10 nejlepších nově vznikajících technologií

Aktuální seznam nejlepších rozvíjejících se technologií je plný inspirativních pokroků v oblasti životního prostředí, zdraví, infrastruktury a konektivity - od dechových senzorů, které dokáží diagnostikovat nemoci, až po bezdrátové nabíjení s nízkou spotřebou energie. Odborníci vybrali z desítek nominací skupinu novinek, které mají potenciál narušit současný stav a podnítit skutečný pokrok.

 

Magazín

 

Dekarbonizace

Sto let od doby, kdy vědci zjistili, že nadbytek oxidu uhličitého v zemské atmosféře způsobí její zahřívání a oteplování planety, probíhá celosvětové úsilí o dekarbonizaci ve všech aspektech každodenního života. Vlády a průmyslová odvětví přijaly zásadní závazky ke snížení emisí uhlíku.

Splnění těchto závazků bude v příštích třech až pěti letech vyžadovat bezprecedentní inovace a rozšíření na průmyslovou úroveň nově vznikajících technologií, jako jsou: hromadné skladování energie, nízkouhlíkové/bezuhlíkové chemické zdroje, revitalizovaná železniční doprava, sekvestrace uhlíku, nízkouhlíkové zemědělství, vozidla a zdroje energie s nulovými emisemi, jakož i dohodnuté monitorování dodržování předpisů v celosvětovém měřítku.

 

Plodiny, které si vyrábějí vlastní hnojivo

V současné době se na světě ročně spotřebuje více než 110 milionů tun dusíkatých hnojiv ke zvýšení produkce plodin. Co kdyby plodiny dokázaly samy zachycovat dusík a fixovat si ho ve formě amoniaku, jako to dělají luštěniny, například sója a fazole?

Jelikož se jedná o jednu z nejlepších nově vznikajících technologií, výzkumníci se nyní snaží přimět další plodiny, jako je kukuřice a další obiloviny, aby se také samy hnojily.

V rámci jednoho z přístupů se výzkumníci snaží napodobit symbiotickou molekulární komunikaci mezi luštěninami a bakteriemi, aby se vytvořily kořenové hlízky - přirozené továrny na hnojiva u luštěnin. V jiném případě se půdní bakterie, které normálně kolonizují kořeny obilovin (ale normálně nevytvářejí hlízky), učí produkovat nitrogenázu, klíčovou složku, která přeměňuje atmosférický dusík na amoniak vhodný pro rostliny.

 

 

Diagnostika nemocí pomocí dechu

Brzy by mohlo být testování nemocí pro pacienty stejně jednoduché jako vydechování. Nové dechové senzory mohou diagnostikovat nemoci pomocí vzorků koncentrací více než 800 sloučenin obsažených v lidském dechu. Například zvýšené množství acetonu v lidském dechu indikuje cukrovku.

Senzory sledují změny elektrického odporu při průtoku dechových látek přes polovodič na bázi oxidu kovu. Algoritmy pak analyzují data ze senzorů. Přestože tato nově vznikající technologie potřebuje ještě zdokonalit, než se stane široce rozšířenou, ve studii provedené v březnu 2020 v čínském Wuhanu dosáhly senzory pozoruhodné 95 % přesnosti při detekci COVID-19 a 100 % citlivosti při rozlišování pacientů.

 

Výroba léčiv na zakázku

Léky se dnes obvykle vyrábějí ve velkých sériích, v několikastupňovém procesu s různými součástmi rozptýlenými na místech po celém světě. Dokončení procesu může trvat měsíce a zahrnuje stovky tun materiálu, což vytváří určité problémy v oblasti konzistence a spolehlivých dodávek.

Tento proces, nazývaný také výroba kontinuálním tokem, přesouvá složky pomocí trubiček do malých reakčních komor. Léky lze vyrábět v přenosných strojích na vzdálených místech nebo v polních nemocnicích, přičemž dávky se přizpůsobují jednotlivým pacientům. zbývajícím problémem je snížení vysokých nákladů na tuto novou technologii.

