techniek Archieven

Wat doet het Technium met ons?

4 reacties / Ideeën en techniek, Wereld / Door Germen Roding / 21 november 2021 22 november 2021

De techniek waar we tussen leven heeft veel weg van een levend organisme (of een ecologie van levende organismen). Techniek evolueert, verspreidt zich, concurreert en neemt andere technieken in zich op om steeds tot een beter resultaat te komen. Vandaar dat denker Kevin Kelly de laatste stap maakt en de verzameling van alle techniek in de wereld een organisme met een eigen dynamiek, het technium noemt. Wat staat ons te wachten?

Het technium

In Kelly’s optiek vormt de techniek zoals we die nu ontwikkeld hebben een vorm van ecologie. Immers, technische vindingen werken met elkaar samen, beïnvloeden elkaar en roepen voortdurend om verbeteringen. Weliswaar is de mens de bedenker en uitvoerder van nieuwe technologie, maar steeds meer ligt de controle bij de dynamiek die door de technologie in het leven is geroepen. Er komen steeds betere chips omdat de concurrenten ook steeds betere en snellere chips ontwikkelen. Marktwerking is niets anders dan de smeerolie die deze dynamiek laat lopen.

Efficiency en noviteit als drijvende kracht
Het grootste deel van de ontwikkeling van nieuwe techniek gebeurt door grote corporaties met aandeelhouders. In de meeste westerse landen (w.o. de VS) bestaat er wetgeving die managers verplicht share holders value te maximaliseren. Met andere woorden: grote corporaties zijn in feite machines geworden met als doel zo veel mogelijk winst te maken. In de praktijk wordt dat bereikt door zo veel mogelijk te verkopen tegen zo laag mogelijke kosten.
Veel verkopen lukt alleen als je iets produceert dat in de ogen van klanten veel beter is dan dat van concurrenten. De effectiefste manier is, naast geslepen marketing, hiervoor voortdurend met technische innovaties komen. Het grootste deel van de techniek wordt gebruikt door bedrijven om andere techniek te fabriceren; hierbij is efficiency en enabling (het in staat stellen om nieuwe dingen te doen) allesoverheersend. Het netto resultaat van dit alles is dat bedrijven een groot deel van hun bruto winst steken in techniek en innovatie.

Wat staat ons te wachten?
Tot nu toe heeft de ontwikkeling van het technium per saldo gunstig voor mensen uitgepakt. Dit komt omdat de meeste technische innovatie in enigszins democratisch geregeerde landen plaatsvindt, waardoor er vooral vraag is naar techniek die de individuele mogelijkheden en welvaart vergroot.

Het technium: sterker dan de consument

Uiteindelijk maken consumenten een steeds kleiner deel uit van de economische ecologie. De business-to-business markt, het deel dat bedrijven als zodanig consumeren in bijvoorbeeld Nederland is groter dan wat consumenten netto uitgeven. In de woorden van Jan Marijnissen: in Nederland wordt meer verdiend met beleggen dan met werken. Kortom: alle reden dus om de technologie als zodanig, het technium, te zien als een zelfstandige kracht die onder controle staat van niemand.

Grotere ongelijkheid en verarming van de modale westerling
De laatste jaren vindt echter een zorgelijke trend plaats, vooral in de VS. Hoewel de economie daar enorm is gegroeid is de modale Amerikaan (gecorrigeerd voor inflatie) qua welvaart stil blijven staan. Het gevolg zal zijn dat de drijvende kracht achter het technium steeds meer de kleine groep superrijken zal zijn. Het is in hun belang een zo groot mogelijk deel van de welvaart en hulpbronnen naar zichzelf toe te trekken (en zullen dus voornamelijk R&D doen naar technieken die dat doel bereiken). Het gaat hier in het algemeen over grootschalige technieken. Geen zonnepanelen dus maar enorme zonnefarms, geen pc’s maar enorme serverparken met domme clients.

We zullen dus iets moeten verzinnen om het technium weer meer mensgericht te laten worden. Mijns inziens kan dat alleen als er meer research en development door citizen scientists, publieke organisaties en open source groepen plaatsvindt. Er zal een sterk open-source technium moeten komen. Kleine bedrijfjes moeten weer de drijvende kracht achter vernieuwing worden.

