نگاهی به ۹ تکنولوژی نوآورانه که جهان ما را تغییر خواهند داد
دنیایی که ما در آن زندگی میکنیم بهسرعت در حال تغییر است. روزانه فناوریهای جدید از راه میرسند و جهان را ما دگرگون میکنند. بعضی از این فناوریها عمر کوتاهی دارند و بعد از مدتی از صحنه خارج میشوند. اما بعضی از آنها بهقدری مورد توجه قرار میگیرند که دنیا و چگونگی زیستن ما را بهکلی تغییر میدهند. تنها زمان میتواند بگوید که بالاخره رشد تکنولوژی، ما را به کدام سمت خواهد برد؛ به آرمانشهر یا ویرانشهر؟ همین حالا هم تکنولوژیهایی وجود دارد که شاید وجودشان را در زمان حاضر بهسختی باور کنید؛ تکنولوژیهایی که انگار از آینده به جهان آمدهاند. با زومیت همراه شوید.
کامپیوتر کوانتومی
رایانههای کوانتومی بسیار سریعتر از هر تکنولوژی موجود در عصر اطلاعات، خواهند بود؛ اما تحقیقات اخیر نشان میدهند که رایانههای کوانتومی محدودیتهایی خواهند داشت. در حال حاضر، قدرت کامل محاسبات کوانتومی دور از دسترس است؛ اما ما در حال نزدیک شدن به آن فناوری هستیم. چند ماه قبل، فیزیکدانان ۱۰ کیوبیت را در یک مدار ابر رسانا قرار دادند و رکورد جدیدی در محاسبات نسل بعدی ثبت کردند. تحقیقات روی کامپیوتر کوانتومی در حال حاضر در مراحل اولیهی خود هستند. یعنی ممکن است حتی تا چند دههی آینده هم کامپیوتر کوانتومی برای مصارف معمولی ساخته نشود. با این حال، تیم سازندهی این کامپیوتر که متشکل از محققان ناسا و گوگل است، میگوید کامپیوتر آنها اخیرا در تستهایشان، ۱۰۰ میلیون بار سریعتر از یک کامپیوتر معمولی تکهستهای عمل کرده است. کامپیوتر کوانتومی، بهعنوان گام بعدی سیر تکامل پردازش اطلاعات شناخته میشود.
آیندهی این فناوری به ما وعدهی غلبه بر تمام سیستمهای رایج امروزی و پردازش اطلاعات با سرعتی بیشتر از قویترین سوپرکامپیوترها میدهد. با این حال، اکثر مباحث علمی مرتبط با این موضوع همچنان بر استفادههای نهایی کامپیوترهای کوانتومی متمرکز هستند. ما میدانیم که کامپیوترهای کوانتومی توانایی مدیریت اطلاعات با سرعت قابل توجهی را دارند؛ اما این کامپیوترها دقیقا در چه نوعی از پردازش اطلاعات مناسب خواهند بود؟ کامپیوترهای کوانتومی، ساختاری کاملا متفاوت در مقایسه با کامپیوترهای معمولی دارند. در کامپیوترهای معمولی، هر بیت میتواند فقط صفر یا یک باشد، در کامپیوترهای کوانتومی، هر بیت میتواند هم صفر و هم یک باشد؛ آن هم بهصورت همزمان. برای مثال، سه بیت معمولی میتواند هشت داده را نشان دهد، سه کیوبیت (Qubit- واحد کامپیوترهای کوانتومی)، هشت داده را با هم نشان میدهد. در نتیجه میتوان محاسبات را با سرعتی بسیار بالاتر انجام داد.
