10 globalnih problemov, ki jih tehnologija rešuje danes

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Dekodiranje možganov, shranjevanje energije in druga vprašanja, pri katerih so novi izumi nepogrešljivi.

1. Ogljikov dioksid v ozračju

Za odpravo učinka tople grede človeštvu ni dovolj le zmanjšati škodljive emisije. Nekako se je treba tudi znebiti plina, ki je že v ozračju. Na primer z uporabo sekvestracije ogljika - procesa pretvorbe ogljikovega dioksida v organsko snov.

To je naloga, ki zahteva neverjetno vire. Vendar znanstveniki že preizkušajo različne načine za pretvorbo ogljika v uporabne izdelke. Z uporabo katalizatorjev iz niklja in fosforja raziskovalci pretvarjajo ogljikov dioksid, ki so ga raziskovalci pravkar našli, kako spremeniti CO2 v plastiko z izjemno učinkovitostjo ogljikov dioksid v različne polimerne materiale. Več inštitutov se ukvarja s predelavo CO hkrati₂ v sintetično gorivo. Z uporabo posebnih alg se ogljik pretvori v alge, ki se uporabljajo za pretvorbo CO2 v ogljikova vlakna v ogljikova vlakna. Obstaja tudi način, kako pretvoriti ogljikov dioksid v beton iz škodljivih emisij betona: za to se uporablja apnenec.

2. Shranjevanje energije

Ljudje se učijo pridobivati vedno več energije iz obnovljivih virov. Vetrne turbine in sončni paneli postajajo cenejši, vendar imajo resno pomanjkljivost: ko sonce zaide ali veter neha pihati, ne delujejo.

To je eden od razlogov, zakaj človeštvo še ne more opustiti stabilnejših virov – premoga in zemeljskega plina. Treba je najti način za shranjevanje energije v velikem obsegu. Toliko, da lahko metropolo nahraniš vso noč. Sodobne baterije za to niso zelo primerne, vsaj zaradi visokih stroškov.

Na srečo se znanstveniki in podjetja po vsem svetu ukvarjajo s tem vprašanjem. Obetavni razvoji vključujejo na primer, da sta se Toyota in Panasonic dogovorila za ustanovitev skupnega podjetja, povezanega z avtomobilskimi prizmatičnimi baterijami, ki temeljijo na tekočem ali gelnem elektrolitu, in ultra hitro polnilno aluminijasto-ionsko baterijo na osnovi aluminija. Prednosti teh izumov so, da omogočajo shranjevanje več energije, hkrati pa ne gorijo, za razliko od litij-ionskih baterij, in se hitro polnijo.

3. Gripa

Pandemija gripe je redka, a zelo nevarna. Leta 1918 je zaradi virusa H umrlo več kot 50 milijonov ljudi₁N₁, nato približno milijon v letih 1957 in 1968 in okoli 500 tisoč leta 2009.

Virus se nenehno spreminja in stara cepiva prenehajo delovati. Zato je ena od pomembnih nalog znanstvenikov in izumiteljev ustvariti univerzalno cepivo, ki bo ščitilo tako pred manj nevarnimi različicami virusa kot tudi pred katastrofalnimi epidemijami. Delo na tem že poteka v okviru Universal Influenza Vaccine Research: znanstveniki testirajo več cepiv hkrati. Ena temelji na feritinu, beljakovini, ki se lahko sestavi v nanodelce. Drugi vključuje štiri vrste hemaglutinina (ena od sestavin virusa gripe), ki so namenjeni spodbujanju imunskega odziva telesa.

4. Demenca

Približno tretjina ljudi, starejših od 85 let, trpi za demenco. Sčasoma se pričakovana življenjska doba podaljša, poveča pa se tudi število ljudi, dovzetnih za bolezen. Hkrati pa še ni izumljen niti en res učinkovit način za boj proti tej bolezni.

Napredek v nevroznanosti, nevrologiji in genetiki nam pomaga bolje razumeti, kaj povzroča Alzheimerjevo bolezen in druge oblike demence. Morda lahko s prihodom naprednejših naprav in tehnologij za preučevanje možganov znanstveniki najdejo načine, kako upočasniti ali preprečiti napredovanje bolezni.

Tehnologija trenutno pomaga olajšati življenje ljudem z motnjami spomina. Na primer, Kako naj? vas opomni na vsakodnevna opravila, kot je prilaganje kotlička ali pomivanje posode s kratkimi valjčki. In v Združenem kraljestvu znanstveniki delajo Zagon: UK DRI Care Research & Technology pri Imperialu na sistemih pametnih naprav, ki lahko samodejno spremljajo stanje bolnikov z demenco in obvestijo svojce, če je oseba v nevarnosti.

5. Onesnaževanje oceana

Svetovni oceani so napolnjeni z milijardami kosov plastike – mikroplastike. Pojavijo se, ko stvari, ustvarjene iz te snovi, padejo v vodo in sčasoma razpadejo. Mikroplastika je zelo nevarna za morske prebivalce, ptice in ljudi, zastruplja vodo in produkte, ki jih iz nje pridobivamo. Tako so leta 2018 v Indoneziji našli mrtvega kita s 6 kilogrami plastike v želodcu. Raziskave tudi kažejo, da 90 % morskih ptic v svojem življenju porabi določeno količino plastike.