Meer lezen

Technocommunisme, waarbij techniek weer gemeenschappelijk bezit wordt, kan de hele wereld net zo rijk maken als Nederland.

Technocommunisme kan armoede eenvoudig oplossen

3 reacties / Ideeën / Door Germen Roding / 22 februari 2021 20 februari 2021

Kunnen we door middel van technocommunisme, de leefomstandigheden elders in de wereld zo goed maken dat er alleen nog toeristen zullen zijn, niet meer economische migranten?

Geld, een gevaarlijke illusie

De meeste mensen denken dat het probleem een gebrek aan geld is. Deze gedachte is onjuist. Geld is niets meer dan een abstractie. Een afspraak. Omdat de 300 miljoen Europeanen die in de eurozone leven (en veel niet-Europeanen) geloven dat de cijfertjes op hun bankrekeningen en de briefjes in hun portemonnee waarde hebben, heeft de euro waarde. Het is letterlijk wat de gek er voor geeft. Waar het om gaat is waar de euro voor staat. De abstracte grootheid “waarde”.

Zoals al besproken, is ook deze subjectief. De waarde van een liter water is voor een dorstige reiziger midden in de woestijn veel groter dan die voor een natgeregende wandelaar in de Kempen.

Energie x atomen x informatie = product

De formule hierboven geeft ruwweg aan, wat nodig is om een product te maken. Alle producten bestaan uit atomen, die op een bepaalde manier aan elkaar zijn geplakt. Er bestaan ook producten die uit puur energie (elektriciteit) of puur informatie (software, advies, en natuurlijk de geniale geestesproducten op Visionair.nl ;) ) bestaan. En hiermee ruwweg een inschatting van de kostprijs. Zo is een gouden ring ring duur, omdat goudatomen schaars zijn. Diamanten zijn duur, omdat het veel energie kost om uit de zeer algemene koolstofatomen, diamant te maken. Microchips zijn duur, omdat het veel energie kost ze te maken, plus veel informatie.

Einde aan de schaarste

Door drie belangrijke ontwikkelingen komt er een einde aan de schaarste van alle drie. Ruimtemijnbouw legt de grondstoffen in de rest van het zonnestelsel voor ons open. De goudprijs zal dus op wat langere termijn dalen. Ook energie wordt steeds goedkoper. Op dit moment is zon in het grootste deel van de wereld al goedkoper dan fossiel. Ook de energieopslag verbetert meer en meer. Waarom wordt alles dan niet steeds goedkoper? Het antwoord: wetten en regels.

Kunstmatige schaarste door patenten en marktbescherming

3d-printers waren tot ongeveer tien jaar geleden onbetaalbaar. Nu niet meer. De reden? De patenten op de FDM- en SLA–techniek liepen in 2014 af. Dit was dé doorbraak waarop de wereld wachtte. Want daardoor daalden de kosten van de goedkoopste 3D-printers van enkele tienduizenden euro’s begin van deze eeuw, tot minder dan honderd euro nu. En dat niet alleen. 3D-printers worden nu voor de meest uiteenlopende doelen ingezet, variërend van 3D-geprinte medicijnen tot huizen.

De RepRap open source printer bestond al sinds 2005. Maar zolang de FDM- en SLA-patenten nog bestonden, moesten fabrikanten veel licentiekosten afdragen.

Dit is slechts één voorbeeld. Er zijn er veel meer. Overal betekende een einde aan restrictieve wetgeving, een opbloei van technologie in een bepaald gebied. En hiermee steeds meer een einde aan de schaarste.

Technocommunisme, de principes

Stel, dat we eigendomsrechten inperken tot het absolute minimum? Dus, alleen land en persoonlijke materiële bezittingen? En alleen belasting heffen op atomen, ruimte (zoals land) en omzet? Dan krijgen we iets wat ik technocommunisme zou willen noemen. Een drastische inperking van oneigenlijk privébezit en uitbreiding van de publieke ruimte. En hiermee, een vergroting van de vrijheid. Immers, een klein eigen huis, kleding of functionele industriële machines zijn eigendommen die de vrijheid van anderen niet buitenproportioneel inperken. Maar patenten en andere positieve rechten doen dat wel.

In feite is de natuur, met de kennis die we als mensheid in de loop van duizenden jaren op hebben gebouwd, voldoende overvloedig om ons allemaal aan een goed bestaan te helpen.

