عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده؛ از ربات زنده تا اینترنت کوانتومی

قبل از صحبت درباره‌ی عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، بیایید مدتی به گذشته برگردیم. تصور کنید اوایل یا اواخر دهه‌ی ۷۰ است، شما هشت ساله هستید و هیجان‌زده و مشتاق پای تلویزیون نشسته‌اید تا کارتون و سریال علمی‌تخیلی و پر از ماجراجویی محبوب خود را (مثلاً کارآگاه گجت!) تماشا کنید.

شاید چیزی که هنگام تماشای فیلم‌های علمی‌تخیلی و آینده‌نگر انسان را به هیجان می‌آورد، امید به دیدن و تجربه‌ی چنین تکنولوژی‌هایی در آینده‌ی نزدیک است. خبر خوب اینکه آینده‌ای که آن روزها منتظرش بودید، همین حالا است و ساعت هوشمند پنی، کاراکتر موطلایی کارتون کارآگاه گجت که آن زمان در نگاه کودکانه‌ی ما تکنولوژی تخیلی و بسیار پیشرفته‌ای به نظر می‌رسید، حالا به‌وفور در بازار موجود است.

از آن روز، دنیا تغییرات بزرگ و شگفتی به خود دیده است؛ مثلاً همین کامپیوتر. اولین کامپیوتر تمام الکترونیکی تاریخ یعنی انیاک (ENIAC) که در سال ۱۹۴۶ ساخته شد، حدودا ۱۶۷ متر مربع بود و ۱۵۰ تن وزن داشت. حالا بیش از ۵۰ درصد خانه‌ها در دنیا به کامپیوترهای کوچک و کم‌وزن دسترسی دارند و کوچک‌ترین کامپیوتر ساخته‌شده، یعنی میشیگان میکرو موت، تنها یک میلی‌متر مکعب است.

هوش مصنوعی نیز حالا چنان به‌راحتی در دسترس همه قرار دارد که اگر می‌خواستم این مطلب را چند سال پیش بنویسم، باید از چت‌بات ChatGPT و مولد تصویر Dall-E به‌عنوان تکنولوژی عجیب‌وغریب آینده یاد می‌کردم. تکنولوژی‌های دیگری نیز مثل چاپ سه‌بعدی، اتومبیل‌ خودران، اینترنت اشیا، واقعیت مجازی و جهانگردی فضایی نیز به مقوله‌هایی کاملاً عادی و متداول تبدیل شده‌اند یا در آینده‌ی نزدیک خواهند شد.

در این مقاله به چند نمونه از ایده‌ها، مفاهیم و اختراعاتی نگاه خواهیم کرد که شاید امروز جزو عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده به نظر رسند؛ اما زمانی‌ که به واقعیت تبدیل شوند یا استفاده از آن‌ها همه‌گیرتر شود، دنیا و جایگاه ما در آن را چنان تغییر خواهند داد که تصور برگشت به زندگی قبل از آن‌ بسیار دشوار یا غیرممکن خواهد شد.

یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، ساخت و استفاده‌ی رایج از «ربات‌های زنده» برای مقاصد پزشکی و زیست‌محیطی است. اوایل سال ۲۰۲۰، محققان دانشگاه تافتس ماساچوست به کمک ابَرکامپیوتری موفق به طراحی اولین ربات‌های زنده‌ی دنیا شدند. زیست‌شناسان حاضر در این تیم با استفاده از سلول‌های بنیادی قورباغه، موجود زنده‌ی کاملاً جدیدی خلق کردند و نام آن را «زنوبات» (xenobot) گذاشتند.

این موجودات زنده‌ی قابل برنامه‌ریزی با عرض کمتر از یک میلی‌متر،‌ توانایی راه رفتن یا شنا کردن به سمت هدف و برداشتن محموله و حمل آن را دارند. زنوبات‌ها خودترمیم‌شونده هستند، برای هفته‌ها بدون غذا زنده می‌مانند، به‌صورت گروهی کار می‌کنند و می‌توانند یکدیگر را مداوا کنند.

کاربرد زنوبات‌ها در آینده متداول‌تر خواهد شد و می‌توان از آن‌ها در تحویل دارو در نقطه‌ی مشخصی در بدن بیمار یا جمع‌آوری پلاستیک از دریاها و اقیانوس‌ها استفاده کرد.

یکی از تکنولوژی‌های عجیب و شاید حتی ترسناکی که احتمالا در آینده فراگیر شود، نکروباتیک (Necrobotics) نام دارد که در آن جانوران مرده به ربات تبدیل می‌شوند. این تکنولوژی در‌حال‌حاضر در دانشگاه پژوهشی رایس در تگزاس، ملقب به هاروارد جنوب آمریکا، در حال بررسی است.

گروهی از پژوهشگران این دانشگاه موفق شدند عنکبوت مرده‌ای را به‌نوعی بازوی محرک تبدیل کنند که می‌توان با آن اجسام کوچکی را از روی زمین برداشت. دانشمندان برای این‌ کار، به بدن عنکبوت مرده، هوا تزریق کردند، چون عنکبوت‌ها برای فرستادن خون به اندام‌های خود، از هیدرولیک کمک می‌گیرند.

درحال‌حاضر، این تکنولوژی فرانکایشتاین‌گونه در مراحل اولیه به سر می‌برد، اما شاید در آینده همه‌گیر شود؛ خود پژوهشگران می‌گویند می‌توان از این عنکبوت رباتی برای برداشتن اجسام بسیار ریز در آزمایشگاه استفاده کرد یا به‌صورت مامور مخفی آن را میان حشرات هم‌نوع خود فرستاد.

