Dziesięć wielkich globalnych wyzwań, które technologia może rozwiązać

Ilustracje autorstwa Tomiego Um

Sekwestracja dwutlenku węgla
Samo ograniczenie emisji gazów cieplarnianych nie wystarczy, aby zapobiec gwałtownemu wzrostowi globalnych temperatur. Będziemy musieli również usunąć z atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla, co nie tylko byłoby niezwykle kosztowne, ale także postawiłoby nas przed drażliwym problemem, co zrobić z tym całym CO2 . Coraz więcej startupów bada sposoby recyklingu dwutlenku węgla do produktów, w tym paliw syntetycznych, polimerów, włókna węglowego i betonu. To obiecujące, ale tak naprawdę będziemy potrzebować taniego sposobu na trwałe przechowywanie miliardów ton dwutlenku węgla, który być może będziemy musieli wyciągnąć z atmosfery.

Magazynowanie energii w skali sieci
Odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce, stają się tanie i coraz szerzej stosowane, ale nie wytwarzają energii elektrycznej, gdy słońce nie świeci lub nie wieje wiatr. To ogranicza ilość energii, którą te źródła mogą dostarczyć i jak szybko możemy odejść od stabilnych źródeł, takich jak węgiel i gaz ziemny. Koszt zbudowania wystarczającej liczby baterii do tworzenia kopii zapasowych całych sieci na dni, w których flagi związane z wytwarzaniem energii ze źródeł odnawialnych byłyby astronomiczne. Różni naukowcy i startupy pracują nad opracowaniem tańszych form przechowywania w skali sieci, które mogą działać przez dłuższy czas, w tym baterii przepływowych lub zbiorników stopionej soli. Tak czy inaczej, desperacko potrzebujemy tańszego i wydajniejszego sposobu przechowywania ogromnych ilości energii elektrycznej.

Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2019 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Uniwersalna szczepionka przeciw grypie
Grypa pandemiczna jest rzadka, ale śmiertelna. Co najmniej 50 milionów ludzi zmarło w pandemii grypy H1N1 w 1918 roku. Niedawno w pandemii 1957-58 i 1968 zginęło około miliona osób, podczas gdy w 2009 r. nawrót wirusa H1N1 spowodował śmierć około pół miliona. Ostatnie ofiary śmiertelne są niższe po części dlatego, że wirusy były łagodniejszymi szczepami. Następnym razem możemy nie mieć tyle szczęścia — szczególnie silny szczep wirusa może replikować się zbyt szybko, aby jakakolwiek skrojona na miarę szczepionka skutecznie z nim walczyła. Uniwersalna szczepionka przeciw grypie, która chroni nie tylko przed stosunkowo mniej szkodliwymi wariantami, ale także przed katastrofalną epidemią raz na stulecie, jest kluczowym wyzwaniem dla zdrowia publicznego.

Leczenie demencji
Więcej niż jeden na 10 Amerykanów w wieku powyżej 65 lat ma chorobę Alzheimera; jedna trzecia osób powyżej 85. roku życia. W miarę wydłużania się życia ludzi, liczba osób żyjących z tą chorobą – w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie – prawdopodobnie gwałtownie wzrośnie. Choroba Alzheimera pozostaje słabo poznana: ostateczne diagnozy są możliwe dopiero po śmierci, a nawet wtedy lekarze debatują nad różnicą między chorobą Alzheimera a innymi formami demencji. Jednak postępy w neuronauce i genetyce zaczynają rzucać więcej światła. To zrozumienie dostarcza wskazówek, w jaki sposób można spowolnić, a nawet powstrzymać niszczące skutki choroby.

Sprzątanie oceanu
Miliardy maleńkich kawałków plastiku – tak zwanych mikroplastików – pływają teraz po oceanach na całym świecie. Wiele z tych odpadów pochodzi z worków lub słomek, które z czasem uległy zniszczeniu. Zatruwa ptaki, ryby i ludzi. Naukowcy obawiają się, że wpływ zarówno na zdrowie ludzi, jak i na środowisko będzie głęboki, a oczyszczenie setek milionów ton plastiku nagromadzonego przez dziesięciolecia może zająć stulecia. Ponieważ zanieczyszczenie jest tak rozproszone, trudno je usunąć i chociaż istnieją prototypowe metody radzenia sobie z ogromnymi oceanicznymi śmieciami, nie ma rozwiązania dla wybrzeży, mórz i dróg wodnych.

