應(yīng)該如何在軌道上組裝和維護(hù)？火箭發(fā)射成本是否足夠低？如果空間碎片（或敵人的火箭）撞上巨大的表面會(huì)發(fā)生什么？那么被卷入微波輻射的鳥(niǎo)類會(huì)怎樣呢？

核聚變產(chǎn)生的能量首次超過(guò)了投入的能量

2022年12月13日，美國(guó)加利福尼亞州勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）宣布，它首次成功地從核聚變實(shí)驗(yàn)中獲得了比通過(guò)聚變激光器投入的更多的能量，這引起了極大的歡呼。這提高了所有相關(guān)人員的希望，即有一天聚變電站也能成功--并使我們擺脫我們所處的能源困境。

那么它是大的突破嗎？最重要的是，它是一個(gè)象征性的步驟。但是，凈能量的增加只在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)出現(xiàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，LLNL團(tuán)隊(duì)在其國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施（NIF）的實(shí)驗(yàn)中投入的能量仍然比它得到的能量多得多。聚變電站？很遠(yuǎn)的距離。但是，核聚變已經(jīng)幾乎被取消了。加利福尼亞州的成功發(fā)出了一個(gè)信號(hào)，即不要松懈。它應(yīng)該向投資者表明，他們現(xiàn)在正圍繞這項(xiàng)技術(shù)向初創(chuàng)企業(yè)投入大量資金，這可能真的值得他們?nèi)プ?。在未?lái)幾年里，看到還有什么東西來(lái)到這里，這將是令人興奮的。

電網(wǎng)技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)了無(wú)溫室氣體的管理

今年春天，總部位于德國(guó)科隆的能源供應(yīng)商Rheinenergie（萊茵能源）宣布："110千伏高壓級(jí)別的第一個(gè)無(wú)SF6的GIS的授予正在進(jìn)行中......GIS的調(diào)試計(jì)劃在2023年底進(jìn)行。"GIS是指氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備。萊茵能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是第一個(gè)報(bào)告這種情況的公用事業(yè)公司，更多的公用事業(yè)公司正在到來(lái)。由于歐盟一直在討論更新相應(yīng)的F-氣體法規(guī)，并從2022年4月起嚴(yán)格淘汰，因此無(wú)SF6的開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)正在進(jìn)入實(shí)踐。SF6是一種高效的溫室氣體，被用作網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣氣體。

顯然，需要政治壓力來(lái)幫助技術(shù)替代品實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)突破。多年來(lái)，我們一直在聽(tīng)取相關(guān)供應(yīng)商的意見(jiàn)。"當(dāng)然是的，我們有這種技術(shù)。"但他們也總是說(shuō)："不，太貴了"，"保守的買方群體"，"這需要時(shí)間才能流行起來(lái) "或類似的話。用氣候中立的替代品取代SF6在技術(shù)上是可行的，而且早就該這樣做了。即使在較高的電壓水平上，越來(lái)越多的替代品正在出現(xiàn)。而且，由于電網(wǎng)技術(shù)，即未來(lái)幾年電網(wǎng)的擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換，將是歐洲能源轉(zhuǎn)型的核心，因此，盡快提供不含SF6的技術(shù)是至關(guān)重要的。

電動(dòng)汽車：從屋頂?shù)狡嚨奶?yáng)能發(fā)電--反之亦然

到處都在嘗試這樣的愿景：在你的屋頂上安裝一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)，買一輛電動(dòng)汽車--私人能源轉(zhuǎn)型就完成了！"。這被稱為車輛到家（V2H）。因?yàn)槠囯姵乜梢宰鳛橐粋€(gè)基于家庭的、為電網(wǎng)服務(wù)的中間緩沖器。問(wèn)題是：在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，出售的電動(dòng)汽車不能雙向使用。有一條電動(dòng)單行道：太陽(yáng)能可以從屋頂?shù)狡?，但反之則不行。這種情況現(xiàn)在正在改變。然而，在能源轉(zhuǎn)型方面，它的作用是如此之大。在可雙向充電的電動(dòng)汽車上添加一個(gè)智能電表和整個(gè)家庭生態(tài)系統(tǒng)的能源管理系統(tǒng)，整個(gè)東西就變成了對(duì)內(nèi)圓融，對(duì)外服務(wù)于電網(wǎng)。盡管經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的磨合，我們終于將在不久的將來(lái)看到智能電表和可雙向充電的電動(dòng)汽車的實(shí)踐。