فناوری CRISPR Cas9
فناوری کریسپرـ کَس ۹ (Crispr Cas9)، ابزار سریع، ارزان و بسیار دقیقتر از تکنیکهایی است که قبلا برای ویرایش ژن استفاده میشد و دارای طیف گستردهای از برنامههای کاربردی بالقوه است. کریسپرـ کَس ۹، تکنولوژی منحصر بهفردی است که این امکان را ایجاد میکند تا بتوان با حذف، اضافه یا جایگزین کردن، بخشی از ژنوم را ویرایش کرد. این روش در حال حاضر روشی ساده، دقیق و تطبیقپذیر برای دستورزی ژنتیک است. کریسپرـ کَس ۹ توانایی بالایی برای درمان طیف وسیعی از بیماریهای ژنتیکی، مانند سرطان، هپاتیت B و یا حتی کلسترول بالا و ... دارد. بسیاری از ابزارهای دیگر برای اصلاح ژن در ژنوم سلولهای سوماتیک به کار برده میشدند و این سیستم در مورد اصللاح ژن در سلولهای زایشی نیز کاربرد دارد. اهمیت اصلاح ژن در سلولهای زایشی این است که تغییر در ژن آنها به نسلهای آینده نیز منتقل میشود که این مسئله دارای پیامدهای اخلاقی مهم است. اصلاح ژنی سلولهای زایشی در حال حاضر در انگلستان و بیشتر کشورها، غیر قانونی است.
در واقع این روش، برای درمان بیماریهای انسانی در موارد خاص و یا مواردی که زندگی فردی در خطر بود، استفاده شده است. اما از این فناوری تا کجا میتوان استفاده کرد؟ برخی میگویند صرفا برای درمان بیماریها و تضعیف آنها مثل سرطان میتواند بهره برد. اما تا به حال به این فکر کردهاید که میتوانید رنگ پوست و چشمهایتان را بهصورت دائمی تغییر دهید یا فرزندانی قویتر و قدبلندتر داشته باشید؟ آیا دستکاری رمزهای پایهی زندگی در سلول تخم و تولد کودکانی که کاملا اصلاح شدهاند که نهتنها ناقل بیماریهای شناختهشده نیستند، بلکه حتی زیباتر و قوی تر شدهاند، ایرادی دارد؟ سیستم کریسپرـ کَس ۹ شامل دو مولکول کلیدی برای ایجاد تغییر یا جهش در DNA است که عبارتاند از یک آنزیم به نام کَس ۹؛ این آنزیم بهعنوان یک جفت قیچی مولکولی عمل میکند که میتواند دو رشتهی DNA را در محل خاصی از ژنوم برش دهد که آن قسمت کوچک DNA میتواند بعدا اضافه یا حذف شود. قطعهای از ربیونوکلوئیک اسید RNA راهنما (gRNA) نام دارد، شامل توالی ریبونوکلئیک اسید از پیش طراحیشده به طول حدود ۲۰ باز است. این RNA داربست به DNA متصل میشود و توالی پیشساختهی راهنمای کَس ۹ به آنزیم دستور میدهد که به کجای DNA متصل شود. کَس ۹ با پیروی از RNA راهنما در همان قسمت از رشتهی DNA، دو رشتهی DNA را برش میدهد. در این مرحله، سلول، DNA آسیبدیده را شناسایی و آن را ترمیم میکند.
ارتباط مغز و هوش مصنوعی
طی ۵۰ سال گذشته، محققان دانشگاهها و شرکتهای مختلف سرتاسر دنیا موفق شدهاند به دستاوردهای بزرگی در راستای تحقق این آرزو دست پیدا کنند و کارآفرینان موفقی مانند ایلان ماسک و برایان جانسن استارتآپهای نوینی در زمینه ارتباطدهی بین مغز و ماشین برای افزایش قابلیتهای انسان بنا کردهاند. اما واقعا تا چه اندازه به تکنولوژی ارتباط مستقیم بین مغز و ماشین نزدیک هستیم؟ و بعد از دستیابی به چنین دستاوردی، رابطهی انسان و ماشین چه سرنوشتی خواهد داشت؟ فناوری پیشرفتهای که به انسانها اجازه خواهد داد بهشکل دقیقتری با کامپیوترها به تعامل بپردازند. ایلان ماسک مدیرعامل موفق شرکتهای اسپیس ایکس و تسلاموتورز در نظر دارد در یک بازهی چهارساله مغز انسان را از طریق توسعهی دستگاههایی در ابعاد بسیار ریز میکروسکوپی به سامانههای کامپیوتری متصل کند. بر همین اساس، ماسک سرمایهگذاری قابل توجهی در این زمینه انجام داده است. جزئیات مربوط به این شرکت هنوز بهطور عمومی منتشر نشده است.
