Se spune că singura constantă este schimbarea. Se mai spune și că trăim vremuri exponențiale, în care se avansează în salturi. Simțim cu toții că lumea se transformă într-un ritm accelerat, ba chiar putem observa fenomenul pe diferite paliere ale vieții colective și individuale.
Asta, pentru că, potrivit unui număr considerabil de personalități – oameni de afaceri, oameni de știință, oameni politici și în general factori de decizie și de influență pe planșa de joc a umanității – care s-au produs în forurile de dezbateri din cadrul conferinței de la Davos din 2016 – asistăm la răsăritul celei de-a Patra Revoluții Industriale.
Ea anunță o penetrare fulminantă a tehnologiilor digitale, care vor dizolva, poate mai curând decât ne așteptăm, majoritatea modelelor actuale de business, de organizare socială și de guvernare. Lumea, așa cum o știm, va fi cutremurată din temelii și nu va mai reveni vreodată la ceea ce este astăzi.
Prima Revoluție Industrială a introdus folosirea apei și a aburului pentru a mecaniza producția, începând cu 1784. A Doua Revoluție a demarat în 1870, cu folosirea electricității în sensul realizării producției de masă. Iar A Treia Revoluție Industrială a folosit electronica și tehnologia informației pentru a automatiza producția, din 1969 și până azi.
Acum, a Patra Revoluție Industrială, întrepătrunsă cu cea anterioară în ultimii 20 de ani, se clădește pe „umerii” acesteia. Este revoluția digitală, caracterizată printr-o fuziune de tehnologii care subțiază hotarele dintre lumi – cea fizică, cea digitală și cea biologică. Dacă acum noi ne aflăm în lume, probabil că această etapă a evoluției umane va face ca și lumea să intre în noi, în fiecare dintre noi, prin singularitate – „împerecherea” omului cu tehnologia.
Iar în 2016, la Davos, s-au discutat tocmai direcțiile principale care vor fi influențate de schimbarea inevitabilă pe care ne-o aduce acest progres tehnologic.
Suntem deja înconjurați de inteligență artificială, de la vehicule autonome și drone până la asistenți virtuali și software care traduce în timp real, face investiții la bursă și contribuie la descoperirea de noi medicamente, ori algoritmi capabili să ne prezică interesele și comportamentele sociale.
Tehnologiile digitale interacționează regulat cu lumea biologică, ducând la o simbioză între microorganisme, corpurile noastre, produsele pe care le consumăm și chiar clădirile în care trăim. A Patra Revoluție Industrială are potențialul de a spori veniturile și de a ridica nivelul de trai al populației de pe tot Globul.
Tehnologia a făcut deja posibile noi produse și servicii care ne ușurează viața personală și profesională, aducând deopotrivă eficiență și plăcere. Peste 30% din populația globului utilizează în prezent platforme de social media pentru a învăța, pentru a se conecta și a face transfer de informații. Această interacțiune ar trebui să creeze oportunitatea unei coeziuni și înțelegeri inter- și multiculturale, care să transforme lumea într-un loc mai tolerant, mai interconectat și cu mai puține probleme.
INDUSTRIAL REVOLUTION 4.0 – THE WORLD WILL NEVER BE THE SAME AGAIN
În același timp, una dintre cele mai mari provocări pe care le ridică noile tehnologii ale informației o reprezintă păstrarea intimității. Guvernele vor căpăta noi mijloace tehnologice prin care să își sporească puterea de control asupra populațiilor, pe baza unor sisteme de monitorizare ubicue și a capacității de coordonare a infrastructurii digitale.
Totodată, revoluțiile care au loc în biotehnologie și în inteligență artificială (AI – Artificial Intelligence) și care redefinesc ceea ce înseamnă să fii uman, împingând tot mai mult frontierele capacităților noastre fizice și mentale, ne vor obliga să ne reconsiderăm limitele morale și etice. Deci, dacă tot acest progres ne va face bine sau rău nu depinde decât de noi și de cât de matură este cu adevărat specia umană.
Dar să vedem mai aplicat zonele în care se anunță schimbări importante, cu atingere pentru noi toți.
MEDICINĂ PERSONALIZATĂ
În ultimele decenii, umanitatea a avut parte de importante cuceriri în domeniul medical și, ca rezultat general, oamenii au devenit mai longevivi și duc vieți mai sănătoase. Totuși, provocări serioase rămân încă la nivelul sănătății globale, de la gestionarea pandemiilor și până la apariția bolilor noi, dublate toate de costurile de îngrijire prohibitive, mai ales în țările aflate în curs de dezvoltare.
Se crede că numărul oamenilor de pe planetă va crește până la 9,7 miliarde în 2050, dintre care două miliarde cu vârste peste 60 de ani. Sistemul de sănătate global va trebui, deci, să se ajusteze la creșterea masivă a populației, care va fi concentrată în țările cele mai sărace, precum și la numărul crescând al vârstnicilor.
Acest lucru înseamnă mutarea atenției de pe tratarea bolnavilor către prevenție și către păstrarea sănătății populațiilor. Una dintre direcțiile principale pe care specialiștii previzionează că le va aborda umanitatea în acest sens este medicina personalizată.