工業(yè)轉(zhuǎn)型：用綠色電力實(shí)現(xiàn)脫碳

Power-to-X技術(shù)在去碳化的議程上占有重要地位。他們的簡(jiǎn)短描述：利用綠色電力（被證明是氣候中立的），并從其中制造出其他東西：氣體、化學(xué)品、材料。無(wú)論怎樣，它都將是氣候中立的。在氣候保護(hù)所需的轉(zhuǎn)型中，許多行業(yè)都對(duì)此寄予厚望。然而，可以看出，這個(gè)詞的定義應(yīng)該更廣泛。Y到X。把一些東西變成其他東西。重要的是：進(jìn)來(lái)的東西是氣候中立的--純粹是技術(shù)上的。因此，審視工業(yè)流程鏈以確定相應(yīng)的轉(zhuǎn)型路徑是有意義的。但它在政治上是有爭(zhēng)議的，就像藍(lán)色氫氣和CCS（碳、捕獲、儲(chǔ)存）一樣。然而，在世界范圍內(nèi)，許多行業(yè)正是依賴于此。那里將發(fā)生很多事情，因?yàn)榉駝t快速去碳化似乎很難實(shí)現(xiàn)。

在幾秒鐘內(nèi)檢測(cè)出建筑物的熱橋

在能源危機(jī)的背景下，有助于提高能源效率和節(jié)約能源的解決方案正日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于建筑物的供暖和制冷在德國(guó)的溫室氣體排放中占很大比例，現(xiàn)有建筑物的節(jié)能翻新是一個(gè)特別有希望的減排杠桿。

來(lái)自環(huán)境經(jīng)濟(jì)的解決方案有助于克服耗時(shí)和昂貴的能源咨詢的障礙，實(shí)現(xiàn)節(jié)能翻新。例如，智能解決方案，如位于科隆的Lumoview Building Analytics公司的測(cè)量設(shè)備，可在2秒內(nèi)掃描室內(nèi)。在這樣做的過(guò)程中，它記錄了所有的數(shù)據(jù)，能夠?qū)Ψ块g進(jìn)行數(shù)字重建，從而幫助檢測(cè)熱橋。

該技術(shù)也可用于創(chuàng)建房間的3D模型，由一個(gè)測(cè)量設(shè)備和基于云的軟件組成。除其他外，還可生成平面圖、3D CAD模型、360度熱屏、房本和數(shù)量結(jié)構(gòu)。這有助于發(fā)現(xiàn)能源的弱點(diǎn)并加速現(xiàn)代化工作。

用碳素混凝土建造更可持續(xù)的建筑

在建筑業(yè)中，幾乎沒(méi)有任何東西可以離開(kāi)混凝土。它是世界上使用最廣泛的建筑材料。但是，鋼筋混凝土的生產(chǎn)是極其資源和能源密集型的，并造成大量的二氧化碳排放。相比之下，使用碳素混凝土將更具有可持續(xù)性和氣候友好性。碳纖維取代了以前使用的鋼筋的功能。碳素混凝土是抗腐蝕的，并且使用更少的資源。組件更輕、更薄，但具有相同的承載能力。但它的生產(chǎn)成本仍然很高。這就是為什么人們正在進(jìn)行大量的研究，以使這種可持續(xù)的復(fù)合材料在未來(lái)可行 - 例如，在萊比錫應(yīng)用科學(xué)大學(xué)（HTWK）的碳混凝土技術(shù)中心，該中心由聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助。在這里，很多都是圍繞著碳混凝土制成的部件的自動(dòng)化生產(chǎn)。

廉價(jià)的絕緣材料在建筑中的大規(guī)模應(yīng)用

歐洲有超過(guò)2.2億個(gè)建筑單位是在2001年之前建造的，按照今天的標(biāo)準(zhǔn)，這些單位已不再被認(rèn)為是節(jié)能的了。因此，對(duì)優(yōu)化現(xiàn)有建筑改造的創(chuàng)新絕緣材料的需求是巨大的?；跉饽z的新型礦物隔熱灰泥具有巨大的潛力，氣凝膠是一種高度多孔的固體，由于其物理特性，是特別好的隔熱材料。然而，高生產(chǎn)價(jià)格和低供應(yīng)量迄今阻礙了廣泛的使用。

