فناوری‌های فردا از نگاه WEF

مجمع جهانی اقتصاد (WEF) یک سازمان بین‌المللی‌ست که مقر آن در ژنو سوئیس است و هر ساله افراد و رهبران سیاسی و تجاری را دور هم جمع می‌کند تا درباره موضوعات مهمی که بر اقتصاد جهانی تأثیر می‌گذارند، بحث کنند. مجمع جهانی اقتصاد ارائه گزارش سالانه فناوری‌های نوظهور را از سال ۲۰۱۱ شروع کرده و امسال برای یازدهمین سال، گزارش ۱۰ فناوری نوظهور برتر سال ۲۰۲۳ را از میان فناوری‌هایی معرفی کرده که قرار است از سه تا پنج سال آینده تاثیر بزرگ و مثبتی روی جامعه داشته باشند و این تاثیرگذاری، مردم، سیاره زمین، رفاه، صنعت و برابری انسان‌ها را شامل می‌شود. این گزارش محصول دیدگاه‌های بیش از ۹۰ کارشناس از ۲۰ کشور جهان است و معتقد است که این فناوری‌های جدید قدرت این را دارند که صنایع را توسعه دهند، اقتصاد را رشد دهند، زندگی را بهبود بخشند و از کره زمین محافظت کنند. گذشت زمان به خوبی تاثیرات جهانی فناوری‌های لیست شده در این گزارشات را نشان می‌دهد. به طور مثال، ابزار دقیق مهندسی ژنتیک که در سال ۲۰۱۵ معرفی شد، پنج سال بعد به علم برنده جایزه نوبل تبدیل شد و هم‌اکنون برای طراحی محصولات مقاوم در برابر حشرات و خشکسالی در شرایط سخت رشد و نمو، در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. یا واکسن‌های مسنجر ریبونوکلئیک اسید که نام‌شان در فهرست سال ۲۰۱۷ آورده شده بود، به فناوری اکثر واکسن‌های کووید ۱۹ تبدیل شدند و زندگی میلیون‌ها نفر در سراسر جهان را نجات دادند. یا طراحی مولکولی مبتنی بر هوش مصنوعی که در فهرست سال ۲۰۱۸ جا گرفته بود، منجر به طراحی و توسعه سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی گوگل با عنوان «آلفافولد دیپ‌مایند» شد که ساختار ۲۰۰ میلیون پروتئین را پیش‌بینی می‌کند و پایه اولین داروهای کشف شده توسط هوش مصنوعی شد که هم‌اکنون وارد آزمایش‌های بالینی شده است.۱. باتری‌های انعطاف پذیرتوسعه سریع فناوری‌های نوین مثل صفحه‌نمایش‌های چرخشی، لباس‌های هوشمند و نمایشگر‌های خم‌شونده، نیازمند منابع انرژی متناسب با این فناوری‌هاست؛.به همین منظور دانشمندان در حال تولید باتری‌های نازک و انعطاف پذیری هستند که سبک‌اند؛ قابلیت خم شدن و حالت کشسانی دارند. در حال حاضر هم انواع مختلفی از این باتری‌ها موجودند که قابلیت شارژ نیز دارند. این باتری‌ها درزمینه‌های گسترده‌ای مانند دستگاه‌های پوشیدنی پزشکی، سنسور‌های بیومدیکال، صفحه‌نمایش‌های انعطاف‌پذیر و ساعت‌های هوشمند قابل استفاده هستند و به طور کلی امکان مانیتورینگ از راه دور را چه در حوزه پزشکی و چه پوشیدنی‌های سلامت‌محور فراهم می‌کنند. البته همانند سایر باتری‌ها، دفع و بازیافت ایمن آن‌ها همچنان مورد مطالعه است. طبق پیش‌بینی‌ها، بازار جهانی باتری‌های انعطاف‌پذیر از سال 2022 تا 2027 به میزان 240.47 میلیون دلار رشد خواهد کرد و امکان زیادی برای نوآوری در این حوزه وجود دارد.