Οι 10 τεχνολογίες που θα αλλάξουν τον κόσμο

Δέκα νέες τεχνολογίες που θα αλλάξουν τον κόσμο μας προς το καλύτερο ετοιμάζονται στα επιστημονικά εργαστήρια Αμερικής, Ευρώπης και Ιαπωνίας. Οι ειδικοί του περίφημου Τεχνολογικού Ινστιτούτου ΜΙΤ τις καταγράφουν

ΕΥΗ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΔΟΥ

Στα εργαστήριά τους σε όλο τον κόσμο οι επιστήμονες δημιουργούν τα προϊόντα που θα αλλάξουν την καθημερινότητά μας στο άμεσο μέλλον. Δεν μιλάμε απλώς για νέα γκάτζετ, αλλά για απολύτως νέες τεχνολογίες, που θα μεταμορφώσουν ριζικά τις εφαρμογές των υπολογιστών, την ιατρική, τη βιομηχανία, τις συγκοινωνίες και την ενεργειακή υποδομή. Οι ειδικοί του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης ανακάλυψαν και παρουσιάζουν στην "Τεχνολογική Επιθεώρηση" του περίφημου ΜΙΤ τις 10 σημαντικότερες αναπτυσσόμενες τεχνολογίες και τους ανθρώπους που τις σχεδιάζουν για λογαριασμό μας.

1. Δίκτυα ασύρματων αισθητήρων

Στο μέλλον, δίκτυα μικροσκοπικών ασύρματων αισθητήρων θα παρακολουθούν το περιβάλλον, τα μηχανήματα και τον άνθρωπο. Ο Ντέιβιντ Κάλερ, επιστήμονας πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, ασχολείται με την ανάπτυξη της τεχνολογίας εδώ και τέσσερα χρόνια και του λογισμικού που επιτρέπει στους αισθητήρες να επικοινωνούν μεταξύ τους. Χρησιμοποιώντας αντίστοιχα δίκτυα, επιστήμονες στο Μπέρκλεϊ παρακολουθούν τους σεισμούς και στο Λος Άντζελες καταγράφουν το μικροκλίμα σε προστατευμένες ορεινές περιοχές. Άλλοι πάλι στο Μπέρκλεϊ θέλουν να μειώσουν το μέγεθός τους σε ένα κυβικό χιλιοστό, ώστε να εισχωρούν στην επιφάνεια αυτοκινητοδρόμων, σε κατασκευαστικά υλικά, υφάσματα και στο ανθρώπινο σώμα.

2. Εγχεόμενη μηχανική ιστών

Κάθε χρόνο, 700.000 ασθενείς στις ΗΠΑ υποβάλλονται σε εγχείρηση αρθροπλαστικής, μία επίπονη διαδικασία κατά την οποία το γόνατο ή το ισχίο αντικαθίστανται με τεχνητό εμφύτευμα. Η Τζένιφερ Έλισιφ, μηχανικός βιοϊατρικής στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς, ελπίζει να τελειοποιήσει σύντομα μια νέα θεραπεία που αντικαθιστά την εγχείρηση: την εγχεόμενη μηχανική ιστών. Μαζί με τους συνεργάτες της έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για να εγχέουν στις αρθρώσεις μείγματα πολυμερών, κυττάρων και παραγόντων αυξήσεως, που στερεοποιούνται και δημιουργούν υγιή ιστό. Και δεν είναι η μόνη. Πολλοί επιστήμονες εργάζονται στον χώρο της μηχανικής ιστών, ελπίζοντας να αντικαταστήσουν τη μεταμόσχευση οργάνων και ιστού με εναλλακτικές λύσεις που παράγονται εργαστηριακά. Η έγχυση αναδεικνύεται στη φθηνότερη και ευκολότερη μέθοδο για τους ασθενείς. Η Έλισιφ πιστεύει πως μέσα στην επόμενη δεκαετία θα βγουν στο εμπόριο εφαρμογές που θα χρησιμοποιούν σύριγγες και όχι εμφυτεύματα. Στο απώτερο μέλλον μάλιστα, θα χρησιμοποιούνται όχι μόνο σε οστά και σε χόνδρους, αλλά και σε όργανα όπως η καρδιά και το συκώτι.

