10 globaalset probleemi, mida tehnoloogia tänapäeval lahendab

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Aju dekodeerimine, energia salvestamine ja muud probleemid, mille puhul uued leiutised on asendamatud.

1. Süsinikdioksiid atmosfääris

Kasvuhooneefekti kõrvaldamiseks ei piisa inimkonnast ainult kahjulike heitmete vähendamisest. Samuti on vaja kuidagi lahti saada gaasist, mis juba atmosfääris on. Näiteks süsinikdioksiidi sidumise kasutamine - süsinikdioksiidi muundamise protsess orgaaniliseks aineks.

See on uskumatult ressursimahukas ülesanne. Teadlased proovivad aga juba erinevaid viise, kuidas süsinikku kasulikeks toodeteks muuta. Seega muudavad teadlased niklist ja fosforist valmistatud katalüsaatoreid kasutades selleks, et teadlased just leidsid viisi, kuidas muuta CO2 enneolematu efektiivsusega plastikuks erinevateks polümeerseteks materjalideks. CO töötlemisega tegelevad korraga mitu instituuti₂ sünteetiliseks kütuseks. Spetsiaalsete vetikate abil muundatakse süsinikku Vetikad, mida kasutatakse CO2 muutmiseks süsinikkiududeks süsinikkiuks. Samuti on võimalik muuta süsinikdioksiidi betooniks betooni kahjulikest emissioonidest: selleks kasutatakse lubjakivi.

2. Energia salvestamine

Inimesed õpivad saama üha rohkem energiat taastuvatest allikatest. Tuuleturbiinid ja päikesepaneelid muutuvad odavamaks, kuid neil on tõsine puudus: kui päike loojub või tuul lakkab puhumast, siis need ei tööta.

See on üks põhjusi, miks inimkond ei saa veel loobuda stabiilsematest allikatest – kivisöest ja maagaasist. Tuleb leida viis, kuidas energiat suures mahus salvestada. Nii palju, et saad näiteks metropoli terve öö toita. Kaasaegsed akud ei ole selleks eriti sobivad, vähemalt oma kõrge hinna tõttu.

Õnneks tegelevad selle probleemiga teadlased ja ettevõtted üle maailma. Paljutõotavad arendused hõlmavad näiteks Toyota ja Panasonicu ühisettevõtet, mis on seotud vedelal või geelelektrolüüdil põhinevate autoprismaakudega ja ülikiire alumiinium-ioonaku, mis põhineb alumiiniumil. Nende leiutiste eelisteks on see, et need võimaldavad salvestada rohkem energiat, kuid samal ajal ei põle nad erinevalt liitiumioonakudest ja laadivad kiiresti.

3. Gripp

Pandeemiline gripp on haruldane, kuid väga ohtlik. 1918. aastal suri H-viiruse tõttu üle 50 miljoni inimese₁N₁, siis 1957. ja 1968. aastal umbes miljon ning 2009. aastal umbes 500 tuhat.

Viirus muutub pidevalt ja vanad vaktsiinid lakkavad töötamast. Seetõttu on teadlaste ja leiutajate üks olulisi ülesandeid luua universaalne vaktsiin, mis kaitseb nii viiruse vähem ohtlike versioonide kui ka katastroofiliste epideemiate eest. Sellega tegeleb juba Universal Influenza Vaccine Research: teadlased katsetavad mitut vaktsiini korraga. Üks neist põhineb ferritiinil, valgul, mis võib koguneda nanoosakesteks. Teine sisaldab nelja tüüpi hemaglutiniini (üks gripiviiruse komponente), mis on loodud organismi immuunvastuse stimuleerimiseks.

4. Dementsus

Umbes kolmandik üle 85-aastastest inimestest kannatab dementsuse all. Aja jooksul pikeneb oodatav eluiga ja suureneb ka haigusele vastuvõtlike inimeste arv. Samal ajal pole veel leiutatud ühtegi tõeliselt tõhusat viisi selle vaevusega toimetulemiseks.

Neuroteaduse, neuroloogia ja geneetika edusammud aitavad meil paremini mõista, mis põhjustab Alzheimeri tõbe ja muid dementsuse vorme. Võib-olla suudavad teadlased aju uurimise täiustatud seadmete ja tehnoloogiate tulekuga leida viise haiguse progresseerumise aeglustamiseks või ennetamiseks.

Tehnoloogia aitab praegu mäluhäiretega inimeste elu lihtsamaks teha. Näiteks Kuidas ma saan? tuletab meelde igapäevaseid ülesandeid, nagu veekeetja peale panemine või nõude pesemine lühikeste rullide abil. Ja Ühendkuningriigis töötavad teadlased Imperialis asuvate nutiseadmete süsteemide kallal Launching: UK DRI Care Research & Technology, mis suudavad automaatselt jälgida dementsusega patsientide seisundit ja teavitada lähedasi, kui inimene on ohus.

5. Ookeani reostus

Maailmaookeanid on täis miljardeid plastitükke – mikroplasti. Need tekivad siis, kui sellest ainest loodud asjad kukuvad vette ja lagunevad aja jooksul. Mikroplast on mereelanikele, lindudele ja inimestele väga ohtlik, mürgitab vett ja sealt ammutatavaid tooteid. Nii leiti 2018. aastal Indoneesias surnud vaal, kelle kõhus oli 6 kilogrammi plastikut. Uuringud näitavad ka, et 90% merelindudest tarbivad oma elu jooksul teatud koguses plasti.