فناوری بافت با عناصر دیجیتال تعاملی۲. هوش مصنوعی مولدهوش مصنوعی مولد نوع قدرتمندی از هوش مصنوعی است که با یادگیری الگوریتم‌های پیچیده و متد‌های یادگیریِ الهام گرفته از مغز انسان، تولید محتوا می‌کند. با اینکه هوش مصنوعی مولد در حال حاضر تمرکزش روی تولید متن، تصاویر و صدا وبرنامه‌نویسی‌ست؛ اما از این تکنولوژی در زمینه‌های زیادی مثل تولید دارو، معماری و مهندسی نیز می‌توان استفاده کرد. مثلا یکی از جدید‌ترین مدل‌های هوش مصنوعی AutoGPT مبنتی بر GPT-4 است که می‌تواند مسئولیت خود را به طور خودکار با تقسیم هدف کاربر به وظایف کوچک‌تر و با استفاده از ابزارهای مختلف انجام دهد. همچنین مهندسین ناسا در حال حاضر روی سیستم‌های هوش مصنوعی‌ توانمند در ساخت قطعات برای فضاپیماهای سبک کار می‌کنند که هم تا ده برابر در زمان صرفه‌جویی می‌کند هم عملکرد ساختاری را بهبود می‌بخشد. هوش مصنوعی مولد در صنایع غذایی و تولید لوازم خانگی مثل مبلمان هم به کار می‌آید. در محیط‌های کاری جهت افزایش رضایت شغلی و خودکارآمدی به کمک کارگران کم‌توان می‌آید و در محیط‌های آموزشی و مدارس نیز جهت ارائه برنامه شخصی‌سازی شده بر اساس ویژگی‌های هر دانش‌آموز از آن استفاده می‌شود که منجر به افزایش خلاقیت و تفکر انتقادی و بهبود یادگیری آن‌ها نیز می‌شود.تصویر قطعه شده درحال پوشاندن انواع سبک‌های نقاشی، عکاسی و تفاسیر سه‌بعدی۳. سوخت پایدار برای هوانوردیصنعت هوانوردی سالانه 2 تا 3 درصد از انتشار CO2 جهانی را به خود اختصاص می‌دهد و پیش‌بینی شده تا سال 2050، 39 گیگاتن CO2 منتشر شود. با این‌حال صنعت هوانوردی با مشکلاتی مانند احتیاج به سوخت زیاد با چگالی بالا برای مسافت‌های طولانی و هزینه بالای تعویض هواپیماها و درنتیجه عدم امکان جایگزینی هواپیماها‌ی فعلی با نمونه‌های الکتریکی و هیدروژنی روبه‌روست. راهکاری که نیاز به تغییرات گسترده در زیرساخت و تجهیزات هوانوردی فعلی ندارد؛ سوخت هواپیمایی پایدار (SAF) است که از منابع زیستی (مانند بیوماس) و غیر زیستی (مانند CO2) تولید می‌شود. از این رو دانشمندان در تلاش هستند تا از منابع بیولوژیکی، سوخت خطوط هوایی بدون کربن را در دهه‌های آینده فراهم کنند. پیش‌بینی می‌شود با افزایش تقاضای جهانی SAF از 1% به 13 تا 15% تا سال 2050، امکان رسیدن به انتشار صفرِ کربن تا سال 2050 مهیا خواهد شد.قطرات سوخت که در شکل برگ‌ها پراکنده می‌شوند.۴. فاژهای طراحباکتریوفاژها (باکتری‌خوارها) یا به اختصار فاژها، ویروس‌هایی هستند که به باکتری‌ها حمله می‌کنند و آن‌ها را از بین می‌برند. برخی محققان پزشکی فاژ‌ها را به عنوان گزینه جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌ها می‌دانند. چراکه برخلاف آنتی بیوتیک‌ها، فاژ‌ها همراه با باکتری‌ها سازگار می‌شوند؛ بنابراین ایجاد مقاومت پایدار باکتری‌ها نسبت به آن‌ها بعید به نظر می‌رسد. اطلاعات ژنتیکی فاژها را می‌توان دوباره برنامه‌ریزی کرد تا باکتری‌های آلوده، مجموعه‌ای مهندسی شده از دستورالعمل‌های ژنتیکی را اجرا کنند. با فاژهای مهندسی شده زیستی، دانشمندان می‌توانند عملکرد یک باکتری را تغییر دهند و باعث شوند که یک مولکول درمانی تولید کند یا مثلاً به یک داروی خاص حساس شود. در حال حاضر دانشمندان روی این روش برای درمان بیماری ای‌کولی کار می‌کنند (اشریشیا کلی یا به اختصار E.Coli باکتری ایجاد کننده انواع عفونت های مختلف به خصوص عفونت‌ مجاری ادراری است.) و همچنین به‌عنوان مکمل‌های خوراک برای تقویت رشد دام‌ها، درمان برخی بیماری‌های گیاهی و از بین بردن باکتری‌های خطرناک در زنجیره‌های تأمین غذا کاربرد دارند.