Welvaart voor vluchtelingen

Op dit moment besteedt Nederland ongeveer 500 miljoen euro per jaar aan het helpen van 20.000 asielzoekers. Dat is evenveel als het jaarlijkse budget van een kleine staat als Tonga of Dominica. Voldoende geld om in een echt arm land zoals bijvoorbeeld Niger of Jemen, het inkomen van een miljoen mensen te verdubbelen. Om het complete Rohingya-probleem in Bangladesh in enkele jaren op te lossen.

Of, nog slimmer, om een eiland van welvaart midden in de armoede te bouwen, een soort Singapore of Hongkong. Op woestijngrond, die we voor, zeg, vijftig jaar, pachten van een Afrikaans of West-Aziatisch land. Bijvoorbeeld, Tunesië. Hier kunnen we, net als in bijvoorbeeld Hongkong gebeurd is, een vrijhandelszone vestigen, een hotbed voor technologie die op maat gemaakt is voor de omgeving. Vluchtelingen zijn hier welkom. No questions asked. Elke vluchteling krijgt, gegarandeerd, betaald werk.

Wel moeten ze werken. En zich aan wetten houden die de mensenrechten beschermen. En wat dat betreft, overeenkomen met wat het Europese Verdrag voor de Rechten van de Mens, eist. Afgezien hiervan, moeten er geen wetten gelden. Geen patenten, geen copyright, geen onzinnige regels, anders dan regels die de gezondheid en veiligheid direct beschermen, zoals voorschriften voor bouwveiligheid en voedselveiligheid.

Wedden, dat deze eilanden op den duur rijker zullen worden dan Nederland?

Bronnen
1. The Complete History of 3D Printing: From 1980 to 2021, 3D Sourced, 2021

Binnenkort op elk oppervlak? Bron: University of Melbourne

Australische zonnecellen rollen nu van de printer

2 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek, Techniek / Door Germen Roding / 14 september 2015 14 september 2015

Wordt dit de definitieve doorbraak van zonne-energie? Een Australisch consortium van onder meer de universiteit van Melbourne is er in geslaagd om zonnecellen te ontwikkelen, die met een standaard drukpers kunnen worden geprint.

Stel je voor, vluchtelingenkampen midden in de woestijn waarbij de tenten heerlijk koel blijven door solar-powered airconditioning, die tegelijkertijd ook water wint uit de hete woestijnlucht. Water stills leveren genoeg water op voor groentekassen waarin het water geconserveerd wordt. Overal in de tentenstad zoemen machines, die aangedreven worden door zonne-energie. Daarmee voorzien de vluchtelingen in een groot deel van hun eigen behoeften en maken winstgevende producten. Hierdoor hebben de vluchtelingen een welvarend leven en willen ze niet meer terug naar het onderdrukkende land waar ze vandaan gevlucht zijn. Wat ooit een plaats van wanhoop was, wordt nu een stad van hoop met een welvaartspeil waar een groot deel van de wereld jaloers op zou zijn.

VISIONS — CTRL+P Australia's Largest Solar Cells

Een utopische waandroom? Niet meer. Dankzij doorbraken van een Australisch consortium kunnen nu zonnecellen voor een habbekrats geproduceerd worden. Zonnepanelen zijn enorm in prijs gedaald, maar nog steeds niet echt goedkoop: de allergoedkoopste kosten september 2015 iets onder de 65 eurocent per watt piekvermogen. Een watt piekvermogen levert voor een optimaal geplaatst zonnepaneel in Nederland en België rond de 0,8 kilowattuur (â‚¬ 0,20) op. In theorie heeft u een zonnepaneel in de Lage Landen er dus in vier jaar uit, in zonniger landen zelfs korter. Helaas wordt deze roodkleurige berekening verpest door de kostbare randapparatuur die nodig is om de zonnestroom te converteren naar netstroom, en de hoge installatiekosten van zonnepanelen, maar nu al is zonnestroom ongeveer even duur als fossiele stroom, voor consumenten zelfs goedkoper.

