10 فناوری نوظهور متحول‌کننده دنیا
در این گزارش، به رویکرد جدیدی در درمان اشاره می‌شود که در آن، محققان ویروس‌هایی به نام فاژها را مهندسی می‌کنند تا سلامت انسان، حیوان و گیاه را تقویت کنند.
به گزارش مشرق، مجمع جهانی اقتصاد هر ساله 10 فناوری نوظهور را با نظرسنجی از رهبران صنایع و دانشمندان فهرست می‌کند. این فناوری‌ها نقش کلیدی در تحول آینده بشر در بخش‌های مختلف سلامت، رفاه، رشد صنعت و ایجاد برابری در جهان دارند.
مجمع جهانی اقتصاد بیش از یک دهه است که از دانشگاهیان، رهبران صنایع و آینده‌پژوهان نظرسنجی می‌کنند تا فناوری‌های نوظهوری که نقش انقلابی در اقتصادها و جوامع دنیا دارند را پیدا کنند. فهرست فناوری‌های نوظهور، دید وسیع و روشنی به متخصصان صنایع در بخش‌های مختلف می‌دهد تا بتوانند از این فناوری‌ها در شکل‌دهی صنایع و خدمت به جامعه بهره ببرند.
کلاوس شواب، بنیانگذار مجمع جهانی اقتصاد در مقدمه کتاب خود در مورد انقلاب صنعتی چهارم که در سال 2016 منتشر شد، پیشنهاد کرد که بشریت باید تغییرات تکنولوژیکی چشمگیر را به عنوان نقطه‌ای در نظر بگیرد تا به گذشته برگردد و به سوالاتی مثل اینکه چه کسی است و جهان را چگونه می‌بیند، جواب بدهد. گزارش 10 فناوری نوظهور برتر سال 2023 نیز پاسخی مداوم به این دعوت است تا انسان به بهبود وضعیت جهان و انسان‌های ساکن روی آن بیندیشد. نیروهای محرک پشت نوآوری‌های ارائه شده در این گزارش، شتاب دادن به اتصال جهانی، ظهور هوش مصنوعی، همراه با همگرایی دنیای فیزیکی، دیجیتال و بیولوژیکی است.
بیشتر بخوانید:
10 فناوری نوظهور سال 2023 به روایت مجمع جهانی اقتصاد
مطابق با انقلاب صنعتی چهارم، چندین فناوری ذکر شده از داده‌ها و محاسبات برای ارتقای سلامت عمومی استفاده می‌کنند. این فهرست به بررسی این موضوع می‌پردازد که چگونه هوش مصنوعی باعث بهبود در ارائه خدمات بهداشتی می‌شود، به‌ویژه برای کسانی که در مناطقی با منابع کمتر زندگی می‌کنند. چگونه باتری‌های انعطاف‌پذیر فناوری‌های پوشیدنی و نمایشگرهای قابل خم شدن را تامین می‌کنند که دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی و حسگرهای زیست‌پزشکی را فعال می‌کنند. و نسل بعدی الکترونیک عصبی که می‌تواند با میلیون‌ها سلول به طور همزمان با خیال راحت‌تر تعامل کند. علاوه براین، از آنجا که مسائل مربوط به سلامت روان در دنیای پس از همه‌گیری ویروس کرونا شدیدتر است، فضاهای مشترک مجازی در متاورژن، دسترسی جهانی را برای خدمت به نیازمندان تسهیل می‌کنند.
به طور مثال، در این گزارش، به رویکرد جدیدی در درمان اشاره می‌شود که در آن، محققان ویروس‌هایی به نام فاژها را مهندسی می‌کنند تا سلامت انسان، حیوان و گیاه را تقویت کنند.
فراتر از درک و درمان بیماری، ظهور سریع هوش مصنوعی پتانسیل بالایی برای افزایش دسترسی و اجرای دانش بشری نشان می‌دهد. هوش مصنوعی مولد که در ChatGPT شرکت OpenAI و Bard شرکت گوگل تجسم یافته است، ایجاد محتوای اجتماعی و فنی اصلی را در چند ثانیه نشان داده است. این توانایی‌ها از مدل‌های آموزش‌دیده روی محتوای اطلاعاتی وب ایجاد شده‌اند. با این حال، مهم است که از مسائل اجتماعی ایجاد شده توسط این قابلیت‌های «فوق بشری» آگاه باشیم.
