给我画一个未来探索工程创新（英）2024

画我未来 单击此处或按enter获取辅助功能优化版本 “改变的秘诀是把你所有的精力集中在与旧的斗争上，而不是建立新的。 我们如何生产我们需要的清洁能源？我们可以过渡到循环经济并使自己摆脱资源稀缺吗？工业5.0中有人类工人的位置吗？AI会变得真正智能吗？隐喻是幻想还是现实？ 这些只是工程和技术领导者正在努力解决的一些具有挑战性的问题。他们发现的答案将塑造2030年的世界以及我们的子孙后代将继承的世界。 工程，科学和数学的创造性和实际应用，以在现实世界中实现预期的变化，按时和预算，正在经历一个黄金时代。担任领导职务的人的责任从未如此重要。 作为地球上一些最具创新性的公司和组织的工程和研发合作伙伴，我们很荣幸 在这些令人难以置信的转型旅程中发挥作用。本书摘录了一些最具变革性的动作，以及当今世界上最杰出和最有才华的工程师正在努力应对的相关挑战。我们的目标既不是提供详尽的清单，也不是提供我们时代所有创新挑战的层次结构。相反，我们的目标是提供当前一代行业领导者面临的技术问题的广度和多样性的快照。结合对29个主题的见解和插图，我们希望这本书将教育，娱乐和启发你。得到你想要的未来. 作为一名工程师或技术专家，从来没有比这更令人兴奋的时刻了，正如我们在凯捷工程公司所说的那样，现在是我们所有人都想大，大胆，玩得开心的时候了 。 _弗雷德里克·阿奎尔Capgemini工程公司首席营销官 单击此处或按enter获取辅助功能优化版本 为什么建设循环经济是所有工程挑战中最崇高的挑战 我们大多数人都熟悉三个R-减少，再利用，再循环。但是应对气候变化和生物多样性丧失需要我们超越现有的精益和绿色实践，采取更全面的方法，消除废物，重新循环资源，再生自然。这些是循环经济的一些原则，对我们的未来至关重要。 循环经济创造价值，促进发展，并使所有人都能获得商品和能源。这不是经济增长的问题，而是效率的问题；它是关于以不同的方式生产和消费来利用我们星球上的有限资源。什么都没有损失；一切都改变了。它以向可再生能源和材料的过渡为基础。 这种新的经济模式意味着共享、租赁、重复使用、修复、翻新和回收现有材料和产品。 虽然概念很简单，但其实施却很复杂。它需要改变行为，开发新的设计原则，并创建协同的工业价值链 。 为了扩大其循环经济实践，组织必须采用循环设计原则和新的商业模式。 组织可以通过重新思考其价值和供应链，并在其生态系统中以及与政府，立法者，学者，智囊团，供应商，供应商，客户和创新初创公司进行更多合作来推动其循环计划。为了大规模建立新的经济学，他们必须使多个参与者保持一致。 建立这种新的循环经济需要一个系统方法和相关的决策工具，依靠跨多个行业、银行和政府的关键参与者共享的透明数据，朝着共同的方向行动。 虽然这种变化起初看起来势不可挡，但这是最令人兴奋和最崇高的工程挑战之一。重新设计产品是工程师赖以生存的目标。2008年，我们的一个团队申请了他们的第一个专利。它的灵感来自于“从摇篮到摇篮”概念的发现，是我们最自豪的成就之一。 重新设计产品是工程师赖以生存的目标。2008年，我们的一个团队申请了他们的第一个专利。 单击此处或按enter获取辅助功能优化版本 量子计算机将使不可能成为可能吗？ 在过去的几年中，大多数人至少会在有关量子计算突破的新闻中看到一两个标题。这项技术为模拟，机器学习和优化中某些与行业相关的任务提供了前所未有的计算性能 。 如今，量子硬件仍处于起步阶段，在商业采用之前需要克服重大的工程挑战。量子计算机使用量子位或量子位来执行使用量子算法的计算，其中一些算法比传统计算机上的算法具有指数优势。一个核心挑战是提高量子比特的质量。目前，量子计算机在没有错误积累的情况下可以执行的操作数量有限，这极大地限制了它们的实用性。除了质量之外，还需要增加规模——可用于计算的量子比特数量——并且还需要提高运行速度，以实现广泛应用。 