WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаПедагогіка, Сценарії виховних заходів → Новітні технології і проблеми гуманізації технічної освіти - Реферат

Новітні технології і проблеми гуманізації технічної освіти - Реферат

Нанотехнології дозволяють розробити транзистори, електричний струм в яких відповідає руху невеликої кількості електронів (від десятків до декількох тисяч), внаслідок чого перемикання типу "ввімкнуто – вимкнуто" стане за рахунок поведінки декількох електронів. Практично це буде означати можливість зменшення електричних кіл (і великих обчислювальних систем) до гранично малих розмірів, а також використання в їх роботі фізичні закономірності мікросвіту, тобто квантової механіки [2].

Використовуючи наноструктури, можна значно скоротити розмір бітів пам'яті, а отже збільшити щільність магнітної пам'яті, підвищити її ефективність і знизити вартість. Компанія ІБМ запропонувала зберігати біти як магнітні наноточки. Ці точки можна зробити дуже точно і зменшити їх розмір до суперпарамагнітної межі. Використання нанолітографії дозволяє скоротити елементи до розмірів декількох нанометрів. Сучасні магнітні і запам'ятовуючі пристрої фактично двомірні. Їх робота базується на поверхні. Голографічні і фоторефрактивні запам'ятовуючі пристрої працюють на взаємодії світла з речовиною. В таких пристроях інформація записується шляхом зміни молекулярних станів за допомогою лазерних полів високої інтенсивності. Лазери використовуються для запису інформації у пам'ять, а потім цю інформацію можна змінити або зняти за допомогою лазерного випромінювання. Одним з дивовижних переваг таких наноскопічних оптичних структур є те, що вони можуть існувати у трьох вимірах, оскільки зчитується не тільки поверхня але і товща матеріалу. Це дозволяє отримати більш ефективні оптичні запам'ятовуючі пристрої [1].

Дослідження в області нанотехнології показали, що зхрещені провода, які виготовлені з напівпровідників з наноскопічними розмірами, можуть бути використані як світловипромінюючі структури. Дані випромінювачі є найменшими існуючими джерелами світла. Вони досить потужні, окрім того їх колір можна вибирати. Як і інші світлодіоди, наноскопічні джерела мають широке коло застосування: від кімнатного освітлення до дисплеїв з великим дозволом. Плоскі екрани, значна яскравість і ефективність світлодіодів дозволила їм знайти використання у військових відеосистемах, у дисплеї сотових телефонів, а також як приладні панелі автомобілів. Розглянемо ще один напрямок нанотехнології, який пов'язаний із створенням наноскопічних сенсорів. Дія сучасних біологічних сенсорів заснована на специфічних реакціях з участю кисню, внаслідок чого відбуваються хімічні реакції, яким відповідають певні електричні сигнали. Проте біологічні молекули зовсім не витрачають кисень на реєстрацію змін, які сприймаються. Нанотехнології дозволяють створити "штучні" молекули, реакції яких не будуть пов'язані із окисними процесами [1, 2].

Розглянемо ще одну фантастичну ідею, яку в майбутньому може вирішити нанотехнологія. Ця тема пов'язана з нейроелектричними інтерфейсами – ідею створення нанопристроїв, які дозволяють об'єднати комп'ютери з нервовою системою. Побудова нейроелектричного інтерфейсу потребує створення молекулярної структури, яка дозволить детектувати нервові імпульси за допомогою зовнішнього комп'ютера і керувати ними. Головна складність міститься в тому, що необхідно об'єднати обчислювальні нанотехнології і біонанотехнології. Наноструктури, які забезпечують інтерфейс повинні бути сумісними з імунною системою людини, так щоб вони були стійкими у тілі довгий час. Вони також повинні чути іонні струми і примушувати їх текти так, щоб мускульну систему можна було проінструктувати для виконання певних рухів. Очевидно, подібними структурами будуть молекулярні провідники – молекули, власні процеси провідності яких (іонні або електронні) можна зв'язати з іонним рухом у нервових волокнах. Побудувати провід з таких структур дуже складна проблема, оскільки молекулярні провідники не тільки повинні надати електронний канал зв'язку, але і розташуватися точно у нервовій системі для слідкування за нервовими сигналами і реагувати на них. За допомогою таких структур можна ліквідувати багаточисельні різновиди склерозу і порушення функціонування нервової системи [1].