دستیابی به چنین فناوری پیشرفتهای با چالشهای متعددی همراه است. پژوهشگران حوزهی علوم اعصاب بر این باور هستند که ما با دو مشکل بزرگ روبهرو هستیم، اول آنکه میزان درک ما از تعامل سلولهای عصبی با یکدیگر بسیار کم است و دوم آنکه روشهایی که امروزه برای جمعآوری دادههای عصبی مغزی مورد استفاده قرار میگیرند هنوز در ابتدای راه قرار دارند و بر همین اساس به تعدادی داوطلب در این زمینه نیاز است. توری عصبی در حالت کلی خود به مجموعه الکترودهای بسیار نازکی اشاره دارد که در جمجمهی انسان کاشته میشوند. این الکترودها قادر هستند فعالیتهای مغزی را مورد نظارت قرار دهند. برای آنکه توری عصبی در مغز کاشته شود، باید سوزنهای بسیار بسیار نازکی به کار روند که وارد مغز شوند و توری را درون مغز تزریق کنند.
این توری بهمرور زمان با بافتهای مغزی ادغام میشود، رشد میکند و حتی ممکن است تغییر اندازه دهد. در نهایت نیز به مغز انسان اجازه خواهد داد بهطور مستقیم به اینترنت متصل شود و در آینده تعامل مستقیمی با سامانههای هوش مصنوعی داشته باشد. اخیرا مهندسان مؤسسهی فناوری ماساچوست (MIT)، سیناپسهای مصنوعی ابداع کردهاند که هوش مصنوعی را بیش از پیش به مغز شبیه میکند. سیناپس یک ساختار زیستی در پایانه آکسونها است که از راه آن یک سلول عصبی پیام خود را به دندریت یک نورون دیگر یا یاخته ماهیچهای یا یک غده میفرستد. نورونها بنیادیترین یاختههای عصبی هستند؛ این یاختهها کار پردازش و رسانش پیامهای عصبی را بر دوش دارند. این سیناپسها ساختارهای کوچکی هستند که در آن اطلاعات از یک نورون به نورون بعدی انتقال مییابد. به همین دلیل یک تیم از مهندسان MIT شروع به توسعه یک سیناپس مصنوعی کردند که به مانند نمونهی واقعی عمل میکند و به خوبی موفق به طراحی نمونهای شدند که میتواند قدرت جریان الکتریکی را در سراسر آن، به مانند جریان یونها بین نورونها به دقت کنترل کند.
اینترنت بالنی
تمام مردم دنیا تا سال ۲۰۲۰ از اینترنت رایگان توزیعشده از طریق بالنهای گوگل بهرهمند خواهند شد. اینترنت بالنی بزرگترین و سریعترین تحولی است که بشر تجربه میکند و قرار است بیش از نیمی از جمعیت بدون اینترنت کره زمین، به سایر کاربران متصل شوند. طبق آمار سازمان ملل، دوسوم مردم جهان به دلایل مختلف از جمله شرایط جوی و کوهستانی بودن و نداشتن زیرساخت مناسب، به اینترنت دسترسی ندارند و پروژه موسوم به Loon در لابراتوار گوگل، واحد Division X Google با هدف اینترنتدار کردن همه مردم جهان به جلو برده میشود. ارتباطات منطقهای، وظیفهی ارسال سیگنالهای 4G LTE را به داخل بالنها دارند. هر سیگنالی که از بالنها تقویت شده است، مانند دکل مخابراتی در یک میدان وسیعی، خود را بازپخش میکند تا همه به آن دسترسی داشته باشند.
سرعت دانلود میتواند تا ۱۰ مگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کند و دستگاههای دارای قابلیت 4G میتوانند حداکثر این سرعت را دریافت کنند. گوگل این سرعت را با شبکهی وایفای آزمایش کرد اما آن را ناتمام گذاشت؛ زیرا دریافت سرعت بیشتر فقط در آنتنهای زمینی مقدور بود و مفهومی در بالنهای اینترنت نداشت. با قابلیت اینترنت 4G LTE تمامی افراد میتوانند تنها با گوشی هوشمند خود به اینترنت و ایمیلهای خود دسترسی داشته باشند. در این فناوری آیندهنگرانه هر کدام دو فرستنده و گیرندهی رادیویی در خود دارند که یکی برای ارتباط با سایر بالنها در بالای جو مورد نیاز است و دیگری برای ارتباط با زمین تعریف شده است. آنها سیستم GPS نیز برای ردیابی و گم نشدن سیگنال دارند. بالنها با استفاده از انرژی خورشیدی تا ۱۰۰ روز در آسمان در هر بار شارژ دوام دارند و با اتصال باطری قابل شارژ، این عمر افزایش مییابد. در طول شب نیز بالن بر اساس انرژی ذخیره شده در طول روز به کار خود ادامه میدهد. اما سرعت اینترنت روی بالن به اندازه سرعت نسل سوم یا 3G است.
