10 globaalia ongelmaa, joita teknologia ratkaisee tänään

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Aivojen dekoodaus, energian varastointi ja muut asiat, joissa uudet keksinnöt ovat välttämättömiä.

1. Hiilidioksidi ilmakehässä

Kasvihuoneilmiön poistamiseksi ihmiskunta ei riitä pelkkä haitallisten päästöjen vähentämiseen. On myös tarpeen jollakin tavalla päästä eroon ilmakehässä jo olevasta kaasusta. Esimerkiksi käyttämällä hiilen sitomista - prosessia, jossa hiilidioksidi muunnetaan orgaaniseksi aineeksi.

Tämä on uskomattoman resurssiintensiivinen tehtävä. Tiedemiehet yrittävät kuitenkin jo eri tapoja muuttaa hiiltä hyödyllisiksi tuotteiksi. Joten käyttämällä nikkelistä ja fosforista valmistettuja katalyyttejä tutkijat muuttavat tutkijat juuri löytäneet tavan muuttaa hiilidioksidi muoviksi ennennäkemättömän tehokkaalla hiilidioksidilla erilaisiksi polymeerimateriaaleiksi. Useat laitokset työskentelevät samanaikaisesti hiilidioksidin käsittelyssä₂ synteettiseen polttoaineeseen. Käyttämällä erityisiä leviä Levät muuttavat hiiltä, joita käytetään muuttamaan CO2 hiilikuiduiksi hiilikuiduiksi. On myös tapa tehdä hiilidioksidin muuttaminen betoniksi betonin haitallisista päästöistä: tähän käytetään kalkkikiveä.

2. Energian varastointi

Ihmiset oppivat saamaan yhä enemmän energiaa uusiutuvista lähteistä. Tuulivoimalat ja aurinkopaneelit halpenevat, mutta niillä on vakava haittapuoli: kun aurinko laskee tai tuuli lakkaa puhaltamasta, ne eivät toimi.

Tämä on yksi syistä, miksi ihmiskunta ei voi vielä hylätä vakaampia lähteitä - hiiltä ja maakaasua. On löydettävä tapa varastoida energiaa suuressa mittakaavassa. Sen verran, että saat ruokkia metropolia vaikkapa koko yön. Nykyaikaiset akut eivät ole kovin sopivia tähän, ainakaan korkeiden kustannustensa vuoksi.

Onneksi tutkijat ja yritykset ympäri maailmaa työskentelevät tämän asian parissa. Lupaavia kehityshankkeita ovat esimerkiksi Toyota ja Panasonic sopivat neste- tai geelielektrolyyttipohjaisiin autojen prismaattisiin akkuihin liittyvän yhteisyrityksen perustamisesta sekä alumiiniin perustuva ultranopea ladattava alumiini-ioniakku. Näiden keksintöjen etuja ovat, että ne mahdollistavat enemmän energian varastoinnin, mutta samalla ne eivät pala, toisin kuin litiumioniakut, ja ne latautuvat nopeasti.

3. Influenssa

Pandeeminen flunssa on harvinainen, mutta erittäin vaarallinen. Vuonna 1918 yli 50 miljoonaa ihmistä kuoli H-virukseen₁N₁, sitten noin miljoona vuosina 1957 ja 1968 ja noin 500 tuhatta vuonna 2009.

Virus muuttuu jatkuvasti ja vanhat rokotteet lakkaavat toimimasta. Siksi yksi tutkijoiden ja keksijöiden tärkeistä tehtävistä on luoda yleinen rokote, joka suojaa sekä vähemmän vaarallisilta viruksen versioilta että katastrofaalisilta epidemioilta. Universal Influenza Vaccine Research työskentelee jo tämän parissa: tutkijat testaavat useita rokotteita kerralla. Yksi perustuu ferritiiniin, proteiiniin, joka voi koota nanopartikkeleiksi. Toinen sisältää neljää hemagglutiniinityyppiä (yksi influenssaviruksen komponenteista), jotka on suunniteltu stimuloimaan kehon immuunivastetta.

4. Dementia

Noin kolmannes yli 85-vuotiaista kärsii dementiasta. Ajan myötä elinajanodote pidentyy ja myös taudille alttiiden määrä kasvaa. Samaan aikaan ei ole vielä keksitty yhtäkään todella tehokasta tapaa käsitellä tätä vaivaa.

Neurotieteen, neurologian ja genetiikan kehitys auttaa meitä ymmärtämään paremmin, mikä aiheuttaa Alzheimerin taudin ja muita dementian muotoja. Ehkäpä aivojen tutkimiseen tarkoitettujen kehittyneempien laitteiden ja tekniikoiden myötä tiedemiehet voivat löytää tapoja hidastaa tai estää taudin etenemistä.

Teknologia auttaa tällä hetkellä helpottamaan muistivammaisten elämää. Esimerkiksi How Do I? muistuttaa päivittäisistä tehtävistä, kuten vedenkeittimen laittamisesta tai astioiden pesusta lyhyillä rullilla. Ja Isossa-Britanniassa tutkijat työskentelevät Launching: UK DRI Care Research & Technology at Imperial älykkäillä laitejärjestelmillä, jotka voivat automaattisesti seurata dementiapotilaiden tilaa ja ilmoittaa omaisille, jos henkilö on vaarassa.

5. Meren saastuminen

Maailman valtameret ovat täynnä miljardeja muovikappaleita – mikromuoveja. Ne ilmestyvät, kun tästä aineesta luodut asiat putoavat veteen ja hajoavat ajan myötä. Mikromuovit ovat erittäin vaarallisia meren asukkaille, linnuille ja ihmisille, ne myrkyttävät vettä ja siitä ottamamme tuotteita. Joten vuonna 2018 Indonesiasta löydettiin kuollut valas, jonka vatsassa oli 6 kiloa muovia. Tutkimukset osoittavat myös, että 90 % merilintuista kuluttaa jonkin verran muovia elämänsä aikana.

Jotta ihmiskunta voi jatkaa elämäänsä maan päällä, sen on puhdistettava valtameri roskista. Tämä voi viedä satoja vuosia nykyisellä tekniikalla, mutta tulevaisuudessa on todennäköisesti mahdollisuus kierrättää vaarallisia aineita valtavassa mittakaavassa. Ocean Cleanup -järjestelmiä testataan jo nyt valtavien autonomisten verkkojen muodossa, jotka mahdollistavat muovin keräämisen suhteellisen alhaisin kustannuksin.

6. Makean veden puute

Makea vesi on maapallolla paljon harvinaisempaa kuin suolainen vesi. Lisäksi se on jakautunut epätasaisesti ihmisten asuinpaikkojen kesken: esimerkiksi Afrikassa sitä on hyvin vähän. Maapallon väestö jatkaa kasvuaan, ja pian tarvitsemme energiatehokkaita ja halpoja tapoja suolanpoistoon vedestä.

Nämä voivat olla uudentyyppisiä suodattimia tai sähkökemiallisia teknologioita. Esimerkiksi Columbian yliopiston tutkijat keksivät uuden suolanpoistomenetelmän, joka voisi saada teollisuuden - ja ympäristön - irti erittäin suolaisesta suolakurkista käyttämään erityistä liuotinta, joka kelluu suolavesikerroksen päällä. Vesi nousee liuottimeen, joka erottaa suolan siitä, ja tuore neste painuu tiheyden muutoksen seurauksena pohjaan.

7. Turvattomat itseajavat autot

Kymmenet yritykset kehittävät miehittämättömiä ajoneuvoja: Ford, Waymo, Audi, Google, Yandex. Autoja ajetaan kaduilla, koulutetaan ja testataan, mutta ne eivät ole vielä tarpeeksi kypsiä tuotantoon. Tekoälyllä on vaikeuksia selviytyä vaikeista liikennetilanteista, liikenneruuhkista ja huonosta näkyvyydestä.

Ajan myötä droneista tulee kuitenkin varmasti turvallisia ja muuttavat itseohjautuvat ajoneuvot muuttamaan maailmaa odottamattomilla tavoilla modernin kaupungin. Autonomiset taksit syntyvät, mikä vähentää ihmisten todennäköisyyttä käyttää omia autojaan. Pysäköintipaikkojen ja onnettomuuksien määrä teillä vähenee ja ruuhkat vähenevät.

Eri merkkien insinöörit työskentelevät parantaakseen itseohjautuvien autojen käyttäytymistä. Yksi keino saavuttaa tämä on itseohjautuvien autojen turvallisuuden ja luotettavuuden parantaminen V2X-protokollalla V2X-protokollat, joiden ansiosta autot voivat ilmoittaa toisilleen sijainnistaan sekä vaihtaa tietoja liikennevalojen, esteiden, porttien ja jopa rakennuksia.

8. Tekoälyn materialisointi

Nykyään kehittynyt tekoäly ja edistynyt robotiikka ovat lähes erillään toisistaan. Robotit voivat tehdä paljon, jopa kierrellä kuperkereita, mutta he eivät ole kovin menestyneet itsenäisessä ajattelussa ja oppimisessa. Mutta neuroverkot ja kiinteillä koneilla ajettavat ohjelmat ovat tässä erinomaisia.

Kuitenkin ennemmin tai myöhemmin tekoäly ja tekokeho yhdistyvät. Tulee olemaan robotteja, jotka voivat olla vapaasti vuorovaikutuksessa todellisen maailman esineiden kanssa, laskea tekoja ja niiden seurauksia. Tämä muuttaa teollista maailmaa Robottien rooli teollisuus 4.0:ssa: robotit pystyvät työskentelemään siellä, missä ihmiset eivät selviä, heidän ei tarvitse nukkua ja syödä.

9. Maanjäristysten arvaamattomuus

Ihmiskunta on oppinut ennustamaan hurrikaaneja ja muita sääkatastrofeja päiviä tai jopa kuukausia ennen niiden tapahtumista. Valitettavasti samaa ei voida sanoa maanjäristyksistä. Joka vuosi tuhansia ihmisiä kuolee, loukkaantuu tai menettää omaisuutta järistyksen ja sitä seuranneiden tsunamien vuoksi.

Maankuorta skannaavien laitteiden ja vastaanotettujen tietojen käsittelyohjelmistojen kehittäminen auttaa varoittamaan näistä katastrofeista etukäteen. Ohjelmoijat ja tutkijat työskentelevät jo Indonesiassa automaattiseen klusterointiin perustuvan maanjäristysten ennustamisen hermoverkkojen parissa hermoverkoissa, jotka voivat teoreettisesti ennustaa maanjäristyksiä. Esimerkiksi indonesialaiset tutkijat ovat luoneet hermoverkon, joka voi ennustaa jälkijäristysten esiintymisen maanjäristysten jälkeen. Toistaiseksi hän osaa parhaiten ennustaa kuuden magnitudin iskuja.

10. Aivojen dekoodaus

Huolimatta satojen vuosien edistymisestä lääketieteen, biologian ja anatomian alalla, tiedämme edelleen hyvin vähän siitä, miten ihmisen aivot toimivat. Kaikki ajattelumme, motorinen aktiivisuutemme, muistimme ja taitomme tallennetaan neuroneihin tietyllä koodilla. Vihje tähän koodiin ei vain selitä tarkalleen, miten ajattelemme, vaan antaa myös Brain Decodingille mahdollisuuden hoitaa tehokkaammin mielenterveyshäiriöitä ja neurologisia sairauksia.

Tällä alalla on jo tapahtunut lupaavaa kehitystä. Esimerkiksi tutkijat ovat jo oppineet Tiedemiehet ovat löytäneet tavan dekoodata aivosignaalit puheeksi tunnistaakseen puheen aivosignaaleista. Ja Elon Muskin Neuralink-yritys työskentelee Elon Muskin Neuralink-implantti "sulauttaa" ihmiset tekoälyyn langattomien sirujen järjestelmässä, joka istutetaan aivoihin ja ohjaa teknologiaa ajatuksen voimalla.