在德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助的Aeroputz項(xiàng)目中，Proceram公司與弗勞恩霍夫研究所Umsicht一起研究了新的生產(chǎn)工藝，以便更便宜地制造絕緣材料。該研究項(xiàng)目的成果可以加速以前的小眾產(chǎn)品向廣泛的大眾應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，從而為有效的和具有成本效益的建筑改造做出決定性的貢獻(xiàn)，從而為可持續(xù)的實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)。Pelin Cing?z

水動(dòng)力外墻依靠雨水來(lái)冷卻建筑

在城市里，密集的發(fā)展意味著溫度有時(shí)比周圍的鄉(xiāng)村高10℃。這部分是由于密封的街道和建筑表面，防止雨水蒸發(fā)，從而降低溫度。此外，表面的密封性導(dǎo)致在暴雨事件中更快地發(fā)生洪水。

德國(guó)斯圖加特大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種解決方案，將這兩個(gè)問(wèn)題都考慮在內(nèi)，從而可以為改善城市地區(qū)的氣候作出貢獻(xiàn)。這是通過(guò)使用被稱為 "HydroSKIN "的水動(dòng)力外墻元素來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它依靠雨水來(lái)冷卻建筑。外墻在下雨時(shí)吸收雨水，將其儲(chǔ)存起來(lái)，并在熱天通過(guò)蒸發(fā)冷卻再次釋放。通過(guò)這種方式，不僅建筑的外墻和內(nèi)部得到冷卻，而且城市空間也得到冷卻，通過(guò)吸收降水，減少暴雨事件造成的損害。Eva Cebulla

生物煉制廠為可持續(xù)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)化學(xué)品和生物柴油

將糖、脂肪和木材等生物原材料加工成化學(xué)品、生物柴油和其他產(chǎn)品是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)部門。歐盟約有300家生物煉制廠每年生產(chǎn)460萬(wàn)噸的化學(xué)品和材料。

生物質(zhì)的潛力是巨大的，因?yàn)樾滦偷纳锞珶拸S甚至能夠處理氣態(tài)物質(zhì)，如燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳和生物甲烷，以及廢料和廢水。這導(dǎo)致了廣泛的產(chǎn)品，如化學(xué)品、生物材料、其他材料產(chǎn)品以及燃料。在未來(lái)，這種工廠和為此目的開(kāi)發(fā)的沼氣廠（見(jiàn)照片）可以形成化學(xué)工業(yè)的新核心，并有助于取代化石原料和減少溫室氣體排放。因此，生物煉制廠能夠?yàn)椴牧系难h(huán)利用和創(chuàng)造增值網(wǎng)絡(luò)做出重大貢獻(xiàn)，在這種情況下，一個(gè)人的廢物就是另一個(gè)人的原料，并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)轉(zhuǎn)型。?？?塞茨

氫基鋼的直接還原

鋼鐵行業(yè)正處于徹底變革的邊緣——可能比預(yù)期的要快。近兩年來(lái)，不少鋼鐵企業(yè)大刀闊斧地提前告別高爐。另一種方法是直接還原，它使用氫氣從鐵礦石中生產(chǎn)鐵。ThyssenKrupp & Co. 將消除大部分 CO2排放。從2025/26年開(kāi)始，德國(guó)制造商希望陸續(xù)關(guān)閉高爐，讓直接還原廠投入運(yùn)行。

一家瑞典公司可能會(huì)快得多：H2 Green Steel。在瑞典小鎮(zhèn)博登（與該國(guó)的鐵礦有直接鐵路連接且緊鄰河流），世界上第一家氫基鋼鐵廠正在建設(shè)中。直接還原廠采用市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者 Midrex 的技術(shù)，但輔以電氫加熱器：在還原鐵礦石之前，必須向氫氣中添加能量。哈

移動(dòng)防洪墻

氣候變化的后果越來(lái)越明顯，洪水也越來(lái)越頻繁。新穎和智能的開(kāi)發(fā)有助于最大限度地減少對(duì)城鎮(zhèn)和環(huán)境的破壞。一種解決方案來(lái)自環(huán)境管理的跨部門：明斯特 Aquaburg 公司的 Aquawand。它由防水油布網(wǎng)鋼結(jié)構(gòu)組成，是一個(gè)移動(dòng)的防洪墻，存放在埋在地下的通道中。在待機(jī)模式下，它仍然不可見(jiàn)。如果發(fā)生洪水，它可以在幾分鐘內(nèi)輕松設(shè)置。