Maar wat als de kosten per watt piekvermogen zouden dalen tot onder de twintig, of zelfs tien cent? In dat geval zou je kunnen overdimensioneren: domweg zoveel zonnepanelen installeren, dat er ook in de winter voldoende energie is om zelfvoorzienend te zijn. Dan heb je ook geen dure converters of opslag meer nodig, behalve uiteraard voor de nacht, en kan je de meter afkoppelen.
En precies deze extreme daling lijkt nu in te zetten. Het nieuwe Australische productieproces maakt gebruik van een al bestaande offsetprinter van A$200.000, waar inkt voor zonnepanelen in wordt toegevoerd. Hiermee wordt een laagje organische zonnepanelen op een buigzaam oppervlak, zoals plastic, geprint. Oorspronkelijk waren deze zonnecellen zo groot als een munt, maar de onderzoekers hebben de grootte nu op kunnen schalen naar A3-formaat. De zonnecellen kunnen geprint worden met een snelheid van één cel per twee seconden (tien strekkende meter per minuut).

De zonnecellen produceren 10-50 watt per vierkante meter, dus 1,25-6,25 watt per zonnecel. De onderzoekers verwachten dat de proefprintinstallatie in staat is zonnecellen voor minder dan 1 Australische dollar per watt piekvermogen (rond de 60 eurocent per september 2015) te produceren, als de productie grootschaliger wordt. De kostprijs wordt hier voornamelijk uitgemaakt door de chemicaliën. De prijs zou dus wel eens nog veel drastischer kunnen dalen als deze op grote schaal gemaakt kunnen worden. Dit zou uitermate goed nieuws betekenen voor zowel de planeet aarde als haar menselijke bewoners.

Bron
Printing Australia’s largest solar cells, Processing Online, 2013

GOGBOT 2015 verkent deze keer de gevolgen van Internet of Things.

GOGBOT 2015: the Internet of Things

1 reactie / Ideeën, Ideeën en techniek / Door Germen Roding / 8 september 2015 8 september 2015

Van 10 september tot 14 september 2015 is het roemruchte kunst- en techniekfestival Gogbot in Enschede. Deze keer (Gogbot 2015) met een erg actueel thema, dat ook al op Visionair is besproken: het Internet of Things.

The Internet of Things betekent dat alle electronische spullen om ons heen aan elkaar gekoppeld worden en samen een slimme omgeving gaan vormen. Hoe werkt dat technisch, wat zijn de mogelijkheden en de uitdagingen? En hoe gaat onze wereld eruit zien binnenkort en op langere termijn? Er is ook bezorgdheid of deze gekoppelde wereld niet gehackt kan worden. Hoe staat het ervoor met onze privacy, en wat is nodig om onze veiligheid te waarborgen te midden van al die slimme en communicerende apparaten?

Het Internet of Things zal ongekende mogelijkheden, maar ook veel bedreigingen opleveren. Een gewaarschuwd mens telt voor twee, en als we ons goed voorbereiden en verstandige keuzes maken zal het Internet of Things ons leven en onze wereld verrijken, niet vergallen.

Deelnemende kunstenaars aan Gogbot 2015 zijn o.a. Marnix de Nijs, Ruben Pater, Sander Veenhof, Frederik de Wilde, Twittercore, Geoffrey Lillemon, studenten Creative Technology Universiteit Twente. GOGBOT 2015 werkt samen met o.a. Universiteit Twente, Tkkrlab, TETEM Kunstruimte, Concordia Kunst en Cultuur, Science Cafe Enschede en MADLAB Eindhoven.

Meer informatie
GOGBOT 2015

De docu Fixed beschrijft de mogelijkheden om met human augmentation lichamelijke beperkingen van ons lichaam op te heffen.

Mens verbeteren is oplossing massawerkloosheid

4 reacties / Analyses, Ideeën, Ideeën en techniek, Maatschappij, Mensheid, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 31 augustus 2015 31 augustus 2015

De mens verbetert zich nauwelijks meer, terwijl machines elk jaar meetbaar beter worden. Hoe laten we de technologische vooruitgang voor de mens werken, in plaats van tegen de arbeider?

Op dit moment ligt de focus van technische vernieuwers vooral op het vervangen van mensen. Geen wonder. Mensen zijn onbetrouwbaar en duur. Als een bedrijf er in slaagt om personeel te vervangen door machines, betekent dat direct een stevige besparing op loonkosten.