آن طور که از آینده‌ی تکنولوژی پیدا است، چاپ سه‌بعدی همه چیز را دگرگون خواهد کرد.در حال حاضر‌ چاپ سه‌بعدی یا تولید افزودنی (Additive manufacturing) این امکان را برای طراحان، مهندسان، کارخانه‌ها و استارتاپ‌ها فراهم کرده تا به‌سرعت و با صرف هزینه‌ی بسیار پایین‌تر، نمونه‌ی اولیه‌ای از محصول مدنظر یا حتی قطعات مورد نیاز خود را تولید کنند. و این تازه شروع راه است. چاپ سه‌بعدی در حال ‌حاضر ساختمان‌سازی، طراحی خودرو و محصولات را متحول کرده است؛ اما کاربردهای آن در آینده می‌تواند بسیار گسترده‌تر از این موارد باشد.

برخی مؤسسات خصوصی و دانشگاه‌ها توانسته‌اند به کمک سلول‌های بنیادی انسان و چاپ سه‌بعدی، اندام‌های درونی بدن از جمله قلب تولید کنند که می‌توانند برای پیوند عضو به کار بروند. در آینده می‌توان غذا و ویتامین‌های مورد نیاز را مناسب با نیازهای بیولوژیکی و سلامتی با چاپ سه‌بعدی تهیه کرد. تولید افزودنی حتی می‌تواند در ساخت موشک‌هایی که انسان را به سیاره مریخ می‌فرستد، نقش داشته باشد.

با افت شدید هزینه‌های چاپ سه‌بعدی می‌توان انتظار داشت نمونه‌های آن همه جا باشد؛ اما فعلاً چنین ابزاری بسیار پرهزینه است و برای شرکت‌های تولیدی بزرگ به اندازه‌ی کافی پیشرفته و سریع نیست. تا چند دهه‌ی دیگر این روند ممکن است تغییر کند؛ محققان در روشی جدید و به کمک لیزر توانستند چاپ سه‌بعدی سازه‌های باکیفیتی با ابعاد بسیار ریز (در مقیاس نانو) و با سرعتی بسیار بالاتر (هزار بار سریع‌تر) را ممکن کنند. پیشرفت چاپ سه‌بعدی در مسیر درستی قرار گرفته است و در آینده باید منتظر اتفاق‌های هیجان‌انگیزتری در این زمینه بود.

در بین عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، چاپ چهاربعدی شاید اسم گمراه‌کننده‌ای داشته باشد. منظور از چاپ چهاربعدی این نیست که بشر قادر خواهد بود در تولید محصولات، بعد فضایی اضافه‌ای ایجاد یا به آن دسترسی پیدا کند؛ بلکه منظور این است محصولی که با چاپ چهاربعدی تولید شده، در واقع شیئی سه‌بعدی است که درمعرض محرک‌های خاصی (مثلاً آب، گرما، تکان،…) می‌تواند خواص خود را تغییر بدهد.

کاربردهای چاپ چهاربعدی هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است؛ اما در حال ‌حاضر صنایعی که می‌توانند از این تکنولوژی بهره ببرند شامل این موارد است: سلامت و درمان (قرص‌هایی که تنها در دمای خاصی در بدن فعال می‌شوند)، مد و پوشاک (لباس‌هایی که در دمای پایین تنگ‌تر می‌شوند یا کفشی که موقع دویدن تغییر فرم می‌دهد) و اسباب و وسایل خانه (تخته‌ی مسطحی که در مجاورت آب یا نور به شکل صندلی در می‌آید).

فیلم‌های علمی‌تخیلی یا دیستوپیایی برای حل مشکل غذا برای جمعیت افسارگسیخته‌ی زمین در آینده، سراغ انواع حشرات یا نوترابارها می‌روند؛ اما گزینه‌ی اشتهاآورتری نیز وجود دارد که در آزمایشگاه تولید می‌شود.

افرادی که گوشت آزمایشگاهی را امتحان کرده‌اند، می‌گویند شکل، بو و طعم آن کاملاً شبیه گوشت طبیعی است. تنها چیزی که در مورد آن تغییر کرده این است که سالم‌تر است، از آنتی‌بیوتیک و هورمون‌های رشد خبری نیست، گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند و هیچ حیوانی آسیب نمی‌بیند.

استارتاپ‌های فناوری هم‌اکنون در حال کار روی تولید گوشتی هستند تا حتی مثل نمونه‌ی طبیعی، خون داشته باشد. افرادی مانند یوکی هانیو در شرکت ژاپنی Integriculture با استفاده از سلول‌های کبد مرغ، غذای تجملی جگر چرب (foie gras) تولید کرده‌اند. علاوه بر این، شرکت آمریکایی Memphis Meats که برای تهیه‌ی غذای ۱۰ میلیارد نفر تا سال ۲۰۵۰ هدف‌گذاری کرده است، توانسته در آزمایشگاه کوفته‌ریزه‌ی گوشت گاو و مرغ سوخاری تولید کند. اگر به غذاهای دریایی علاقه‌مند هستید، شرکت آمریکایی Finless Foods در حال تولید‌ آزمایشگاهی سوشی با ماهی تن بسیار گران‌قیمت و درحال انقراض باله‌آبی است.

تولید گوشت آزمایشگاهی جزو آن دسته از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده است که می‌تواند در کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای، صید بی‌رویه ماهی و آزادسازی زمین‌های مورد نیاز برای پرورش دام کمک زیادی به نسل بشر کند. با این روش دیگر نیازی به پرورش و سلاخی حیوانات نیست و هر نوع گوشت مورد نیاز، در آزمایشگاه قابل تولید است.

تا سال ۲۰۳۰، قرار است ده درصد گوشت مصرفی در جهان دیگر از حیوانات تهیه نشود. این تکنولوژی تولید آزمایشگاهی گوشت در حال‌ حاضر وجود دارد و شرکت‌های مختلف توانسته‌اند به‌طور موفقیت‌آمیز از آن استفاده کنند. تنها دستاورد مورد نیاز، افزایش تعداد این شرکت‌ها و استقبال گسترده‌ی مردم از مصرف گوشت آزمایشگاهی است.

