GRAND инженерных задачах

В двадцатом веке инженерных включен жизни, какой мы знаем ее. Национальная инженерная академия смотрит на то, что необходимо в будущем.

Это может быть невозможным для людей, проживающих в промышленно развитых странах, чтобы отразить в 20 веке, не задумываясь о ошеломляющие нововведения вызваны инженеров и ученых. Даже топ-оф-головки выбора могут включать в себя революционные достижения, такие как автомобили, самолеты, антибиотики, радиостанции, ракеты, реактивные двигатели, генная инженерия, компьютеры, телевидение и Интернет. Технологические возможности и высокие деловые качества породили больше технологий, с достижениями в некоторых районах почти прогрессирует в геометрической прогрессии.

Но достижения техники и инженерных мире имели темную сторону, они создали новый пейзаж с серьезными, новые проблемы, и необходимость в дальнейшем повышении технических решений. Рассмотрим проблемы, связанные с истощением энергетических ресурсов, разработке последствий глобальных экологических сдвигов, нависая безопасности и террористических лечит, или появление патогенных drugresistant - и это только некоторые из них.

Что так много насущных проблем, чтобы решить, Национальной академии инженерных наук (NAE) созвала группу Выполненная и инновационных специалистов в различных областях, чтобы задуматься о больших проблем для 21-го века, и каким образом они могут быть решены техника, наука и медицины.

В результате список из 14 Основных инженерных задачах "инженерно-делать умеют" предприятий, которые имеют наибольший потенциал для глубокого и положительное влияние на цивилизацию. Гранд Проблемы были обнародованы на 15 февраля 2008, состоялась пресс-конференция в связи с ежегодной встрече Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) в Бостоне, штат Массачусетс.

На пресс-конференции, Уильям Перри, председатель комитета Великого вызовы и бывший министр обороны США, сказал, что группа посмотрел на большее, чем просто "наследство проблемы", созданный в ходе 19-го и 20 веков. "Мы сосредоточились не только на то, что может быть изобретено, но то, что необходимо изобрел", сказал он.

NAE президента Чарльза М. Вест передал же порядке. "Некоторые проблемы", сказал он, "необходимы для нашего выживания на планете, а некоторые сделает нас более безопасного и против человеческих и природных угроз, и все бы улучшить качество жизни в нашей стране и мире".

Для участия инженеров и публикации по особым поручениям в Гранд Проблемы обсуждения NAE приступила сайте (<a target="_blank" href="http://www.engineeringchallenges.org" rel="nofollow"> www.engineeringchallenges . Org </ A>), что представляет собой эссе по истории и целях каждой трудности, с читателем форума, посвященного обсуждению и обмена идеями по каждой теме.

Наряду с 14 конкретных задач, NAE хочет Гранд Проблемы концепции должен был стать основой более широкого понимания того, как машиностроение вносит свой вклад в нашу жизнь и наше процветание. Он также надеется вдохновить новое поколение молодых людей идти в инженерных и стремиться к более желательным и устойчивого будущего.

NAE также надеется на то, что великий вызовы будут механизма объяснить политикам, что эффективное управление и мировое лидерство в 21 веке будет зависеть от реализации и использования знаний и инструментов, науки, техники и медицины.

"Эти проблемы уже не просто те, кто в бизнесе или политике," сказал Вест. "Если мы не имеем соответствующего руководства и технические решения для этих проблем, они не будут решены".

Совещание Гранд задач потребует полной интеграции инженеров, ученых, политиков, правительств и общественности в большой, чтобы внести изменения происходят. "Двадцать первый век инженерные не будет статического предприятие", сказал Вест ". Он идет вперед и изменения в органических и быстрым способом."

Вест отметил о том, как научные дисциплины развиваются. "В прошлом веке ученые обнаружили, инженеры создали, и врачей исцелил", сказал он. "В двадцать первом веке, науки, техники и медицины полностью взаимозависимы и смешивания вместе по-новому".

Инженеры и техники будет играть определяющую роль в грядущем столетии, как они делали в прошлом. Перри считает, что перспективы интересно. "[Когда] мы оглядываемся в конце 21-го века, я считаю, что успехи будут столь же впечатляющими, как были достижений 20-го века", сказал он.

NAE и Великого Проблемы панели надеяться, что инженеры будут применяться технологии и ноу-хау с новой продумывания и охватывающий видение будущего они помогают создавать.

Сделать солнечной энергии экономической

Захват одной части 10000 от солнечных лучей, которая падает на Землю будет соответствовать 100% энергии потребностей общества. Этого не может быть сделано с сегодняшнего неэффективного, тяжелой и трудно установить технологий, но и новые, легкие, nanoengineered солнечных батарей может позволить экспоненциальный рост использования солнечной энергии. Инженеры также необходимость разработки технологий, таких как nanoengineered топливных элементов.

Обеспечение энергии ядерного синтеза

Жизнеспособность этой Grand Challenge будет определяться только с дополнительной работы. Хотя человеку-инженерных слияния была продемонстрирована на небольшом масштабе, задача состоит в том, чтобы найти способы эффективно, экономно и безопасно увеличить масштаб коммерческой пропорции. Успешно следуя по стопам ВС, это значит, недорогие и почти безграничные энергоснабжения.