În cea de-a Patra Revoluție Industrială, evoluția medicinei personalizate va face posibilă diagnosticarea predispoziției la anumite afecțiuni. Bolile și în special cancerele vor fi definite prin trăsăturile lor moleculare unice. Astfel, prin avansul tehnologic, profilul molecular specific al unui pacient va dicta tratamentul acestuia, iar pacienții și companiile farmaceutice se vor uni pentru a livra medicamentul potrivit pacientului potrivit, la momentul potrivit. Oamenilor li se vor oferi mijloace prin care să își monitorizeze propria sănătate și să preia controlul asupra acesteia.
Medicina personalizată va fi coordonată de știință. Astăzi, majoritatea afecțiunilor sunt clasificate în funcție de organul sau de sistemul de organe afectat (cancerul mamar, spre exemplu). Dar acest diagnostic dezvăluie puține despre natura afecțiunii specifice a unui pacient. De aceea, mai utilă ar fi o diagnosticare orientată asupra biomarkerilor metabolici, genetici, proteici și fenotipici. Aceștia vor oferi informații celulare despre aberațiile specifice care determină îmbolnăvirea unui pacient și vor indica și către cele mai potrivite și eficiente terapii.
Progresele recente din industria medicală și tehnologiile de diagnosticare tot mai sofisticate i-au capacitat pe cercetători să „foreze” cu mare precizie în diversele boli. Noua generație de secvențiere (NGS) este deja aici și geneticienii „cartografiază” genoame în mod regulat. În cazul multor cancere, peste 50 de tipuri de mutații au fost descoperite prin NGS. Medicii vor descoperi câte dintre aceste mutații produc afecțiuni și cum putem folosi informația genetică pentru a dezvolta terapii.
În prezent, există companii care creează teste de măsurare a sute de mii de tipuri diferite de proteine dintr-o singură picătură de sânge. Proteinele sunt foarte dinamice, iar prezența ori absența lor poate furniza informații prețioase despre mecanismele bolilor. În acest fel, s-a descoperit deja o serie de biomarkeri proteici pentru detectarea cancerului colo-rectal, unul dintre tipurile de cancer cele mai mortale, dar și ușor de prevenit.
Noile tehnologii de acest fel pot acum cuantifica aproape toate metabolismele umane, oferind o adevărată imagine de ansamblu a tuturor traseelor active (sau inactive) dintr-o celulă, fie aceasta bolnavă sau sănătoasă. Acest lucru oferă accesul la noi biomarkeri pentru diagnosticare și sugerează noi ținte terapeutice pentru dezvoltarea unor tratamente de precizie.
Tot biomarkerii sunt folosiți pentru prezicerea răspunsului la terapiile actuale, cum ar fi testul genetic ce prezice beneficiile chimioterapiei și probabilitatea recidivei în cazul pacienților bolnavi de cancer mamar, de colon sau de prostată. Biomarkerii sunt cei care schimbă deja și vor schimba și mai mult în viitor, în mod fundamental, modul în care diagnosticăm și tratăm afecțiunile.
Ei reprezintă cheia medicinei personalizate, care va fi dictată de tehnologie și centrată în mod intim pe pacient. Iar biomarkerii vor fi folosiți nu doar de companiile farmaceutice pentru a dezvolta medicamente, ci și de indivizi care vor avea acces la aceste date, pentru a-și păstra sănătatea.
Pacienții vor fi mai informați cu privire la sănătatea lor și vor avea acces mai mult decât oricând la date privitoare la aceasta. Ba chiar, preconizează specialiștii, monitorizarea propriei sănătăți s-ar putea asemăna cu un fel de joc video, dar cu implicații reale. Viitorii biomarkeri vor contribui la identificarea cu succes a riscului crescut de atac cerebral, de boli cardiovasculare, demență, degenerare maculară, diabet și multe alte tulburări.
Pe măsură ce baza de date a biomarkerilor se va extinde, atunci și produsele de acest fel pentru consumatori se vor înmulți și le vor permite pacienților să monitorizeze în timp real biomarkeri importanți. Smartphone-urile pot deja fi folosite pentru a măsura presiunea arterială și chiar pentru a realiza electrocardiograme.
Deci, în viitorul nu foarte îndepărtat, aceste dispozitive sau unele noi vor putea evolua astfel încât să măsoare biomarkeri, ca indivizii să poată monitoriza exact modul în care stilul lor de viață le influențează sănătatea prezentă și viitoare. Acest lucru îi va capacita pe pacienți să se implice activ și conștient în zona medicală a vieții lor.
Totuși, un astfel de viitor va necesita investiții importante în „alfabetizarea” și instruirea publicului în sensul conștientizării sănătății proprii. Consumatorii va trebui să deprindă o înțelegere a datelor și cum să traducă riscuri crescute pentru anumite boli în decizii cu impact concret asupra sănătății.
Dacă astăzi mai degrabă așteptăm să ne îmbolnăvim înainte să diagnosticăm și să tratăm o afecțiune, medicina personalizată are potențialul să schimbe asta. Oferindu-le pacienților abilitatea să își monitorizeze datele moleculare, aceștia vor ocupa rolul central în controlarea propriei sănătăți.
Iar această transformare fundamentală a medicinei, coroborată cu editarea genetică și cu fenomenul construirii de organe artificiale cu ajutorul imprimantelor 3D – organe care vor fi folosite în transplanturi în locul celor recoltate de la donatori – va stabili, cu certitudine, toate premisele unei vieți mai sănătoase și mai echilibrate pe întreg Globul.
TRANSFORMAREA ENERGIEI
Energia este viață. Energia este și progres. Iar în cea de-a Patra Revoluție Industrială, energia este totul. Și energia curată a început să câștige teren în fața combustibililor fosili. Acum, omenirea investește anual în tehnologii noi pentru energie regenerabilă mai mult decât în cele pentru cărbuni, gaze naturale și petrol la un loc.