移動(dòng)防護(hù)墻還有助于保持水體清潔，例如防止工業(yè)倉(cāng)庫(kù)中的毒素泄漏。同時(shí)，它可以阻止具有潛在危險(xiǎn)的漂浮物。此外，經(jīng)驗(yàn)豐富的救援人員也松了一口氣，因?yàn)榉篮閴梢院敛毁M(fèi)力地搭建起來(lái)。可持續(xù)性方面也被考慮在內(nèi)：在 50 年的使用壽命后，墻的所有組件都可以返回到循環(huán)經(jīng)濟(jì)中。Helga Haxhiu 和 Hartmut Schug

耕種農(nóng)業(yè)：從太空測(cè)量植物的干旱壓力

今年，熱浪和降雨不足再次導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。與此同時(shí)，水被浪費(fèi)作為預(yù)防措施，在干旱期間對(duì)耕地過(guò)度澆水。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，近 70% 的淡水用于農(nóng)業(yè)。為了優(yōu)化農(nóng)業(yè)用地的灌溉，弗萊堡初創(chuàng)公司“constellr”希望利用來(lái)自太空的微型衛(wèi)星來(lái)確定植物的需水量。為此，衛(wèi)星中的熱像儀記錄植物葉片的表面溫度。

與舊方法相比，新方法可以提供幾個(gè)小時(shí)前的數(shù)據(jù)。這樣，可以在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整澆水。這些數(shù)據(jù)在應(yīng)用程序中清楚地提供給農(nóng)民，這樣他們就可以看到哪里急需用水。此外，這些數(shù)據(jù)有助于他們更準(zhǔn)確地估計(jì)預(yù)期的作物產(chǎn)量。衛(wèi)星原型的首次試運(yùn)行已經(jīng)成功。只需四顆微型衛(wèi)星，即可在全球范圍內(nèi)提供最新數(shù)據(jù)。馬修·布朗

塑料垃圾：酶以創(chuàng)紀(jì)錄的速度分解塑料

如今，幾乎沒(méi)有任何對(duì)我們生態(tài)系統(tǒng)的威脅像塑料垃圾對(duì)海洋的污染那樣清晰可見(jiàn)。目前全世界每年生產(chǎn)近 5 億噸塑料，其中很大一部分最終以塑料垃圾的形式流入海洋。

利用機(jī)器學(xué)習(xí)，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員成功開(kāi)發(fā)出一種酶變體，可以在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 分解成其原始成分，即所謂的單體。與傳統(tǒng)回收工藝相比的主要優(yōu)勢(shì)在于保留了單體的化學(xué)穩(wěn)定性，并且可以在不消耗額外石油的情況下生產(chǎn)新的 PET 塑料。研究人員現(xiàn)在正致力于使這種酶可用于工業(yè)規(guī)模，并解決我們這個(gè)時(shí)代最大的環(huán)境問(wèn)題之一：在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)分解全球數(shù)十億噸塑料垃圾。托馬斯維爾納

來(lái)自 3D 打印機(jī)的功能材料的隧道和通道

人造晶格材料的機(jī)械性能——例如剛度和拉伸性——可以通過(guò)它們的幾何形狀得到很好的控制。然而，如果在這種結(jié)構(gòu)中需要額外的狀態(tài)傳感器，即使不是不可能，制造也會(huì)變得復(fù)雜和昂貴。麻省理工學(xué)院 (MIT) 的一個(gè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已成功生產(chǎn)出具有可編程機(jī)械和分布式傳感器的多功能材料 - 通過(guò)塑造單一建筑材料。使用 3D 打印將空的、充滿空氣的通道的分布式網(wǎng)絡(luò)直接嵌入到晶格材料的結(jié)構(gòu)中。變形導(dǎo)致這些通道中的壓力變化，這是可以測(cè)量的。

在這方面，通道可以充當(dāng)此類功能材料的一種“神經(jīng)系統(tǒng)”，可以使用它們來(lái)使用傳感器檢測(cè)自己的運(yùn)動(dòng)。使用單一材料大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)?？赡艿膽?yīng)用是機(jī)器人技術(shù)、智能結(jié)構(gòu)和可穿戴設(shè)備。后者然后記錄，例如，一個(gè)人如何移動(dòng)。德克·霍爾特曼斯波特。

3D 打?。河糜趥€(gè)性化醫(yī)療的組織和器官替代

生物打印，即生物材料和活細(xì)胞的打印，是一種很有前途的應(yīng)用方法，在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的研究。未來(lái)，復(fù)雜的 3D 打印結(jié)構(gòu)可用作研究的組織和疾病模型，以及患者特定的植入物。