Toch is er ook een tweede manier om te innoveren. Zo kunnen er technieken worden ontwikkeld om werknemers dingen te laten doen die ze eerst niet konden (enabling technology) en om werknemers meer te laten presteren in dezelfde werktijd (human augmentation). Een voorbeeld van de eerste soort bij soldaten is bijvoorbeeld nachtzichtapparatuur, een voorbeeld van de tweede soort een exoskelet. Hieronder een video van de universiteit van Arizona, waardoor mensen veel harder kunnen rennen dankzij een exoskelet. Door middel van dit exoskelet kunnen mensen dingen doen doe ze eerst niet konden en kunnen we de mens verbeteren.

Omdat in de Verenigde Staten heel veel onderzoek wordt gesponsord door DARPA, de onderzoeksarm van het Amerikaanse leger, wordt onderzoek sterk in de richting gestuurd van de wensen van het Amerikaanse leger. Dit exoskelet is uiteraard erg handig als je een groepje vijandelijke strijders wilt achtervolgen en neermaaien, minder als je in een fabriek werkt. Vooral voor het Amerikaanse leger human augmentation-nuttige techniek wordt ontwikkeld, en er ligt minder de nadruk op voor de arbeidsmarkt relevante human augmentation techniek. Voor een werknemer in de fijnelektronica of laboratoriumtechniek zou bijvoorbeeld een microscoopbril, waarmee zij op nanoschaal kan kijken, erg nuttig zijn, voor een soldaat niet. Daarom komen die dingen er niet. De hoofdprijs zou uiteraard een hulpstuk zijn waarmee bijvoorbeeld het werkgeheugen of de rekensnelheid van de mens kan worden vertienvoudigd. Dit zou ons IQ laten exploderen en ons laten samensmelten met de techniek, waardoor de mens niet overbodig zal worden, maar met de techniek mee zal groeien. Kortom, de ultieme manier voor mens verbeteren.

Hier ligt denk ik een duidelijke taak voor Europese onderzoekers en uitvinders. Hier, en in Japan, is wetenschappelijk onderzoek meer civieltechnisch gericht. Als wij, met de Japanners en Koreanen, er in slagen om human augmentation techniek te ontwikkelen, kunnen we werknemers in Europa en de rest van de wereld helpen bij te blijven en de waarde van arbeid te behouden. Er ontstaat dan geen massawerkloosheid en ongelijkheid zoals nu, maar een goedbetaalde en empowered arbeidersklasse, die topkwaliteit producten en diensten ontwikkelt. Kortom: een veel betere wereld dan nu.

Ook kunnen we wat doen aan de steeds grotere groep zogeheten arbeidsongeschikten. We kunnen hun beperkingen opheffen en hun sterke kanten maximaal uitbuiten, waardoor ze weer deel kunnen nemen aan het arbeidsproces en zich volwaardig lid van de maatschappij kunnen voelen.

Een langere documentaire over de laatste ontwikkelingen op het gebied van human augmentation hieronder.

Human Augmentation: Blurring the Line Between Biology & Technology

De druppel wordt naar binnen gezogen. Antizwaartekrachtspomp?

Video: antizwaartekrachtspomp ontwikkeld

9 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek / Door Germen Roding / 16 juni 2015 14 juni 2015

Kesong Liu van de Beihang Universiteit in de Chinese hoofdstad Beijing ontwikkelde met zijn team dit opmerkelijke apparaat, dat alle wetten van de natuurkunde lijkt te tarten.

Antigravity pipe lifts water without power

De “antizwaartekrachtspomp” werkt door een netwerk van koperdraden, behandeld met alkalische oplossing zodat zich kleine gasbellen vormen. Als gevolg daarvan wordt het oppervlak extreem waterafstotend. Als een druppel die onder het netwerk wordt geplaatst naar boven wordt gezogen, door de oppervlaktespanning van water, wordt de vloeistof er boven als het ware naar boven geperst. Het systeem kan water niet verder dan een centimeter omhoog transporteren, maar is vermoedelijk erg nuttig voor labs on a chip.

Het systeem lijkt de wet van behoud van energie te schenden, maar vergeet niet dat water in een druppel, vooral een kleine druppel, energetisch ongunstiger is dan een bak water. Die energie komt vrij en drukt het water omhoog. Wat omlaag valt is een grote druppel.

