۱۰ فناوری نوظهور در سال ۲۰۲۰
در گزارش جدید مجمع جهانی اقتصاد، به ۱۰ فناوری نوظهور اشاره شده است. از جمله این نوآوری‌ها می‌توان به میکروسوزن‌ها (برای داشتن تزریق بدون درد) ، هواپیماهای الکتریکی، شیمی خورشیدی، محاسبات فضایی و… اشاره کرد.
همانطور که می‌دانیم جهان به دنبال تولید یک واکسن برای کووید ۱۹ است و علائم دلگرم کننده ای نیز وجود دارد و ممکن است نتیجه مطلوب در زمانی کوتاه حاصل شود.
حال این سوال مطرح می‌شود که آیا در شرایط مشابه در آینده، فناوری‌های جدید به ما در دستیابی سریعتر به نتیجه کمک خواهند کرد؟
گزارش جدید مجمع جهانی اقتصاد و مجله Scientific American به این سوال پاسخ مثبت می‌دهد. نمونه‌های دیجیتالی، جایگزینی با فناوری‌های پیشرفته برای داوطلبین انسانی محسوب می‌شوند و می‌توان آزمایشات بالینی را ایمن‌تر و سریعتر انجام داد.
در ادامه به شرحی از این ۱۰ فناوری می‌پردازیم.
۱. میکرو سوزن‌ها
میکروسوزن‌هایی با ضخامتی به نازکی موی انسان و پهنای کاغذ ( ۱ الی ۱۰۰ میکرون )که تزریق و آزمایشات بدون درد را برای انسان به ارمغان می‌آورند. میکروسوزن‌ها با جلوگیری از تماس با انتهای عصب اصلی بدن، مانع ایجاد درد برای فرد می‌شوند. این میکروسوزن‌ها می‌توانند به سرنگ‌ها و پچ‌های آزمایش وصل شوند و حتی در کرم‌ها نیز مخلوط شوند. با این میکروسوزن‌ها، آزمایشات خون در خانه نیز قابل انجام است و برای مشخص شدن نتایج، می‌توان هم در خانه نیز به نتیجه دست یافت. اگر سوزن‌ها به حسگرهای زیستی متصل شوند، دستگاه‌ها می‌توانند در عرض چند دقیقه، مستقیماً نشانگرهای بیولوژیکی بیمار را نشان دهند که نشان دهنده سلامت یا وضعیت فرد هستند. استفاده از این تکنولوژی به تجهیزات گران قیمت و یا سطح بالای آموزش نیاز ندارد پس در مناطق کم برخوردار نیز می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند و میزان دسترسی بخش‌های مختلف جامعه به مراقبت‌های درمانی افزایش می‌یابد. میکروسوزن‌ها می‌توانند خطر انتقال ویروس‌های منتقله از طریق خون را کاهش دهند و ضایعات خطرناک حاصل از دفع سوزن‌های معمولی را نیز کاهش دهند.
۲. شیمی خورشیدی
در ساخت و ترکیب بسیاری از مواد شیمیایی به سوخت‌های فسیلی نیاز است. اما شیمی خورشیدی روش جدیدی است که از نور خورشید برای تبدیل ضایعات دی‌اکسیدکربن به مواد شیمیایی مورد نیاز، استفاده می‌کند.
اخیرا، با استفاده از کاتالیست‌های فعال کننده نور خورشید (تحت عنوان فتوکالیست)، گامی در جهت ایجاد پالایشگاه خورشیدی برداشته شده است. در واقع در این روش، اتصال بین کربن و اکسیژن در دی‌اکسیدکربن شکسته شده و از اجزای حاصله برای تولید محصولات استفاده می‌شود . پسماند گاز به ترکیباتی مفید اعم از داورها، شوینده‌ها، منسوجات و کودها و… تبدیل می‌شود.