為了取得成功，細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)和過(guò)程工程等之間的密切合作是必要的。生物材料必須類似于細(xì)胞在其中生長(zhǎng)的自然細(xì)胞環(huán)境。同時(shí)，材料在打印后必須保持其形狀。為了滿足官方要求并實(shí)現(xiàn)安全醫(yī)療使用，過(guò)程的可比性和獨(dú)立于人員和位置的打印結(jié)果至關(guān)重要?！癝OP_BioPrint”項(xiàng)目制定了此類材料的生產(chǎn)、打印和分析的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，指導(dǎo)委員會(huì) VDI 5708 成立，以定義基本術(shù)語(yǔ)、設(shè)備要求和測(cè)試方法。斯文賈·施特勞斯/

像好萊塢一樣的 3D 打印在盡可能短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出具有超精細(xì)細(xì)節(jié)的組件

卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT) 的研究人員成功地解決了這個(gè)問(wèn)題：他們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)打印出具有超精細(xì)細(xì)節(jié)的組件。到目前為止，這種組合是不可能的：壓力要么很快，要么相當(dāng)不精確。或者它是精確的，但需要幾個(gè)小時(shí)。來(lái)自巴登-符騰堡州的人們將他們的方法稱為“光片 3D 打印”。它基于一種特殊樹(shù)脂，這種樹(shù)脂只會(huì)在兩束不同波長(zhǎng)的光束相交處硬化。

打印程序：首先，使用藍(lán)光從下方將分層圖像投射到塑料中。這選擇性地激活了沿光束通道的材料。然后紅色激光從側(cè)面發(fā)射一種“光片”進(jìn)入建筑空間并使水平面變硬。這個(gè)過(guò)程重復(fù)了一千次——眨眼之間。超細(xì)部件相應(yīng)快速完成。它們?nèi)匀缓苄?。但縮放似乎是可能的。KIT 的研究人員已經(jīng)在與國(guó)際合作機(jī)構(gòu)合作。如果他們成功了，組件很快就會(huì)像科幻電影中那樣具體化。

元宇宙：行業(yè)可以成為先鋒

對(duì)于一些人來(lái)說(shuō)，它是工業(yè) 4.0 的一部分，而另一些人則稱之為工業(yè)元宇宙。借助 Meta（前身為 Facebook），馬克·扎克伯格 (Mark Zuckerberg) 正試圖將元宇宙構(gòu)建為一個(gè)虛擬聚會(huì)場(chǎng)所，人們可以在其中以化身的形式進(jìn)行互動(dòng)。但這仍然進(jìn)展緩慢。在工業(yè)中，這可能會(huì)更快。因?yàn)楹芏喈a(chǎn)品和工廠已經(jīng)在這里用 3D 計(jì)算機(jī)模型開(kāi)發(fā)，以后不必創(chuàng)建。最遲自冠狀病毒大流行以來(lái)，許多公司也一直在使用 AR 和 VR 數(shù)據(jù)眼鏡（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)），例如B.配備上門服務(wù)。尤其是大公司和研究機(jī)構(gòu)正在為工業(yè)虛擬宇宙研究解決方案。ICT 的 Fraunhofer 小組提供了“（工業(yè)）Metaverse 的技術(shù)和用例”的概述。據(jù)彭博社分析師稱，到 2030 年，這方面的總市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 8250 億美元左右，年增長(zhǎng)率為 39%。除了工業(yè)，社交媒體集團(tuán)、游戲行業(yè)和生活方式品牌在這里特別活躍。

工作世界：人工智能和創(chuàng)造力的變化

目前有關(guān)于人工智能 (AI) 應(yīng)用程序如何接管線性例行任務(wù)并在可以輕松自動(dòng)化的活動(dòng)發(fā)生時(shí)提供支持的討論。在此過(guò)程中，大量員工可以有更多的自由來(lái)執(zhí)行需要經(jīng)典人類品質(zhì)（例如同理心、創(chuàng)造力和社交智能）的任務(wù)。尤其是創(chuàng)造力現(xiàn)在是所有行業(yè)員工最搶手的軟技能之一，并將對(duì)未來(lái)的資格方面和角色理解產(chǎn)生影響。

另一方面，人工智能在未來(lái)可能會(huì)變得富有創(chuàng)造力：例如，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人工智能已經(jīng)可以根據(jù)某些設(shè)計(jì)參數(shù)或測(cè)試材料要求為原型制作模型。智能算法還可以探索和可視化美學(xué)可能性。創(chuàng)造性人工智能是否以及在何種程度上實(shí)際上在倫理和道德上是可取的，這是一個(gè)我們應(yīng)該問(wèn)自己的問(wèn)題。西蒙比施

