1. Rosnąca zręczność robotów
Roboty coraz szybciej uczą się radzić sobie ze światem fizycznym. Jednak mimo, że wiele mówi się o pojedynczych maszynach wyręczających człowieka w codziennej pracy, roboty przemysłowe są nadal „niezdarne”. Mogą one wielokrotnie podnosić elementy na linii montażowej z niezwykłą precyzją, lecz gdy tylko zaburzy się tę rutynowość – robot po prostu „głupieje”.
Mimo że nie wynaleziono jeszcze technologii, która nauczyłaby robota chwytać dowolne, nawet te najdrobniejsze przedmiot, naukowcy cały czas pracują nad rozwiązaniami, które sprawią, że roboty staną się bardziej zręczne.
Jednym z takich projektów jest Dactyl, robot, który nauczył się obracać klocki zabawki w palcach. Dactyl to tak naprawdę ręka robota, otoczona szeregiem lamp i kamer. Wykorzystując to, co nazywane jest uczeniem maszynowym, oprogramowanie sieci neuronowej uczy się, jak uchwycić i obrócić dany przedmiot w symulowanym środowisku, zanim dłoń sięgnie po niego naprawdę.
2. Energia jądrowa nowej generacji
Naukowcy pracują nad coraz to nowszymi rozwiązaniami jądrowymi, dzięki którym źródło energii będzie bezpieczniejsze i tańsze. Wśród nich są m.in. reaktory jądrowe generacji IV, czyli ewolucja tradycyjnych konstrukcji, małe reaktory modułowe oraz reaktory termojądrowe.
Małe reaktory modułowe produkują moc w dziesiątkach megawatów (dla porównania tradycyjny reaktor jądrowy wytwarza około 1000 MW). Firmy takie jak NuScale twierdzą, że zminiaturyzowane reaktory mogą zaoszczędzić pieniądze i zmniejszyć ryzyko środowiskowe i finansowe.
3. Przewidywanie przedwczesnych porodów
Medycyna idzie cały czas do przodu, jednak wciąż nie wynaleziono skutecznego sposobu na to, jak zapobiegać przedwczesnym porodom. Pomóc w tym może m.in. technologia opracowana przez bioinżyniera Stephen Quake’a, która wyszukuje genetyczne mutacje w testach DNA i RNA. Przez sekwencjonowanie swobodnie pływającego RNA we krwi matki, Quake może dostrzec fluktuacje w ekspresji siedmiu genów, które powiązane są z przedwczesnym porodem. To z kolei pozwoli lekarzom na odpowiednio wczesne im zapobieganie.
4. Sonda żołądkowa w pigułce
Niektóre choroby jelit potrafią być bardzo bolesne i kosztowne, zaś ich późne wykrycie może nawet doprowadzić do śmierci. Badanie jelit utrudnione jest zwłaszcza w przypadku małych dzieci oraz niemowląt.
Guillermo Tearney, patolog i inżynier z Massachusetts General Hospital (MGH) w Bostonie, pracuje nad małymi pigułkami, które mogą być używane do kontroli jelit, a nawet do pobrania biopsji tkanki. Kapsułki do połykania zawierają miniaturowe mikroskopy. Są przymocowane do elastycznego sznurka, który zapewnia moc i światło podczas przesyłania obrazów do komputera. Dzięki temu pracownik służby zdrowia może zatrzymać kapsułę w miejscach, które mogą wskazywać na jakieś zmiany w jelitach, i wyciągnąć ją po zakończeniu, umożliwiając jej sterylizację oraz ponowne użycie.
5. Spersonalizowane szczepionki na raka
Naukowcy są już na ostatniej prostej do wynalezienia pierwszej spersonalizowanej szczepionki przeciwnowotworowej. Jeśli będzie ona działać zgodnie z oczekiwaniami, tzn. będzie „mobilizować” system odpornościowy danej osoby do identyfikacji guza za pomocą jego unikalnych mutacji, wówczas szczepionka będzie mogła skutecznie zatrzymać wiele groźnych rodzajów nowotworów.