 

 

Energie z bezdrátových signálů

Internet věcí (IoT) se skládá z miliard elektronických zařízení, která využívají připojení k internetu pro některý aspekt své funkce. Senzory internetu věcí, často zařízení s extrémně nízkou spotřebou energie, která hlásí údaje důležité pro náš každodenní život, je náročné udržovat nabité, protože baterie mají omezenou životnost a po jejich nasazení místní prostředí často nemusí umožňovat fyzický kontakt.

S nástupem 5G, které nyní poskytuje bezdrátové signály s dostatečným výkonem, může malá anténa v senzorech IoT sbírat energii z takových signálů.

 

Inženýrství pro delší život

Světová zdravotnická organizace předpovídá, že podíl celosvětové populace ve věku 60 let a více se mezi lety 2015 a 2050 téměř zdvojnásobí, a to z 12 na 22 %. Stárnutí je spojeno s akutními i chronickými onemocněními, jako je rakovina, cukrovka 2. typu, demence a srdeční choroby.

Vědci již brzy pochopí molekulární mechanismy stárnutí, což by nám mohlo pomoci žít nejen déle, ale i zdravěji.

 

Biomarkerová zařízení budou bezdrátová

Nikdo nemá rád jehly. Řada běžných akutních i chronických onemocnění však vyžaduje časté velké i malé odběry krve ke sledování biomarkerů důležitých pro sledování pokroku v léčbě rakoviny, cukrovky a dalších onemocnění.

Pokroky v oblasti bezdrátové komunikace s nízkou spotřebou energie a nové techniky chemického snímání využívající optické i elektronické sondy umožňují nepřetržité neinvazivní sledování důležitých lékařských informací.

Více než 100 společností zavedlo nebo vyvíjí bezdrátová zařízení pro snímání biomarkerů v celé škále aplikací se zaměřením na cukrovku vzhledem k jejímu celosvětovému výskytu. Bezdrátové připojení přináší výhodu okamžité dostupnosti dat, která jsou v případě potřeby k dispozici pro zásah vzdáleného zdravotnického pracovníka.

 

 

Domy s potiskem z místních materiálů

Výroba domů pomocí 3D tiskáren v masivním měřítku se již v omezené míře uplatňuje v USA a dalších vyspělých zemích. V rozvojovém světě, kde je kvůli omezené infrastruktuře problém s dopravou materiálů, jsou nedávné demonstrace využívající 3D tiskárny o krok napřed, protože k tisku konstrukcí využívají materiály z místních zdrojů, hlínu, písek a místní vlákna - což eliminuje zhruba 95 % materiálu, který je třeba dopravit na staveniště.

Tato nově vznikající technologie by mohla zajistit robustní přístřešky v odlehlých regionech, kde je potřeba bydlení naléhavá a kde neexistují žádné životaschopné dopravní sítě. Výsledek by mohl změnit pravidla hry pro národy, které jinak často zůstávají pozadu.

 

Vesmír spojující zeměkouli

Senzory v rámci internetu věcí (IoT) mohou zaznamenávat a hlásit důležité informace o počasí, půdních podmínkách, úrovni vlhkosti, zdraví plodin, sociálních aktivitách a nespočet dalších cenných datových souborů.

S nedávným příchodem nesčetných levných mikrosatelitů na nízkou oběžnou dráhu Země, které jsou schopny zachycovat takováto data po celém světě a stahovat je do centrálních zařízení ke zpracování, umožní internet věcí nebývalou úroveň globálního porozumění - a to i v dříve nedostupných rozvojových regionech bez tradiční internetové infrastruktury.

 

Tip! Bezpečnost internetu věcí má díky výzkumu nové účinné nástroje

 

 

Připravil: Radek Svoboda

Sdílet: