1. Гибкие аккумуляторы
Такие аккумуляторы являются гибкими в прямом смысле слова, за счет этого их можно встраивать в гнущиеся вещи и даже одежду. Они способны питать энергией специальный электронный текстиль и так называемые носимые устройства (умные часы, браслеты
Эксперты полагают, что технология гибких аккумуляторов поспособствует развитию «умной» одежды в будущем. Такая одежда способна считывать показатели внешней среды и запускать ответные реакции. Если вы замерзли, «умная» одежда вас согреет. Если вам жарко, то сделает наоборот так, чтобы вам было прохладно. Также она будет следить за показателями вашего здоровья, сердечным ритмом
По прогнозам составителей рейтинга, в ближайшие годы рынок гибких аккумуляторов вырастет до $240,47 млн до 2027 года.
2. Генеративные нейросети
Генеративные нейросети — искусственный интеллект, способный создавать новый и оригинальный контент с помощью анализа паттернов в данных, сложных алгоритмов и методов машинного обучения. В этом плане они имитируют работу человеческого мозга. В настоящее время генеративные нейросети фокусируется преимущественно на создании текста, программного кода, изображений и звука, однако эту технологию можно применять в различных сферах: разработке лекарств, архитектуре и инженерии.
Эксперты ВЭФ указывают, что уже есть разработки и исследования в этих направлениях. Так, ученые NASA сейчас разрабатывают нейросеть, способную проектировать легковесную электронику и инструменты для космических кораблей.
3. Устойчивое авиационное топливо
Этот особый вид топлива позволит сократить выбросы углерода самолетами до нулевого уровня — соответственно, является более экологичным. Согласно данным научных экспертов ВЭФ, 2−3% всех выбросов CO₂ приходятся на авиацию. За ближайшие 22 года их совокупный вес может составить 39 Гт.
Устойчивое авиационное топливо (Sustainable Aviation Fuel, SAF) — это вид топлива, который производится из более экологически устойчивых ресурсов: отработанные масла биологического происхождения (например, использованные кулинарные жиры), отходы сельского хозяйства, биомасса
4. Дизайн и инженерия искусственных вирусов
Количество микробов, живущих на человеческом теле и внутри него, может превосходить количество человеческих клеток. Совокупность микробов в организме называется микробиомом. Такие системы играют важную роль для здоровье своих обладателей — людей, животных и растений.
Последние достижения генной инженерии позволяют использовать микробиом для улучшения благосостояния человека и продуктивности сельского хозяйства. Ключевую роль здесь играют фаги — вирусы, которые избирательно заражают определенные типы бактерий. При заражении фаг вводит свою генетическую информацию в бактерию.
Используя инструменты синтетической биологии и генной инженерии, генетическую информацию фагов можно перепрограммировать: тогда инфицированные бактерии могут стать полезными. Кроме того, фаги могут сделать бактерии более чувствительными к определенному лекарству.
5. Метавселенная для улучшения психического здоровья
Эксперты ВЭФ уверены: чем больше времени мы проводим онлайн, тем выше риск развития психологических проблем. Однако разумное использование технологий может наоборот помочь в решении ментальных расстройств.
Бороться с ментальными проблемами предлагается с помощью виртуальных общих пространств (virtual shared spaces). Это цифровые среды, в которых люди могут взаимодействовать как по рабочим поводам, так и просто находить собеседников по интересам и болтать. Чаще всего их называют метавселенными, в которых применяются AR и VR-технологии.
Эта технология, по мнению составителей рейтинга, поможет укрепить социальные связи. Это важно, потому что одной из главных причин ухудшения психического здоровья у человечества, является пандемия COVID-19. А она, как известно, разрушила коммуникацию между людьми.
Кроме того, на таких платформах можно предлагать психотерапевтическую помощь. В идеале технологическая инфраструктура, ориентированная на восстановление психического здоровья, поддержит все аспекты лечения ментальных заболеваний: профилактику, диагностику, терапию, образование и исследования.
Эксперты ВЭФ указывают, что игровые платформы уже используются для лечения ментальных расстройств. Например, американская гейм-студия DeepWell Therapeutics создала видеоигры для лечения депрессии и тревоги; британская студия Ninja Theory, принадлежащая компании Xbox, работает над проектом Insight Project — он призван помогать людям с ментальными проблемами.