۳. بیماران مجازی
جایگزین کردن انسان با شبیهسازها موجب تسریع و افزایش ایمنی در آزمایشات بالینی می‌شود. داده‌های به دست آمده از تصاویر اندام‌های پیچیده انسانی، در یک مدل ریاضی مرتبط با مکانیزم‌ها (که عملکرد آن اندام را کنترل می‌کند) وارد می‌شود. سپس از طریق الگوریتم‌های رایانه، معادلات حل شده و یک اندام (ارگان) مجازی تولید می‌شود که مانند نمونه واقعی آن کار می‌کند. این اندام‌های مجازی یا سیستم‌های مجازی بدن، می‌توانند در ارزیابی اولیه داروها و روش‌های درمانی، جایگزین انسان‌های واقعی شوند و فرایندی سریعتر، ایمن تر و کم هزینه‌تر را منجر شوند.
۴. محاسبات فضایی
محاسبات فضایی، گام بعدی در همگرایی جهان فیزیکی و دیجیتال است، که قبلا در برنامه‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده شاهد آن بوده‌ایم. تکنولوژی‌های VA و AR اشیایی که در فضای ابری به یکدیگر متصل شده‌اند را دیجیتالی می‌کند و به حسگرها و موتورها اجازه واکنش متقابل می‌دهد و نمایشی دیجیتالی از دنیای واقعی ایجاد می‌کند. اما تکنولوژی محاسبات فضایی، فراتر از این‌هاست. در این فناوری، نقشه‌برداری فضایی نیز افزوده شده که به کامپیوتر هماهنگ‌کننده، امکان ردیابی و کنترل حرکات و تعاملات اشیا را می‌دهد (همانطور که در حرکت یک فرد در دنیای مجازی یا فیزیکی قابل ردیابی و کنترل است). محاسبات فضایی به زودی تعاملات انسان با ماشین و ماشین با ماشین را به سطوح جدیدی از کارایی در بسیاری از حوزه‌های زندگی، از جمله صنعت، مراقبت‌های بهداشتی، حمل و نقل و مسکن می‌رساند.
۵. پزشکی دیجیتال
مشخصا در این دوره که پیش رو داریم، پزشکی دیجیتال جایگزین حضور پزشکان واقعی نخواهد شد. اپلیکیشن و نرم افزارهایی که در مجموع به عنوان پزشکی دیجیتال شناخته می‌شوند، قادرند ضمن تشخیص بیماری، مراقبت‌های پزشکی سنتی را بهبود بخشیده و در صورت محدود بودن دسترسی به مراقبت‌های بهداشتی، حتی از بیماران هم مراقبت و پشتیبانی کنند. لازم به ذکر است همه برنامه‌های سلامتی واجد شرایط طبقه‌بندی به عنوان پزشکی دیجیتال نیستند. در بیشتر موارد، این برنامه‌ها می‌بایست برای تشخیص یا درمان اختلالات در آزمایشات بالینی ایمن و موثر باشند و تأیید نظارتی را بدست آورند.
امروزه بسیاری از ساعت‌های هوشمند قادر به تشخیص آریتمی قلبی ( بی‌نظمی ضربان قلب ) هستند و ابزارهای مشابهی نیز وجود دارند که می‌توانند اختلالات تنفسی، افسردگی، آلزایمر و… را تشخیص دهند. همچنین قرص‌هایی حاوی حسگر نیز درحال تولید هستند که داده‌هایی را برای تشخیص مواردی نظیر درجه حرارت بدن، خونریزی معده، DNA سرطانی به برنامه‌های پزشکی ارسال می‌کنند.
۶. صنعت هوایی الکتریکی
استفاده از موتورهای الکتریکی در صنعت هوایی سبب کاهش آلودگی‌های کربنی، کاهش آلودگی صوتی و کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی می‌شود. ملخ‌های الکتریکی بکارگرفته شده در این هواپیماها، علاوه بر افزایش قدرت بلندشدن هواپیما از زمین، موجب کاهش لزوم استفاده از بال‌های بزرگ و در نتیجه بهبود کارایی وسیله حمل و نقل هوایی می‌شود.این حیطه از فناوری مورد توجه بسیاری از سازمان‌ها از جمله ایرباس و ناسا قرار گرفته است. البته هنوز تا اجرایی شدن پروازهای طولانی مدت الکتریکی فاصله زیادی داریم و با وجود موانع نظارتی و هزینه‌ای زیاد، سرمایه‌گذاری قابل توجهی در این زمینه انجام شده است. حدود ۱۷۰ پروژه هواپیمای الکتریکی (عمدتا برای بخش خصوصی) طراحی و در دست توسعه است. ایرباس نیز بیان کرده که قادر است ۱۰۰ هواپیمای الکتریکی مسافرتی را تا سال ۲۰۳۰ آماده کند.