Schimbarea a început în 2013, atunci când lumea a adăugat 143 gigawați la capacitatea de energie regenerabilă, comparabil cu cei 141 gigawați produși în noile facilități de combustibili fosili. Potrivit raportului din 2015 al Agenției Internaționale a Energiei (IEA) cu privire la energia globală, formele regenerabile de electricitate vor contribui la generarea de putere în anul 2020 în proporție de 26% din totalul produs – peste necesarul cumulat al Chinei, Indiei și Braziliei.
La finele lui 2015, 53 de companii din Fortune 500 au garantat că vor folosi 100% energie regenerabilă, prin inițiativa RE100, lansată în septembrie 2014. Pentru a accelera dezvoltarea și comercializarea noilor tehnologii producătoare de energie, aceste companii vor juca un rol important prin susținerea cercetării-dezvoltării și a proiectelor pilot în sensul stimulării energiei verzi, ca parte a angajamentelor lor de sustenabilitate.
Industria energetică s-a îmbarcat într-o călătorie transformatoare și putem spune că ne aflăm acum în zorii unei revoluții a energiei. Se anticipează că, în următorii 30 de ani, două treimi din energia produsă la scară globală vor proveni din surse regenerabile. Iar această transformare presupune nu doar mai multe panouri fotovoltaice și mai multe turbine eoliene, ci și integrarea lor completă în sistemul electric.
Poate părea surprinzător, dar astăzi energia curată reprezintă peste jumătate din toată producția de energie adăugată – adică din sursele de energie nou create, în plus față de vechea infrastructură de combustibili fosili. Iar surpriza este că cea mai mare parte a acestui tip de instalații regenerabile – peste două treimi – vine din țările aflate în curs de dezvoltare.
Marocul devine o „superputere solară” – aici se construiește una dintre cele mai mari centrale de energie fotovoltaică, care va produce destulă energie cât pentru mai mult de un milion de marocani, reducând necesitatea de combustibili fosili a țării cu 2,5 milioane de tone de petrol. În Bangladesh, circa 3,5 milioane de locuințe – sau 18 milioane de oameni – au acum energie electrică provenită din sisteme solare.
China transformă 800 de școli din Beijing în „școli ale soarelui”, ale căror acoperișuri vor fi acoperite cu 100 megawați de panouri solare pentru a alimenta sălile de clasă, curățând deopotrivă atmosfera. Mexicul a distribuit gratis cetățenilor săi 23 de milioane de becuri economice, astfel că peste 5,5 milioane de familii mexicane și-au redus facturile la electricitate cu 18%.
Ba chiar și în România, zona Dobrogea a devenit căminul celui mai mare parc eolian din Europa Centrală și de Est (Cogealac-Fântânele), fiind împânzită cu sute de turbine eoliene, cu o putere de 2,5 MW fiecare.
Deci, energia se transformă cu pași repezi, dar, pentru a face cu adevărat față schimbărilor climatice și ratei de înmulțire a populației, măcar 40% din producția de energie globală trebuie să provină de la tehnologii cu zero emisii, potrivit lui Fatih Birol, director executiv al IEA Paris. Iar marea provocare în acest sens nu mai este neapărat a avea mai multă energie regenerabilă, cât sisteme energetice mai bune.
Distribuirea energiei curate este îngreunată de distanța dintre punctele de generare a energiei solare și eoliene și centrele de stocare/distribuire spre consumatori. De aceea, se va impune o abordare diferită, care să integreze sursele de energie regenerabilă într-o rețea generală inteligentă. Cum estimările previzionează că în următorii 25 de ani cererea de energie va crește cu peste 80% la scară globală, acest lucru înseamnă că importante investiții trebuie făcute în rețele electrice, pentru gestionarea rezervelor și a cerințelor de energie crescânde.
În tot acest peisaj, China va juca un rol cheie, în sensul transformării către energia verde și regenerabilă. Target-ul ambițios al acestei țări este ca, până în 2030, 25% din producția sa totală de energie să provină din surse regenerabile. Asta, în condițiile în care acum acest procent este de numai 1,5% – 2%. Între timp, China este deja lider de exporturi al tehnologiei pentru energie curată – peste 60% dintre panourile fotovoltaice din toată lumea sunt fabricate acolo. Iar capacitatea lor de recoltare a energiei solare este în continuă creștere, astfel încât panourile viitorului vor fi mult mai eficiente decât cele de acum.
Până în 2030, electrificarea planetei va fi dictată îndeosebi de dezvoltarea resurselor de energie regenerabilă disponibile, necostisitoare și abundente. Prin scăderea și nivelarea costurilor pentru energia solară și eoliană – deja competitive cu generarea de combustibili fosili tradiționali pe unele piețe – accesul la energie modernă, accesibilă, sigură și sustenabilă va deveni mult mai semnificativ și va reduce sărăcia, favorizând sănătatea, educația și creșterea economică.
În plus, digitalizarea sistemului va spori acuratețea previziunilor meteorologice, de care depind principalele resurse regenerabile. De asemenea, o largă gamă de tehnologii de stocare a energiei foarte promițătoare se află în dezvoltare și în proces de comercializare – un exemplu este chiar bateria Tesla Powerwall, a lui Elon Musk, lansată în 2015. Deci, sursele de energie regenerabilă, combinate cu medii de stocare a acesteia, vor înlocui generatoarele diesel și vor permite soluții de alimentare care vor potența electrificarea și dezvoltarea.