Używając naturalnych mechanizmów obronnych organizmu do selektywnego niszczenia tylko komórek nowotworowych, szczepionka, w przeciwieństwie do konwencjonalnych chemioterapii, ogranicza uszkodzenia zdrowych komórek.
Pierwsze badania nad szczepionką przeciwnowotworową pojawiły się już w 2008 roku. Obecnie niemiecki startup BioNTech, we współpracy z gigantem biotechnologicznym Genentech, pracuje nad wynalezieniem szczepionki, która mogłaby wykrywać i zwalczać nawet 10 rodzajów nowotworów i jednocześnie byłaby tania i ogólnodostępna.
6. Bezmięsny burger
ONZ przewiduje, że do 2050 roku na świecie będzie łącznie 9,8 mld ludzi. Spowoduje to produkcję coraz większej ilości jedzenia – w tym głównie mięsa. A według wielu badań naukowych hodowla zwierząt do spożycia przez ludzi jest jedną z najgorszych rzeczy, jakie robimy dla środowiska. Dlaczego? W zależności od zwierzęcia, produkcja pół kilograma białka mięsnego wymaga od 4 do 25 razy więcej wody, od 6 do 17 razy więcej ziemi i od 6 do 20 razy więcej paliw kopalnych niż przy produkcji białka roślinnego.
W związku z tym naukowcy na całym świecie pracują nad alternatywami dla mięsa – zarówno tymi roślinnymi, jak i wyprodukowanymi innymi sposobami niż zwykła hodowla. Przykładem na to jest wytwarzanie mięsa hodowanego w laboratorium, co obejmuje ekstrakcję tkanki mięśniowej ze zwierząt i hodowanie jej w bioreaktorach. Produkt końcowy wygląda bardzo podobnie do mięsa zwierzęcego, chociaż naukowcy wciąż pracują nad jego smakiem.
Jedną z wad mięsa hodowanego w laboratoriach jest to, że korzyści środowiskowe są nadal w najlepszym wypadku pobieżne – najnowsze sprawozdanie Światowego Forum Ekonomicznego mówi, że emisja CO2 z mięsa hodowanego w laboratoriach byłaby tylko o około 7% niższa niż ta z produkcji wołowiny.
Lepszą ochronę środowiska można uzyskać w przypadku roślinnych mięs, produkowanych przez takie firmy jak np. Beyond Meat i Impossible Foods (inwestorem w obu startupach jest Bill Gates), które wykorzystują białka grochu, soję, pszenicę, ziemniaki i oleje roślinne, aby naśladować teksturę i smak mięsa zwierzęcego.
7. Praktyczne i niedrogie sposoby wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza
Nawet jeśli spowolnimy emisję dwutlenku węgla, efekty cieplarniane mogą utrzymywać się nawet przez kilka tysięcy lat. Aby zapobiec niebezpiecznemu wzrostowi temperatury będziemy musieli usunąć nawet 1 trylion ton dwutlenku węgla z atmosfery w tym stuleciu, jak wynika z analizy ONZ.
Naukowcy więc pracują nad rozwiązaniami, które „wyłapywałyby” dwutlenek węgla z powietrza i ponownie go wykorzystywały w taki sposób, który nie byłby szkodliwy dla naszej planety. Przykładem tego jest kanadyjski startup Carbon Engineering, który pracuje nad produkcją syntetycznych paliw, wykorzystując wychwycony dwutlenek węgla jako kluczowy składnik.
Z kolei firma Climeworks sprzedaje wychwycony z powietrza dwutlenek węgla do produkcji napojów gazowanych.