Разработка методов улавливания углерода

Даже если солнечной энергии и синтеза быстро развиваются, углерода топлива все равно будет сожжен на десятилетия вперед. Новый, практичным и экономически эффективных методов сбора и хранения углекислого газа, необходимых для сокращения ущерба окружающей среде, которая приходит в результате сжигания ископаемых видов топлива и выбросов углекислого газа в energyproduction процессов.

Управление азотного цикла

Человек производства азота, особенно для сельского хозяйства приложений, играет важную роль в современной жизни. Он также нарушается естественный цикл, в результате чего новые виды загрязнения. Инженерные стратегии по увеличению денитрификации, сокращения выбросов парниковых газов и повышения эффективности деятельности человека, связанных с использованием азота может помочь сохранить устойчивого продовольственного снабжения без чрезмерной деградации окружающей среды.

Восстановление и улучшение городской инфраструктуры

инфраструктуры Америки - все, от систем водоснабжения и канализации для транспортных сетей к электрическим сетям и газопроводов - стареет, и недостаток. Нехватки средств для ремонта или замены. Инжиниринг, необходимые для разработки устойчивых, технологически обоснованных подходов для восстановления. Еще одна задача будет довести до общества ценности и необходимости делать это.

Предварительный персональной обучения

Традиционные системы образования следовали один-размер-подходит для всех подход. Исследования в области неврологии обеспечивает понимание процессов, лежащих в обучение, в том числе индивидуальных предпочтений и способностей. Компьютерные уроки могут быть приспособлены к нуждам людей, с приложениями, как общие, так и конкретных (например, рекомендующего системы для освоения второго Языки).

Engineer лучше лекарств

Открытия в области генной инженерии и генной отображения позволяют лучше понять болезни и как их можно лечить. Персонализированной медицины - на основе точной диагностики возбудителя и пациента может привести к лекарствам, устройства мониторинга и стратегии здравоохранения разработана специально для индивидуальных нужд. Связанная с этим задача является появление лекарственно-устойчивых штаммов заболевания. Новые стратегии для преодоления проблемы усугубляются успех прошлого терапии.

Предварительный информатики здравоохранения

Крупномасштабное систематическое применение вычислительных решений медицины информационных технологий. Здоровье / биомедицинских информатики включает в себя все, от медицинской документации по отдельным вопросам обмена данными о вспышках болезней между правительствами и международными организациями в области здравоохранения. Вычислительный сделал отображение генома реальность, и в свою очередь, проект генома установила инструменты для начала перепрограммирования ответ организма на патогенные микроорганизмы. Здоровье информатики будет способствовать также стратегий борьбы с эпидемиями и общественного здравоохранения.

Обеспечение доступа к чистой воде

Об одном из каждых шести людей, живущих сегодня не имеют надлежащего доступа к чистой воде. Вода для питья и бытовых нужд составляет лишь малую часть от общего объема потребления воды общества. Санитарии, промышленности и сельского хозяйства зависят от него. Технологии, необходимые для улучшения утилизации сточных вод и очистки сточных вод. Низкая стоимость, крупномасштабных программ в опреснения, а также мелкие деревни размеров устройств для фильтрации воды, не требуется.

Расширение виртуальной реальности

Большая часть общественности восприятие виртуальной реальности относится к развлечениям, и выполняет то, что Гранд Проблемы стула Перри называет "сенсационный" фактором. Но виртуальной реальности также играет важную роль в содействии инженеров себе и искать внутри комплекса объектов, которые они разрабатывают, таких, как автомобили, самолеты и систем безопасности. Виртуальная реальность может также применяться к образованию и психиатрии, что позволяет студентам и пациентов, полностью погрузиться в теоретический опыт.

Обратный инженер головного мозга

Обучение, как сам мозг узнает, поможет инженерам создавать столь же сложными системами, которые используют искусственный интеллект. Понимание мозга, имитируя его функции не только приведет к более быстрому компьютеров и moreefficient и умные машины, но это также поможет в лечении неврологических расстройств.

Предотвращение ядерного терроризма

Основных задач Группа пришла к выводу, что наиболее важные меры будут помешать террористам получить в свои руки оружие и расщепляющихся материалов, в первую очередь. Достижение этой цели в основном политические проблемы, а не технической проблемой. Но технические достижения в таких областях, недорогой и чувствительные приборы обнаружения, мониторинга систем, а также RapidResponse стратегии могут способствовать политических решений. То же самое относится и к биологическим терроризмом. Такие системы могли бы также помочь в борьбе с пандемией и других природных угроз.

Безопасный киберпространстве

Сети информации в электронном виде внедренных практически во всех областях современной жизни. Компьютерные системы координат транспортных сетей, фары для регулирования движения, маршрут самолетов, прямая радио-, теле-и сигналы мобильного телефона, осуществлять по электронной почте, а также управлять военной, финансовой и аварийных служб. Утилита систем, обеспечивающих электроэнергии, газа и воды могут быть парализованы киберпространстве сбоев. Инженеры должны будут разработать подходы для проверки подлинности оборудования, программного обеспечения и данных в вычислительных системах, а также для проверки личности.

Engineer инструменты для научных открытий

Миссия изучает наш мир, и определение себя как человеческих существ всегда будут большой проблемой. Это продолжалось изучение потребуется опыт инженеров и ученых в разработке инструментов, приборов и систем, которые позволяют приобретать новые знания о - и найти способ понять - физического и биологического мира.