Inovacijos

Kylančios technologijos, kurių efektą mes jau greitai pajusime

2019 liepos 24

Technologinis progresas šiek tiek užtrunka. Nuo hipotezės iki pirmojo veikiančios prototipo gali praeiti net keli metai. Dar tiek pat – nuo prototipo iki masinei publikai skirto produkto. Jeigu nepriklausai mokslininkų ir inžinierių bendruomenei ar bent aktyviai nesidomi jos naujienomis, jausti, kuo ji gyvena, gali būti labai sudėtinga. O gaila, nes viso pasaulio laboratorijose šiuo metu vyksta daugybė įdomių dalykų. Dalykų, kurie po kelerių metų pasieks mus visus, gerokai pakeisdami pasaulį ir žmonių gyvenimus. Šį kartą siūlome nieko nelaukti ir susipažinti su jomis iš anksto, ir kartu pasvarstyti, kaip naujosios technologijos padės mums spręsti plastiko krizę, keis supratimą apie energetiką ar pakels duomenų saugojimą į dar nematytą lygį.

_-37Šiuolaikinė civilizacija, galima sakyti, yra plastikinė. Iš plastiko gaminame viską, pradedant maisto pakuotėmis ir baigiant technologiniais prietaisais. Plastikas – neįtikėtinas išradimas. Jis velniškai pigus pagaminti, yra labai universalus ir pasižymi ilgaamžiškumu. Per dideliu ilgaamžiškumu. Panaudotas plastikas juk niekur nedingsta. Dažniausiai jis atsiduria vandenyne. Skaičiuojama, kad vien garsioji Ramiojo vandenyno šiukšlių sala savo dydžiu jau beveik prilygsta Rusijai. Kokia išeitis? Visiškai atsisakyti plastiko? Vargu ar tai įmanoma – ši medžiaga mums pernelyg naudinga. Logiškiausia išeitis: sukurti „natūralesnį“, greičiau suyrantį plastiką. Būtent tai mokslininkai pastaraisiais metais ir bando padaryti. Panašu, kad proveržis jau beveik padarytas. Vadinamasis bioplastikas pasižymi panašiomis savybėmis kaip ir įprastas, bet yra nepalyginamai draugiškesnis aplinkai. Tradicinis plastikas gaminamas iš naftos subproduktų, o štai bioplastikas – iš augalinių medžiagų: celiuliozės ir lignino, kurios ilgainiui natūraliai suyra. Be to, jo gamybai gali būti naudojami augalai, kurie auga žemdirbystei netinkamoje žemėje.

_2-57Elektroninių prietaisų inžinierius jau daugybę metų kankina viena problema. Kol visi jų komponentai traukiasi, darydami įvairius įrenginius vis kompaktiškesniais (tik pagalvokite, kaip nešiojami kompiuteriai atrodė prieš 15 metų, ir kaip atrodo dabar), jų optinės dalys atsisako mažėti. Kamera jūsų telefone savo dydžiu per pastarąjį dešimtmetį praktiškai nepasikeitė. Taip yra todėl, kad pagaminti dar efektyvesnį stiklinį lęšį jau sunkiai įmanoma – ši technologija beveik pasiekė savo limitą. Visgi panašu, kad inžinieriai rado išeitį. Ja taps vadinamieji metaliniai lęšiai, kurie yra gerokai mažesni ir lengvesni. Žinoma, projektas dar pareikalaus labai daug darbo. Savo savybėmis metaliniai lęšiai dar nusileidžia įprastiems, bet technologijos ištobulinimas – tik laiko klausimas. Pasiekus masinės gamybos etapą, metaliniai lęšiai turėtų pradėti dar kompaktiškesnių prietaisų erą. Tokia miniatiūrizacija paveiks ne tik mikroskopus ir kitus laboratorinius įrenginius, bet ir tokius kasdienio naudojimo daiktus kaip kameros, virtualios realybės akiniai ar optiniai sensoriai.

_3-58Klimato krizė, ko gero, bus didžiausia XXI amžiaus problema, kurią žmonija turės spręsti. Iššūkių bus daug, bet pradėti neišvengiamai reikia nuo energetikos klausimo. Šiuolaikinė civilizacija be jos paprasčiausiai negalėtų funkcionuoti, o tai, kaip energija apsirūpiname dabar, yra mažų mažiausiai netvaru. Vėjo ar saulės energetikos idėjos skamba gražiai, bet nepasižymi efektyvumu. Hidroenergetika irgi turi savų problemų. Daugybė energetikos ekspertų jau seniai kalba apie tai, kad žmonija atsakymą jau ir taip turi savo rankose. Tai branduolinė energetika. Pigesnio ir efektyvesnio energijos šaltinio tiesiog nėra. Bėda tik ta, kad Černobilio ir Fukušimos istorijos gerokai pakenkė jos reputacijai. Branduolinių reaktorių problema ta, kad energijos gamybai naudojamos urano dioksido kapsulės, įstatomos į zirkonio cilindrus. Tačiau zirkonis gali įkaisti ir, reaguodamas į vandenį, išskirti vandenilį, galintį bet kada sprogti (tai ir nutiko Fukušimoje). Visgi mokslininkai, panašu, jau surado pakaitalą zirkoniui, o taip pat eksperimentuoja ir su vandens pakeitimu į skystą natrį ar druską. Kitaip tariant, nebeliktų vandenilio sprogimo grėsmės. Branduoliniai reaktoriai jau greitai turėtų tapti dar saugesni.

_4-53Ko gero, pati keisčiausia, bet tuo pačiu ir labiausiai intriguojanti idėja šiame sąraše. Mes gyvename informacijos amžiuje, kai žinios ir duomenys yra bene didžiausia turtas. Visgi visą tą turtą mes turime kažkur saugoti. Skaičiuojama, kad per šiuos metus žmonija iš viso sukurs daugiau nei 400 zetabaitų (taip, tai skaičius… vienas zetabaitas – tai milijardas terabaitų) duomenų. Dabartiniams mūsų serveriams tai milžiniška našta. Be to, jiems reikia ir milžiniškų energijos resursų. Tačiau kuo juos pakeisti? Pasirodo, atsakymas gali slypėti mūsų biologijoje. DNR grandinė – tai iš esmės informacijos saugykla. Tik ji čia surašyta ne binariniais nuliais ir vienetais, o A, T, C ir G nukleoditais. Mokslininkai tiki, kad DNR veikimo principą galima pritaikyti ir skaitmeninėje erdvėje. Idėja nėra laužta iš piršto. Genomo išrašymas jau gana įprasta ir efektyvi procedūra. Tokia efektyvi, kad neseniai genetikams pavyko sėkmingai išrašyti netgi 500 tūkst. metų senumo proto–arklio DNR. Tą patį procesą teoriškai įmanoma ir apsukti. Tai gerokai palengvintų duomenų saugojimą. Genomas ne tik atsparesnis laikui, bet ir nepalyginamai talpesnis nei elektronika. Viename paprastos bakterijos kubiniame centimetre telpa 1019 bitų informacijos. Taigi, visos žmonijos per metus sukaupta informacija tilptų vieno kubinio metro DNR talpykloje.

_5-50Mūsų gebėjimas bendrauti tarpusavyje neabejotinai yra viena iš tų sričių, kurioms technologijos istoriškai turėjo milžinišką poveikį. Būtent dėl noro efektyviau komunikuoti ir dalintis informacija žmonija ir išrado raštą, telefonus, internetą. Šioje srityje jau pasiekta labai daug, bet tai dar ne viskas. Įsivaizduokite grupę žmonių, kurie iš tikrųjų yra skirtinguose pasaulio kampeliuose, bet gali bendrauti taip, lyg būtų tame pačiame kambaryje ir galėtų fiziškai justi vienas kito buvimą. Tai idėja ne iš mokslinės fantastikos filmo, o kai kas, prie ko dirba mokslininkai. „Collaborative telepresence“ vadinama koncepcija iš esmės pakeistų tai, kaip mes dirbame ir pramogaujame. Kaip tai veiktų? Iš esmės toks sprendimas būtų kelių technologijų susijungimas į vieną: Virtualiosios ir Išplėstosios realybių, haptinių sensorių (technologija, kuri taip pat turėtų būti pritaikyta kuriant jaučiančius protezus) ir 5G ryšio. Pastarasis čia netgi svarbiausias. Tokia komunikacija pareikalautų milžiniškų duomenų srautų greičių, nes žmogaus smegenys labai jautriai reaguoja į lag’ą. Tiesa, padėti čia galėtų Dirbtinio intelekto algoritmai, kurie sukurtų iliuziją, kad jokio lag’o nėra. Skamba labai futuristiškai, bet Microsoft ir kiti milžinai jau investuoja į šiuos sprendimus. Skaičiuojama, kad po penkerių metų „Collaborative telepresence“ jau bus milijardinė industrija.