Привет! Предлагаем вам выборку технологий, которые демонстрируют серьезные перспективы развития и могут повлиять на наше будущее.

Научные открытия при помощи ИИ

Искусственный интеллект фундаментально меняет весь наш мир, особенно научный. В 2023 году генеративный ИИ создал препарат для лечения смертельно опасного, прогрессирующего и ранее неизлечимого заболевания — идиопатического лёгочного фиброза. Этот пример показывает, что ИИ может открыть новые перспективы для лечения редких заболеваний и дать надежду огромному количеству людей.

В фармакологии и химии ИИ предсказывает свойства новых соединений до того, как они будут синтезированы. Недавно он помог ученым из компании DeepMind разработать новый, более точный метод расчёта поведения молекул во время их взаимодействия со светом. Ожидается, что это улучшит разработку светочувствительных технологий.

Биоэкономика замкнутого цикла

Во всём мире ежегодно производится более 1,3 миллиарда тонн пищевых отходов. Их перепрофилирование позволит решить проблему переизбытка и продовольственного дефицита.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация объединённых наций создала проект BioDAF, целью которого является использование личинок чёрных львинок для борьбы с отходами, кормлением скота и рыбы. Личинки чёрной львинки — мухи внушительных размеров — охотно потребляют огромное количество продовольственных отходов. В рамках проекта мухам обеспечивали романтическую обстановку для спаривания и производства яиц. Затем яйца помещали в резервуар с мульчой. Там личинки питались отходами и увеличивались в размерах, а также производили собственные отходы жизнедеятельности. Затем гигантских отъевшихся личинок отделяли от собственных испражнений. Экскременты использовали в качестве удобрения для растений. Личинок высушивали для применения в качестве корма для скота. Часть высушенных личинок измельчалась в муку для кормления рыбы. 

Эта технология кажется довольно перспективной и может привести к более устойчивому животноводству.

Микробы-поглотители углерода

Учёные создали бактерию Clostridium autoethanogenum, нашли вулканические бактерии, другие микроорганизмы, а также обнаружили водоросли, которые эффективно потербляют высокие концентрации СО2, превращая его в полезные продукты, такие как биоразлагаемый пластик, этанол и др. Потенциально они способны поглощать гигатонны углерода ежегодно, значительно сокращая вред от выбросов парниковых газов.

Учёные из Японии нашли на свалке бактерию, которая вырабатывает слизь, расщепляющую пластик. Еë назвали ​Ideonella sakaiensis. А ещё южнокорейские ученые обнаружили бактерию Bacillus thuringiensis, которая с поразительной жадностью поедают пластиковые пакеты, именно так она и выживает на мусорных свалках.

Но обеспечение стабильности и безопасности некоторых модифицированных и созданных микроорганизмов в открытой среде вызывает вопросы о потенциальных экологических рисках, а также об энергетических требованиях для создания оптимальных условий в промышленном масштабе.

Эластокалорический способ обогрева и охлаждения

Эластокалорические материалы при растяжении или сжатии выделяют тепло, а при снятии нагрузки поглощают его, возвращаясь к исходной температуре. Эластокалорические системы могут быть более эффективными, чем традиционные, которые используются в большинстве холодильников и кондиционеров. Более того, они не требуют вредных хладагентов.

Немецкие ученые приступили к разработке прототипа теплового насоса Elastokalorik, который будет охлаждать и обогревать помещения исключительно через вентиляционные щели. Вся передача тепла будет проходить через тонкие никель-титановые проволоки или листы.

Реконфигурируемые интеллектуальные поверхности

Реконфигурируемые интеллектуальные панели (RIS) могут динамически изменять свои электромагнитные свойства, перенаправлять сигналы с плохим покрытием, повышая мощность сигнала или создавая зоны, свободные от помех. Они способны улучшить возможность подключения без дополнительных базовых станций. Помимо улучшения телефонных сигналов RIS могут обеспечить позиционирование в помещении с точностью до сантиметра.

Но создание поверхностей, которые могут эффективно манипулировать сигналами в широком диапазоне частот, технически сложная и потенциально дорогая в решении задача. А проблемы, связанные с покрытием, помехами и конфиденциальностью требуют также особого внимания к информационной безопасности.

Иммерсивные технологии для построения мира

Мировые иммерсивные технологии стирают грань между цифровыми и физическими мирами. Они меняют подходы к проектированию, конструированию и взаимодействию с окружающей средой.