目前，量子计算机在不积累错误的情况下可以执行的操作数量有限，这极大地限制了其实用性 量子计算的诞生可以追溯到大约四十年前，所以人们很容易将其视为一项永远存在的技术。但是，随着今天的小型量子计算机现在可以在云中进行研究和商业评估，并且随着未来几年技术的持续指数增长，很容易理解为什么许多人认为这将是量子计算的十年。 我们使用机器计算的能力深刻地影响了我们的生活。它涵盖了从登月到今天的AI系统的所有内容，能够像人类一样令人信服地回答我们的问题，以及介于两者之间的一切 。尽管今天计算机触及我们生活的方方面面，但我们还没有达到我们需要计算机为我们做的一切的顶峰。我们甚至不接近。但即将到来的量子计算革命将在所有行业中感受到。我们将专注于影响每个人的几个领域，例如对医疗保健的新认识。我们很幸运 ，疫苗和治疗的突破是在正确的时间出现的，并产生了真正的影响。他们已经经历了多年甚至几十年的科学发展。 尽管今天计算机触及我们生活的方方面面，但我们还没有达到我们需要计算机为我们做的一切的顶峰 但我们有一个老龄化的人口和面临许多疾病，我们没有治愈，甚至很多有效的治疗方式。药物发现过程探索了大量潜在的药物分子，但这有时不足以为新药找到有希望的线索。如果计算机能够准确地模拟新型化学对人类生物学的影响，那么，结合成熟的人工智能方法，它们可以推动药物发现进入一个新时代，以更低的成本更快地找到更好的治疗方法。这种模拟水平的能力是量子计算的承诺之一，凯捷工程公司目前正在与制药行业合作伙伴合作进行领先的研究。 医疗保健不是我们面临的唯一紧迫问题。气候行动的必要性是迫在眉睫的，但旅程将是漫长的，许多新兴技术将在未来几年发挥重要作用。挑战之一是养活不断增长的人口。化肥和现代农业使我们在上个世纪初实现了四倍的作物产量。但是化肥占全球天然气使用量的3-5％*，相当于一块面包的碳足迹约40％。豆类，如豌豆，豆类和三叶草有助于固定土壤中的氮，而无需大量的能源成本。我们不了解已经进化的自然催化剂，因为今天的计算机无法在没有近似的情况下模拟它们。然而，量子计算可以掌握解开这些秘密的关键，并使我们能够为可持续农业设计新的流程。它还可能影响太阳能电池和电池的设计。 *来源：国际能源署，Gas2020 量子计算的潜在影响涉及更多领域，从金融服务中的期权定价到汽车和航空航天行业的仿真。无论是为新金融产品定价和管理风险，还是开发我们今天无法模拟的新一代材料，总有一天，这项技术将成为常规。 最终，量子计算将不仅仅是更快或更准确，而是让不可能成为可能。 量子计算可以掌握解开这些秘密的钥匙，使我们能够为可持续农业设计新的流程 获取辅助功能优化版本 PerAsperaadAstra* 火箭时代可能始于12世纪的中国，使用纸板和粉末，但直到1944年，德国V2火箭计划才发射了第一个达到100公里高度的物体，这被认为是大气层和太空之间的极限 。轨道飞行的时代始于1957年，人造卫星1号为70年代出现的轨道发射黄金岁月铺平了道路：这是一个由政府机构主导的先驱时期。 Itwasin2010withSpaceXthatthelaunchworldintoanewcommercial纪元withhighproductioncadencesandafocusonreliabilityandcostmetrics.Thelaunchpriceof$k/kilodecreasedby40%andcontinuedtofall. 像SpaceX和BleOrigi这样的私人演员正在动摇已经建立的机构游乐场。在重量级类别中，猎鹰重型将很快被Starship取代，而NewGle将迟早到达。阿丽亚娜6号将于2023年底推出，具有模块化和可重复使用的舰队，NESTS计划计划在2050年之前进行太空运输，阿丽亚娜终极已经在图纸上。 但是发射革命竞赛正在加速。模块化和可重复使用的发射器已经被认为是昨天的技术 ；纳米和立方体卫星（10cmx10cmx10cm）已经出现，曾经被称为“新空间”的卫星现在已被“快速空间”所取代。 