از سوی دیگر، رفاه انسان در نهایت نیازمند یک سیاره سالم است. با توجه به این نیاز، 10 فناوری نوظهور برتر شامل حسگرهای گیاهی پوشیدنی است که با بهبود سلامت گیاه، تولید غذا را افزایش می‌دهد.
در ادامه به معرفی پنج فناوری نوظهور این فهرست می‌پردازیم:
6- حسگرهای پوشیدنی گیاهی
براساس گزارش سازمان خواربار و کشاورزی آمریکا، برای تامین غذای جمعیت جهان در سال 2050، باید تولید غذای جهان 70 درصد افزایش یابد.
محصولات زراعی به طور سنتی از طریق آزمایش خاک و بازرسی‌های بصری نظارت می‌شوند که هر دو گران و زمان‌برند. پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر، سهولت نظارت بر محصولات را بهبود بخشیده است و کشاورزان را قادر می‌سازد تا شرایط محصول را در مقیاس بزرگ‌تر نظارت کنند.
در همین راستا، چندین سال است که سلامت زمین‌های کشاورزی با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و البته با وضوح پایین پایش می‌شوند. به غیر از این، پهپادها و تراکتورهای مجهز به حسگر در حال ارائه اطلاعات با وضوح بالاتر در مورد شرایط محصول هستند. اطلاعات حاصل از تمام این ابزارها با کمک هوش مصنوعی پردازش می‌شود. مرز بعدی در نظارت بر محصولات، نظارت جداگانه بر گیاهان است.
برای نظارت بر محصولات، حسگرهای پوشیدنی گیاهان نویدبخش بهبود سلامت گیاه و افزایش بهره‌وری کشاورزی هستند. این حسگرها دستگاه‌های کوچک و غیر تهاجمی هستند که می‌توانند برای نظارت مداوم بر دما، رطوبت، رطوبت و سطوح مواد مغذی به گیاهان زراعی متصل شوند. داده‌های حسگرهای گیاهی عملکرد کشاورزی را بهینه می‌کنند و مصرف آب، کود و آفت‌کش را کاهش و علائم اولیه بیماری را تشخیص می‌دهند.
دو شرکت، Growvera و Phytech، به طور مستقل حسگرهای سوزنی کوچکی را توسعه داده‌اند که برای اندازه‌گیری تغییرات مقاومت الکتریکی در برگ‌ها یا ساقه‌های گیاه روی آنها نصب می‌شوند. داده‌ها به صورت بی‌سیم به کامپیوتر یا دستگاه تلفن همراه منتقل و در آنجا برای آگاهی از سلامت گیاه تجزیه و تحلیل می‌شوند. بنابراین کشاورزان می‌توانند محصولات را در زمان واقعی نظارت کنند و بر اساس نیازهای خاص گیاهان مداخلات دقیقی را مانند تنظیم آبیاری یا کاربرد کود در پاسخ به سطوح رطوبت یا داده‌های مواد مغذی انجام دهند.
البته نصب و نگهداری سنسورهای پوشیدنی ممکن است گران باشد و تفسیر داده‌های حسگر به تخصص نیاز دارد. ابزارهای تجزیه و تحلیل داده‌های بهبود یافته برای کمک به کشاورزان در تصمیم‌گیری آگاهانه در مورد مدیریت محصول از داده‌های حسگر مورد نیاز است. اثرات بلند مدت حسگرهای پوشیدنی بر رشد و نمو گیاهان نیز نیازمند بررسی است.
با وجود این چالش‌ها، حسگرهای پوشیدنی گیاهان آماده ایجاد انقلابی در تولید و مدیریت محصول هستند. این دستگاه‌ها با ارائه داده‌های بلادرنگ در مورد سلامت گیاه و شرایط محیطی به کشاورزان در بهینه‌سازی بهره‌وری کشاورزی، کاهش ضایعات و به حداقل رساندن تأثیرات زیست‌محیطی کشاورزی کمک می‌کنند و در عین حال به تغذیه جمعیت رو به رشد جهان کمک می‌کنند.
نمودار اثر انگشت حسگرهای پوشیدنی گیاهان نشان می‌دهد که این فناوری در بخش‌های صنعت، مردم و برابری تاثیر بسیاری در آینده خواهد داشت.