Например, для Москвы создан цифровой двойник для моделирования и оптимизации всего, от транспортного потока до энергопотребления. Он помогает тестировать сценарии перед внесением изменений. В строительстве специалисты могут использовать очки дополненной реальности, чтобы видеть 3D-чертежи, наложенные на физическое пространство. Это позволяет сокращать количество ошибок. 

Но эта технология вызывает проблемы, связанные с конфиденциальностью. Наша искусственная среда становится всё более взаимосвязанной и управляемой данными. Также остаëтся риск цифрового неравенства, так как доступ к этим технологиям может быть искусственно ограничен.

Технология ISAC

Технология интегрированного зондирования и связи (ISAC) может превратить нашу беспроводную инфраструктуру в обширную систему датчиков. Она использует радиоволны не только для передачи данных, но и для сбора информации об окружающей среде, картографирования, обнаружения движения и мониторинга качества воздуха.

Решения на основе этой технологии разнообразны: от мониторинга дорожного движения в «умных городах» в реальном времени до использования неинвазивных методов мониторинга медицинских пациентов. Также эта технология применяется в автономных системах транспортных средств, отслеживающих экологическую обстановку.

Но ISAC вызывает серьëзные проблемы, связанные с конфиденциальностью. Система, которая способна сквозь стены обнаруживать движение, легко может быть использована для слежки.

Ксенотрансплантация

В марте 2024 года в бостонской больнице 62-летнему мужчине Рику Слейману успешно пересадили свиную генетически отредактированную почку. До этого мужчина на протяжении многих лет страдал почечной недостаточностью, сахарным диабетом и гипертонией. Он уже переносил пересадку человеческой почки, но через 5 лет организм её отверг. На этот раз неизвестно, как развивались бы события, но через два месяца после ксенотрансплантации пациент умер. Выяснилось, что причиной смерти была не новая свиная почка. Так что этот случай, по мнению ученых, можно считать успешным.

Предварительно в геном свиньи внесли 69 изменений для того, чтобы реципиент не заразился вирусом или не столкнулся с отторжением органа своей иммунной системой. 

В апреле этого же года в одной из клиник Нью-Йорка впервые в истории успешно трансплантировали свиную почку и вилочковую железу, а также механический сердечный насос в организм 54-летней пациентке, которая страдала недостаточностью этих органов. До этого ей было отказано в традиционной пересадке из-за тяжести состояния её здоровья. Сначала ей пересадили насос сердца, а затем через несколько дней и органы животного. Согласно источнику информации, у женщины всë хорошо. Умерла ли она или продолжает жить, на сегодняшний момент неизвестно.

Эта технология не новая, но последние успехи в этой области дают надежду сотням тысяч человек, которые годами находятся в списках ожидания на трансплантацию или получили отказ. Но есть и сопротивление активистов по защите прав животных, и риск передачи зоозных заболеваний человеку. Несмотря на эти проблемы, потенциал спасения бесчисленных жизней неуклонно растёт. Кто знает, может быть, в следующем году ситуация станет оптимистичней.

Технологии повышения конфиденциальности

Технологии повышения конфиденциальности (PET) личной жизни человека предназначены для защиты личной информации пользователя в цифровом мире, и включают в себя передовые методы шифрования и генерации синтетических данных. Гомоморфное шифрование позволяет выполнять вычисления на зашифрованных данных без их предварительной расшифровки.

Так, PET-технологии в здравоохранении дают возможность работать с конфиденциальными данными, не нарушая тайну пациента. Также они могут помочь создавать новые коллаборации и формы обмена данными.

Станции сотовой связи на высоте стратосферы

Летающие вышки сотовой связи, работающие на высоте около 20 километров, направлены на обеспечение подключения к интернету в районах, где традиционная инфраструктура непрактична или невозможна.

Во всем мире по состоянию на октябрь 2024 насчитывалось всего 5,52 млрд пользователей интернета (67,5% населения). То есть, на лицо дефицит. Летающие вышки могут это  изменить, предоставив цифровые блага цивилизации пользователям, ранее не подключëнным к сети. Также они могут быть быстро развëрнуты в ответ на стихийные бедствия, восстанавливая связь в экстремальных условиях. И экономически они более целесообразны, чем строительство традиционных вышек сотовой связи в малонаселëнных районах.

На самом деле, прорывных технологий сегодня гораздо больше, чем мы привели в этой статье. Но эти нам показались наиболее интересными, хотя это очень субъективно.