Consumatorii se vor implica direct în producția de energie și vor modela viitorul acesteia. Mici și mari, cămine sau corporații, aceștia vor putea să stocheze, să producă, să gestioneze, să cumpere și să vândă energie într-o manieră profitabilă și eficientă d.p.d.v. al costurilor. Noile platforme inteligente și piețele virtuale vor susține noi modele de afaceri și le vor permite indivizilor și comunităților să preia controlul viitorului lor energetic.
Astfel, se previzionează că, până în 2030, sistemul electric va fi mai conectat și hibridizat (o combinație de resurse și rețele), iar consumatorul va deveni „prosumer” și va putea să își vândă excesul de energie. În acest sens, el va trebui educat și instruit pentru a profita de beneficiile noii rețele. De asemenea, electrificarea transporturilor va face ca autoturismele electrice să furnizeze servicii de rețea, inclusiv stocare, iar totul va fi interconectat.
După toate previziunile, este destul de clar că alimentarea cu energie electrică a vieților noastre va arăta foarte diferit. În viitor, Internetul Lucrurilor ar putea duce la o rețea energetică smart, iar clădirile își vor genera propria electricitate din surse regenerabile, folosind spațiul excesiv din pereți, de pe acoperișuri și chiar ferestrele pentru producerea de energie solară sau eoliană. Aceste dispozitive interconectate vor stoca orice exces de energie în diverse baterii (sodiu-ion, litiu-ion, metal-aer), ceea ce va reduce simțitor cheltuielile pentru electricitate.
Toate entitățile generatoare de energie vor fi conectate printr-o rețea, ceea ce le va permite nu doar să fie autosuficiente, dar să și contribuie la stabilitatea întregii regiuni, d.p.d.v. energetic. Senzorii inteligenți vor monitoriza constant starea acestor terminale, astfel încât mentenanța lor să fie facilă, prin anticiparea rateurilor, înainte ca acestea să se întâmple, ceea ce va face sistemul de electricitate chiar și mai eficient.
MANIPULARE GENETICĂ
Să ne imaginăm o lume în care avem culturi agricole abundente, ieftine și rezistente, plante care satisfac nevoia globală de biocombustibili lichizi, trandafiri multicolori, mamuți lânoși vii, unicorni, cancer doar în literatura de specialitate, numai țânțari nepurtători de malarie și, cine știe, poate chiar oameni cu mutații… convenabile.
Toate aceste fantezii ar putea deveni realitate prin folosirea unui instrument biomolecular de editare genetică denumit CRISPR/Cas9. Acesta este cea mai importantă invenție biologică de până acum a secolului al XXI-lea, pentru că ea deschide întreaga lume vie manipulării de către om, într-un mod mult mai precis, mai ieftin și mai simplu decât oricând înainte.
Perspectiva folosirii acestui instrument pe oameni are implicații etice majore, care probabil vor mai întârzia acest lucru. Totuși, posibilele întrebuințări asupra restului biosferei ar putea vedea lumina zilei în următorii ani.
Tehnologia CRISPR (Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats) nu a fost inventată de cercetători, ci descoperită în natură: microbii o folosesc de milioane de ani pentru a-şi edita propriul ADN. CRISPR este practic sistemul imunitar specific (adaptiv) al bacteriilor. În ultimii 20 de ani, cercetătorii au exploatat sistemul CRISPR și l-au adaptat de la bacterii la celulele mamiferelor, astfel încât el poate fi folosit pentru a detecta orice secvență ADN de interes și o poate elimina dintr-un genom (chiar și din genomul uman).
Practic, CRISPR/Cas9 funcționează ca un fel de foarfece la nivel molecular, fiind capabil să îndepărteze, selectiv, părțile nedorite dintr-un genom, dar și să pună altele în loc. Cas9 este numele dat proteinei principale implicată în acest proces. Deci, este aproape sigur că inovația CRISPR/ Cas9 va „democratiza” editarea genomului în următorii ani, activitate care va deveni larg răspândită în laboratoarele de specialitate și nu numai.
Desigur, această situație ne face mintea să fugă la scenariul filmului științifico-fantastic „Gattaca”, din 1997, în care editarea genetică era folosită pentru așa-numiții „designer babies” – adică feți cu trăsături morale și fizice precis modelate genetic. Specialiștii ne asigură că, pentru mulți ani de aici înainte, această situație nu va avea loc, fiind extrem de riscantă și chiar ilegală în foarte mult țări.
În plus, în afară de câteva afecțiuni, geneticienii nu știu momentan aproape nimic despre ce ar însemna și cum s-ar putea face „îmbunătățirea” genomului uman. Deci, se pare, ne despart câteva decenii de asemenea încercări.
Prin contrast, organismele non-umane permit diverse experimentări și sunt și accesibile. Iar metoda CRISPR/Cas9 va face posibilă implicarea multor laboratoare – sau chiar a unor biohackeri cu câteva sute de euro în buzunar și un spațiu disponibil – în modificarea experimentală a diverselor organisme, precum animale, plante sau bacterii. Deja, pe o platformă de crowdfunding de pe internet, o inițiativă a primit finanțare de peste 30.000 de dolari pentru a dezvolta kituri CRISPR de tipul DIY (doit- yourself), pe care să le vândă amatorilor.