3. Ασφάλεια λογισμικού

Λάθη στο λογισμικό προκαλούν βλάβες στους υπολογιστές, που σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αποδειχθούν μοιραίες για ανθρώπινες ζωές, π.χ. σε συστήματα εναέριας κυκλοφορίας ή ιατρικής υποστήριξης. Οι επιστήμονες του Εργαστηρίου Επιστήμης των Υπολογιστών στο ΜΙΤ Νάνσι Λιντς και Στίβεν Γκάρλαντ (φωτογραφία) δημιουργούν εργαλεία, με τα οποία οι προγραμματιστές θα μπορούν να δοκιμάζουν το software πριν ακόμα το κατασκευάσουν, αποφεύγοντας τα λάθη.

4. Νανο-ηλιακά κύτταρα

Είναι γνωστό πως η ενέργεια από τον ήλιο είναι η καλύτερη εναλλακτική λύση της ανθρωπότητας για να απαλλαγεί από την κατάρα των ορυκτών καυσίμων. Όμως, παραμένει μια πολύ ακριβή πηγή και πολλές είναι οι επιστημονικές ομάδες που εργάζονται πυρετωδώς για να μειώσουν το κόστος της. Ο χημικός Πολ Αλιβιζάτος (φωτογραφία) ηγείται μίας εξ αυτών στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ, έχοντας στρέψει την προσοχή του στο πάντρεμα νανοτεχνολογίας και ηλιακής ενέργειας. Στόχος του, στα επόμενα τρία χρόνια να παράγει φωτοβολταϊκό υλικό που μπορεί να απλωθεί σε μια επιφάνεια σαν πλαστικό περιτύλιγμα ή μπογιά. Έτσι, το νανο-ηλιακό κύτταρο θα μπορεί να ενσωματωθεί σε κατασκευαστικά υλικά και να παράγεται πολύ φθηνά, κάτι που θα βοηθούσε αυτόματα στην ευρεία εξάπλωση της ηλιακής ενέργειας.

5. Πλέγμα υπολογιστών

Τη δεκαετία του '80, τα διαδικτυακά πρωτόκολλα κατάφεραν την ένωση δύο οποιωνδήποτε υπολογιστών, δημιουργώντας το Διαδίκτυο. Τη δεκαετία του '90, το πρωτόκολλο μεταφοράς υπερκειμένου ένωσε δύο οποιαδήποτε κείμενα, δημιουργώντας το World Wide Web. Σήμερα, η μεγάλη ανακάλυψη είναι τα "πρωτόκολλα πλέγματος", που ενώνουν τα πάντα: βάσεις δεδομένων, εργαλεία προσομοίωσης και οπτικοποίησης και την ισχύ των υπολογιστών. "Οδηγούμαστε σε ένα μέλλον όπου η φυσική τοποθεσία των υπολογιστικών πόρων δεν θα έχει σημασία", λέει ο Ίαν Φόστερ από το Εθνικό Εργαστήριο Άργκον, που μαζί με τον Καρλ Κέσελμαν του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας ανέπτυξαν την ιδέα. Με αυτό το πρωτόκολλο, τα μηχανήματα θα μπαίνουν στον κυβερνοχώρο, θα βρίσκουν πηγές και ισχύ όπου και αν βρίσκονται και θα τις ενώνουν στην απαιτούμενη εφαρμογή: από τη γενετική μέχρι τη φυσική σωματιδίων, τη μηχανική των σεισμών, σε έκτακτα γεγονότα φυσικών και τεχνολογικών καταστροφών κ.λπ.

6. Μηχατρονική (Mechatronics)

Η μηχατρονική (από το μηχανική και ηλεκτρονική) είναι η νέα κυρίαρχη τάση στην αυτοκινητοβιομηχανία. Πρόκειται για τον συνδυασμό γνωστών μηχανικών συστημάτων με νέα ηλεκτρονικά συστατικά και έξυπνο λογισμικό. Τα φρένα, για παράδειγμα, σε 5 με 10 χρόνια θα λειτουργούν με ηλεκτρομηχανικούς και όχι υδραυλικούς μηχανισμούς. Πρωτοπόρος στην έρευνα εδώ είναι ο Ρολφ Ίσερμαν, μηχανικός στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντάρμσταντ της Γερμανίας. Η ομάδα του αναπτύσσει λογισμικό που αντιλαμβάνεται και διορθώνει τα προβλήματα στο σύστημα των φρένων σε πραγματικό χρόνο λαμβάνοντας δεδομένα από τρεις αισθητήρες. Ο ίδιος αναπτύσσει λογισμικό που καταλαβαίνει πότε μια μηχανή προκαλεί προβλήματα στους καταλύτες. Η μηχατρονική εξαπλώνεται χάρη στη μείωση της τιμής μικροεπεξεργαστών και αισθητήρων, τις αυστηρότερες νομοθεσίες περί εκπομπών των αυτοκινήτων και τη θέληση των αυτοκινητοκατασκευαστών να προσφέρουν περισσότερες ανέσεις. Σε πέντε όμως χρόνια προβλέπεται πως θα αποτελούν αναπόσπαστο μέρος όλων των Ι.Χ.