很快，带有燃烧的大羽毛的固体推进火箭将不再是童年的记忆。Aevm设计了RavX ，这是一种自主可重复使用的无人机，看起来像空中战斗机，可以在低地球轨道（LEO：500公里至2000公里之间）发射500公斤重的卫星。与此同时，Latitde等其他快速太空公司正在设计像Zephyr这样的微型火箭，这是一种17m长的火箭，能够在600公里的高度上发射纳米卫星。首次发射计划于2025年。总部位于加利福尼亚的初创公司SpiLach已经花了十年的时间开发了一种弹射器，该弹射器将使频繁的发射能够减少对环境的破坏。 SpinLaunch于2021年10月在新墨西哥州的测试台进行了首次测试。 新西兰的火箭实验室成立于2006年，开发了Electro，这是一种能够将300公斤重的卫星送入LEO的火箭，耗资750万美元。Electro结合了许多设计创新，包括3D打印和高密度电池，为其电泵提供动力，这些电泵将推进剂送入燃烧室。火箭实验室拥有500名员工，发射了100多颗卫星。它最近宣布开发一种新的更强大的火箭 ：中子。 未来的发射器会是具有低碳影响的单阶段，具有核细胞，弹射，氢或混合动力吗？它会自毁还是回来？未来将有新的发射方法，新的发射器，并且没有燃烧的羽流。这将是不到十年的愿景。研究不仅集中在系统和产品上，而且还集中在推进上。 没有一刀切的解决方案。我们希望根据轨道（低地球轨道，中等或更高）以及人类载人或无载人任务的不同方法的临时组合。例如，使用弹射器发射器进行纳米卫星，但不用于载人任务。对于像火星这样的长距离任务，工程中的解决方案包括准备好的集线器或网关，可用于重新加载或太空拖船，将物体放在正确的轨迹上。 太空竞赛在21世纪发生了重大变化。现在，玩家专注于速度，可负担性，可持续性和可靠性，而不是成就的数量。老话按asperaadastra新的太空事业也是如此。即使太空征服是艰巨的，我们也会到达星星，并可能是最好的火箭获胜。 ...AdAstra *通过艰苦的星星 单击此处或按enter获取辅助功能优化版本 您如何保护通信 量子时代? 交流比以往任何时候都更成为我们日常生活的重要方面。从最简单的依靠在线业务来繁荣的企业，到人们在超市购物，再到通过社交媒体进行交流的朋友和家人，每秒都会发生巨大的信息传递。保护这种数量不断增加的信息是世界上最宝贵的资源之一，变得越来越关键和复杂。 公钥基础设施用于分发保护通过互联网传输的几乎所有数据的密钥。支撑该基础设施安全性的密码学基于数学问题,即使具有大量的计算能力和时间,这些数学问题对于所有实际目的来说也是不可行的。然而，量子计算机有可能使当前的密钥分发技术过时 。因此，需要更好的方法来保持信息安全。当今的许多加密数据都很容易受到影响。 截获-现在-解密-以后攻击，可能危及商业和政府机密。 量子物理定律允许新的通信技术具有增强的安全性。量子密钥分发（QKD）是当前最重要的候选方法，它使遥远的各方能够通过共享具有特定属性的量子系统来产生秘密密钥。与基于公钥的技术不同，在基于公钥的技术中，安全性来自于计算硬度猜想，在QKD中，不确定性原理-限制人们只能访问有关物理系统的某些信息；和纠缠-一种仅存在于量子世界中的物理关联，甚至针对强大的（计算上）对手提供安全性。 长距离可靠地共享量子系统是当前量子通信技术领域最关键的挑战。通常以光子形式的量子系统在偏振、相位等方面被精确地操纵。，在通过由短距离光纤和长距离自由空间卫星连接组成的量子通信信道传输之前。像量子中继器这样的设备，放置在通信方之间，将在开发远程量子通道中发挥重要作用。 已经开始将这些技术集成到现有的网络基础设施中。此外，正在对QKD以外的基于量子的服务进行研究，例如电子投票，秘密共享，数字签名和安全多方计算 （一种强大的加密工具，为多方提供对其私人输入执行联合计算的方式，并保证其个人输入在计算过程中保持隐藏