健康：mRNA藥物也能抗癌？

隨著針對(duì) Covid-19 疫苗的開(kāi)發(fā)，mRNA 疫苗一詞變得流行起來(lái)。與傳統(tǒng)疫苗不同的是，人體自身會(huì)產(chǎn)生引發(fā)疾病的結(jié)構(gòu)成分。為此，通過(guò)疫苗接種引發(fā)疾病的特定無(wú)害蛋白質(zhì)的遺傳藍(lán)圖。然后由它自己的細(xì)胞產(chǎn)生，然后有機(jī)體學(xué)習(xí)特定的免疫反應(yīng)。

針對(duì)嚴(yán)重疾病，尤其是癌癥的基于 mRNA 的免疫療法的研究也已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間。與傳統(tǒng)的預(yù)防性疫苗接種不同，腫瘤已經(jīng)存在于體內(nèi)并且可以被免疫系統(tǒng)耐受。因此，疫苗接種必須使癌細(xì)胞再次被標(biāo)記為外來(lái)細(xì)胞，并被免疫系統(tǒng)對(duì)抗。這需要了解潛在的復(fù)雜細(xì)胞過(guò)程。這些可能因癌癥類型而有很大差異，但也取決于患者和疾病的階段。目前正在進(jìn)行有希望的臨床研究，以研究這種治療結(jié)腸癌和皮膚癌的方法。如果成功，mRNA 藥物可以從根本上改變癌癥治療。西爾維·賴克斯·德弗拉森

農(nóng)業(yè)技術(shù) 4.0：農(nóng)業(yè)機(jī)器人可持續(xù)耕作

大型拖拉機(jī)仍然是我們田野上的特色。然而，越來(lái)越多的高度自動(dòng)化和自主農(nóng)業(yè)機(jī)器人現(xiàn)在正在引起轟動(dòng)。例如，在 12 月初于柏林舉行的數(shù)字峰會(huì)上，聯(lián)邦總理奧拉夫·舒爾茨 (Olaf Scholz) 發(fā)現(xiàn)了霍恩海姆大學(xué)的 Phoenix 農(nóng)業(yè)機(jī)器人（圖片），并將其置于聚光燈下。這樣做有充分的理由：小型機(jī)器壓實(shí)土壤的程度低于大型拖拉機(jī)，并且可以使用特殊傳感器根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整農(nóng)藥和化肥的使用。這減少了當(dāng)前農(nóng)業(yè)與環(huán)境、氣候和物種保護(hù)之間的沖突。

“農(nóng)業(yè) 4.0”，即 VDI 2030 年可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)路線圖，還描述了通往更可持續(xù)農(nóng)業(yè)的道路。農(nóng)業(yè)技術(shù)”。除了數(shù)字化和人工智能，這還涉及提高能源和資源效率的應(yīng)用。這導(dǎo)致進(jìn)一步需要進(jìn)一步的教育和培訓(xùn)以及使用自主農(nóng)業(yè)機(jī)械的法規(guī)。秋

農(nóng)業(yè)：莊稼在黑暗中生長(zhǎng)

照片：panthermedia.net/fikmik

幾十年來(lái)，全球人均可耕地面積持續(xù)下降，而與此同時(shí)對(duì)糧食的需求卻在增加。由于自然光合作用的效率低至 1% 左右，因此正在尋求新的方法來(lái)優(yōu)化有用植物的栽培。使用兩階段過(guò)程，美國(guó)研究小組成功地提高了小規(guī)模的光合作用效率，并允許生長(zhǎng)過(guò)程在黑暗中進(jìn)行。

在第一步中，使用光伏的電催化將二氧化碳轉(zhuǎn)化為醋酸鹽，一種醋酸鹽。藻類、真菌和植物在第二步中使用它來(lái)產(chǎn)生能量和作為它們生長(zhǎng)的碳源。由于最后一步是獨(dú)立于光線進(jìn)行的，因此未來(lái)農(nóng)作物可能會(huì)在耕地以外的黑暗中以這種方式生長(zhǎng)。這種新方法是否可以為全球抗擊饑餓做出貢獻(xiàn)，或者是否只有載人航天任務(wù)將作為一種奇特的應(yīng)用從中受益，還有待觀察