Energooszczędne odsalanie
Na ziemi jest około 50 razy więcej słonej wody niż słodkiej. W miarę wzrostu liczby ludności na świecie i nasilania się suszy przez zmiany klimatyczne, zapotrzebowanie na świeżą wodę będzie coraz bardziej dotkliwe. Izrael zbudował największe na świecie urządzenie do odsalania wody metodą odwróconej osmozy i obecnie większość wody używanej w gospodarstwie domowym pobiera z morza, ale ta metoda jest zbyt energochłonna, aby mogła być praktyczna na całym świecie. Pomocne mogą być nowe rodzaje błon; Techniki elektrochemiczne mogą również pomóc w uczynieniu wody słonawej użyteczną do nawadniania. Jeśli chodzi o technologie przystosowania się do zmiany klimatu, głównym priorytetem powinno być wytwarzanie wody pitnej z oceanu.

Bezpieczny samochód bez kierowcy
Pojazdy autonomiczne zostały przetestowane przez miliony mil na drogach publicznych. Programy pilotażowe dostaw i usług taksówkowych są w toku w miejscach takich jak przedmieścia Phoenix. Ale samochody bez kierowcy nadal nie są gotowe do przejmowania dróg. Mają kłopoty z chaotycznym ruchem i warunkami pogodowymi, takimi jak śnieg i mgła. Jeśli uda się je uczynić niezawodnie bezpiecznymi, mogą pozwolić na hurtowe przeprojektowanie transportu. Korki mogą zostać wyeliminowane, a miasta mogą zostać przekształcone, ponieważ parkingi ustąpią miejsca nowym zabudowom. Przede wszystkim oczekuje się, że autonomiczne samochody, jeśli będą szeroko stosowane, wyeliminują większość z 1,25 mln zgonów rocznie spowodowanych wypadkami drogowymi.

Ucieleśniona sztuczna inteligencja
Zeszłej jesieni wideo Atlas, zaprojektowane przez Boston Dynamics, przeszło przez internet. Pokazywał robota wskakującego po schodach jak komandos. Nastąpiło to zaledwie dwa lata po tym, jak AlphaGo pokonała najlepszego gracza w Go na świecie. Atlas nie może grać w Go (jest ucieleśniony, ale nie inteligentny), a AlphaGo nie może biegać (jest inteligentny na swój sposób, ale nie ma ciała). Więc co się stanie, jeśli umieścisz umysł AlphaGo w ciele Atlasa? Wielu badaczy twierdzi, że prawdziwa ogólna sztuczna inteligencja może zależeć od umiejętności powiązania wewnętrznych procesów obliczeniowych z rzeczywistymi rzeczami w świecie fizycznym, a sztuczna inteligencja nabędzie tę zdolność, ucząc się interakcji ze światem fizycznym, tak jak robią to ludzie i zwierzęta.

Możemy przewidywać huragany z kilkudniowym, a czasem nawet tygodniowym wyprzedzeniem, ale trzęsienia ziemi wciąż są niespodzianką. Przewidywanie ich z ufnością może uratować miliony istnień ludzkich.

Przewidywanie trzęsienia ziemi
W trzęsieniu ziemi na Haiti w 2010 r. zginęło ponad 100 000 osób, a tsunami na Oceanie Indyjskim w 2004 r. — wywołane przez jedno z najpotężniejszych trzęsień ziemi, jakie kiedykolwiek zarejestrowano — zabiło prawie ćwierć miliona ludzi w Indonezji, Sri Lance, Indiach i innych miejscach. Możemy przewidywać huragany z kilkudniowym, a czasem nawet tygodniowym wyprzedzeniem, ale trzęsienia ziemi wciąż są niespodzianką. Przewidywanie trzęsień ziemi z pewną dozą pewności w perspektywie średnioterminowej umożliwiłoby planistom znalezienie trwałych rozwiązań. Przynajmniej kilkugodzinne ostrzeżenie umożliwiłoby ludziom ewakuację z niebezpiecznych obszarów i mogłoby uratować miliony istnień ludzkich.

Dekodowanie mózgu
Nasze mózgi pozostają głęboką tajemnicą dla neuronaukowców. Wszystko, co myślimy i pamiętamy, i wszystkie nasze ruchy, muszą być w jakiś sposób zakodowane w miliardach neuronów w naszych głowach. Ale co to za kod? Nadal istnieje wiele niewiadomych i zagadek w zrozumieniu sposobu, w jaki nasz mózg przechowuje i przekazuje myśli. Złamanie tego kodu może doprowadzić do przełomu w leczeniu zaburzeń psychicznych, takich jak schizofrenia i autyzm. Może nam to pozwolić na ulepszenie bezpośrednich interfejsów, które komunikują się bezpośrednio z naszych mózgów do komputerów, a nawet do innych ludzi – co może zmienić życie osób sparaliżowanych przez uraz lub chorobę zwyrodnieniową.

ukryć