Culturile agricole și plantele pentru biocombustibil se califică drept principali candidați ai modificării ADN-ului, dar este foarte probabil ca atenția să se îndrepte și înspre animalele de companie, spre exemplu. În ultimele mii de ani, am transformat, prin încrucișare, lupii în sute de rase de câini, de la Saint Bernard și până la chihuahua. BGI, o firmă chinezească de genetică, deja vinde purcei miniaturali modificați prin tehnologia CRISPR/Cas9. Iar grădinarii încearcă să creeze mereu noi varietăți de flori, inclusiv evazivul trandafir albastru.
CRISPR va fi de mare ajutor în acest sens. Entuziaștii „de-extincției” vor folosi cu siguranță noua tehnică de editare genetică pentru a readuce la viață specii dispărute și chiar animale fantastice, de tipul dragonilor și al unicornilor, sau măcar versiuni ale lor ceva mai rezonabile.
Mai serios, CRISPR/Cas9 va putea fi folosit pentru a diminua, sau chiar a elimina, bolile infecțioase răspândite de animale. Deja sunt în cercetare-dezvoltare două strategii diferite de editare genetică orientate împotriva bolilor transmise de țânțari – dacă nu vor mai exista astfel de insecte purtătoare de malarie, atunci nu vor mai exista, probabil, nici oameni infectați de malarie.
La fel de adevărat este că CRISPR/Cas9 le va fi de folos nu doar celor cu intenții benefice. Și crearea unui patogen periculos, pentru eventuale atacuri biologice, va deveni mai facilă. Modificarea microbului intestinal uman E.coli – a cărui secvență ADN este bine cunoscută – într-o variantă cauzatoare de boli (cu secvențe tot cunoscute) ar putea deveni, literalmente, joacă de copii.
În plus, transmiterea unei gene modificate cu CRISPR/Cas9 printre indivizii unei populații – de țânțari, spre exemplu – ar putea transforma nu doar prima generație, ci și pe toate celelalte de după ea în rândul acelei specii. Deci, deși prezintă perspective uimitoare, o lume în care un laborator, o companie sau o persoană oarecare poate schimba rapid ADN-ul unei întregi specii este îngrijorătoare.
Mai complicat de atât chiar, cum vor proceda autoritățile pentru a afla despre activitatea micilor laboratoare DIY, fie ele folosite de biohackeri bine intenționați sau de bioteroriști? În astfel de momente, ne vine inerent în minte sloganul clișeu din filmele cu super-eroi: „cu putere extraordinară, vin și responsabilități extraordinare”. Cum spuneam, the world will never be the same!
ELECTRONICĂ NEXT-GEN
Era electronicelor a început în 1947, odată cu inventarea tranzistorului și a tehnologiei semiconductoarelor pe bază de siliciu. Șapte decenii mai târziu, suntem înconjurați de dispozitive electronice, de care deja depind viețile noastre cotidiene. Tehnologiile de procesare și nanotehnologia au dus rapid la evoluția și miniaturizarea acestora.
Mulți ani, siliciul a fost singura opțiune pentru electronice, dar dezvoltările actuale au adus noi tendințe în atenție, care vor fi explorate și dezvoltate în următorii ani. Descoperirea grafenului/grafenei a deschis drumul către electronicele 2-D, datorită marii conductivități termice și electrice, precum și a flexibilității mecanice a rețelei sale hexagonale bidimensionale, groasă de numai un atom.
Grafenul este cel mai rezistent material testat vreodată. Și poate că el a dat startul revoluției 2-D în domeniul electronicii, dar „silicenul”, „fosforenul” și „stanenul” – forme alotrope, de un atom grosime, ale siliciului, fosforului și staniului – au structura similară de fagure a grafenului, dar proprietăți diferite, care le fac potrivite pentru alte aplicații. Cert este că toate patru au potențialul să transforme electronica așa cum o știm, făcând posibile miniaturizarea, sporirea performanțelor și reducerea costurilor device-urilor. Deja, companii precum Samsung și Apple dezvoltă aplicații pe bază de grafen.
Un alt salt important a fost și dezvoltarea polimerilor conductivi, care le-a și adus în anul 2000 Nobelul lui Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid și Hideki Shirakawa, care au demonstrat că plasticul poate conduce electricitatea. Acest lucru a dus spre materiale electronice organice, construite din molecule pe bază de carbon sau polimeri care folosesc sinteză chimică. Acestea nu concurează încă la performanțe cu omoloagele lor convenționale, dar au avantajele lor, printre care costurile reduse, flexibilitatea mecanică, adaptabilitatea și biocompatibilitatea, care fac din electronicele organice o variantă optimă pentru anumite aplicații.
Maturizarea industrială a acestora este deja demonstrată de produse high-tech disponibile comercial, care se bazează pe semiconductori organici, cum ar fi televizoarele cu ecran curbat, ecranele smartphone-urilor și celulele solare portabile. Se așteaptă ca această piață să crească rapid în următorii ani.
În 1971, alături de rezistor, capacitor și inductor, electroniștii au propus și un al patrulea element al plăcuței de circuite – „memristorul” (memorie + rezistor). Abia în 2007, inginerii de la Hewlett Packard i-au descoperit potențialul și, de atunci, mai mulți cercetători consideră că electronica ar putea intra astfel într-o nouă eră, cea a „ionicii”.
În timp ce tranzistorii convenționali funcționează utilizând un flux de electroni, memristorul combină electronii cu ioni – sau atomi încărcați electric. În tranzistori, odată ce fluxul de electroni este întrerupt (de ex. prin stingerea sistemului), toată informația se pierde. În schimb, memristoarele „memorează” și stochează informație despre sarcina care le-a traversat, chiar și atunci când nu mai sunt alimentate.
