10 globālas problēmas, kuras tehnoloģijas risina mūsdienās

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Smadzeņu atšifrēšana, enerģijas uzkrāšana un citi jautājumi, kuros jauni izgudrojumi ir neaizstājami.

1. Oglekļa dioksīds atmosfērā

Lai novērstu siltumnīcas efektu, cilvēcei nepietiek tikai ar kaitīgo izmešu samazināšanu. Ir arī kaut kā jāatbrīvojas no gāzes, kas jau ir atmosfērā. Piemēram, izmantojot oglekļa sekvestrāciju - oglekļa dioksīda pārvēršanas procesu organiskā vielā.

Tas ir neticami resursietilpīgs uzdevums. Tomēr zinātnieki jau mēģina dažādus veidus, kā pārvērst oglekli noderīgos produktos. Tātad, izmantojot katalizatorus, kas izgatavoti no niķeļa un fosfora, pētnieki pārvērš pētnieku tikko atrasto veidu, kā pārvērst CO2 plastmasā ar nepieredzētu efektivitāti oglekļa dioksīdu dažādos polimēru materiālos. Vairāki institūti vienlaikus strādā pie CO apstrādes₂ sintētiskajā degvielā. Izmantojot īpašas aļģes, oglekli pārvērš Aļģes, ko izmanto, lai CO2 pārvērstu oglekļa šķiedrās oglekļa šķiedrās. Ir arī veids, kā oglekļa dioksīdu pārvērst par betonu no kaitīgām betona emisijām: šim nolūkam tiek izmantots kaļķakmens.

2. Enerģijas uzglabāšana

Cilvēki mācās iegūt arvien vairāk enerģijas no atjaunojamiem avotiem. Vēja turbīnas un saules paneļi kļūst lētāki, taču tiem ir nopietns trūkums: kad saule noriet vai vējš pārstāj pūst, tie nedarbojas.

Tas ir viens no iemesliem, kāpēc cilvēce vēl nevar atteikties no stabilākiem avotiem – oglēm un dabasgāzes. Jāatrod veids, kā enerģiju uzkrāt lielā mērogā. Tik daudz, lai, piemēram, visu nakti varētu barot metropoli. Mūsdienu akumulatori tam nav īpaši piemēroti, vismaz to augsto izmaksu dēļ.

Par laimi, zinātnieki un uzņēmumi visā pasaulē strādā pie šī jautājuma. Daudzsološi notikumi ietver, piemēram, Toyota un Panasonic vienojas izveidot kopuzņēmumu, kas saistīts ar automobiļu prizmatiskajām akumulatoriem, kuru pamatā ir šķidrs vai gēls elektrolīts, un īpaši ātri uzlādējams alumīnija jonu akumulators, kura pamatā ir alumīnijs. Šo izgudrojumu priekšrocības ir tādas, ka tie ļauj uzkrāt vairāk enerģijas, bet tajā pašā laikā tie nedeg, atšķirībā no litija jonu akumulatoriem, un tie ātri uzlādējas.

3. Gripa

Pandēmiskā gripa ir reta, bet ļoti bīstama. 1918. gadā H vīrusa dēļ nomira vairāk nekā 50 miljoni cilvēku₁N₁, tad aptuveni miljons 1957. un 1968. gadā un aptuveni 500 tūkstoši 2009. gadā.

Vīruss pastāvīgi mainās, un vecās vakcīnas pārstāj darboties. Tāpēc viens no svarīgiem zinātnieku un izgudrotāju uzdevumiem ir radīt universālu vakcīnu, kas pasargās gan no mazāk bīstamām vīrusa versijām, gan no katastrofālām epidēmijām. Universālā gripas vakcīnas izpēte pie tā jau sāk darbu: zinātnieki vienlaikus pārbauda vairākas vakcīnas. Viens ir balstīts uz feritīnu, proteīnu, kas var salikt nanodaļiņās. Otrajā ietilpst četri hemaglutinīna veidi (viena no gripas vīrusa sastāvdaļām), kas paredzēti organisma imūnās atbildes stimulēšanai.