7- اومیکس فضایی
بدن انسان از 37/2 تریلیون سلول تشکیل شده است. آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که این همه سلول چطور با هم کار می‌کنند تا ما را زنده و سالم نگه دارند؟ امیکس فضایی ممکن است پاسخی به این سوال ارائه دهد. امیکس فضایی روشی نوظهور در ترکیب تکنیک‌های تصویربرداری پیشرفته با ویژگی و وضوح توالی‌یابی DNA و نقشه‌برداری از فرآیندهای بیولوژیکی در سطح مولکولی است. دانشمندان با شروع با یک اندام مورد علاقه (مانند مغز موش)، بافت را به بخش‌هایی با ضخامت یک سلول برش می‌دهند. سپس از تکنیک‌های ابتکاری برای تجسم مکان‌های زیست مولکول‌های خاص در هر برش استفاده می‌شود. امیکس فضایی اجازه می‌دهد تا معماری سلولی و رویدادهای بیولوژیکی که قبلاً قابل مشاهده نبودند با جزئیات بی‌سابقه‌ای مشاهده شوند.
نسل جدیدی از «اطلس‌های سلولی» در سطح مولکولی به لطف امیکس فضایی در حال توسعه هستند که جزئیات بی‌شماری از فرآیندهای زیستی در انسان و سایر گونه‌ها نشان می‌دهد. برای مثال، با استفاده از امیکس فضایی، دانشمندان یک اطلس سلولی سه‌بعدی از لارو مگس میوه ساختند و جعبه سیاه رشد اندام در جنین موش را باز کردند. مطالعه دیگری نشان داد که مغز آکسولوتل دوزیست آسیب دیده با استفاده از مکانیسم‌هایی که در طول رشد مغز فعال می‌شوند، خود را بهبود می‌بخشد.
اومیکس فضایی در کشف درمانی هم نویدبخش است. با استفاده از این تکنیک، دانشمندان جمعیتی از نورون‌ها را در نخاع شناسایی کردند که به نظر می‌رسد مسئول بهبودی پس از آسیب نخاعی هستند. تحریک این نورون‌ها در موش‌های فلج باعث افزایش سرعت بهبودی و حتی راه رفتن آنها شد. کاربردهای دیگر مرتبط با سلامت شامل توصیف انواع مختلف سلول در تومور برای سفارشی کردن درمان و کشف مکانیسم بیماری‌های پیچیده مانند بیماری آلزایمر و آرتریت روماتوئید است.
بیماری‌های عفونی را نیز می‌توان با استفاده از امیکس فضایی بررسی کرد. به عنوان مثال، یک مطالعه امیکس فضایی از نمونه‌هایی از افرادی که در اثر ویروس کرونا جان باختند، نشان داد که این ویروس باعث اختلال گسترده در مسیرهای سلولی در تمام بافت‌ها می‌شود.
برای تحقق وعده کامل امیکس فضایی، چالش‌های فنی در مورد جمع‌آوری داده، پردازش، ذخیره‌سازی و گزارش استاندارد باید مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این، برنامه‌های کاربردی باید برای نقشه‌برداری از مولکول‌های زیستی دیگر، مانند متابولیت‌ها و سایر موجودات، از جمله گیاهان و بی‌مهرگان، گسترش یابد تا زیست‌شناسی زیربنایی را بیشتر روشن کند.
نمودار اثر انگشت امیکس فضایی نشان می‌دهد که این فناوری در آینده بخش صنعت و مردم را بیشتر از همه متحول خواهد کرد.
8- وسایل الکترونیک عصبی منعطف
در سال‌های اخیر، رابط‌های مغز و ماشین (BMI) باب شده‌اند و تصور جدیدی را در مورد قدرت و پتانیسل کنترل ماشین‌ها با ذهن ایجاد کرده‌اند. رابط کاربری مغز و ماشین اجازه می‌دهد سیگنال‌های الکتریکی که مغز تولید می‌کند توسط سخت‌افزار حسگر گرفته شود. سپس الگوریتم‌ها این سیگنال‌های الکتریکی را به دستورالعمل‌هایی رمزگشایی می‌کنند که کامپیوتر می‌تواند آن را بفهمد و اجرا کند. سیستم‌های شبه BMI در حال حاضر برای درمان بیماران مبتلا به صرع استفاده می‌شوند و در پروتزهای عصبی - اندام‌های مصنوعی از الکترودهایی برای ارتباط با سیستم عصبی - کاربرد دارند.
با وجود موفقیت‌های اولیه، چالش‌هایی برای این فناوری‌ها وجود دارد. ایمپلنت‌های فعلی که توسط پزشکان استفاده می‌شود از مواد سخت مانند تراشه‌های داخل لپ‌تاپ یا تلفن ساخته شده‌اند و می‌توانند باعث ایجاد زخم طولانی‌مدت و ایجاد ناراحتی قابل‌توجهی شوند، زیرا نمی‌توانند خم شوند یا خود را با حرکات مغز وفق دهند.