کشاورزی با نور LEd
لامپهای LED طول موجهای آبی تولید میکنند که بهشدت رنگدانههای گیاهان را فعال میکند. همچنین زمانی که بهاندازه کافی رنگ آبی در نور وجود داشته باشد، گونههای قرمز گیاهان حتی در طول سختترین دوره، انواع رنگها را دریافت میکنند. لامپهای LED برای محیطهایی که نور خورشید در آنجا کمتر شامل نور آبی است، مناسب است؛ زیرا نور خورشید در اواسط زمستان بهاندازهی کافی در دسترس نیست. با استفاده از وسایل روشنایی ترکیبی میتوان به اندازهی کافی طول موجهای آبی را فراهم کرد؛ حتی برای مناطق شمالی که در اوج زمستان تجمع نور در آنجا کم است. در اولین مراحل رشد گیاه یا به بیان بهتر در زمان جوانهزدن، یک نور تقریبا سفید رنگ با ترکیب نور لامپهای LED قرمز رنگ، روی گیاهان تابیده میشود تا روند فتوسنتز با سرعت بیشتری انجام شود.
سپس نوری قرمز رنگ تابیده خواهد شد که ترکیبی از نور لامپهای آبی و قرمز است که بهمنظور تسریع در امر رشد ریشه و همچنین شاخههای گیاه مورد استفاده قرار میگیرد. زمانی که گیاه وارد مرحلهی باردهی میشود، دوباره نور سفید رنگ وارد عمل میشود تا فتوسنتز بهراحتی انجام گیرد. اما نتیجهی بهکارگیری این فناوریها در کشت گیاهان چیست؟ شاید در ابتدا بهنظر برسد که مصرف انرژی الکتریکی هزینههای گزافی خواهد داشت. اما در مجموع شاهد کاهش مصرف انرژی بهاندازهی ۴۰ درصد هستیم. همچنین بهرهوری تولید محصول در مقایسه با مزارعی که از لامپهای فلورسنت استفاده میکنند، ۵۰ درصد بهینهتر شده است. تمامی سیستمهای نورپردازی، تزریق مواد مغذی و کودهای شیمیایی با تبعیت از الگویی بسیار کمهزینه توسعه یافتهاند که نتیجهی آن کاهش چشمگیر در مجموع هزینهها است.
موشکهای چندبار مصرف
پس از پرتاب موفقیتآمیز راکت فالکون هوی (Falcon Heavy)، قدرتمندترین موشک ساخت شرکت صنایع هوافضای اسپیسایکس، روند بازگرداندن و فرود آوردن سالم و همزمان ۲ موتور اصلی این فضاپیما با موفقیت انجام شد و برگی جدید را در تاریخ صنایع فضایی ورق زد. بازگشت موفقیتآمیز دو موتور دیگر این پروژه، تحولی بزرگ در صنایع فضایی، نهتنها از جهت پیشرفت پروژهی اسپیسایکس در بازگرداندن موفقیتآمیز موشکهای پرتابشده به فضاست، بلکه تأییدی بر ایدهی نوآورانهی ایلان ماسک، درخصوص استفاده از موشکهای چندبار مصرف در پروژههای فضایی محسوب میشود. دو موتور بیرونی بهکار رفته در این فضاپیما، ازنوع فالکون ۹ بودهاند که در سال ۲۰۱۶ در پروژهی اسپیسایکس از آنها استفاده شد. این دو موتور، پس از انجام مأموریت خود برای ارسال فضاپیمای فالکون هوی، با موفقیت تمام، در دو نقطهی از پیش تعیینشده در مرکز فضایی کندی، فرود آمدند. فضاپیمای فالکون هوی با ابعاد و نیروی بیسابقهی خود، توانایی و گنجایش بیش از ۶۳ هزار کیلوگرم بار را برای انتقال به مدار پایینی زمین دارد؛ مداری که از آن میتوان بهعنوان سکویی برای سفر به مریخ و مرزهای فراتر از آن استفاده کرد.
کمپانی بلو اوریجین (Blue Origin) به رهبری جف بزوس، مدیر و مؤسس آمازون، رقیب دیرینهی کمپانی اسپیس ایکس (SpaceX) به رهبری ایلان ماسک، محسوب میشود که به تازگی راکت نیو شپرد (New Shepard) زیر مداری خود را آزمایش کرد و ماه نوامبر به سلامت برروی زمین نشاند. آزمایشهای مشابه اسپیس ایکس هم در حال انجام است و جف بزوس، برای رقابت با ایلان ماسک ، از ادامهی آزمایش راکتهای قابل استفاده مجدد خود در آیندهای نزدیک خبر داد. Blue Origin و SpaceX درتلاش برای رسیدن به یک هدف مشترک هستند؛ اما با وسایل نقلیهی متفاوت. این فناوری آیندهنگرانه یعنی نیو شپرد، برای حمل مسافران به سطحی پایینتر از مدار زمین طراحی شده است که در همان حالت، مسافران حالت بیوزنی را به مدت ۴ دقیقه تجربه خواهند کرد. در نقطه مقابل، فالکون ۹ اسپیس ایکس برای حمل محمولهها به مکانی خارج از مدار زمین و بازگشت آن ساخته میشوند که البته سرعت و ارتفاع بسیار بیشتری نسبت به راکتهای بلو اوریجین دارند. راکتهای قابل استفاده مجدد مدتهاست به عنوان راهی برای کاهش هزینههای رفت و آمد فضایی به شمار میروند و طبیعتا از ساختن یک راکت تماما جدید هزینه کمتری خواهد برد.
بیت کوین
بیت کوین شباهتهای زیادی با سایر واحدهای پولی دارد؛ مهمترین آن هم این است که روز به روز تعداد بیشتری از بازرگانان، خردهفروشان و اشخاص چه بهصورت آنلاین و چه بهصورت آفلاین، بیت کوین را بهعنوان یک واحد پولی میپذیرند. شما میتوانید با بیت کوین پیتزا بخرید، در یک سایت خدمات دوستیابی ثبت نام کنید یا حتی از فروشگاه محبوب خود خرید کنید. بیت کوین شکلی از یک پول دیجیتال است که به صورت الکترونیک ساخته و نگهداری میشود. برخلاف ارزهایی مثل دلار و یورو، بیت کوین به صورت اسکناس چاپ نمیشود و بانکهای مرکزی کنترلی بر آن ندارند. روند تولید آن وابسته به افرادی است که نرمافزارهای مخصوصی را اجرا میکنند و به کمک سختافزارهایشان به کار استخراج بیت کوین میپردازند. بیت کوین در برخی اصول اولیه هم تفاوتهای واضحی با سایر ارزها دارد. واحدهای پولی کشورها اغلب پشتوانههای ارزشمند و گرانقیمتی دارند؛ بنابراین طبق عرف یا قانون، دولتها (حداقل در تئوری) با توجه به ذخایر طلا و جواهرات خود به انتشار اسکناس اقدام میکنند.
در واقع آنها با توجه به توان و ارزش پشتوانه ذخایر طلای کشور، اسکناس در اختیار عموم قرار میدهند و هر واحد از پولشان را با مقدار معینی طلا ارزشگذاری میکنند. حالا اگر به هر دلیل افزایش بدهیهای ملی یا مشکلات اقتصادی دیگر، نیاز به تزریق پول به اقتصاد باشد، دولت به چاپ اسکناس رو میآورد. به عنوان مثال اگر در حالت عادی قیمت شکلات یک تومان باشد و دولت بخواهد دو برابر حجم پول جاری را به اقتصاد تزریق کند، این به معنای کاهش ارزش پول جاری است. فروشنده هم مجبور خواهد شد که آن شکلات را به قیمت دو تومان بفروشد تا به همان ارزش قبلی برسد؛ اما در بیت کوین چنین مشکلاتی وجود ندارد. بیت کوین در آیندهی نه چندان دور تبدیل به مهمترین واحد پول دیجیتال خواهد شد.