6. Носимые датчики для растений
Эксперты Продовольственной и сельскохозяйственной организации (Food and Agriculture Organization, FAO), входящей в ООН, утверждают: чтобы прокормить население планеты в 2050 году, мировое производство продовольствия должно увеличиться на 70%. Технологические инновации в сельском хозяйстве станут ключевым шагом к достижению этих показателей.
Сельское хозяйство уже значительно продвинулось в технологическом плане благодаря появлению беспилотников, следящих за посевами, и компьютерного зрения, отслеживающего прогресс роста растений.
Следующий шаг — мониторинг каждого отдельного растения с помощью носимых датчиков. Это небольшие устройства, которые прикрепляют к растениям для непрерывного мониторинга температуры, влажности и уровня питательных веществ. Данные с датчиков растений помогут оптимизировать урожайность, снизить расход воды, удобрений и пестицидов, а также обнаружить ранние признаки заболеваний.
7. Мэппинг биологических процессов на молекулярном уровне
Большую роль в биологии в ближайшем будущем будет играть пространственная омика (Spatial omics). Омика — направление в биологии, включающее в себя несколько научных дисциплин, который оканчиваются на суффикс -омика: геномика, протеомика, метаболомика, метагеномика, феномика и транскриптомика).
Предметом изучения могут быть все живые организмы, а также растения. Пространственная омика с помощью современных методов визуализирования показывает расположение определенных биомолекул в каждом срезе ткани. Таким образом составляются «клеточные атласы». Они отображают бесчисленные биологические процессы, происходящие в организме. Например, используя пространственную омику, ученые создали трехмерный клеточный атлас личинок плодовой мухи.
Также пространственная омика открывает перспективы для исследований в медицине. Используя этот метод, ученые выявили нейроны в спинном мозге, которые отвечают за восстановление после травмы спинного мозга. Стимуляция этих нейронов у парализованных мышей ускорила восстановление их способности двигаться.
В 2021 году рынок пространственной омики составлял $232 млн, а 2050 году суммарная выручка компаний, работающих в этом направлении составит $587 млн.
8. Гибкая нейроэлектроника
Управление машинами с помощью мыслей скоро станет реальностью, утверждают эксперты ВЭФ. В последние годы все большее распространение получают интерфейсы «мозг-компьютер» (brain-machine interfaces или BMIs) — тип систем, в которых компьютер использует специальные датчики, установленные в мозге человека или на его теле. Они регистрируют и обрабатывают электрические сигналы, генерируемые мозгом, и преобразовывают их в команды для управления внешними устройствами. Их уже используют для лечения пациентов с эпилепсией и в нейропротезировании — протезы конечностей через электроды взаимодействуют с нервной системой.
Проблема заключается в том, что эти импланты делают из твердых материалов, совсем как чипы внутри ноутбука или телефона. Это может навредить тканям мозга. Электроды же, размещаемые на внешней стороне черепа, не требуют хирургического вмешательства, однако компьютеру сложно распознавать сигналы от таких электродов.
Выход — биосовместимые материалы, которые отличаются мягкостью и гибкостью. Такие схемы могут плотно прилегать к мозгу, не вредя ему. Сейчас гибкие интерфейсы проходят клинические испытания, одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA).
9. Зеленые дата-центры
Дата-центров становится все больше и больше, ведь растет и объем цифровых данных. Однако помимо того, что дата-центры потребляют много электричества, они также выделяют много излишнего тепла в атмосферу, что в эпоху глобального потепления крайне нежелательно.
Поэтому эксперты предлагаю строить зеленые дата-центры, излишки тепла которых будут разумно использоваться и распределяться. Например, в Стокгольме излишками тепловой энергии дата-центров отапливают жилые дома.
10. Нейросети в здравоохранении
С помощью искусственного интеллекта можно полностью реформировать систему здравоохранения, утверждают ученые. Например, часто бывает так, что пациенты не могут попасть вовремя к врачу — запись закрыта, очереди на месяцы вперед, нет нужного специалиста поблизости, нет нужного оборудования.
Использование искусственного интеллекта поможет оптимизировать эти процессы. Нейросеть рассчитает количество пациентов, медперсонала, доступность ресурсов и больниц. Применение ИИ компанией Medical Confidence позволило сократить время ожидания лечения от нескольких месяцев до нескольких недель.
В особенности это актуально для развивающихся стран, где существует острая нехватка медработников.
