Jeśli pamiętasz, jak wyglądały domy w latach pięćdziesiątych XX wieku, to możesz zobaczyć, że nawet wtedy istnieje wiele rzeczy, które istnieją do dziś - pralki, odkurzacze, telewizory, samochody. Ale jeśli cofniemy się 50 lat temu, w 1900 roku, zauważymy, że wtedy świat był zupełnie inny.
Codzienne czyszczenie lub zmywanie było czasochłonne i pracochłonne. I to na początku XX wieku elektryczność i silniki spalinowe radykalnie zmieniły świat, w którym żyją ludzie, zmieniły miasta i nasze codzienne życie.
Dziś przeżywamy mniej więcej ten sam okres, z tą różnicą, że nasz świat zmieni nie dwie technologie, ale trzy: edycja genomu, nowa architektura obliczeniowa i materiałoznawstwo.
Technologie te dopiero zaczynają penetrować rynek z laboratoriów. Być może kiedyś zmienią nasz świat nie do poznania.
Crispr
W 2006 roku Jennifer Dugna odebrała telefon od swojej koleżanki z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Gillian Banfield, którą znała z korespondencji.
Banfield badał życie bakterii w ekstremalnych warunkach, co było tylko pośrednio związane z pracą Dugna, który badał biochemię RNA i innych struktur komórkowych.
Film promocyjny:
Celem zaproszenia było zainteresowanie Dugna badaniem zjawiska, które niedawno odkryto w mikrobiologii - dziwnej sekwencji DNA występującej w bakteriach.
Dugna była zaintrygowana i zaczęła badać te sekwencje, zwane Crispr, w swoim laboratorium. W 2012 roku odkryła, że można ich używać jako potężnego narzędzia do edycji genów.
W opiece zdrowotnej Crispr może być stosowany w leczeniu chorób, takich jak rak, stwardnienie rozsiane i niedokrwistość sierpowata.
To tylko kilka z chorób, które ta technologia może wyleczyć, a wiele technologii zostało już dopuszczonych do testów.
Ponadto technologia ta jest również wykorzystywana w rolnictwie do syntezy chemikaliów, takich jak tworzywa sztuczne i paliwa.
Obliczenia postcyfrowe (kwantowe i neuromorficzne)
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat świat przeszedł prawdziwą cyfrową rewolucję, która odbywała się pod hasłem prawa Moore'a, zgodnie z którym liczba tranzystorów umieszczonych w układzie scalonym podwaja się co 24 miesiące.
Wkrótce jednak trzeba będzie wymyślić nowe prawo, ponieważ działanie starego zwalnia i wkrótce całkowicie ustanie.
Obecnie istnieją dwie opcje, które mogą zastąpić stare prawo - obliczenia kwantowe, które wykorzystują efekty subatomowe do tworzenia niemal nieograniczonej przestrzeni obliczeniowej. Druga technologia to obliczenia neuromorficzne, które odwzorowują strukturę ludzkiego mózgu.
Obliczenia kwantowe są szczególnie dobre do stymulowania układów fizycznych, takich jak materiały i systemy biologiczne, oraz do procesów optymalizacji na dużą skalę.
Obliczenia neuromorficzne mogą być miliony razy bardziej wydajne niż tradycyjne procesory, dzięki czemu idealnie nadają się do zadań takich jak przetwarzanie brzegowe.
Obie technologie mają swoją złożoność i prawdopodobnie minie ponad dziesięć lat, zanim stanie się jasne, jaki będzie ich wpływ.
Niemniej obie technologie rozwijają się bardzo szybko.
Inżynieria materiałowa
Aby rozwiązać niektóre problemy, zawsze używamy materiałów. Na przykład, aby stworzyć czystsze środowisko, potrzebujemy wydajniejszych paneli słonecznych, turbin wiatrowych i akumulatorów.
Producenci potrzebują nowych, bardziej zaawansowanych materiałów do tworzenia takich produktów.
Potrzebujemy również nowych materiałów, aby zastąpić inne materiały, aby zapobiec przerwom w dostawach.
Opracowywanie nowych materiałów było tradycyjnie bardzo długim i złożonym procesem.
Aby osiągnąć wymagane właściwości, naukowcy musieli przejść liczne testy i próby.
Z tego powodu badania były bardzo kosztowne i drogie.
Jednak dzisiaj w nauce dokonuje się prawdziwa rewolucja.
Zaawansowane techniki modelowania w połączeniu ze zwiększoną mocą obliczeniową i uczeniem maszynowym pozwalają naukowcom zautomatyzować wiele procesów, co przyspiesza opracowywanie nowych materiałów, w niektórych przypadkach ponad stokrotnie.
Aby uzyskać bardziej konkretny przykład, weźmy Boeing 787 Dreamliner.
Pod wieloma względami ten samolot jest podobny do swojego poprzednika, z wyjątkiem nowych, bardziej zaawansowanych technologicznie materiałów, które opracowała firma, dzięki czemu był o 20% lżejszy i 20% bardziej wydajny.
To bardzo istotny efekt, jeśli weźmiemy pod uwagę światowy rynek lotniczy.
Rewolucja materiałowa obiecuje w ten sam sposób korzyści dla innych branż.
Naukowcy są przekonani, że wkraczamy w nową erę, która doprowadzi do większej liczby przekształceń niż rewolucja cyfrowa, która miała miejsce w ciągu ostatnich 30 lat.