Bron
Kesong Liu et al., Superhydrophobic â€œPumpâ€: Continuous and Spontaneous Antigravity Water Delivery, Advanced Functional Materials, 2015

Infographic over het Leidenfrosteffect. Bron: Wikimedia Commons

Leidenfrostmotor ontwikkeld

Laat een reactie achter / Ideeën, natuurkunde, Techniek, Wetenschap / Door Germen Roding / 7 maart 2015 6 maart 2015

Wie wel eens een druppel water in een sissende pan heeft laten vallen kent het: het Leidenfrosteffect. Voor het eerst in de geschiedenis slaagden technici er in om het Leidenfrosteffect uit te buiten voor het aandrijven van een motor. Goed nieuws voor Marskolonisten.

Wat is het Leidenfrosteffect?
Als een spetter water in een hete pan valt, is deze in een paar seconden verdampt. De Duitse natuurkundige Johann Gottlob Leidenfrost (1715-1794) ontdekte echter iets vreemds. Je zou verwachten, dat hoe heter de pan is, hoe sneller het water verdampt. Bizar genoeg bleek de druppel in een hete pan, vanaf 250 graden, minder snel te verdampen. We weten nu waarom. Als de pan heter is, verdampt er meer water aan de onderkant van de druppel. Daardoor ontstaat een isolerend ‘kussen’ van waterdamp, dat de druppel als een mini-hovercraft laat zweven en zo gescheiden houdt van de hete bodem. Daardoor neemt de druppel minder warmte op dan in een koelere pan, en blijft de druppel langer in leven. Uiteraard ligt zelfs het Leidenfrosteffect het af, als de temperatuur maar hoog genoeg is. De stralingshitte van de pan, die immers exponentieel toeneemt met de temperatuur, laat dan de druppel rechtstreeks verdampen.

De Leidenfrostmotor met ‘droog ijs’

Zo werkt de Leidenfrostmotor. Het verdampende droge ijs laat het blok droog ijs draaien. Bron: bronartikel.

Niet elke stof vormt een vloeistof bij normale luchtdruk. Kooldioxide bijvoorbeeld, verdampt rechtstreeks als vaste stof: het sublimeert. Vandaar de bijnaam ‘droog ijs’ voor vaste kooldioxide. Een blok droog ijs boven een warm oppervlak blijft ook zweven: het damplaagje kooldioxide houdt het blok zwevend. Kooldioxide wordt veel gebruikt als koelmiddel in labs, dus dit effect was vanzelfsprekend al langer bekend. Nieuw aan dit onderzoek is de poging, het effect te gebruiken om er een motor mee aan te drijven.

Hoe werkt de Leidenfrostmotor?
Een blok van onder verdampend kooldioxide-ijs, levert gas onder druk. Die druk kan direct of indirect afgetapt worden. In dit ontwerp heeft de onderste, hete plaat een spiraalvormig patroon. Hieruit spuit het gas weg, ruwweg zoals in een draaiend stuk siervuurwerk, dat hierdoor het blok droog ijs laat ronddraaien. Het resultaat: dit blok draait steeds sneller, tot er zich een evenwicht instelt. Draait er eenmaal iets, dan is het een fluitje van een cent daar een dynamo aan te koppelen en er zo elektriciteit van af te tappen.

Detail van de onderste schijf. Redder uit de nood voor Marskolonisten?

Ideale motor voor Mars
Op aarde lijkt deze motor onpraktisch. Kooldioxide koelen tot vaste stof vergt zeer lage temperaturen. Zelfs hartje winter op Vostok, Antarctica, is nog niet koud genoeg. Op Mars is dit anders. Op onze koude buurplaneet komen grote hoeveelheden kooldioxide in vaste vorm voor, die in een jaarlijkse cyclus sublimeert en weer aanvriest. Om de Leidenfrostmotor aan te drijven, hoeven Marskolonisten er alleen geregeld kooldioxide-ijs in te scheppen. Vanzelfsprekend moet er dan wel een plaats zijn, waar voldoende warmte kan worden geoogst om deze CO2 te laten verdampen. Dit plaatsen zijn er echter voldoende op Mars. Denk aan afvalwarmte van het ruimtestation, reactoren en met zonne-energie opgewarmde gedeelten.

Bron
Gary G. Wells, Rodrigo Ledesma-Aguilar, Glen McHale & Khellil Sefiane, “A sublimation heat engine,” Nature Communications 6,Article number:6390 DOI: 10.1038/ncomms7390

Nu is de tijd gekomen om te kiezen voor hemel of hel.

Positief denken nu nodig om de wereld te redden

5 reacties / Analyses, Ideeën, Social Engineering, Techniek, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 5 februari 2015 5 februari 2015

Optimisten worden vaak weggelachen. Toch is optimisme nu nodig, harder nodig dan ooit zelfs. Een aantal technologieën staan nu op het punt explosief toe te nemen, en wat we nu zaaien, zal sterk worden opgeblazen.

Waarom denken we pessimistisch?
De reden, dat we eerder voor zekerheden dan kansen kiezen, is dat wij mensen zijn ontstaan in een karige omgeving, waarin de strijd om het bestaan hard en genadeloos was. Elke fout of foute inschatting kan je dan je leven kosten. De slechte gevolgen die een fout met zich meebrachten, zijn veel groter dan de voordelen die bijvoorbeeld de ontdekking van een nieuwe voedselbron of stuk land met zich meebrachten. Dit vormde onze mind set. Uit psychologische experimenten blijkt, dat we eerder geneigd zijn om verliezen te voorkomen, dan om de kans op winst zo groot mogelijk te maken. Nu is de situatie radicaal anders. Sterker nog: we leven nu in een wereld waarin positief denken absoluut noodzakelijk is geworden.

Buigpunt
Meerdere zeer krachtige technologieën bevinden zich nu in een fase waarin ze een enorme impact beginnen te krijgen. Bijvoorbeeld informatietechnologie, waarvan de rekensnelheid elke twee jaar verdubbelt. Ook genetische analyse is onderdeel van een exponentiële curve: in 2015 is het mogelijk voor minder dan duizend euro een menselijk genoom in kaart te brengen. Ook deze kosten dalen snel. Andere technologieën ontwikkelen zich ook snel. Denk aan 3D printing en dergelijke. Techniek is in feite een middel om wat wij willen, in praktijk te brengen. Hoe krachtiger de technieken, hoe meer gevolgen dat wat we willen heeft. Door de exponentiële toename, worden die gevolgen steeds groter.

Hemel of hel?
Een mes kan worden gebruikt om mee te opereren of mee te steken. Veel technieken zijn specifieker. Zo is een atoombom een uitermate kwaadaardige uitvinding en antibiotica een overwegend goede uitvinding. Welke technieken er komen bepalen wij, de uitvinders en beslissers. Als we dood en verderf normaal vinden, zullen we Skynet, killer drones en geavanceerde martelwerktuigen uitvinden. Als we geloven in positiviteit, vinden we dingen als universele geneesmiddelen, replicators en onuitputtelijke energiebronnen uit. We kunnen nu letterlijk met onze gedachten de wereld van de toekomst vormen. Kortom: het is nu belangrijker dan ooit, om positief te denken.

Dit nieuwe type maser werkt bij kamertemperatuur. Bron: CERN Courier.

Bizarre typen lasers

3 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek / Door Germen Roding / 4 januari 2015 4 januari 2015

Lasers, voluit Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, zijn niet meer weg te denken. Optische lasers zijn de bekendste vorm, maar in feite zijn er heel veel verschillende soorten lasers denkbaar. De laser lijkt een uitgekauwd onderwerp, maar niets is minder waar. Maak kennis met enkele ronduit bizarre soorten lasers.

Hoe werkt een laser?
Het principe dat achter de laser zit, gestimuleerde emissie, werd in 1917 ontdekt door Albert Einstein. Als een foton een aangeslagen atoom of molecuul met voldoende energie raakt, wordt het gekopieerd: er ontstaat een tweede foton, dat dezelfde golflengte, richting, fase en polarisatie als het oorspronkelijke foton heeft. Kortom: identiek is. Aan de ene kant van een lasertoestel zit een spiegel, aan de andere kant een halfdoorlatende spiegel. Als er eenmaal een foton vrijkomt, kaatsen de fotonen voortdurend heen en weer tussen de twee spiegels, waarbij e steeds weer gekopieerd worden. Er ontstaat zo een lawine van laserlicht.