Значна кількість хвороб зумовлена генетичними факторами. Зараз вже очевидно, що за досить короткий час будуть створені і вдосконалені так звані ДНК-чіпи, які дозволять легко здійснювати аналіз генетичної інформації людини і проводити лікувальний курс, який відповідає генетичному типу конкретного пацієнта. На теперішній час стало принципово можливим "зчитування" генетичної інформації людини. Це зразу дозволяє поставити задачу створення індивідуальних ліків. Таким чином, виникає медицина, яка заснована на індивідуальному підході до пацієнта [1].

Швидке зростання населення Землі приводить до глобальної проблеми забезпечення людей продовольством. Окрім того, зростання населення викликає і інші негативні наслідки, такі як урбанізація, знищення лісних масивів, збільшення площі пустель, постійне зменшення площі орних земель. Розвиток нанотехнологій обіцяє створювати нові і перспективні можливості для розв'язання вказаних проблем. В першу чергу, це можливо зробити за рахунок використання генної технології, яка дозволяє генетично модифікувати багато сільськогосподарських культур, що не тільки підвищує її врожайність, але робить їх більш стійкими до бур'янів і шкідників. Отримання максимальної врожайності з кожного гектара Землі дозволило б реально вирішити проблему відсутності продовольства в багатьох країнах [2].

Окрім позитивного докорінного впливу нанотехнологій на життя суспільства у ХХІ столітті вони також можуть внести багато негативних тенденцій у життя людства, про що необхідно наголошувати у всіх лекційних курсах, особливо стосовно революційних змін в електроніці. Створення чипів для зчитування генної інформації людства несе в собі негативні наслідки, оскільки цю інформацію можна використати проти людства. На теперішній час немає чіткого уявлення у сфері клонування людини та тварин. Постає етичне питання, чи можна вбивати дозародишеве життя, щоб створювати ліки, які можуть продовжити життя або вилікувати людей з хворобою Альцгеймера, Паркінсона та інших.

Іншим прикладом може бути те, що певні організації можуть створити віруси, які вбивають людей тільки із специфічними генетичними характеристиками, або настроїти вірус на конкретну людину. Потенційно дослідник може створювати подібні віруси практично з нічого, оскільки сировина для виробництва наноматеріалів не є складною [2, 3].

Можливо, деякі форми нанообчислень (квантові комп'ютери, наноелектронні комп'ютери, ДНК-комп'ютери) можуть дати істинний штучний інтелект, до того ж самопродукований. Накінець, якщо різниця між людиною і комп'ютером стане настільки тонкою, що її неможливо буде розділити, то що це буде означати для людської цивілізації.

Висновки

Розвиток нанотехнологій приводить до суттєвих змін як в системі освіти, так і в підготовці наукових кадрів. Впровадження ненотехнологій слід розглядати як широку і дуже важливу подію, яка має революційний вплив на всю історію розвитку людства у ХХІ столітті. При викладанні технічних дисциплін для студентів електронного напрямку необхідно обов'язково включати гуманістичні ідеї для вдосконалення особистості випускників, оскільки впровадження нанотехнологій несе в собі як позитивні, так і негативні явища для людства.

Література

  1. М. Ратнер, Д. Ратнер. –М.: Вильямс. 2004. –234с.

  2. Н. Кобояси. Введение в нанотехнологию. –М.: Бином. Лаборатория знаний. 2005. – 134с.

  3. М. Сидоров. Магия "нано" Эволюция современной электроники от нанонауки – к нанобизнесу. –М.: Спутник. 2005. –119с.

Loading...

 
 

Цікаве