به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ مجمع جهانی اقتصاد در گزارش اخیر خود در مورد فناوری‌های نوظهور برتر سال 2024 مطلبی را منتشر و بررسی کرده است که این فناوری‌ها چطور قرار است آینده را رقم بزنند. این گزارش با مشاوره بیش از 300 دانشگاهی و متخصص برجسته جهان و پژوهشگر و اعضای برتر گروه راهبری فناوری‌های نوظهور تهیه شده است.

این گروه متخصص با تجزیه و تحلیل داده‌ها و درک قوی از تاثیر بالقوه هر کدام از فناوری‌ها در پرداختن به چالش‌های جهانی متعدد، فناوری‌های نوظهور تاثیرگذار جهان را از پیشرفت علم مواد تا فناوری‌های تحول‌آفرین در مراقبت‌های بهداشتی فهرست کرده است.

فناوری‌هایی که در این گزارش به چشم می‌خورد، عبارتند از:

فناوری اتصال

در دنیای امروزی که بیشتر ابزارهای دور و برمان نیاز به مصرف انرژی کمتری دارند و با نزدیک شدن به دوران نسل ششم شبکه موبایلی، ضرورت اتصال ابزارها به اینترنت افزایش می‌یابد.

در آینده، سطوح هوشمند قابل تنظیم مجدد (RIS) پیوندهای ارتباطی بی‌سیم را با تغییر شکل پویا، ترکیب متا مواد، الگوریتم‌های هوشمند و پردازش سیگنال پیشرفته برای کنترل و دستکاری امواج الکترومغناطیسی بهینه می‌کنند. RIS که برای افزایش ظرفیت و اتصال و با تمرکز قوی بر پایداری محیطی طراحی شده است، می‌تواند دیوارها و سطوح معمولی را به اجزای هوشمند در یک شبکه بی‌سیم تبدیل کند.

این گزارش پیش‌بینی می‌کند که این امر می‌تواند به معنای ارتباط قابل اعتمادتر و کارآمدتر امواج رادیویی در کارخانه‌های هوشمند و شبکه‌های خودرو و همچنین پوشش بهبود یافته در محیط‌های کشاورزی باشد.

«سیستم‌های ایستگاه سکوی ارتفاع بالا» (HAPS) با بهره‌گیری از جدیدترین فناوری‌های خورشیدی، باتری، مواد کامپوزیت سبک وزن و فناوری اویونیک، سطوح جدیدی از ارتباطات و قابلیت‌های مشاهده را ارائه می‌دهند. این سیستم‌ها که در حدود 20 کیلومتری بالای زمین کار می‌کنند - معمولاً به شکل بالون، کشتی هوایی یا هواپیمای بال ثابت - می‌توانند اتصال، پوشش و عملکرد برج‌ها و ماهواره‌های زمینی، به ویژه در نقاط دورافتاده جهان را به بهترین نحو انجام دهند.

زیرساخت‌های نوآورانه HAPS آماده دسترسی به اینترنت برای بیش از 2/6 میلیارد نفر در 100 کشور بدون اتصال است و فرصت‌های استثنائی را برای آموزش و رشد اقتصادی ایجاد می‌کند. سیستم‌های HAPS علاوه بر بهبود سرعت اینترنت، به سرعت مستقر می‌شوند، بنابراین در شرایط اضطراری استفاده حیاتی دارند.

در دنیایی که مملو از ابزارهای حسگر و ارتباطی است، ناگزیر همپوشانی عملکردی وجود دارد. حسگر و ارتباطات یکپارچه (ISAC) این قابلیت‌ها را در یک سیستم واحد ترکیب می‌کند تا داده‌ها به طور همزمان جمع‌آوری و انتقال یابند، و در عین حال امکان‌ کاربردهای جدید ایجاد شود.

ISAC شبکه‌های بی‌سیم را نسبت به محیط زیست آگاه می‌کند و عملکردهایی مانند محلی‌سازی، نقشه‌برداری محیطی و نظارت بر زیرساخت را ممکن می‌سازد. به عنوان مثال می‌توان از سنسورها و تجزیه و تحلیل داده‌ها برای نظارت بر کیفیت هوا و آب، رطوبت خاک و شرایط آب‌وهوایی استفاده کرد. برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی شامل سیستم‌های نظارتی برای کشاورزی هوشمند، حفاظت از محیط زیست و برنامه‌ریزی شهری و همچنین شبکه‌های هوشمندی است که تولید و مصرف انرژی را بهینه می‌کند.

اکتشافات مبتنی بر هوش مصنوعی

تعجبی ندارد که شتاب سریع هوش مصنوعی در صدر فهرست پیشرفت‌های فناوری امسال قرار دارد. در حالی که دانشمندان مدت‌هاست در حال آزمایش روی ارتقای دانش و قابلیت‌های خود از طریق هوش مصنوعی هستند، پیشرفت‌های اخیر در یادگیری عمیق، هوش مصنوعی مولد و مدل‌های پایه، تحولاتی را در مورد اکتشاف و پیش‌بینی ایجاد کرده است.

با توجه به اینکه هوش مصنوعی دنیای داده‌ها را مانند گذشته گسترش می‌دهد، یافتن راه‌هایی برای استفاده از آن بدون نگرانی‌های اخلاقی یا امنیتی، به امری کلیدی تبدیل شده است. با تکیه بر پیشرفت‌های هوش مصنوعی، داده‌های مصنوعی این امکان را برای دانشمندان و دیگران فراهم می‌کند که داده‌ها را در سطح جهانی به اشتراک بگذارند و با حذف اطلاعات شناسایی، روی تحقیقات مرتبط با زیست‌شناسی و سلامت به طور مشترک کار کنند.

هوش مصنوعی برای کشف علمی نحوه کشف و استفاده از دانش جدید را تغییر می‌دهد. سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند مدل‌های سه‌بعدی ساختارهای پروتئین را با دقت پیش‌بینی کنند. هوش مصنوعی همچنین در تحقیقاتی که خانواده جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌ها را کشف کرده و موادی برای باتری‌های کارآمدتر ایجاد کرده است، استفاده شده است. بر اساس گزارش اخیر شورای مشاوران علم و فناوری رئیس جمهور آمریکا، هوش مصنوعی این پتانسیل را دارد که هر رشته علمی و بسیاری از جنبه‌های روش علمی را متحول کند.

براساس گزارش سازمان ملل متحد، بخش ساخت‌وساز مسئول تقریباً 40 درصد انتشار کربن است. ولی فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند نقش مهمی در آینده پاک‌تر آن داشته باشد و به پیش‌بینی چالش‌ها و بهینه‌سازی پروژه‌ها برای تحویل در دنیای واقعی کمک کنند. برای مثال، از «دوقلوهای دیجیتال» می‌توان برای شبیه‌سازی نتایج پیچیده، افزایش کارایی استفاده کرد، در حالی که نمونه‌سازی مجازی و آزمایش می‌تواند به بهبود دقت کمک کند.

فناوری برای مقابله با تغییرات آب‌وهوایی

فناوری‌هایی که به بحران آب‌وهوایی رسیدگی می‌کنند و راه‌حل‌هایی برای آن ارائه می‌کنند، فناوری‌هایی به شمار می‌روند که حتما آینده دنیای ما را متحول خواهند کرد.

یکی از این فناوری‌ها Elastocalorics است که به عنوان «سیستم‌های حرارتی نیروبخش برای کار مثل عضلات» توصیف می‌شود که می‌تواند راه‌های پایدارتری برای خنک نگه داشتن ارائه دهد. پمپ‌های حرارتی با استفاده از مواد الاستوکالری مانند نیکل و تیتانیوم - که در هنگام اعمال تنش مکانیکی گرما منتشر می‌کنند و در صورت کاهش تنش خنک می‌شوند - نسبت به سیستم‌های گرمایش و سرمایش سنتی از نظر انرژی کارآمدتر هستند.

بر اساس این گزارش، از مزیت دیگر این فناوری می‌توان اشاره کرد که نیازی به استفاده از گازهای مبرد برای محیط زیست ندارند و می‌توانند برای خنک کردن مناطق با زیرساخت شبکه برق محدود یا بدون زیرساخت استفاده شوند. مطالعه‌ای توسط وزارت انرژی آمریکا این پمپ‌های حرارتی را به عنوان امیدوارکننده‌ترین جایگزین برای سیستم‌های فعلی رتبه بندی می‌کند.

در بحبوحه بحران آب‌وهوایی، میکروارگانیسم‌ها منبع ارزشمندی هستند. آنها قادر به جذب گازهای گلخانه‌ای از هوا یا گازهای خروجی هستند و انتشار گازهای گلخانه‌ای را به محصولات ارزشمندی مانند سوخت‌های زیستی تبدیل می‌کنند که پتانسیل کاهش گرمایش جهانی را دارند.

2 نوع اصلی جذب کربن میکروبی وجود دارد. اولی از ارگانیسم‌هایی مانند سیانوباکترها و ریزجلبک‌ها استفاده می‌کند که کربن را از طریق فتوسنتز می‌خورند، دومی از میکروارگانیسم‌هایی استفاده می‌کند که از منابع انرژی تجدیدپذیر - مانند هیدروژن یا جریان‌های زباله‌های آلی - برای جذب دی‌اکسید کربن استفاده می‌کنند که سپس به محصولات جدید از جمله بیودیزل و غذای غنی از پروتئین برای حیوانات تبدیل می‌شود.

کشاورزی حیوانات متکی به تولید پروتئین‌هایی مانند سویا است که می‌تواند منجر به جنگل‌زدایی، از بین رفتن تنوع زیستی، بارورسازی بیش از حد و انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تغییرات کاربری زمین شود. این گزارش می‌گوید که خوراک‌های جایگزین برای دام، یا خوراک‌های پروتئینی برای دام‌ها که از پروتئین‌های تک سلولی، جلبک‌ها و ضایعات غذایی تامین می‌شوند، می‌توانند جایگزین‌های قابل دوام و پایداری برای چنین محصولاتی باشند.

اندام‌های مصنوعی

در حالی که پیوندها جان انسان‌ها را نجات می‌دهند، اندام کافی برای پاسخگویی به تقاضا وجود ندارد. اما پیشرفت‌های اخیر در دستکاری ژنتیکی، مانند «کریسپر» می‌تواند آن را تغییر دهد.

یکی از فناوری‌های مهم در این زمینه، ژنومیکس برای پیوندها است که در واقع کاشت موفقیت‌آمیز اندام‌های دستکاری شده ژنتیکی در انسان است. این بخش از علم، پیشرفت قابل توجهی در مراقبت‌های بهداشتی را نشان می‌دهد و میلیون‌ها نفر را که در انتظار پیوند هستند، امیدوار می‌کند.

انتهای پیام/