De aceea, ele pavează drumul către o mai bună memorare a informației și promit să ne ofere dispozitive de stocare mai rapide, mai sigure și mai eficiente. Nu vor mai exista deloc pierderi de informație și ne vom putea porni sau opri computerele instantaneu. În ultimii ani, HP a lucrat la un nou tip de sistem de calcul bazat pe tehnologia memristorului, pe care plănuiește să îl lanseze până în 2020.
Oarecum în aceeași zonă a inovației se încadrează și „spintronica” – folosirea proprietății fundamentale a particulelor cunoscută ca „spin electronic” pentru procesarea informației. Transferând informația atât prin sarcina, cât și prin spin-ul unui electron, dispozitivele ar putea căpăta o mai mare diversitate a funcționalității.
Tehnologia spintronicii a fost momentan testată în dispozitive de stocare a informației, cum ar fi hard-drive-urile, dar ea este promițătoare cu privire la electronica digitală în general: putere de procesare sporită, viteze mai mari de transfer al datelor și o capacitate de stocare a informației crescută. De asemenea, dispozitivele spintronice ar fi miniaturizate, mai versatile și mai robuste, comparativ cu „rudele” lor pe bază de siliciu.
Apropo de miniaturizare, acesta este țelul suprem al circuitelor electrice. O ramură a nanotehnologiei, cunoscută ca „electronică mono-moleculară”, folosește molecule individuale sau grupuri de molecule individuale drept „materie primă” electronică. Acest tip de abordare va face ca materialul voluminos, chiar grosolan, din actualele dispozitive, să fie înlocuit de molecule individuale. Cu cât dimensiunile componentelor electronice sunt reduse, cu atât scade și consumul de electricitate, iar sensibilitatea (și chiar performanța) dispozitivului crește.
Electronica mono-moleculară ar putea duce și la auto-asamblare, un fenomen prin care componentele unui sistem se îmbină între ele spontan, ca urmare a unor factori de interacțiune sau mediu, pentru a forma o unitate funcțională mai mare. S-au dezvoltat deja câteva soluții de electronică moleculară, printre care fire moleculare și tranzistori de o singură moleculă, dar acest tip de electronică este încă în fază incipientă și niciuna dintre aceste invenții nu a părăsit laboratorul. Atunci când o vor face, lumea se va schimba definitiv. Țineți-vă bine!
REALITATEA VIRTUALĂ ȘI REALITATEA AUGMENTATĂ
2016 nu a fost «anul realității virtuale», dar a fost unul critic pentru a ne da seama de implicațiile acestei tehnologii asupra viitorului nostru (World Economic Forum)
În 2016, am avut plăcerea de a asista la un experiment spectaculos, organizat de NVIDIA, pentru a demonstra diversele aplicații ale realității virtuale folosind computere cu plăci grafice GeForce GTX de ultimă generație (GTX 970, GTX 980 și GTX 980 TI) și a căștilor VR Oculus Rift. Am trecut prin trei „probe” succesive.
La prima am intrat in pielea unui avatar pe care îl puteam vedea din spate și l-am condus cu un controller pe un traseu pentru a scăpa de niște monștri amenințători care se ițeau de te-miri-unde. Imersiunea în lumea virtuală a fost puternică, deși stăteam pe un fotoliu confortabil. Apoi am pășit în altă cameră și am rămas în picioare de data asta.
La pornirea sistemului m-am trezit direct în Munții Himalaya, lângă șerpași și alți colegi de drumeție. A trebuit să străbat un mic pod înghețat, iar la fiecare pas auzeam scârțâitul gheții și al zăpezii care cădea până la urmă în hăul care se deschidea sub pod. Șuieratul vântului din căști și peisajul mi-au păcălit creierul într-un mod total neașteptat. Deși știam că mă aflu într-o cameră oarecare, pe o podea cât se poate de stabilă, mi-am cântărit fiecare mișcare, parcă simțeam povara echipamentului și acele de gheață care îmi loveau necontenit fața.
În ultima cameră a trebuit să împușc niște zombi care veneau din toate părțile, iar apoi m-am trezit într-un spațiu virtual ca un „holodeck” din Star Trek, în care am putut să pictez în voie, dar nu pe o planșă 2D, ci în spațiu, în cele trei dimensiuni ale spațiului. Nu mă pricep de fel la pictat, dar aș fi petrecut acolo zile întregi pentru a crea tot felul de sculpturi (nu le pot spune desene).
Cea din urmă întâlnire a fost cu un robot, unul stricat pe care eu (personajul meu virtual) aveam misiunea de a-l repara. Inutil de spus că nu m-am descurcat, robotul fiind foarte complex. Îmi imaginez însă cum ar fi ca în loc de robot să fie un alt sistem precum un automobil sau un panou electric sau un motor de avion, iar eu să pot învăța pe îndelete cum să-l pot repara, întreține sau asambla fără a fi nevoie de alte resurse fizice.
Toate acestea au fost posibile datorită tehnologiilor NVIDIA Gameworks VR, care optimizează experiența și a DesignWorks VR, un set de interfețe de programare a aplicațiilor capabile să redea experiențe de VR așa cum le-am trăit și eu. Iar pentru asta ai nevoie de un computer cu una dintre plăcile grafice amintite mai sus, cu un procesor de putere minimă Intel Core i5-4590, cu cel puțin 8GB de memorie RAM, două porturi USB 3.0, HDMI 1.3 și sistem de operare Windows 7.