7. Μοριακή απεικόνιση

Η μοριακή απεικόνιση περιγράφει τεχνικές που δίνουν τη δυνατότητα στους ερευνητές να παρακολουθούν γονίδια, πρωτεΐνες και άλλα μόρια του οργανισμού. Ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν μαγνητικές και πυρηνικές τεχνικές και τεχνικές οπτικής απεικόνισης, μελετώντας την αλληλεπίδραση των μορίων που αποτελούν τη βάση βιολογικών διαδικασιών. Επιστήμονες όπως ο Ουμάρ Μαχμούντ στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης ελπίζουν να μπορούν να διαπιστώνουν τις αιτίες μιας ασθένειας, όπως ο καρκίνος, και την πιθανότητα εμφάνισής τους πολύ πριν εκδηλωθούν συμπτώματα. Κλινικές δοκιμές έχουν ήδη αρχίσει και σε 10 χρόνια η μοριακή απεικόνιση θα αντικαταστήσει βιοψίες, μαστογραφίες και άλλες διαγνωστικές μεθόδους.

8. Κβαντική κρυπτογράφηση

Για να εφαρμοστούν πετυχημένα οι ηλεκτρονικές συναλλαγές και επικοινωνίες, το ηλεκτρονικό εμπόριο και βέβαια η ηλεκτρονική δημοκρατία, πρέπει να εξασφαλιστεί η απόλυτη θωράκισή τους από τους χάκερ και την υποκλοπή.

Όπως έχει αποδειχθεί επανειλημμένα, οι σημερινές τεχνολογίες κρυπτογράφησης δεν είναι άτρωτες.

Η απάντηση είναι η χρήση της κβαντικής φυσικής, λέει ο Νικολά Ζισίν, πρωτοπόρος της συγκεκριμένης τεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης. Οποιαδήποτε προσπάθεια παρατήρησης ενός κβαντικού συστήματος αυτόματα το αλλοιώνει. Έτσι, και η παραμικρή προσπάθεια υποκλοπής γίνεται αμέσως αντιληπτή.

Τώρα, έπειτα από μία δεκαετία εργαστηριακών δοκιμών, η κβαντική κρυπτογράφηση πλησιάζει στην εμπορική της εφαρμογή.

9. Γλυκομική (Glycomics)

Τα σάκχαρα παίζουν σημαντικό ρόλο στον ανθρώπινο οργανισμό. Οι επιστήμονες που εργάζονται στον νέο κλάδο της γλυκομικής, προσπαθούν να κατανοήσουν τις λειτουργίες τους και να χρησιμοποιήσουν τις ικανότητές τους στην παρασκευή καινούργιων φαρμάκων για την καταπολέμηση πληθώρας παθήσεων, από τη ρευματοειδή αρθρίτιδα μέχρι την εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων. Οδηγός της προσπάθειας θεωρείται ο Τζέιμς Πόλσον, ερευνητής στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Σκριπς, στη Λα Χόγια της Καλιφόρνιας.

10. Νανο-αποτύπωση

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο κατασκευάζουν μικροσκοπικούς αισθητήρες, ημιαγωγούς και λέιζερ σε εργαστήρια νανοτεχνολογίας, που υπόσχονται τεράστιες ταχύτητες και μικρό κόστος στις επικοινωνίες. Λείπουν όμως, προς το παρόν, οι κατάλληλες τεχνικές βιομηχανικής παραγωγής τους. Γι' αυτόν τον σκοπό, ο Στίβεν Τσου, ηλεκτρολόγος μηχανολόγος στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον, κατασκευάζει έναν μηχανισμό που μοιάζει με πιεστήριο, τυπώνοντας πάνω σε πυρίτιο και μέταλλο χαρακτηριστικά με μέγεθος μικρότερα από 10 νανόμετρα.