Maal elamise jätkamiseks peab inimkond ookeani prahist puhastama. Praeguse tehnoloogiaga võib selleks kuluda sadu aastaid, kuid tulevikus on tõenäoliselt potentsiaali ohtlike ainete ringlussevõtuks hiiglaslikus ulatuses. Juba praegu katsetatakse Ocean Cleanupi süsteeme tohutute autonoomsete võrkude kujul, mis võimaldavad plasti koguda suhteliselt madalate kuludega.

6. Magevee puudus

Mage vesi on Maal palju vähem levinud kui soolane vesi. Pealegi on see inimeste elukohtade vahel ebaühtlaselt jaotunud: näiteks Aafrikas on seda väga vähe. Planeedi rahvaarv kasvab jätkuvalt ning peagi vajame energiatõhusaid ja odavaid vee magestamise viise.

Need võivad olla uut tüüpi filtrid või elektrokeemilised tehnoloogiad. Näiteks Columbia ülikooli teadlased tulid välja uue magestamismeetodiga, mis võib tööstuse – ja keskkonna – väga soolasest hapukurgist välja tuua, et kasutada spetsiaalset lahustit, mis hõljub soolase veekihi kohal. Vesi tõuseb lahustisse, mis eraldab sellest soola ja värske vedelik vajub tiheduse muutumise tõttu põhja.

7. Ebaturvalised isejuhtivad autod

Mehitamata sõidukeid arendavad kümned ettevõtted: Ford, Waymo, Audi, Google, Yandex. Tänavatel sõidetakse autodega, koolitatakse ja testitakse, kuid need pole veel piisavalt küpsed, et neid tootmisse panna. Tehisintellektil on raske toime tulla keeruliste liiklusolukordade, liiklusummikute ja halva nähtavusega.

Aja jooksul muutuvad droonid aga kindlasti turvaliseks ja muudavad isejuhtivad sõidukid maailma ootamatult moodsaks linnaks. Tekivad autonoomsed taksod, mistõttu inimesed kasutavad oma autosid vähem. Väheneb parklate ja liiklusõnnetuste arv teedel, harvemini tekivad ummikud.

Erinevate kaubamärkide insenerid töötavad isejuhtivate autode käitumise parandamise nimel. Üks selle saavutamise viise on V2X protokollidega isejuhtiva auto ohutuse ja töökindluse parandamise V2X protokollide arendamine, tänu millele saavad autod üksteisele oma asukohast teada anda, samuti vahetada andmeid fooride, tõkkepuude, väravate ja isegi hooned.

8. Tehisintellekti materialiseerumine

Tänapäeval eksisteerivad arenenud tehisintellekt ja arenenud robootika üksteisest peaaegu eraldi. Robotid suudavad palju teha, isegi saltot väänata, aga iseseisvalt mõtlemises ja õppimises pole nad kuigi edukad olnud. Kuid närvivõrgud ja statsionaarsetes masinates töötavad programmid on selles suurepärased.

Ent varem või hiljem saavad tehisintellekt ja tehiskeha omavahel ühenduse. Seal on robotid, mis saavad vabalt suhelda pärismaailma objektidega, arvutada toiminguid ja nende tagajärgi. See muudab tööstusmaailma Robotide roll tööstuses 4.0: robotid saavad töötada seal, kus inimesed ei suuda ellu jääda, nad ei pea magama ega sööma.

9. Maavärinate ettearvamatus

Inimkond on õppinud orkaane ja muid ilmastikukatastroofe ennustama päevi või isegi kuid enne nende toimumist. Kahjuks ei saa sama öelda maavärinate kohta. Igal aastal saab värinate ja sellele järgnenud tsunamide tõttu surma, vigastada või vara kaotada tuhandeid inimesi.

Maapõue skaneerivate seadmete ja saadud andmete töötlemise tarkvara arendamine aitab nendest katastroofidest ette hoiatada. Programmeerijad ja teadlased töötavad juba Indoneesias maavärinate ennustamise närvivõrgu kallal, mis põhineb närvivõrkudel, mis võivad teoreetiliselt ennustada maavärinaid. Näiteks on Indoneesia teadlased loonud närvivõrgu, mis suudab ennustada maavärinajärgsete järeltõugete esinemist. Seni oskab ta kõige paremini ennustada lööke magnituudiga kuus.

10. Aju dekodeerimine

Vaatamata sadu aastaid kestnud edusammudele meditsiinis, bioloogias ja anatoomias, teame inimaju toimimisest ikka veel väga vähe. Kogu meie mõtlemine, motoorne aktiivsus, mälu ja oskused salvestatakse teatud koodi abil neuronitesse. Selle koodi vihje mitte ainult ei selgita täpselt, kuidas me mõtleme, vaid võimaldab ka ajudekodeerimisel tõhusamalt ravida vaimseid häireid ja neuroloogilisi haigusi.

Selles valdkonnas on juba paljulubavaid arenguid. Näiteks on teadlased juba aru saanud, et teadlased on leidnud viisi, kuidas ajusignaale kõneks dekodeerida, et kõne ajusignaalidest ära tunda. Ja Elon Muski Neuralinki ettevõte töötab. Elon Muski Neuralinki implantaat "ühendab" inimesed tehisintellektiga juhtmevabade kiipide süsteemis, mis implanteeritakse ajju ja mis juhib tehnoloogiat mõttejõuga.