De maser: een laser die radiogolven uitzendt

Radiostraling is net als licht, elektromagnetische straling. Het verschil is dat de radiofotonen veel langer en dus zwakker zijn dan lichtfotonen. Masers zenden microgolfstraling (kortgolvige radiostraling) en langere golflengtes uit. De eerste laser was in feite een maser; in de begindagen werden lasers zelfs optische masers genoemd. Het kost niet veel energie om een radiofoton te produceren. Daarom kunnen masers gebruik maken van veel zwakkere aangeslagen toestanden dan lasers. Veel moleculen, zoals ammonia, worden daarom toegepast in masers. Masers worden vaak gebruikt als signaalversterker in radartoestellen.

Natuurlijke masers in de kosmos
Overal waar een groot deel van de atomen of moleculen aangeslagen is, kan gestimuleerde emissie optreden. Dit gebeurt vaak rond energierijke verschijnselen. Astronomen nemen al tientallen jaren maserstraling waar uit interstellaire gaswolken. Ook uitgestoten gasschillen rond oude sterren gedragen zich vaak als maser. Waarschijnlijk de grootste lasers in het universum zijn de kerngebieden in actieve sterrenstelsels. Deze megamasers zijn lichtjaren groot.

Atoomlaser
Hoewel ook de atoomlaser gebruikt maakt van gestimuleerde emissie, is het in feite een heel ander apparaat. Reden voor enkelen om de naam ‘atoomlaser’ te verwerpen. In feite bestaat de kern van de atoomlaser uit een extreem koud kluitje atomen (bekend als BEC of Bose-Einstein condensaat). Bij deze temperaturen, denk aan nanokelvins, is de energie van de atomen zeer nauwkeurig bekend, namelijk bijna nul, dus de plaats wordt zeer vaag bekend. Dus vervagen atomen tot wazige wolken die elkaar overlappen. Hebben deze atomen ook elk exact hetzelfde aantal protonen en neutronen in de kern, en is hun spin 0, dan verliezen ze hun identiteit en gedragen zich als één atoom: het BEC. Een atoomlaser produceert kluitjes atomen. Hierdoor raakt de ‘kamer’ met het BEC vanzelfsprekend leeg, waardoor de atoomlaser slechts kortdurende pulsen kan geven. Verwacht dus geen atoomlaserpistool.

Een geluidslaser. Bron: Wikimedia Commons/S. Grubudin

Saser: de geluidslaser
Geluiden (en overigens ook warmte) in vaste materialen bestaan uit fononen, elementaire trillingen. Dit zijn quasideeltjes: ze bestaan niet werkelijk, maar zijn het resultaat van vibrerende atomen. Fononen zijn kwantummechanisch van aard en vertonen ook gestimuleerde emissie. En inderdaad, de eerste sasers, geluidslasers, zijn in 2010 gebouwd. Sasers werken vergelijkbaar met lasers: het brongebied wordt met bijvoorbeeld licht aangeslagen. De fononen weerkaatsen en er ontstaat een lawine van fononen. Deze leveren een coherente geluidsbundel. Sasers bestaan nog maar kort, dus echt toepassingen zijn er nog niet. Onderzoekers denken aan verbeterde echo’s en het manipuleren van materie op nanoschaal. Hebben jullie betere ideeën, deel ze dan met ons.

Een hongerige T. Rex uit het Jura naar de aarde van nu teleporteren is nog steeds science fiction.

Video: Star Trek technologie die nu echt bestaat

5 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek, Techniek, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 2 januari 2015 4 januari 2015

Star Trek was erg populair onder jonge liefhebbers van wetenschap en techniek, vaak uitgemaakt voor nerds, en veel van hen hebben zich laten inspireren om bepaalde Star Trek technieken werkelijkheid te laten worden. Met succes. Zeker tien technieken lijken rechtstreeks geteleporteerd uit het witte doek.

Helaas is er nog geen methode om sneller dan het licht te reizen of een compleet mens te teleporteren, maar theoretici als Alcubierre hebben al systematisch nagedacht over de mogelijkheden voor een sneller-dan-licht warpdrive. Het is al gelukt om van atomen en moleculen de kwantumtoestand te teleporteren op een ander, gelijksoortig object, wat ze technisch gezien gelijk maakt aan het origineel.