یکی دیگر از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، تکنولوژی وارپ درایو (Warp Drive) است که به خاطر حضور در فیلم‌های پرطرفداری همچون پیشتازان فضا برای عده‌ی بسیاری به مفهومی علمی‌تخیلی تبدیل شده است؛ اما این تکنولوژی از لحاظ تئوری ممکن است و ناسا چندین سال است که دارد در مورد آن تحقیق می‌کند.

مرجان شیخی

سفر در زمان ؛ آیا می‌توان همین حالا در زمان سفر کرد؟

مطالعه '19

در سال ۱۹۹۴، فیزیکدان مکزیکی میگل آلوبیره دستگاهی را توصیف کرد که با استفاده از واکنش ماده و پادماده و انقباض فضای جلوی فضاپیما و انبساط فضای پشت آن، سفر مافوق نور را ممکن می‌کرد. فضاپیمایی که مجهز به سیستم پیشرانشی «وارپ درایو» باشد، می‌تواند فضا و زمان را دور خود «وارپ» کند و فضاپیما را در کوتاه‌ترین زمان به مقصد برساند. چنین سیستمی در حد فرضیه است؛ اما شاید در آینده به واقعیت تبدیل شود.

در فهرست عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، «بتن زنده» جایگاه ویژه‌ای دارد. محققان دانشگاه کلرادو بولدر آمریکا با ترکیب به‌ظاهر ساده‌ی شن، ژل و باکتری به محصولی دست یافتند که نام آن را بتن زنده گذاشته‌اند. این تیم تحقیقاتی اختراع خود را در مقاله‌ای این‌چنین توصیف کردند: «مصالح ساختمانی زنده‌ی مهندسی‌شده، فناوری پلتفرمی را نشان می‌دهد که به کمک آن می‌توان از زیست‌شناسی برای اضافه کردن چندین ویژگی و عملکرد به مواد زیربنایی استفاده کرد.»

جمشید اللهویردی پور

نگاهی به ۹ تکنولوژی نوآورانه که جهان ما را تغییر خواهند داد

مطالعه '15

این بتن زنده قادر است ترک‌های خود را ترمیم کند، سموم خطرناک را از بین ببرد و به خواست کاربر، شروع به درخشش کند. چنین موادی در ساخت شهرها و خانه‌های بهتر و کارآمدتر در آینده کمک زیادی خواهند کرد.

دوقلوی دیجیتال (Digital twins) یا همزاد دیجیتال، با تلفیق هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل نرم‌افزاری، نسخه‌ای دیجیتال از ویژگی‌ها و خواص فیزیکی اشیا ایجاد می‌کند که با تغییر همتای فیزیکی آن، به‌روز می‌شود و تغییر می‌کند.

دوقلوهای دیجیتال به لطف حسگرهای اینترنت اشیا، از دنیای فیزیکی داده جمع آوری می‌کنند و آن را برای بازسازی به ماشین می‌فرستند؛ بدین ‌ترتیب، در طول چرخه‌ی زندگی دستگاه‌ها، اطلاعات مختلفی تهیه می‌کند و حتی می‌تواند هنگام آزمایش قابلیت‌های جدید محصول فیزیکی، مفید واقع شود.

طبق پیش‌بینی‌ها، تا سال ۲۰۲۵ حدود ۲۰ میلیارد دستگاه متصل در دنیا وجود خواهد داشت و دوقلوی های دیجیتال در آینده‌ی نزدیک برای این دستگاه‌ها ایجاد خواهند شد تا میلیاردها دلار در تعمیر و نگه‌داری آن‌ها صرفه‌جویی شود.

این تکنولوژی در حال ‌حاضر وجود دارد؛ اما تا سال ۲۰۵۰ ممکن است به ‌جای استفاده‌ی محدود به دستگاه‌ها،‌ برای شهرها و حتی انسان‌های متصل به کار برود و بدین ترتیب، به یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده تبدیل شود. نسخه‌ی دیجیتال انسان‌ها تمام فعالیت‌ها، رفتارها و حرکات آن‌ها را ثبت می‌کند و حتی ممکن است به‌طور زیرکانه و مخفیانه‌ای بر تصمیمات آینده‌ی آن‌ها تأثیر بگذارد.

یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده به شما این امکان را می‌دهد تا دستگاه‌های الکترونیکی اطراف خود را تنها با فرمان مغز کنترل کنید. شرکت نیورالینک (Neuralink) دقیقاً برای همین منظور در سال ۲۰۱۶ توسط ایلان ماسک تأسیس شد و از آن زمان در حال انجام آزمایش‌های مختلف روی موش‌های آزمایشگاهی است تا بتواند سرانجام آن را روی مغز انسان پیاده‌سازی کند.

در این پروژه، تراشه‌‌ی ارتباط مغز طی فرایندی ساده و بدون درد (به‌گفته‌ی تیم تحقیقاتی)، در مغز انسان کاشته می‌شود و با ترجمه‌ی افکار و فرمان‌های مغز، به فرد این امکان را می‌دهد که تنها با فکر کردن، دستگاه‌های الکترونیکی خانه را کنترل کند.

نیورالینک برنامه‌های بلندپروازانه‌ی دیگری همچون درمان نابینایی، ناشنوایی، بازگشت حافظه‌، تشخیص سلول‌های سرطانی و جلوگیری از سکته در سر دارد. در نهایت این پروژه تلاش خواهد کرد بین انسان‌ها و هوش مصنوعی همزیستی ایجاد شود.

هزینه‌های تعمیر خودرو، به‌خصوص خودروهای پیشرفته واقعاً سرسام‌آور است؛ برای همین، ایده‌ی اتومبیل‌هایی که می‌توانند خود را تعمیر کنند، به جز اینکه یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده محسوب می‌شود، شاید یکی از بهترین‌های دنیای تکنولوژی باشد.

در سال ۲۰۱۷، لامبورگینی و ام‌آی‌تی با همکاری یکدیگر از پروژه‌ی مفهومی ابرخودروی بی‌نظیری موسوم به «ترزو میلنیو» (Terzo Millennio) رونمایی کردند که می‌تواند خود را تعمیر کند و حتی عجیب‌تر از آن، کل پیکره‌ی خودرو برای ذخیره‌ی انرژی استفاده می‌شود. درست مانند واکنش بدن انسان به آسیب و صدمه،‌ بدنه‌ی خودرو درصورت بروز خراش‌های کوچک وارد حالت خودتعمیری می‌شود و از گسترش این خراش‌ها و آسیب جدی به خودرو جلوگیری می‌کند.

درحال حاضر جوانب بسیاری از این پروژه در حد فرضیه است؛ اما تحقیقات حاضر در مورد پلیمرهای خودترمیم‌شونده ممکن است روزی تولید چنین خودروهایی را به واقعیت تبدیل کند.

در دنیای سایبرپانکی فیلم و بازی، ماشین‌های پرنده همیشه حضور فعالی داشته‌اند و حالا به نظر می‌رسد تا چند سال آینده، در دنیای واقعی نیز شاهد تردد آن‌ها باشیم. برای مثال گروه خودروسازی هیوندای و شرکت خدمات تاکسی آنلاین اوبر، قرار است در سال ۲۰۲۳ و در پروژه‌ای موسوم به Uber Elevate، نوعی تاکسی هوایی عمومی به بازار عرضه کنند که مسافران را بین مقاصدی در دالاس، لس‌آنجلس و ملبورن جا‌به‌جا خواهد کرد. این تاکسی‌های پرنده تا ۱۰۰ کیلومتر برد دارند و در عرض ۵-۷ دقیقه شارژ می‌شوند. شرکت‌هایی چون گوگل و تویوتا نیز در حال کار روی خودروهای کوچک پرنده هستند.

در حال‌ حاضر ۱۴ مدل از این ماشین‌های پرنده در شرکت‌های خودروسازی مختلفی از جمله پورشه و رولز رویس در دست توسعه است.

۵۰ سال است دانشمندان از ظهور کامپیوتر کوانتومی صحبت می‌کنند و در حال‌ حاضر شرکت‌هایی از جمله گوگل (بنا به ادعای شرکت) موفق به دستیابی به برتری کوانتومی شده‌اند؛ اما مشکلات امنیتی بسیاری که در بستر اینترنت کوانتومی ایجاد می‌شود، حضور پررنگ‌تر آن را به تعویق انداخته است.

در کامپیوتر کوانتومی، کیوبیت جایگزین بیت می‌شود و در اثر برهم‌نهی کوانتومی، می‌تواند هم‌زمان مقادیر صفر و یک را به خود اختصاص بدهد. این نوع کامپیوتر علاوه بر اینکه می‌تواند سرعت محاسبات ریاضی را به طرز چشمگیری افزایش بدهد، قادر است به‌سادگی و به‌سرعت رمز عبور بلاکچین‌های رمزنگاری‌شده را پیدا کند؛ چراکه با این کامپیوتر، امتحان کردن تمام جایگشت‌های ممکن از متن و عدد در کوتاه‌ترین زمان برای پیدا کردن رمز عبور ممکن می‌شود.

برای حل این مشکل، محققان دانشگاه دلفت در هلند در حال کار روی زیرساخت اینترنت کوانتومی هستند که در آن ارتباطات به‌صورت کیوبیت رمزنگاری، با فوتون (نور) درهم‌تنیده و سپس از میان فیبرهای نوری ردوبدل می‌شود. در این حالت رمزگشایی این کیوبیت ها بدون مختل کردن کل شبکه ممکن نیست؛ به این معنی که اگر کسی تلاش کند شبکه‌ی ارتباطی را هک یا استراق ‌سمع کند، ارتباطات مختل و نامفهوم می‌شود. در واقع مشاهده‌ی داده‌ی کوانتومی باعث تغییر آن می‌شود.

محققان دانشگاه هاروارد و ام‌آی‌تی با همکاری یکدیگر به راهی برای حفظ اطلاعات کوانتومی و در فواصل طولانی دست پیدا کرده‌اند و بدین‌ترتیب گام بلندی به سمت توسعه‌ی شبکه‌های کوانتومی با فاصله‌ی بسیار از یکدیگر و عملی کردن اینترنت کوانتومی برداشته‌اند. بدون شک، اینترنت کوانتومی امن و هک‌ناپذیر در چند سال آینده به تمام دغدغه‌های امنیتی و حریم شخصی کاربران اینترنت پایان خواهد داد.

احتمالاً در چند سال آینده شاهد ظهور ارز دیجیتال جدیدی شبیه بیت‌کوین باشیم که تنها در زمینه‌ی آموزش آنلاین کاربرد دارد. اسم این ارز دیجیتال که در فهرست عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده قرار داد، «اجوبلاک» (Edublock) است و قرار است تا سال ۲۰۲۶، سهم بزرگی از بازار کارشناسان و فراگیران را به دست آورد و مهارت و دانش را با پول معاوضه کند.

طبق گفته‌ی مایک فرائنفلدر از «مؤسسه‌ای برای آینده» که درباره‌ی آینده‌ی تکنولوژی تحقیق می‌کند و مدیریت این پروژه را بر عهده دارد، این دروس در پایگاه داده‌ی تغییرناپذیری ثبت خواهند شد و دیگران به آنچه شما در اینترنت آموخته‌اید، دسترسی خواهند داشت. ارزی که ازطریق تماشای ویدئوهای آموزشی به دست می‌آورید، می‌توانید برای تماشای ویدئوهای دیگر خرج کنید.

یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده، حلقه‌ی انگشتری حاوی میکروبیوم دستگاه گوارش صاحب آن است و وقتی فرد در محیطی قرار می‌گیرد که ممکن است تأثیر منفی روی این باکتری داشته باشد، رنگ حلقه تغییر می‌کند؛ بدین ترتیب، فرد مطلع می‌شود که باید از آن محیط دور شود یا سریع دست‌هایش را بشوید.

به‌ گفته‌ی دانشمندان، تعداد باکتری‌های بدن انسان که به مجموع آن‌ها میکروبیوم می‌گویند، بیشتر از سلول‌های آن است و شبکه‌ی عصبی این میکروبیوم مانند مغز دوم انسان عمل می‌کند. این شبکه‌ی عصبی مثل مغز در حل مسائل ریاضی و بحث‌های فلسفی نقش ایفا نمی‌کند؛ اما در تماس مستقیم با مغز و در سلامت و حفظ سیستم ایمنی بدن بسیار مؤثر است.

در‌ حال حاضر انگشترهایی در بازار وجود دارد که ادعا می‌شود سنگ سازنده‌ی آن‌ها هنگام تغییر حالت درونی فرد، تغییر رنگ می‌دهد؛ صحت این ادعا البته تأیید نشده است. اما پروژه‌ی انگشتر میکروبی و قابلیت تغییر رنگ آن در مجاورت با شرایطی که برای این میکروبیوم و بدن انسان مضر است، می‌تواند در آینده در حفظ سلامتی انسان نقش داشته باشد.

جهان به غذای بیشتری نیاز دارد؛ این مسئله نه شوخی‌بردار است و نه می‌شود از آن فرار کرد. طبق اعلام سازمان ملل، تا سال ۲۰۵۰ دو میلیارد نفر به جمعیت کره‌ی زمین اضافه می‌شود و تقاضا برای مواد غذایی تا ۷۰ درصد افزایش می‌یابد. تولید گوشت آزمایشگاهی نیاز این جمعیت گرسنه را به گوشت تأمین می‌کند؛ اما افزایش جمعیت و گسترش شهرسازی، جایی برای کشاورزی باقی نخواهد گذاشت.

برای حل این مشکل، معماران و طراحان،‌ پروژه‌ی کشاورزی هوشمند را پیشنهاد داده‌اند که قرار است در آینده در سراسر افق شهرها و روی رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها به‌طور شناور گسترده شود.

طبق گفته‌ی خاویر پونس، مدیر این پروژه، سازه‌ای سه طبقه به ارتفاع ۲۴ متر مجهز به پنل‌های خورشیدی در بالای سازه برای تأمین انرژی، قادر است انواع و اقسام گیاهان را در مساحت ۱۲ هکتار، بدون استفاده از خاک و تنها به کمک مواد مغذی معلق در مایع، تولید کند.

از لایه‌های زیرین این سازه‌ها می‌توان حتی به‌عنوان مزارع پرورش ماهی استفاده کرد. تنها یک واحد از این سازه به ابعاد ۳۵۰ در ۲۰۰ متر می‌تواند به‌طور تخمینی ۸٫۱ تن سبزی و ۱٫۷ تن ماهی در سال تولید کند.

در چند سال اخیر پروژه‌های مختلفی به استفاده از لای‌فای (Li-Fi) روی آورده‌اند و آزمایش‌ها و تحقیقات بسیاری برای بهینه‌سازی این فناوری صورت گرفته است.

فناوری Li-Fi‌ (مخفف Light Fidelity به ‌معنی هماندهی با نور) برخلاف وای‌فای که مبتنی بر امواج رادیویی است، مبتنی بر نور است و به همین دلیل سرعت تبادل داده از این طریق بسیار بیشتر از وای‌فای است. طبق برخی ادعاها، سرعت ارتباط Li-Fi صد برابر بیشتر از وای‌فای خواهد بود و از لحاظ تئوری می‌تواند به صد گیگابیت‌ بر ثانیه برسد.

از دیگر مزیت‌های ارتباط Li-Fi نسبت به وای‌فای، پهنای باند گسترده‌تر آن است؛ چراکه طیف نور مرئی حدودا ۱۰هزار برابر بزرگتر از طیف رادیویی است و بدین ترتیب با مشکل شلوغی شبکه یا اشباع طول موج روبه‌رو نمی‌شود.

Li-Fi انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و می‌تواند به‌عنوان راهکار ارتباطی جایگزین در موقعیت‌هایی استفاده شود که وای‌فای دردسترس یا مجاز نیست. بااین‌حال، چون نور از دیوار و موانع عبور نمی‌کند، نمی‌توان از Li-Fi برای پوشش کل ساختمان استفاده کرد. Li-Fi همچنین برد کمتری نسبت به وای‌فای دارد. درنتیجه این فناوری نمی‌تواند به‌طور کامل جایگزین وای‎فای شود؛ اما تا سال ۲۰۲۲ استفاده از آن گسترده‌تر خواهد شد.

اگر وقت زیادی صرف بازی‌های آنلاین می‌کنید، بدون شک استفاده از شبکه‌ی Li-Fi تجربه‌ی شگفت‌انگیزی از بازی آنلاین را به شما خواهد داد.

تتوی هوشمند (یا سیستم‌ الکترونیکی اپیدرمال) یکی دیگر از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده و در واقع نوعی مدار، برچسب رسانا یا ریزپردازنده‌ است که می‌تواند روی پوست «بچسبد» و کاملاً مطابق با سلیقه‌ی کاربر طراحی شود. این تتوها بعد از قرار گرفتن روی پوست، سیگنال‌هایی به دستگاه‌های دیجیتال می‌فرستند و به کاربر این امکان را می‌دهند تا با دنیای اطراف خود تعامل کند.

تتوهای هوشمند همچنین برای مانیتور کردن علائم حیاتی یا واکنش به محرک‌های خارجی از جمله دما، به کار می‌روند. در حال‌ حاضر این تتوها روی پوست موقتی هستند؛ اما روی اندام مصنوعی یا لباس، ماندگاری بیشتری دارند. برخلاف سخت‌افزارهای مشابه، قیمت بسیار پایین‌تری دارند.

مایکروسافت در حال آزمایش و تحقیق روی این پروژه است. محققان دانشگاه هاروارد و ام‌آی‌تی نیز نوعی جوهر تتو مجهز به حسگر زیستی ابداع کرده‌اند که در شرایط سلامتی خاصی تغییر رنگ می‌دهد. برای مثال، اگر فردی دچار کم‌آبی شده باشد یا قند خون فرد مبتلا به دیابت بالا برود، تغییر رنگ این تتو او را از این شرایط آگاه می‌کند.

در حال‌ حاضر چندین روش درمانی برای کاهش سرعت یا وارونه‌سازی فرایند پیری در مرحله‌ی آزمایش است. این روش‌ها از پیری سلول‌های مرتبط با سن جلوگیری می‌کنند و التهابی که باعث تجمع مواد سمی یا بیماری‌های پس‌رونده، مانند آلزایمر، سرطان یا بیماری‌های قلبی‌عروقی می‌شود را کاهش می‌دهند. درواقع قرار نیست پیری «درمان» شود، بلکه محققان به‌دنبال روش‌هایی هستند تا عملکردهای ایمنی را در افراد مسن بهبود ببخشند.

در این رابطه تحقیقات بسیاری در حال انجام است. برای مثال، در ژوئن ۲۰۱۹، استارتاپ آمریکایی Unity Biotechnology آزمایش داروی آرتروز زانو را شروع کرد. شرکت بیو داروی Alkahest نیز با تزریق اجزای خون جوان، تلاش می‌کند اختلالات شناختی از جمله زوال عقل و اختلالات حافظه را کنترل کند. مدت‌ها است محققان از راپامایسین که نوعی داروی سرکوب‌کننده سیستم ایمنی است، در آزمایش نوعی روش درمانی ضد پیری استفاده می‌کنند. این آزمایش بسیار نویدبخش است و عملکردهای ایمنی را تا ۲۰ درصد بهبود می‌بخشد.

این نوع تکنولوژی در حال‌ حاضر وجود دارد؛ اما برای تکمیل شدن و عمومی‌تر شدن راه درازی در پیش دارد. داروی بیش‌شخصی‌سازی‌شده (hyper-personalised)، دارویی ژنتیکی است که تنها برای یک بیمار خاص ساخته شده و امکان درمان بیماری‌هایی را دارد که زمانی غیر قابل درمان یا آنقدر نادر بودند که ارزش تحقیق برای درمان آن نداشتند.

مثلاً در سال ۲۰۱۹، دختربچه‌ای به اسم میلا مکووچ که از بیماری مغزی ژنتیکی نادر و کشنده‌ای رنج می‌برد، تحت درمانی کاملاً ویژه با دارویی که مخصوص خود او ساخته شده بود، قرار گرفت. این دارو نتوانست بیماری او را به‌طور کامل درمان کند؛ اما از پیشروی بیماری جلوگیری کرد و این خود موفقیت بزرگی به حساب می‌آید.

تولید چنین داروهای شخصی‌سازی شده‌ای با پیشرفت سریع در تعیین توالی دی‌ان‌ای و ویرایش ژن امکان‌پذیر است. هزینه‌ی ساخت توالی کامل ژنوم انسانی از حدود ۲۰ میلیون دلار در سال ۲۰۰۶ به کمتر از ۵۰۰ دلار در سال ۲۰۲۰ رسیده است. بااین‌حال، ساخت دارو همچنان به منابع قابل ‌توجه (تولید داروی میلا یک سال طول کشید) و همکاری نیروهای متخصص نیاز دارد. با پایین آمدن هزینه‌های این روش درمانی می‌توان امیدوار بود در آینده بیماران بیشتری بتوانند از داروهای مخصوص خود استفاده کنند و روند درمان آن‌ها تسریع شود.

دوستداران بازی Mass Effect حتماً به یاد دارند در بخشی از این بازی، برای ارتقای فضاپیمای خود باید به استخراج منابع از سیارات دیگر می‌رفتید. حالا در دنیای واقعی، نگاه محققان به سمت استخراج منابع از سیارک‌ها و آوردن آن‌ها به زمین است.

با پیشرفت تکنولوژی و اکتشافات فضایی، چنین اتفاقی می‌تواند یکی از عجیب‌ترین تکنولوژی‌های آینده باشد؛ اما چندان بعید نیست. بااین‌حال، مشکلات زیادی دارد؛ از جمله هزینه‌های هنگفت سفرهای فضایی، دشواری پیدا کردن سیارکی با منابع مناسب و حتی سختی فرود آمدن بر سیارکی که با سرعت ۱۸هزار کیلومتر بر ساعت در حال حرکت است. درضمن، رقابت و جنگ بین دو ملت یا شرکت را که روی یک سیارک هدفگذاری کرده‌اند نباید فراموش کرد. تاکنون تنها آمریکا و لوکزامبورگ در خصوص استخراج از منابع فضایی قانون وضع کرده‌اند و چین و روسیه هم برای انجام چنین مأموریت‌هایی در آینده برنامه‌ریزی کرده‌اند.