خودروهای خودران
خودروی خودران، نوعی وسیلهی نقلیه خودکار است که میتواند با قابلیتهای یک خودروی سنتی، انسانها را جابهجا کند. گوگل، تسلا، اوبر و بسیاری از شرکتهای خودروسازی در سراسر جهان همگی در حال توسعه اتومبیلهای خودران هستند. تمامی این شرکتها معتقدند که در آینده دیگر نیازی نیست برای جابجا شدن از یک مکان به مکانی دیگر، خودرو نیازی به راننده داشته باشد؛ به جای آن ما تنها باید بگوییم که کجا خواهیم رفت. این مفاهیم، اساسا ماهیت حمل و نقل را تغییر میدهند. باب لوتز معتقد است عمر اتومبیلهای شخصی در آینده نزدیک به پایان میرسد. او همچنین ادعا میکند، طی بیست سال آینده، ما دیگر حق رانندگی نخواهیم داشت، چرا که حمل و نقل به ماشین های خودران سپرده خواهد شد. به همین دلیل مرگ و میز ناشی از حوادث رانندگی تقریبا به صفر میرسد.
تنها افراد بسیار ثروتمند که قادر هستند مسیرهایی اختصاصی برای خود طراحی کنند، میتوانند از سوپر اتومبیلهایشان به عنوان اتومبیل شخصی استفاده کنند. این تغییر بنیادی در سیستم حمل و نقل، سبب ورشکستگی تعدادی از اتومبیلسازان و همچنین کسب و کارهای فعال در این زمینه میشود. بیشترین سود از این تغییر را برترین ناوگانهای فعال در زمینه اتومبیلهای خودران همچون اوبر، فدکس و Lyft خواهند برد. آمازون که از مدتها قبل در تلاش است سامانههایی هوشمند و خودکار برای ارسال محموله ایجاد کند، سود زیادی از پایان عمر اتومبیلهای شخصی میبرد. شاید تصور اینکه یک روزی در خودرو خود بنشینید و رانندگی را به خود آن بسپارید در گذشته سخت بود؛ اما امروز دیگر این امری دور دست نیست و بسیاری از شرکتها با سرعت در حال توسعه سیستم رانندگی خودکار هستند. اما به راستی این سیستم رانندگی مدرن چه جایگاهی در آیندهی صنعت خودرو جهان دارد؟ آیا میتوان به آن اتکا کرد یا همچنان باورها به سمت مهارت رانندهی انسانی میرود؟
پهپاد
پهپاد به معنی هواپیمای فاقد خلبان است. سرمایهگذاران حوزهی پهپاد، از استارتاپها و شرکتهای خصوصی کوچک گرفته تا شرکتهای بزرگ، در حال سرمایهگذاری گسترده در بهکارگیری پهپادها در زمینههای کاربردی متنوع، نظیر کشاورزی، مدیریت زمین، انرژی، ساخت و ساز و… هستند. سرمایهگذاری در زمینهی پهپاد که در سال ۲۰۱۵ بیش از ۸ میلیارد دلار بود تا سال ۲۰۲۱ به ۱۲ میلیارد دلار خواهد رسید. از آن جایی که مقررات استفاده از پهپادها در کاربردهای جدید در ایالات متحده و اتحادیهی اروپا، آزاد است؛ استفاده از آنها در بخش سازمانی از بخش تجاری سبقت خواهد گرفت.
فناوریهایی مانند تکنولوژی حصارکشی جغرافیایی (Geo-fencing) و تکنولوژی جلوگیری از برخورد، به کمک پهپادها خواهند آمد و کاربری آنها را ایمنتر و آسانتر خواهند کرد. با توجه به احتمال افزایش قیمتها در زمینهی حمل و نقل و همچنین ورود فناوریهای جدید که کاربرد پهپادها را آسانتر خواهد کرد؛ حمل و نقل کالا توسط پهپادهای تجاری در طی پنج سال آینده بیش از چهار برابر رشد خواهد داشت. سرمایهگذاری بخش نظامی در طول دورهی پیشبینی این گزارش با توجه به هزینهی بالای تولید پهپادهای نظامی و افزایش روزافزون کشورهایی که به دنبال خرید آنها هستند، افزایش خواهد یافت.