۷. سیمان کم‌کربن
سالیانه ۴ میلیارد تن سیمان (که یکی از اجزای اصلی بتن محسوب می‌شود) در فرایندی که نیازمند مصرف سوخت‌های فسیلی است، تولید می‌شود.
این فرایند، منتشر کننده حدود ۸ درصد از گازهای گلخانه‌ای در کل جهان است. با افزایش روزافزون شهرنشینی انتظار می‌رود طی ۳۰ سال آینده، تولید این محصول به ۵ میلیارد تن برسد.
محققان و استارت‌آپ‌ها درحال کار بر روی رویکردهایی با کربن پایین‌تر هستند به گونه‌ای که از طریق تغییر تعادل مواد تشکیل دهنده و مورد استفاده در این فرایند، دی اکسید کربن به جای آزاد شدن در جو، از طریق کانی‌سازی در سیمان ذخیره می‌شود.
۸. حسگرهای کوانتومی
اتومبیل‌های خودرانی را تصور کنید که قادر به دیدن گوشه و کنار و پیچ‌های خیابان هستند یا اسکنرهای قابل حملی را تصور کنید که قادر به ردیابی و نظارت بر فعالیت مغز انسان هستند. حسگرهای کوانتومی می‌توانند مواردی از این دست را به واقعیت تبدیل کنند. حسگرهای کوانتومی به سبب بهره‌گیری از ماهیت کوانتومی ماده، از دقت بالایی برخوردار هستند. اکثر سیستم‌های سنجش کوانتومی، بزرگ و پیچیده هستند، اما نسل جدید حسگرهای کوچکتر و مقرون به صرفه در حال توسعه است.
۹. هیدروژن سبز
فرایند سنتی تولید هیدروژن که در آن سوخت‌های فسیلی در معرض بخار قرار می‌گیرند، منجر به تولید و آزادسازی کربن می‌شود. هنگامی که هیدروژن از طریق فرایند الکترولیز تولید شود، صرفا آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود و هیچ محصول جانبی مانند کربن و… دیگری ندارد. این هیدروژن با نام هیدروژن سبز شناخته می‌شود. پیش بینی‌ها نشان می‌دهد که هیدروژن سبز تا سال ۲۰۵۰ به یک بازار ۱۲ تریلیون دلاری تبدیل خواهد شد. زیرا هیدروژن سبز در صنایع تولیدی و حمل و نقل به علت داشتن چگالی بالای انرژی کاربرد دارد.
۱۰. سنتز کل ژنوم
تحول جدید در مهندسی ژنتیک از طریق توانایی ایجاد ژنوم شخصی‌سازی شده، به پزشکان در درمان بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی کمک می‌کند. محققان با پیشرفت در فناوری‌های مورد نیاز برای طراحی توالی‌های ژنتیکی توانسته‌اند این توالی‌ها را طراحی و ایجاد کنند و سپس آن را به میکروب وارد کرده تا میکروب دوباره برنامه‌ریزی شده، کار مورد نظر را مانند ساخت داروی جدید انجام دهد. این تکنولوژی منجر به دستیابی به بینشی درباره نحوه انتشار ویروس‌ها و تهیه و ساخت واکسن و سایر روش‌های درمانی نیز می‌شود.
سنتز کل ژنوم در تولید پایدار مواد شیمیایی، تولید سوخت و مواد ساختمانی از زیست توده یا گازهای پسماند نیز موثر است. همچنین این امکان را برای دانشمندان فراهم می‌آورد تا گیاهان مقاوم در برابر عوامل بیماری‌زا را تولید نمایند. سنتز کل ژنوم راهی برای درمان بیماری‌های ژنتیکی باز می‌کند.