بدون شک با اتمام منابع زمین و نبود امکان بازیافت، باید منتظر رقابت کشورها برای استخراج از منابع فضایی در آینده بود.

نیروگاه خورشیدی مستقر در فضا درواقع ماهواره‌ای مصنوعی قرار گرفته در مدار است که به کمک مایکروویو یا قدرت لیزر، انرژی خورشیدی را جمع‌آوری کرده و به آنتنی بسیار بزرگ روی زمین می‌فرستد. از این انرژی به‌جای منابع انرژی متداول و آلوده‌کننده‌ی محیط زیست استفاده خواهد شد.

مزیت قرار دادن نیروگاه خورشیدی در مدار این است که به دلیل مجاورت دائمی آن با خورشید، تحت تأثیر چرخه‌های شبانه‌روز، آب‌و‌هوا و فصول قرار نمی‌گیرد.

ایده‌ی ساخت چنین نیروگاهی در فضا از سال ۱۹۶۸ وجود داشته؛ اما تا تبدیل آن به واقعیت هنوز راه زیادی در پیش است. هزینه‌های ساخت این نیروگاه بسیار زیاد است و این فناوری قادر به رقابت با منابع انرژی فعلی نخواهد بود؛ مگر اینکه راهی برای کاهش هزینه‌های قرارگیری آن در مدار کشف شود.

تله‌پورت یا همان ناپدید شدن از جایی و پدیدار شدن بلافاصله در جای دیگر، مدت‌ها است در داستان‌ها و فیلم‌های علمی‌تخیلی وجود داشته؛ اما در دنیای واقعی صحبت از فرایندی است ساده‌تری از آنچه در سریال ریک و مورتی می‌بینیم. تله‌پورت کوانتومی قادر است اطلاعات را (نه ماده) از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر بلافاصله منتقل کند.

مرجان شیخی

دانشمندان چگونه با کامپیوتر کوانتومی کرم‌چاله ساختند؟

مطالعه '13

منظور از اطلاعات اینجا ساختار مولکولی است. اوایل دهه‌ی ۲۰۰۰، دانشمندان توانستند ذرات نور (با جرم صفر) را در فواصل کوتاهی تله‌پورت کنند. آزمایش‌های بعدی در مورد درهم‌تنیدگی کوانتومی (که در آن هر ذره همیشه از حال ذره‌ی متناظرش باخبر است؛ حتی با ۱۰ میلیارد کیلومتر فاصله) به تله‌پورت موفقیت‌آمیز اولین اتم کامل از زمین به ماهواره انجامید. بعد از تله‌پورت اتم نوبت به مولکول رسید و بعید نیست تا سال ۲۰۵۰ شاهد تله‌پورت مولکول‌های ارگانیک پیچیده همچون دی‌ان‌ای و پروتئین‌ها باشیم.

درحال‌حاضر، مسواک‌های هوشمندی وجود دارند که کارشان مانیتور کردن روش مسواک زدن کاربر است تا مطمئن شوند هر بار دندان‌ها به‌طور کامل مسواک می‌شود. حالا تصور کنید این مسواک در آینده می‌توان داده‌های مربوط به مسواک زدن شما را به دندان‌پزشک‌تان ارسال کند یا سناریوی کاربردی‌تر این که سنسورهای مسواک سلامت‌ دندان‌هایتان را به‌طور مرتب چک می‌کنند و درمورد پوسیدگی یا جرم دندان به شما هشدار می‌دهند.

آینه‌ها نیز دیگر تنها وسیله‌ای برای انعکاس صورت ما نخواهند بود؛ بلکه شبیه بازی‌ها و فیلم‌های سایبرپانکی، می‌توانند در چند ثانیه کل بدن‌مان را اسکن کنند و درباره‌ی هرگونه بیماری احتمالی، کمبود ویتامین و علائم نگران‌کننده به ما هشدار دهند.

در آینده توالت‌ها هم هوشمند می‌شوند! البته ایده‌ی توالت هوشمند چیز جدیدی نیست. ژاپنی‌ها به داشتن توالت‌های هوشمند با قابلیت‌های متعدد شهرت دارند. در قدم بعدی، می‌توان توالت‌هایی را متصور شد که مدفوع کاربر را به‌سبک بازی Death Stranding آنالیز می‌کنند تا مبادا کاربر به بیماری خاصی مبتلا شده باشد.

شاید باورتان نشود، اما گروهی از دانشمندان فنلاندی موفق شدند از شن، انرژی تولید کنند! این دانشمندان، یک محفظه‌ی فولادی عایق و غول‌پیکر مجهز به لوله‌هایی برای انتقال حرارت را با ۱۰۰ تن شن انباشته کردند و بعد، به‌کمک انرژی خورشیدی و باد و ایجاد اصطکاک بین ذره‌های شن، دمای آن را تا ۶۰۰ درجه سلسیوس بالا بردند.

این محفظه بسیار بزرگ برای ذخیره‌ی انرژی گرمایی به‌کار برده می‌شود و می‌توان از آن برای گرم کردن خانه‌ها یا تامین بخار داغ مورد استفاده‌ی صنایعی که اغلب به سوخت‌های فسیلی وابسته هستند، استفاده کرد.

درحال‌حاضر، تنها یک مورد از این باتری شنی در شهر کانکانپه در غرب فنلاند مستقر شده و برای گرمایش ساختمان‌های مسکونی و تجاری ازجمله استخر شنا به کار برده می‌شود.

شاید فکر کنید پیوند اعضای حیوان به انسان نه‌تنها ایده‌ی بدی است، بلکه کاملا غیرممکن و غیرعملی است؛ اما جالب است بدانید این یکی از جدیدترین تکنیک‌های پزشکی است که اتفاقا با سرعت زیادی در حال پیشروی و بهبود است.

فرایند پیوند سلول‌ها، بافت‌ها یا اعضای بدن حیوان به انسان این پتانسیل را دارد تا انقلاب بزرگی در دنیای پزشکی به‌راه بندازد. یکی از رایج‌ترین مدل پیوند، گذاشتن قلب خوک در بدن انسان است که تا‌کنون دوبار به‌طور موفقیت‌آمیز انجام شده است. هرچند اولین بیمار بیش از دو ماه بعد از جراحی زنده‌ نماند و دومین بیمار همچنان تحت مراقبت ویژه قرار دارد.

مریم صفدری

برای اولین بار، قلب خوک به انسان پیوند زده شد

مطالعه '5

البته در این جراحی‌ها این طور نیست که قلب خوک به‌همین شکل از بدن حیوان خارج شده و مستقیم در بدن انسان قرار بگیرد؛ بلکه قلب استفاده‌شده ‌در پیوند از خوکی گرفته می‌شود که ازنظر ژنتیکی اصلاح شده تا برای سیستم ایمنی انسان پذیرفتنی‌‌تر باشد. برای مثال، دانشمندان سه ژن که موجب پاسخ ایمنی در انسان‌ها می‌شد و می‌توانست در رد عضو پیوندی نقش داشته باشد، از ژنوم خوک حذف کردند و یک ژن را نیز برای پیشگیری از بزرگ شدن بیش‌ازحد قلب غیرفعال کردند.

درحال‌حاضر، این مدل پیوندها با ریسک بسیار بالایی همراه هستند و میزان موفقیت‌آمیز بودن‌شان اصلا معلوم نیست. بااین‌حال، در آینده و با پیشرفت تکنولوژی، احتمال فراگیر و متداول‌ شدن پیوند اعضای بدن حیوان به انسان زیاد است.

گویا قرار است پای زندگی پایدار و دوستدار محیط‌زیست به مرگ هم کشیده شود. برخی از مراسم تشییع که در کشورهای مختلف برگزار می‌شود، باعث آلودگی هوا می‌شوند؛ برای‌مثال، در فرایند پیکرسوزی، حدود ۴۰۰ کیلوگرم کربن دی‌اکسید آزاد می‌شود و به‌همین‌خاطر برخی از استارتاپ‌ها در حال معرفی روش‌های جایگزین برای کاهش آلودگی فرایند خاکسپاری هستند.

در واشنگتن، گزینه‌ی کمپوست به‌عنوان راه سبزتری به‌جای پیکرسوزی ارائه می‌شود. در این روش، اجساد در محفظه‌هایی پوشیده از پوست درخت، خاک، کاه و سایر ترکیبات این‌ چنینی قرار می‌گیرند تا به‌طور طبیعی تجزیه شوند. در عرض ۳۰ روز، جسد به خاک تبدیل می‌شود و این خاک به جنگل یا باغ بازمی‌گردد. شرکت Recompose که این فرایند را انجام می‌دهد مدعی است روش کمپوست، تنها یک‌هشتم از کربن دی‌اکسید حاصل از پیکرسوزی را آزاد می‌کند.

روش دیگر، استفاده از قارچ است. در سال ۲۰۱۹، لوک‌ پری، بازیگر فقید، درحالی‌که کت‌وشلوار سفارشی ساخته‌شده از قارچ بر تن کرده بود، به خاک سپرده شد. این کت‌وشلوار که توسط استارتاپ Coeio طراحی شده، به‌کمک قارچ‌ها و دیگر میکروارگانیسم‌های به‌کار رفته در آن، به تجزیه هرچه‌سریع‌تر جسد و خنثی کردن سمومی که هنگام پوسیدگی بدن آزاد می‌شوند، کمک می‌کند.

البته بسیاری از روش‌های جایگزین تشییع به تکنولوژی‌های جدید وابسته نیستند و فقط هنوز مورد پذیرش جوامع قرار نگرفته‌اند. برای مثال، در روش هیدرولیز قلیایی، جسد طی فرایندی شش‌ساعته، در یک محفظه تحت فشار به‌اجزای شیمیایی سازنده‌اش تجزیه می‌شود. این روش در تعدادی از ایالت‌های آمریکا قانونی است و درمقایسه با روش‌های سنتی، رد پای کربنی کمرنگ‌تری از خود به جا می‌گذارد.

در همین راستای سبز زندگی کردن (و البته سبز مردن)، دانشمندان در حال کار روی نوعی تکنولوژی به‌نام Direct Air Capture (جذب مستقیم هوا) هستند که قرار است همان کار درخت‌ها را در کاهش سطح کربن دی‌اکسید در زمین بازی کند؛ اما در مقیاسی بسیار وسیع‌تر و بدون اینکه لازم باشد فضایی را اشغال کند.

طی فرایند DAC، کربن دی‌اکسید هوا گرفته شده و سپس در غارهای عمیق زیرزمینی ذخیره می‌شود یا در ترکیب با هیدروژن، برای تولید سوخت‌های مصنوعی به‌کار برده می‌شود.

اگرچه این تکنولوژی پتانسیل زیادی دارد، با مشکلات و چالش‌های بزرگی همراه است. درحال‌حاضر، تاسیسات مبتنی‌بر این تکنولوژی وجود دارد و کار می‌کنند، اما مدل‌های فعلی به حجم زیادی انرژی نیاز دارند. اگر سطح انرژی مصرفی این تاسیسات در آینده کاهش پیدا کند، DAC می‌تواند یکی از بهترین پیشرفت‌های تکنولوژی بشر برای آینده‌ی محیط‌زیست باشد.

از بین تکنولوژی‌هایی که در این فهرست به آن اشاره شد، شما دوست دارید کدام زودتر به وقوع بپیوندد؟