De fapt, experimentul NVIDIA a fost menit să arate că VR-ul nu înseamnă doar jocuri, care rămâne totuși cea mai atrăgătoare aplicație a tehnologiei, ci mult mai mult. De pildă, mai puțin de unul dintr-un milion de oameni are șansa și posibilitățile de a urca pe Himalaya, dar mulți dintre noi avem posibilitatea de a cumpăra un computer cu o astfel de configurație și niște ochelari VR Oculus Rift.
Toată „distracția” ar costa în jur de 6.000 lei. Deja putem călători în aproape întreaga lume, vizita muzee și alte obiective turistice datorită aplicațiilor Google. Imersiunea într-un spațiu recreat digital ar fi următorul pas firesc în evoluția turismului virtual.
INTERNETUL LUCRURILOR
În următorul deceniu mai mult de un trilion de senzori vor fi conectați la internet (World Economic Forum)
Dacă aproape toate vor fi conectate, acest lucru va schimba modul în care vom face afaceri și ne va ajuta să ne gestionăm resursele mult mai eficient, în mod sustenabil. Senzorii conectați vor fi capabili să trimită informații din mediul lor și se vor putea organiza pentru a ne oferi un trai mai sigur și mai ușor.
De pildă, vehiculele autonome ar putea comunica între ele pentru a preveni accidentele. „Până în 2020, aproximativ 22% dintre automobilele din toată lumea vor fi conectate la internet (290 milioane de vehicule), iar, până în 2024, mai mult de jumătate din traficul de internet domestic va fi utilizat de electrocasnice și alte echipamente electronice”, spune Fulvia Montresor, Director al World Economic Forum.
De asemenea, automatizarea casei se extinde foarte rapid. Acum ne putem controla luminile, sistemul de încălzire, sistemul de aer condiționat și sistemele de securitate de la distanță. De anul trecut, Samsung, LG și Whirlpool au lansat mașini de spălat inteligente, care se conectează la rețeaua wireless din casă prin Wi-Fi. Asta înseamnă că poți monitoriza spălarea de oriunde ai fi în lume printr-o aplicație dedicată. În plus, poți identifica mult mai ușor eventualele probleme tehnice sau efectua manevre de întreținere a acesteia precum curățarea filtrelor.
Conform datelor furnizate de Organisation de Coopération et de Développement Économiques (OCDE) în 2015, cea mai mare densitate de dispozitive care fac parte din categoria Internet of Things (IoT) se află în Coreea de Sud. Acolo există 37,9 echipamente online la suta de locuitori. Pe locul al doilea se află, în mod surprinzător, Danemarca, urmată de Elveția. Statele Unite se află abia pe locul al patrulea, cu 24,9 echipamente online la suta de locuitori.
Dacă acum zece ani eram tentați să ne montăm gratii la ferestre pentru a ne proteja de hoți, acum oricine își poate permite un sistem de securitate bazat pe senzori de mișcare, acustici și cu sistem de captură video care să monitorizeze permanent proprietatea și să ne dea de știre imediat, pe smartphone, când are loc chiar și cea mai mică schimbare. Mai mult, odată interconectat cu sistemul de iluminare, acesta poate simula o utilizare obișnuită a casei chiar dacă sunteți plecați în concediu.
Internetul lucrurilor va produce cantități uriașe de date, iar acest lucru va produce consecințe. Ale cui sunt acele date? Cum vor fi stocate și unde? Totuși, cât va dura până ce senzorii vor putea detecta firimiturile de sub masă și le vor cere aspiratoarelor automate să rezolve problema? Ce părere aveți de posibilitatea ca locuința sau automobilul dumneavoastră să fie hackuite?
Sunt întrebări la care se va răspunde în curând direct din experiențele noastre, ale tuturor.
ROBOȚII ȘI „TIRANIA” INTELIGENȚEI ARTIFICIALE
Savurez cu plăcere SF-urile în care super roboții inteligenți încalcă legile dedicate lor și încep să facă rele sau devin emoționali. Dacă inteligența artificială (AI) ar funcționa ca în imaginația artiștilor, niște nanoboți cărora li se cere să repare defectele umane din interior nu s-ar opri până ce ar modifica omul în așa fel încât să devină un monstru adaptat la orice vicisitudine, cu simțuri de mii de ori mai dezvoltate (ca în celebrul episod din serialul „La limita imposibilului”).
Totuși, realitatea este cu mult mai banală. Inteligența artificială de nivel uman, denumită și inteligență generală artificială, va fi creată într-un ritm cu mult mai lent, pe o perioadă lungă de timp. Și este foarte puțin probabil ca un sistem de nanoboți să fie suficient de deștept să îmbunătățească toate caracteristicile umane, dar nu destul de deștept să-și dea seama că rezultatul nu se mai încadrează în rasa umană.
Scenariile apocaliptice care implică AI-ul sunt doar denaturări hiperbolice ale riscurilor propriu zise. Deși pare că a venit momentul să ne facem griji în privința controlului AI, orice om de știință responsabil vă va asigura că până acolo mai avem mulți pași de parcurs și o muncă îndelungată de cercetare.
