Дрон. Bluetooth. GPS. До того, как изменить мир, эти технологии были схемами на бумаге. С этого началось будущее.
Забудьте образ одинокого изобретателя, работающего в мастерской. Сегодня чаще всего многочисленные технологии, разработанные группами исследователей, неожиданно объединяются в единое целое, например, iPhone или беспилотный автомобиль. Другие изобретения, такие как дрон-квадрокоптер и 3D-принтер, были разработаны за десятилетия до того, как заявить миру о своем существовании.
Магнитная левитация
Название патента: «Электромагнитная индуктивная система подвески и стабилизации наземного транспортного средства».
История поезда на магнитной подвеске начинается с Эрика Лейтуэйта и его работы над полноразмерными линейными асинхронными двигателями. Изобретатель понял, что линейный двигатель, не требующий контакта с железнодорожным полотном, можно использовать для разработки транспортной системы, основанной на магнитных полях. Лэйтуэйт испытал линейные асинхронные двигатели, в которых магниты могли использоваться как для подъема, так и для движения вперед.
Работа Лейтуэйта была широко изучена, и в 1967 году Джеймс Пауэлл и Гордон Дэнби из Брукхейвенской национальной лаборатории получили первый патент на поезд на магнитной подвеске. В их конструкции предполагалось использовать сверхпроводящие электромагниты для создания «силы подвески, позволяющей поезду парить над землей», и использовать «пропеллер, реактивный [или] ракетный двигатель» для создания тяги.
Когда работа Лейтуэйта над линейными асинхронными двигателями была объединена с разработкой Пауэлла и Дэнби для плавучего поезда, родились первые коммерческие поезда на магнитной подвеске. Шаттл на магнитной подвеске был открыт в Соединенном Королевстве в 1995 году, и немцы построили и испытали несколько прототипов, в результате чего появился Transrapid. Разработанный в Германии Transrapid в Шанхае является самым быстрым коммерческим поездом в эксплуатации с максимальной рабочей скоростью 270 миль в час, в то время как прототип поезда на магнитной подвеске серии L0 в Японии установил рекорд скорости поезда в 375 миль в час.
В будущем системы Hyperloop могут использовать аналогичную технологию для плавания и ускорения пассажирских капсул в вакуумной камере, потенциально достигая скорости до 750 миль в час.
Квадрокоптер Дрон
Название патента: «Всенаправленный вертолетный дрон с вертикальным подъемом».
Беспилотный квадрокоптер, который сегодня жужжит над парками и беспокоит самолеты, был впервые запатентован еще в 1962 году. Эдвард Г. Вандерлип, инженер Piasecki Aircraft Corporation, впервые разработал способ, позволяющий приборам вертолета продолжать функционировать в случае отключения питания.
Затем Вандерлипу пришла в голову идея включить удобные для пилота полетные системы в небольшой роторный самолет с дистанционным управлением. В его патенте на «всенаправленный вертолетный беспилотник с вертикальным подъемом» описывается БПЛА (беспилотный летательный аппарат), предназначенный для «чрезвычайно простого» управления. Конструкция дрона имеет «четыре подъемных винта, расположенных попарно на противоположных концах», так что вертикальная ось наклона всегда перпендикулярна земле. Это позволяет летательному аппарату наклонять несущие винты и лететь в любом направлении, сохраняя при этом ровную платформу.
Как только средства управления полетом и другие электронные системы, такие как GPS-навигация, догнали идею Вандерлипа, беспилотники-квадрокоптеры стали подниматься в небо целыми стаями.
Спутниковая система навигации (GPS)
Название патента: «Навигационная система с использованием спутников и методов пассивной дальности».
Военно-морской флот изобрел спутники GPS, и сегодня ими пользуются все. Роджер Л. Истон был вдохновителем глобальной системы позиционирования, поскольку в 1950-х годах он разработал технологии для Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) для отслеживания американских спутников на орбите, а затем и советских спутников. В 1959 году Истон разработал систему наблюдения за космическим пространством ВМС — первую радиолокационную сеть, которая отслеживала каждый объект, вращающийся вокруг Соединенных Штатов.
В последующие десятилетия Истон перевернул свою технологию, отслеживая наземные объекты из космоса. Этот патент 1974 года, выданный ему, описывает методы навигации с помощью спутников. Высокоточные часы, запущенные в таких миссиях, как TIMATION I и II, усовершенствовали технологию и исправили ошибки, вызванные специальной теорией относительности. Первые данные GPS были переданы спутником Navigation Technology Satellite 2 в 1977 году.
Эта технология оставалась в распоряжении вооруженных сил в течение многих лет, и Соединенные Штаты использовали спутники GPS для навигации по пустыням Кувейта и Ирака во время первой войны в Персидском заливе, которую иногда называют «первой космической войной». GPS стал полностью работоспособным с 24 спутниками в 1995 году, и сегодня Google Maps доступен всем в мире.
Bluetooth
Название патента: «Одноранговый обмен информацией для устройств мобильной связи».
Яап Хаартсен изобрел Bluetooth в 1994 году, что позволило электронным устройствам, находящимся в непосредственной близости, соединяться друг с другом с помощью маломощных сверхвысокочастотных радиоволн. Хаартсен разработал несколько патентов, касающихся Bluetooth, но они были загнаны в угол судебными исками. Этот патент 2013 года описывает, как технологию можно использовать для передачи данных GPS.
В системе используются небольшие компьютерные чипы, имплантированные в устройства, которые служат мини-радио и запускают программное обеспечение, необходимое для соединения друг с другом. Устройства соединяются через сеть ближнего действия, известную как пикосеть. Сегодня эта технология используется почти во всех портативных устройствах, включая наушники, камеры и интеллектуальные термостаты.
Солнечная панель
Название патента: «Устройство для использования солнечной лучистой энергии».
В начале 19 века французский физик Эдмунд Беккерель обнаружил, что некоторые материалы при воздействии света генерируют слабый электрический ток: фотоэлектрический эффект. В 1839 году он создал первый фотоэлектрический элемент, подключив хлорид серебра, помещенный в раствор кислоты, к платиновым электродам.
Около пятидесяти лет спустя Эдвард Уэстон получил первый патент США на солнечную батарею. Патент описывает «термоэлектрический элемент» с двумя телами из «разнородного металла», соединенными на одном конце и изолированными во всех остальных местах, чтобы «вызывать электрический ток в цепи» при воздействии света. Уэстон даже предусмотрительно набросал систему хранения энергии, чтобы «энергия, накопленная в солнечные часы, могла быть использована ночью или в периоды облачной погоды», указав на основную проблему крупномасштабных операций с солнечной энергетикой сегодня.
Технология солнечных панелей продолжала совершенствоваться на протяжении десятилетий, и сегодня они сделаны в основном из кремния. Спутник Vanguard 1 стал первым космическим кораблем, использующим солнечные батареи в 1958 году, что способствовало популяризации этой технологии. В настоящее время крупнейшая в мире солнечная электростанция Kamuthi Solar Power Project в Индии занимает площадь около 3,9 квадратных миль и имеет мощность почти 650 мегаватт.
А какие еще вы знаете патенты, появившиеся десятилетия назад, но лишь сейчас ставшие передовыми современными технологиями?