Когда вы слышите про новые технологии, на ум сразу приходят такие достижения всемирного масштаба, как спутниковая система связи Starlink от компании SpaceX, технология передачи данных 5G, транспорт, основанный на автономной системе управления (беспилотники), дополненная реальность, квантовые компьютеры и новые смелые космические программы.
Но есть другие достижения современной науки, способные изменить современную промышленность, здравоохранение и общество.
Давайте глубже заглянем в мир будущего науки и техники.
Представьте, например, что тысячи добровольцев, проходящих тестирование новых коронавирусных вакцин, могли бы быть заменены своими цифровыми копиями? Это не фантастика, а одна из лучших новых технологий. С помощью неё вакцины от COVID-19 могли бы быть разработаны быстрее и больше жизней удалось бы спасти. Вскоре виртуальные клинические испытания, тестирование новых вакцин и методов лечения могут уже стать полноценной реальностью для передовой медицины.
Современной науке, чтобы пошатнуть устоявшийся мир, приходится прибегать, в том числе и к помощи экологии. И вот уже констатируется, что сократить выбросы парниковых газов в окружающую среду можно за счет электрификации воздушных перевозок и обеспечения возможности прямого использования солнечного света для производства промышленных химикатов.
Технологии “пространственных” вычислений сближают и интегрируют цифровой мир в физический настолько, что виртуальная реальность становится осязаемой. Разработка сверхчувствительных сенсоров, чья работа основана на квантовых процессах, отрывают путь для таких мобильных приложений, как переносные сканеры мозга и автотранспортные средства, способные заглянуть за поворот.
Чтобы завоевать одобрение, технологии должны иметь потенциал для ускорения прогресса в обществе и экономике. Они также должны быть новыми (то есть в настоящее время нешироко используемыми), но, вероятно, способными оказать значительное влияние в течение следующих трех-пяти лет. Посмотрите на лучшие из них на данный момент.
Синтез генома и клеточная инженерия
В начале пандемии COVID-19 ученые в Китае загрузили генетическую последовательность вируса в генетические базы данных. Другими словами, оцифровали его. Швейцарская группа «скачала» этот геном, синтезировала и произвела из него вирус, фактически, телепортировав его в свою лабораторию для изучения, не дожидаясь реальных физических образцов. Такая скорость — один из примеров того, как печать всего генома продвигает медицину и другие направления. Усовершенствования в технологии синтеза и программном обеспечении позволяют печатать все большие участки генетического материала и изменять геномы более широко.
Микроиглы – уколы без боли
Эта технология приближает время безболезненных инъекций и заборов анализа крови. Они могут использоваться классически со шприцом, а могут располагаться на пластыре. Их длина примерно в толщину листа бумаги, а ширина — как у человеческого волоса. Вы не почувствуете боль, потому что их размеры позволяют провести медицинские процедуры без контакта с нервными окончаниями.
Виртуальные пациенты
Суть технологии — создание виртуальной (математической и визуальной) модели органа человека. Осуществляется сбор анатомических данных, полученных с помощью, например, компьютерной томографии, и составляется математическую модель механизмов, управляющих функцией этого органа. Алгоритмы, использующие мощности вычислений современных компьютеров, решают полученные уравнения, создавая виртуальный орган, который ведет, а если и надо, выглядит как настоящий. Виртуальные исследования этих органов будут также представлять собой набор функций и переменных, обрабатываемых виртуальной моделью человеческого органа.
Пространственные вычисления для цифровизации нашего мира
Вот вам пример: присмотр за пожилым больным человеком. Все вещи в доме внесены в электронный каталог, датчики и устройства «умного дома», подключены к Интернету, цифровая карта квартиры объединена с картой вещей. Пожилой человек перемещается по комнатам и автоматически, без его участия, включается и выключается свет, меняется температура. Если человек перемещается в инвалидной коляске, то она сама останавливается, если домашний питомец незаметно спит на пути. Может двигаться и мебель, приводимая в движение электромоторами. А если человек потеряет равновесие и упадёт, датчик движения сработает и отправит сигнал родственникам или в службу помощи, включится громкая связь сотовой связи. Именно технология пространственных вычислений способна объединить всё это в единую интеллектуальную систему.
Диагностика без визита в поликлинику
COVID-19 значительно увеличил нагрузку на медицинские учреждения. Консультации терапевтов стали затруднительными. Боимся одного, а другие болезни запускаем. Но многие уже давно пользуется домашними тонометрами. Сердцебиение уже сейчас могут отслеживать смартчасы, собирать статистику и давать рекомендации. Смартфоны могут записывать голос пациента, фотографировать выражение лица, анализировать физические упражнения, отслеживать сон, текстовые сообщения и, используя облачные технологии и мощности искусственного интеллекта, зафиксировать возможное начало или обострение болезни. И кто знает, может уже в скором времени мы уже увидим на прилавках аптек таблетки, являющиеся по сути микробиоэлектронными устройствами, способными обнаруживать раковую ДНК, или газы, выделяемые кишечными микробами, желудочные кровотечения, регистрировать температуру внутренних органов и уровень кислорода.
Электрическая авиация
По подсчётам экологов, на авиаперевозки приходится до 2,5 процента глобальных выбросов углекислого газа. Да, пандемия задерживает этот рост, но он может продолжаться. Самолеты, приводимые в движение электричеством, могли бы обеспечить снижение этого вредного влияния, и многие компании развивают эту область технологий.
Квантовые датчики в быту
Квантовая физика продолжает своё развитее. В жизни человека она находит применение в подводных навигационных системах, системах раннего предупреждения о вулканической активности и землетрясениях, а также портативных сканерах, которые отслеживают активность мозга человека в повседневной жизни. Человечеству для серьёзного технологического прорыва в этой области требуется минимизация технической составляющей. Уже существует прототип, созданный традиционными методами изготовления, с расположением несколько традиционно громоздких компонентов на квадрате шириной в несколько десятых миллиметра. Этот прототип — шаг к недорогим, массовым квантовым датчикам, которые могут быть использованы для любого применения, связанного с тонкими измерениями слабых магнитных полей.
Солнечная химия
При производстве необходимый человечеству химических веществ с целью осуществления реакций традиционно используется процесс горения ископаемого топлива. Это способствует увеличению его добычи и дополнительным выбросам углекислого газа. Но уже имеется технология использования солнечного света для преобразования отработанного углекислого газа в необходимые химические вещества, потенциально снижая выбросы двумя способами: используя нежелательный газ в качестве сырья и солнечный свет, а не ископаемое топливо, в качестве источника энергии, необходимой для производства.
Зеленый водород и возобновляемая энергетика
Зеленый водород производится путем электролиза, при котором происходит расщепление воды на водород и кислород без каких-либо других побочных продуктов. Таким образом, он является экологически чистым, CO2-нейтральным топливом. Научные компании работают над созданием электролизеров, которые могут производить зеленый водород так же дешево, как серый или синий водород, и ожидается, что они достигнут этой цели в следующем десятилетии. Тем временем энергетические компании начинают интегрировать электролизеры непосредственно в свои проекты возобновляемой энергетики.
Низкоуглеродистый цемент
Производство цемента создает значительное и недооцененное количество производимого человеком углекислого газа: до 8 процентов от общемирового объема. Научные работы по снижению выбросов углерода ведутся давно и некоторые из них уже применяются на практике.
На этом всё. Если какая-то из этих технологий вызвала интерес, напишите и мы рассмотрим её подробнее.