4. Demence

Apmēram trešā daļa cilvēku, kas vecāki par 85 gadiem, cieš no demences. Laika gaitā dzīves ilgums kļūst garāks, un palielinās arī to cilvēku skaits, kuri ir uzņēmīgi pret šo slimību. Tajā pašā laikā vēl nav izgudrots neviens patiešām efektīvs veids, kā tikt galā ar šo kaiti.

Neiroloģijas, neiroloģijas un ģenētikas sasniegumi palīdz mums labāk saprast, kas izraisa Alcheimera slimību un citus demences veidus. Iespējams, ka līdz ar progresīvāku ierīču un tehnoloģiju parādīšanos smadzeņu pētīšanai zinātnieki var atrast veidus, kā palēnināt vai novērst slimības progresēšanu.

Tehnoloģijas šobrīd palīdz atvieglot dzīvi cilvēkiem ar atmiņas traucējumiem. Piemēram, Kā es varu? atgādina par ikdienas darbiem, piemēram, tējkannas uzlikšanu vai trauku mazgāšanu, izmantojot īsus rullīšus. Un Apvienotajā Karalistē zinātnieki strādā Launching: UK DRI Care Research & Technology at Imperial par viedierīču sistēmām, kas var automātiski uzraudzīt demences pacientu stāvokli un informēt radiniekus, ja persona ir apdraudēta.

5. Okeāna piesārņojums

Pasaules okeāni ir piepildīti ar miljardiem plastmasas - mikroplastmasas - gabalu. Tie parādās, kad no šīs vielas radītās lietas iekrīt ūdenī un laika gaitā sadalās. Mikroplastmasa ir ļoti bīstama jūras iemītniekiem, putniem un cilvēkiem, tā saindē ūdeni un produktus, ko mēs no tā iegūstam. Tātad 2018. gadā Indonēzijā tika atrasts beigts valis ar 6 kilogramiem plastmasas vēderā. Pētījumi arī liecina, ka 90% jūras putnu savas dzīves laikā patērē zināmu daudzumu plastmasas.

Lai turpinātu dzīvot uz Zemes, cilvēcei būs jāattīra okeāns no gružiem. Ar pašreizējām tehnoloģijām tas varētu aizņemt simtiem gadu, taču nākotnē, visticamāk, būs iespēja pārstrādāt bīstamās vielas milzīgā apjomā. Jau tagad The Ocean Cleanup sistēmas tiek testētas milzīgu autonomu tīklu veidā, kas ļauj savākt plastmasu par salīdzinoši zemām izmaksām.

6. Saldūdens trūkums

Saldūdens uz Zemes ir daudz retāk sastopams nekā sālsūdens. Turklāt tas ir nevienmērīgi sadalīts starp cilvēku dzīvesvietām: piemēram, Āfrikā tā ir ļoti maz. Planētas iedzīvotāju skaits turpina pieaugt, un drīz mums būs nepieciešami energoefektīvi un lēti ūdens atsāļošanas veidi.

Tie var būt jauna veida filtri vai elektroķīmiskās tehnoloģijas. Piemēram, Kolumbijas universitātes pētnieki nāca klajā ar jauno atsāļošanas metodi, kas var atbrīvot rūpniecību un vidi no ļoti sāļa sāļa, lai izmantotu īpašu šķīdinātāju, kas peld virs sālsūdens slāņa. Ūdens paceļas līdz šķīdinātājam, kas no tā atdala sāli, un svaigais šķidrums, mainoties blīvumam, nogrimst apakšā.

7. Nedrošas pašbraucošas automašīnas

Desmitiem uzņēmumu izstrādā bezpilota transportlīdzekļus: Ford, Waymo, Audi, Google, Yandex. Automašīnas tiek braukātas pa ielām, apmācītas un pārbaudītas, taču tās vēl nav pietiekami nobriedušas, lai tās laistu ražošanā. Mākslīgajam intelektam ir grūti tikt galā ar sarežģītām satiksmes situācijām, sastrēgumiem un sliktu redzamību.

Tomēr laika gaitā bezpilota lidaparāti noteikti kļūs droši un pārveidos pašpiedziņas transportlīdzekļi, kas neparedzētā veidā mainīs pasauli par modernu pilsētu. Parādīsies autonomi taksometri, kas ļaus cilvēkiem retāk izmantot savas automašīnas. Mazināsies stāvvietu un negadījumu skaits uz ceļiem, retāk veidosies sastrēgumi.

Dažādu zīmolu inženieri strādā, lai uzlabotu pašbraucošo automašīnu uzvedību. Viens no veidiem, kā to panākt, ir Pašbraucošas automašīnas drošības un uzticamības uzlabošana ar V2X protokoliem V2X protokolu izstrāde, pateicoties kuriem automašīnas var paziņot viena otrai par savu atrašanās vietu, kā arī apmainīties ar datiem ar luksoforiem, barjerām, vārtiem un pat ēkas.

8. Mākslīgā intelekta materializācija

Mūsdienās uzlabotais mākslīgais intelekts un uzlabotā robotika pastāv gandrīz atsevišķi viens no otra. Roboti var ļoti daudz, pat kūleņot, taču domāšana un patstāvīga mācīšanās viņiem nav īpaši veicies. Bet neironu tīkli un programmas, kas darbojas uz stacionārām mašīnām, ir lieliski šajā ziņā.

Tomēr agrāk vai vēlāk mākslīgais intelekts un mākslīgais ķermenis savienosies. Būs roboti, kas var brīvi mijiedarboties ar reālās pasaules objektiem, aprēķināt darbības un to sekas. Tas mainīs industriālo pasauli Robotu loma rūpniecībā 4.0: roboti varēs strādāt tur, kur cilvēki nevar izdzīvot, viņiem nevajadzēs gulēt un ēst.

9. Zemestrīču neparedzamība

Cilvēce ir iemācījusies paredzēt viesuļvētras un citas laika apstākļu katastrofas dažas dienas vai pat mēnešus pirms to rašanās. Diemžēl to nevar teikt par zemestrīcēm. Katru gadu tūkstošiem cilvēku iet bojā, ievainojas vai zaudē īpašumus zemestrīču un tam sekojošo cunami dēļ.

Ierīču izstrāde, kas skenē zemes garozu, un programmatūra saņemto datu apstrādei palīdzēs brīdināt par šīm katastrofām jau iepriekš. Programmētāji un pētnieki jau strādā pie neironu tīkla zemestrīču prognozēšanai, pamatojoties uz automātisko klasterizāciju Indonēzijā neironu tīklos, kas teorētiski var paredzēt zemestrīces. Piemēram, Indonēzijas zinātnieki ir izveidojuši neironu tīklu, kas var paredzēt pēcgrūdienu rašanos pēc zemestrīcēm. Pagaidām viņa vislabāk spēj prognozēt satricinājumus, kuru stiprums ir seši.

10. Smadzeņu atšifrēšana

Neskatoties uz simtiem gadu sasniegumiem medicīnā, bioloģijā un anatomijā, mēs joprojām ļoti maz zinām par to, kā darbojas cilvēka smadzenes. Visa mūsu domāšana, motoriskā aktivitāte, atmiņa un prasmes tiek ierakstītas neironos, izmantojot noteiktu kodu. Šī koda pavediens ne tikai izskaidros, kā tieši mēs domājam, bet arī ļaus Brain Decoding efektīvāk ārstēt garīgos traucējumus un neiroloģiskas slimības.

Šajā jomā jau ir daudzsološa attīstība. Piemēram, pētnieki jau ir iemācījušies Zinātnieki ir atraduši veidu, kā atšifrēt smadzeņu signālus runā, lai atpazītu runu no smadzeņu signāliem. Un Elona Muska uzņēmums Neuralink strādā. Elona Muska Neuralink implants "sapludinās" cilvēkus ar AI bezvadu mikroshēmu sistēmā, kas tiks implantētas smadzenēs un kontrolēs tehnoloģiju ar domas spēku.