روش‌های غیرتهاجمی، مانند الکترودهایی که در قسمت بیرونی جمجمه قرار می‌گیرند، نیازی به کاشت جراحی ندارند، بلکه فقط سیگنال‌های خفه‌شده و رمزگشایی دشواری را ارائه می‌کنند - مانند گوش دادن به صحبت کردن یک فرد از طریق یک ماسک صورت ضخیم.
محققان به تازگی مدارهای رابط مغزی را روی مواد زیست‌سازگار ساخته اند که نرم و انعطاف‌پذیر هستند. مدارهای انعطاف‌پذیر می‌توانند با مغز منطبق شوند و جای زخم و رانش حسگر را کاهش دهند.
رابط کاربری مغز و ماشین منعطف در تحقیقات علوم اعصاب می‌تواند درک عمیق‌تری از شرایط عصبی در بیماری‌هایی مانند زوال عقل و اوتیسم ارائه کند.
در کلینیک، BMIهای انعطاف‌پذیر می‌توانند کنترل بیشتری بر پروتزهای عصبی فراهم کنند، علاوه بر اینکه دیگر نیازی به کالیبراسیون ندارند. کاربردهای BMI انعطاف‌پذیر در حال حاضر تحت آزمایش‌های بالینی مورد تائید سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) قرار گرفته‌اند که به سرعت این فناوری را به واقعیت تبدیل می‌کند. در آینده، سایر دستگاه‌های قابل کاشت، مانند ضربان‌سازهای قلبی، می‌توانند از انواع مشابهی ازاین مواد استفاده کنند.
نمودار اثر انگشت رابط کاربری مغز و ماشین نشان می‌دهد که این فناوری در بخش‌های صنعت و مردم تاثیر بسیاری در آینده خواهد داشت.
9- رایانش پایدار
در حالی که زمین بدون شک با یک بحران زیست محیطی مواجه است، افزایش روزافزون اتکا به داده به این بحران دامن می‌زند. مراکز داده‌ای که جستجوهای گوگل، ایمیل، متاورس، هوش مصنوعی و بسیاری از جنبه‌های دیگر جامعه مبتنی بر داده را تسهیل می‌کنند، حدود یک درصد از کل برق تولید شده در سطح جهان را مصرف می‌کنند و این مقدار با افزایش تقاضا برای خدمات داده افزایش می‌یابد. در حالی که هنوز هیچ واحدی تحت عنوان «داده سبز» در جهان وجود ندارد، انتظار می‌رود که دهه آینده گام‌های مهمی به سمت مراکز داده با انرژی صفر خالص برداشته شود، زیرا فناوری‌های نوظهور با روش‌های نوآورانه ترکیب و ادغام می‌شوند که به سرعت رویای مراکز داده با انرژی صفر خالص را به واقعیت دست یافتنی تبدیل می‌کند.
اول، برای پرداختن به مسائل مدیریت گرما، سیستم‌های خنک کننده مایع در حال توسعه هستند که از آب یا خنک کننده دی‌الکتریک برای دفع گرما استفاده می‌کنند و گرمای اضافی برای کاربردهایی از جمله گرمایش فضا، گرمایش آب و فرآیندهای صنعتی تغییر کاربری داده می‌شود. به عنوان مثال، شهر استکهلم در حال اجرای پروژه‌هایی برای مهار گرمای اتلاف از مراکز داده برای گرم کردن خانه‌ها است.
دوم، هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل و بهینه‌سازی مصرف انرژی در زمان واقعی استفاده می‌شود و کارایی را بدون به خطر انداختن عملکرد به حداکثر می‌رساند. در این راستا، شرکت DeepMind با موفقیت پتانسیل مدیریت انرژی مبتنی بر هوش مصنوعی را نشان داده است و به کاهش 40 درصدی مصرف انرژی در مراکز داده گوگل دست یافته است.
سوم، زیرساخت‌های فناوری که از مراکز داده با انرژی صفر خالص پشتیبانی می‌کنند، مدولارتر و مبتنی بر تقاضا می‌شوند. برای مثال، سیستم‌های محاسباتی ابری و لبه‌ای به پردازش و ذخیره‌سازی داده‌ها اجازه می‌دهند تا در چندین دستگاه، سیستم و حتی مکان‌ها پخش شوند. به عنوان مثال، Crusoe Energy مراکز داده مدولار خود را در مکان‌هایی نصب می‌کند که در آن شعله‌ور شدن متان رخ می‌دهد و زیرساخت‌های محاسباتی ابری را قادر می‌سازد تا با گاز متان تغذیه شود.
نمودار اثر انگشت رایانش پایدار نشان می‌دهد که این فناوری تقریبا در تمام بخش‌های مردم، صنعت، برابری، سیاره و برابری در آینده نقش بسزایی خواهد داشت.
10- مراقبت‌های بهداشتی تسهیل شده توسط هوش مصنوعی
کاستی‌های سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی در سراسر جهان در روزهای اولیه همه‌گیری ویروس کرونا، زمانی که حجم کار پایدار بسیاری از بیمارستان‌ها به سرعت فراتر رفت، به‌شدت و به طرز وحشتناکی آشکار شد. از این رو، تیم‌های دولتی و دانشگاهی برای ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در مراقبت‌های بهداشتی ایجاد شدند تا هم در بحث پیش‌بینی همه‌گیری‌های قریب‌الوقوع و هم برای مقابله موثر با این همه‌گیری‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی همچنین می‌توانند به مقابله با یک چالش مرتبط کمک کنند؛ مثل تاخیرهای طولانی که بسیاری از بیماران هنگام تلاش برای دریافت مراقبت‌های پزشکی از طریق سیستم مراقبت‌های بهداشتی تجربه می‌کنند. با کمال تعجب، تأخیرها اغلب نه به دلیل کمبود ظرفیت، بلکه به دلیل دسترسی نابرابر و استفاده ناکافی از امکانات موجود است.
هنگامی که این تکنیک‌ها برای مجموعه داده‌های انتخاب شده از امکانات پزشکی موجود، هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و تجزیه و تحلیل داده‌ها اعمال می‌شود، به طور چشمگیری دسترسی بیمار به درمان‌ها را بهبود می‌بخشد.
Medical Confidence، یکی از زیرمجموعه‌های CloudMD، از چنین فناوری برای بهینه‌سازی نیازهای درمانی بیمار با در دسترس بودن امکانات استفاده می‌کند و باعث کاهش چشمگیر زمان انتظار درمان می‌شود؛ حتی در برخی موارد این کاهش زمان از چند ماه به چند هفته است. یک رویکرد مبتنی بر هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی دسترسی به مراقبت‌های پزشکی به طور گسترده در کانادا پیاده شده است و احتمالاً در جاهای دیگر نیز تکرار خواهد شد.
تأثیر مراقبت‌های بهداشتی مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند در کشورهای در حال توسعه که اغلب فاقد زیرساخت و پرسنل برای ارائه خدمات بهداشتی به بسیاری از جمعیت خود هستند، کارسازتر باشد. ابزارهای هوشمند برای کمک به شناسایی، نظارت و درمان شرایط پزشکی جدید یا در حال انجام - مانند سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی برای تسهیل خواندن داده‌های رادیولوژیکی - اولین گام در استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای افزایش قابلیت‌های مراقبت‌های بهداشتی در مکان‌هایی است که در حال حاضر شرایط مساعد و کافی نیست.
به عنوان مثال، هند جمعیتی باللغ بر 1/4 میلیارد نفر دارد و رویکرد مبتنی بر هوش مصنوعی را برای افزایش دسترسی پزشکی به کار گرفته است. دولت هند شرایط را برای پزشکان ایجاد کرده است تا از طریق فناوری‌های از راه دور و با رعایت حقوق حریم خصوصی بیماران کارهای درمانی خود را انجام دهند.
علاوه بر حفاظت از حریم خصوصی داده‌ها و جمع‌آوری داده‌های با کیفیت مورد نیاز برای تولید این بینش‌ها، چالش‌های دیگر برای پیاده‌سازی رویکردهای مراقبت‌های بهداشتی تسهیل‌شده با هوش مصنوعی وجود دارد که شامل تقویت پذیرش عمومی و پذیرش جهانی چنین فناوری‌هایی، اطمینان از انطباق بیماران و رسیدگی به نگرانی‌های احتمالی امنیت ملی است.
نمودار اثر انگشت مراقبت‌های بهداشتی تسهیل شده با هوش مصنوعی نشان می‌دهد که این فناوری در آینده در بخش‌های صنعت، برابری و رفاه نقش زیادی خواهد داشت.