8. Monitorowanie serca za pomocą smartwatchy
Smartwatche monitorujące kondycję naszego ciała, w tym puls serca, z pewnością nie są poważnymi urządzeniami medycznymi. Intensywny trening lub luźna opaska mogą wpłynąć na czujniki, które wskażą nieprawidłowy puls. Jedynym urządzeniem, które w odpowiedni sposób monitoruje serce jest elektrokardiogram – jednak korzystanie z niego wymaga wizyty w klinice, a ludzie często nie mają czasu na regularne, czy nawet profilaktyczne badania.
Naukowy więc pracują nad rozwiązaniami, które połączyłyby elektrokardiogram oraz zegarki typu smartwatch w jedno, co pozwoliłoby na monitorowanie serca człowieka cały czas, podczas noszenia urządzenia na ręce.
Nad takim rozwiązaniem pracuje już m.in. startup AliveCor, który stworzył oprogramowanie zgodne z systemem w Apple Watch, wykrywające migotanie przedsionków, czyli częstą przyczynę powstawania zakrzepów i udarów mózgu.
Z kolei firma Withings, zajmująca się produkcją urządzeń medycznych, niedawno ogłosiła, że ma w planach wypuszczenie na rynek zegarka wyposażonego w EKG.
9. Energooszczędne toalety, działające bez systemu kanalizacji
Około 2,3 miliarda ludzi nie ma dobrych warunków sanitarnych. Brak toalet z odpowiednim systemem kanalizacyjnym zmusza ludzi do wyrzucania fekaliów do pobliskich stawów i strumieni, rozprzestrzeniając bakterie, wirusy oraz pasożyty, które mogą powodować biegunkę i cholerę. Biegunka zaś powoduje jeden na dziewięć zgonów dzieci na całym świecie.
Teraz naukowcy pracują nad stworzeniem nowego rodzaju toalety, który może nie tylko pozbywać się odpadów bez systemu kanalizacji, ale również wykorzystywać je ponownie.
W 2011 roku Bill Gates stworzył konkurs „Reinvent the Toilet Challenge”, którego celem było właśnie wynajdowanie sposobów na zrewolucjonizowanie systemu sanitarnego. Jednym z takich rozwiązań jest urządzenie The NEWGenerator, które filtruje zanieczyszczenia za pomocą membrany beztlenowej. Z kolei projekt firmy Biomass Controls podgrzewa odpady, aby wytworzyć materiał bogaty w węgiel, który może np. nawozić glebę.
10. Płynnie mówiący asystenci AI
Nikomu już chyba nie są obce Alexa Amazona czy Siri Apple’a – czyli asystenci głosowi, wykorzystujący sztuczną inteligencję. Dzięki nim zapiszemy notatkę w wirtualnym kalendarzu lub włączymy ulubioną piosenkę, jedynie wymawiając jej nazwę. Natomiast mimo tego, że technologia bez wątpienia poszła do przodu, asystenci głosowi wciąż reagują tylko na wąski zakres dyrektyw i nierzadko też mylą się.
W związku z tym naukowcy pracują nad rozwiązaniami, które sprawiłyby, że asystenci głosowi będą w stanie sami rozpoznawać dowolne zdania czy komendy, a nie tylko te, które zostały im zaprogramowane. W czerwcu 2018 roku naukowcy z OpenAI opracowali technikę, która trenuje sztuczną inteligencję na nieoznaczonym tekście, aby uniknąć kosztów, kategoryzacji i ręcznego oznaczania wszystkich danych. Kilka miesięcy później zespół Google zaprezentował system BERT, który nauczył się przewidywać brakujące słowa, analizując miliony zdań.
Usprawnienia te, w połączeniu z lepszą syntezą mowy, pozwalają nam przejść od udzielania prostych poleceń asystentom głosowym do prowadzenia z nimi rozmów. Przykładem na to jest np. Google Duplex, czyli system, który może sam dokonywać rezerwacji stolika w restauracji.
zdjęcia: depositphotos.com / unsplash.com