تصویر میکروسکوپی از یک ویروس که به یک سلول حمله می‌کند.۵. متاورس برای سلامت روانفضاهای اشتراکی مجازی محیط‌های دیجیتالی هستند که در آن افراد می‌توانند به صورت حرفه‌ای و اجتماعی تعامل داشته باشند. آینده این فضاها معمولاً «متاورس» نامیده می‌شود و شامل فضاهای اشتراکی مجازی تقویت شده با واقعیت افزوده یا واقعیت مجازی (AR/VR) می‌شود. در پاسخ به بحران فزاینده سلامت روان، فضاهای مجازی مشترک برای رسیدگی به مسائل مربوط به سلامت روان در حال توسعه‌ بوده و بازی‌های ویدیویی و مدیتیشن مبتنی بر واقعیت مجازی پیشرو هستند. در حالت ایده‌آل، یک زیرساخت مبتنی بر فناوری برای سلامت روان از تمام جنبه‌های سلامتی مثل پیشگیری، تشخیص، درمان، آموزش و پژوهش پشتیبانی می‌کند. استفاده از متاورس برای تداوم نیازهای بهداشت روانی یک معامله برد برد محسوب می‌شود. چراکه هم بیماران سود می‌برند هم پایه‌گذاری متاورس در یک برنامه کاربردی و ضروری باعث پیشرفت این عرصه خواهد شد.افراد در یک مکعب شیشه‌ای بر روی آب قایقرانی می‌کنند.۶. سنسور‌های پوشیدنی گیاهیسازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد اعلام کرده است که با افزایش جمعیت در سال 2050 به افزایش 70 درصدی تولید غذا در جهان نیاز خواهیم داشت. نظارت بر محصولات زراعی به صورت سنتی، گران و زمان‌بر است. ولی چ حسگرهای پوشیدنی گیاهان نویدبخش بهبود سلامت گیاه و افزایش بهره‌وری کشاورزی هستند. این حسگرها دستگاه‌های کوچکی هستند که می‌توانند برای نظارت مداوم بر دما، رطوبت و سطوح مواد مغذی به گیاهان زراعی متصل شوند و عملکرد را بهینه و مصرف آب، کود و آفت کش را کاهش و علائم اولیه بیماری را تشخیص دهند. داده‌ها به صورت بی‌سیم به رایانه یا تلفن همراه منتقل می‌شوند و در مورد سلامت گیاه تجزیه و تحلیل صورت می‌گیرد. البته باید در نظر داشت که این سنسورها گران‌اند و تفسیر داده‌های حسگر ممکن است به دانش تخصصی نیاز داشته باشد؛ اما به هرحال به کشاورزان در بهینه‌سازی کشاورزی، بهره‌وری، کاهش ضایعات و به حداقل رساندن تاثیرات مخرب زیست محیطی و به تغذیه جمعیت رو‌به‌رشد جهان کمک می‌کنند.میکروچیپ الصاق شده به یک برگ7. Spatial omicsمی‌توان گفت Spatial omics روش جدیدی است که در آن تکنیک‌های تصویربرداری پیشرفته با ویژگی و وضوح توالی‌یابی DNA و نقشه‌برداری از فرآیندهای بیولوژیکی در سطح مولکولی ترکیب می‌شوند. مثلا دانشمندان بافت مغز موش را با ضخامت یک سلول برش می‌دهند و Spatial omics اجازه می‌دهد تا ساختار سلولی و رویدادهای زیستی که قبلاً قابل مشاهده نبودند با جزئیات بی‌سابقه‌ای مشاهده شوند. Spatial omics برای اکتشافات جدید درمانی نیز موثر است. مثلا دانشمندان با استفاده از این تکنیک، جمعیتی از نورون‌ها را در نخاع شناسایی کردند که به نظر می‌رسد مسئول بهبود پس از آسیب نخاعی‌ست. تحریک این نورون‌ها در موش‌های فلج شده، سبب بهبود حرکت در آن‌ها شد. همچنین در زمینه رمزگشایی مکانیسم بیماری‌های پیچیده مانند آلزایمر و التهاب مفصل روماتوئید یا بررسی بیماری‌های عفونی نیز Spatial omics نویدبخش انقلابی در صنعت پزشکی‌ست. ارزش بازار ۲۳۲.