Totuși, „invazia” robotică a început încă de la începutul secolului al XX-lea, când au început să apară primii roboți industriali. Fără să prindem de veste, aceștia au schimbat viețile a milioane de oameni care și-au pierdut locul de muncă de-a lungul timpului. Cu toate acestea au apărut alte oportunități, alte tipuri de afaceri, iar oamenii s-au adaptat la aceste schimbări.
„Automatizarea ar putea însemna slujbe mai bine plătite pentru managerul unei companii de transport care deține camioane autonome, dar în același timp, mii de șoferi de camion vor rămâne fără serviciu. Unde sunt noile afaceri? Iar eu sunt aici pentru a vă spune că este responsabilitatea noastră, a tuturor, ca cea a celor dinaintea noastră, ca ceea ce s-a întâmplat în fiecare revoluție precedentă, să facem aceste schimbări în beneficiul societății, să ne asigurăm că revoluția digitală creează mai mulți câștigători decât perdanți. Asta am făcut în erele trecute de schimbări tehnologice, dar în această a patra revoluție s-ar putea să fie mai greu”, a afirmat Joe Biden, Vicepreședintele SUA în cadrul Forumului de la Davos din 2016.
Denumirea de „robot” a rămas în conștiința publică în reprezentarea dată de filmele SF sau, în cel mai bun caz, în cea de automat industrial. Roboții au însă mult mai multe „înfățișări”. Orice mașinărie automată și programabilă poate fi considerată un robot.
Un exemplu cât se poate de actual de automatizare care ne transformă societatea este aplicația de apelare a taxiului. Dacă înainte trebuia să stai de vorbă cu un dispecer, care la rândul lui trebuia să ia legătura prin stația de emisierecepție cu șoferii taxi, de câțiva ani este de ajuns să atingi de câteva ori ecranul smartphone-ului pentru a comanda o mașină oriunde ai fi. Dispecerul taxi este pe cale de dispariție, iar poștașul va fi, probabil, următorul la rând.
De ce? Pentru că scrisorile sunt electronice, facturile vin pe adresa de e-mail, iar următorii pensionari vom fi noi, prima generație a celor cu cărți de credit. În cel de-al doilea caz, au apărut deja serviciile înlocuitoare, cele de curierat, care au creat deja o mulțime de locuri de muncă și care vor înflori și mai mult, odată cu creșterea comerțului electronic și „home delivery”-ului.
SMARTPHONE-UL ȘI GADGETURILE PURTABILE
Tehnologia devine din ce în ce mai personală. Computerele s-au mutat treptat de pe birouri pe picioare, în buzunare, iar în viitor vor fi integrate în hainele noastre (Fulvia Montresor, Director al World Economic Forum)
Până în 2025, ne așteptăm ca 10% dintre oameni să poarte haine conectate la internet și vor fi vândute primele telefoane mobile implantabile. Echipamentele purtabile și implantabile, precum tricourile sportive care furnizează date în timp real despre exercițiile fizice prin măsurarea cantității de transpirație, a ritmului cardiac și a intensității respirației, ne schimbă percepția despre ceea ce înseamnă să fii online și șterg linia dintre lumile fizică și digitală.
Eventualele beneficii sunt mari, dar și provocările sunt pe măsură. Aceste echipamente oferă informații instantaneu despre sănătatea noastră și despre ceea ce vedem și ne-ar putea ajuta să localizăm imediat copiii pierduți. Posibilitatea de a controla echipamentele electronice cu ajutorul creierului i-ar ajuta pe oamenii cu dizabilități să se adapteze în societate. Ar apărea o mulțime de posibilități noi de a învăța și de a avea experiențe noi.
Totuși, aceste avantaje ne-ar putea distruge orice șansă la intimitate personală, ar pune la îndoială securitatea datelor și ne-ar afecta în mod cert relațiile personale. Dacă până acum unii dintre noi s-au „furișat”, evitând tehnologia sub acoperișul diferitelor scuze, în viitor nu va mai fi posibilă viața offline.
Smartphone-ul pe care îl cunoaștem astăzi din ce în ce în ce mai bine va deveni doar un ecran, eventual flexibil, care va putea fi purtat la mână, sau o imagine proiectată direct pe retină. Restul componentelor vor fi încorporate în haine sau vor fi implantate, la fel ca o mulțime dintre senzorii biometrici care ne vor defini identitatea unică, dar ne vor servi și drept unelte pentru determinarea stării de sănătate.
Smartphone-ul a schimbat deja modul în care interacționăm între noi. Imaginați-vă însă că acest echipament care va deveni ubicuu și ne va cunoaște toate preferințele (dacă nu cumva le știe deja) sau, chiar mai mult, caracterul, ne va putea „potrivi” instantaneu cu persoane asemănătoare pentru a iniția mult mai ușor comunicarea.
De curând, Google a anunțat un parteneriat cu producătorul de cipuri Movidius pentru a încorpora „machine learning” în dispozitivele mobile. Aceasta este o ramură a inteligenței artificiale în care computerele pot fi programate să recunoască diferite tipare în date, comparându-le cu seturi de date precedente. Este ceea ce folosește, de pildă, Facebook, pentru a vă identifica fața în fotografii.
Dacă pentru acest lucru este nevoie de o conexiune rapidă la internet și accesul la servere puternice, noile cipuri de la Movidius nu au nevoie de multă putere și pot face calcule complexe chiar în echipamentul în care sunt instalate, fără acces la servere. Asta înseamnă că cipul ar putea aduce AI-ul către smartphone-uri, tablete, dar și la roboți și drone deopotrivă.
Smartphone-ul se schimbă rapid, iar noi, odată cu el.