Da bi človeštvo še naprej živelo na Zemlji, bo moralo očistiti ocean naplavin. S sedanjo tehnologijo bi to lahko trajalo na stotine let, toda prihodnost bo verjetno imela potencial za recikliranje nevarnih snovi v ogromnem obsegu. Sistemi Ocean Cleanup se že preizkušajo v obliki ogromnih avtonomnih omrežij, ki omogočajo zbiranje plastike po razmeroma nizkih stroških.

6. Pomanjkanje sladke vode

Slada voda na Zemlji je veliko manj pogosta kot slana voda. Poleg tega je neenakomerno razporejen med kraji prebivališča ljudi: v Afriki ga je na primer zelo malo. Prebivalstvo planeta še naprej raste in kmalu bomo potrebovali energetsko učinkovite in poceni načine za razsoljevanje vode.

To so lahko nove vrste filtrov ali elektrokemijske tehnologije. Raziskovalci na univerzi Columbia so na primer pripravili novo metodo razsoljevanja, ki bi lahko industrijo - in okolje - pridobila iz zelo slane kisle kumarice, da bi uporabila posebno topilo, ki plava nad plastjo slane vode. Voda se dvigne do topila, ki od nje loči sol, sveža tekočina pa se zaradi spremembe gostote potopi na dno.

7. Nevarni samovozeči avtomobili

Na desetine podjetij razvijajo vozila brez posadke: Ford, Waymo, Audi, Google, Yandex. Avtomobile vozijo po ulicah, jih usposabljajo in testirajo, vendar še niso dovolj zreli, da bi jih dali v proizvodnjo. Umetna inteligenca se težko spopada s težkimi prometnimi situacijami, zastoji in slabo vidljivostjo.

Sčasoma pa bodo droni zagotovo postali varni in bodo samovozeča vozila spremenila svet na nepričakovane načine v sodobno mesto. Pojavili se bodo avtonomni taksiji, zaradi česar bo manj verjetno, da bodo ljudje uporabljali lastne avtomobile. Zmanjševalo se bo število parkirišč in nesreč na cestah, redkeje pa bodo nastajali zastoji.

Inženirji različnih znamk si prizadevajo izboljšati obnašanje samovozečih avtomobilov. Eden od načinov za dosego tega je razvoj Izboljšanje varnosti in zanesljivosti samovozečega avtomobila s protokoli V2X Protokoli V2X, zahvaljujoč katerim se avtomobili lahko med seboj obveščajo o svoji lokaciji ter izmenjujejo podatke s semaforji, ovirami, vrati in celo zgradbe.

8. Materializacija umetne inteligence

Danes napredna umetna inteligenca in napredna robotika obstajata skoraj ločeno drug od drugega. Roboti zmorejo marsikaj, celo zasukati salte, a pri samostojnem razmišljanju in učenju niso bili prav uspešni. Toda nevronske mreže in programi, ki se izvajajo na stacionarnih strojih, so pri tem odlični.

Vendar se bosta slej ko prej povezala umetna inteligenca in umetno telo. Obstajali bodo roboti, ki bodo lahko prosto komunicirali s predmeti resničnega sveta, izračunali dejanja in njihove posledice. To bo spremenilo industrijski svet. Vloga robotov v industriji 4.0: roboti bodo lahko delali tam, kjer ljudje ne bodo mogli preživeti, ne bodo jim morali spati in jesti.

9. Nepredvidljivost potresov

Človeštvo se je naučilo napovedati orkane in druge vremenske katastrofe dneve ali celo mesece preden se pojavijo. Žal tega ne moremo reči za potrese. Vsako leto je zaradi potresov in kasnejših cunamijev ubitih, poškodovanih ali izgubljenih na tisoče ljudi.

Razvoj naprav, ki skenirajo zemeljsko skorjo in programske opreme za obdelavo prejetih podatkov, bo pripomogel k vnaprejšnjemu opozarjanju na te katastrofe. Programerji in raziskovalci že delajo na nevronski mreži za napovedovanje potresov na podlagi samodejnega združevanja v Indoneziji na nevronskih omrežjih, ki lahko teoretično napovedujejo potrese. Indonezijski znanstveniki so na primer ustvarili nevronsko mrežo, ki lahko napove pojav popotresnih sunkov po potresih. Zaenkrat je najboljša pri napovedovanju šokov z magnitudo šest.

10. Dekodiranje možganov

Kljub stoletnemu napredku medicine, biologije in anatomije še vedno vemo zelo malo o tem, kako delujejo človeški možgani. Vse naše razmišljanje, motorična aktivnost, spomin in veščine so zapisane v nevronih z določeno kodo. Namig za to kodo ne bo le pojasnil, kako natančno razmišljamo, ampak bo tudi omogočil učinkovitejše zdravljenje duševnih motenj in nevroloških bolezni z dekodiranjem možganov.

Na tem področju je že obetaven razvoj. Na primer, raziskovalci so se že naučili, da so znanstveniki našli način za dekodiranje možganskih signalov v govor, da bi prepoznali govor iz možganskih signalov. In podjetje Neuralink Elona Muska dela. Implantat Elona Muska Neuralink bo "združil" ljudi z umetno inteligenco na sistemu brezžičnih čipov, ki bodo implantirani v možgane in bodo nadzorovali tehnologijo z močjo misli.