۶ میلیون دلاری در سال ۲۰۲۱ و درآمد تخمین زده شده‌ی ۵۸۷.۲ میلیون دلاری در سال ۲۰۳۰، نشان از اهمیت جایگاه این حوزه است.ساختار سلولی آلی از طریق تصویربرداری میکروسکوپی به سبک نقشه حرارتی۸. تجهیزات عصبی منعطفدر سال‌های اخیر رابط‌های میان مغز و ماشین (BMI) محبوب شده‌اند. این رابط‌ها یا همان ایمپلنت‌ها سیگنال‌های الکتریکی که مغز تولید می‌کند را توسط سخت‌افزار حسگر می‌گیرند و سپس الگوریتم‌ها، این سیگنال‌های الکتریکی را به دستورالعمل‌هایی که کامپیوتر می‌تواند آن را بفهمد و اجرا کند، تبدیل می‌کنند. سیستم‌های شبه BMI در حال حاضر برای درمان بیماران مبتلا به صرع و در پروتزهای عصبی استفاده می‌شوند. البته با وجود موفقیت‌های اولیه چالش‌های زیادی در این حوزه وجود دارد. این ایمپلنت‌ها از مواد سختی ساخته شده‌اند که قابلیت خم شدن یا سازگاری با حرکات مغز را ندارند. از این رو در طولانی مدت باعث ایجاد زخم و کاهش دقت سیگنال‌های ثبت شده می‌شوند. اخیرا محققان مدارهای رابط مغزی را روی مواد زیست‌سازگار تولید کرده‌اند که نرم و انعطاف‌پذیر هستند، راحتی بیشتری دارند و درک عمیق‌تری از شرایط عصبی در بیماری‌هایی مانند زوال عقل و اوتیسم ارائه می‌دهند.نمونه‌ای از تجهیزات انعطاف‌پذیر۹. محاسبات پایدارمراکز داده‌ای که جستجوهای گوگل، ایمیل، متاورس، هوش مصنوعی و بسیاری دیگر را امکان‌پذیر می‌کنند، حدود یک درصد از کل برق تولید شده در جهان را مصرف می‌کنند و این مقدار با افزایش تقاضا برای خدمات داده در طول زمان افزایش پیدا خواهد کرد. اما به مرور رویای داشتن یک مرکز داده سبز یا مرکز داده‌ای با مصرف انرژی صفر ب دور از ذهن نخواهد بود. مثلا در مسئله مدیریت گرما، سیستم‌های خنک کننده مایع در حال توسعه هستند و استکهلم در حال اجرای پروژه‌هایی برای مهار گرمای تلف شده در مراکز داده برای گرم کردن خانه‌ها است. همچنین DeepMind توانایی مدیریت انرژی با هوش مصنوعی را با کاهش تا ۴۰٪ مصرف انرژی در مراکز داده گوگل به ثبت رسانده است.مرکز داده سبز۱۰. دستیار هوش مصنوعی پزشکیهوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و تجزیه و تحلیل داده‌ها به طور چشمگیری دسترسی بیماران را به درمان‌ها بهبود می‌بخشد و کمی نابرابری موجود در دریافت خدمات پزشکی را به نفع قشر محروم کمرنگ می‌کند. مثلا در هند که جمعیتی بالغ بر 4/1 میلیارد نفر دارد، دولت هند شرایطی را برای پزشکان ایجاد کرده تا از طریق فناوری‌های از راه دور و با رعایت حریم خصوصی بیماران کارهای درمانی خود را انجام دهند. فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی همچنین می‌تواند در مقابله با چالش‌هایی مثل تاخیرهای طولانی سیستم مراقبت‌های بهداشتی، موثر واقع شود. با وجود چالش‌های متعددی مانند حفاظت از حریم خصوصی داده‌ها، تقویت پذیرش عمومی، اطمینان از انطباق بیماران و نگرانی‌های احتمالی جهت حفظ امنیت ملی، راهکارهای بهداشت مبتنی بر هوش مصنوعی در سال‌های پیش‌رو گسترده‌تر خواهند شد و بهره‌برداری از آن‌ها برای بهبود بهداشت انسان - به ویژه به ویژه برای قشر محروم - بسیار مفید خواهد بود.داده‌های جمعیتی انتزاعی