تعرف على أبرز التقنيات المتطورة للمستقبل القريب

أبرز تقنيات ناشئة لعام 2024

تكنولوجيا الاتصال

تساءل التقرير حول كيف يمكننا أن نجعل هذا الطلب المتزايد على الوصول الفوري للبيانات وتقديمها أكثر استدامة.

مشيرًا إلى الأسطح الذكية القابلة لإعادة التشكيل والتي تعمل على تحسين روابط الاتصالات اللاسلكية عن طريق تغيير الشكل ديناميكيًا، والجمع بين المواد الوصفية والخوارزميات الذكية ومعالجة الإشارات المتقدمة، للتحكم في الموجات الكهرومغناطيسية ومعالجتها.

وقد صُممت تلك الأسطح لتعزيز السعة والاتصال مع إيلاء التركيز على الاستدامة البيئية، ويمكنها تحويل الجدران والأسطح العادية إلى مكوّنات ذكية في شبكة لاسلكية.

ويتوقع التقرير أن يؤدي ذلك إلى اتصالات موجات راديوية أكثر موثوقية وكفاءة في المصانع الذكية وشبكات المركبات، فضلاً عن تحسين التغطية في البيئات الزراعية.

أشار التقرير إلى أنه من خلال تسخير أحدث تقنيات الطاقة الشمسية والبطاريات والمواد المركبة خفيفة الوزن وتكنولوجيا إلكترونيات الطيران، فمن المحتمل أن توفر أنظمة محطات المنصات عالية الارتفاع مستويات جديدة من قدرات الاتصالات والمراقبة.

وتعمل تلك المحطات على ارتفاع حوالي 20 كيلومترًا فوق الأرض - عادةً في شكل منطاد أو منطاد أو طائرات ذات أجنحة ثابتة - ويمكنها التغلب على الاتصال والتغطية والأداء للأبراج الأرضية والأقمار الصناعية، خاصة في المناطق النائية من العالم.

وستوفر البنية التحتية المبتكرة لأنظمة تلك المحطات الوصول إلى الإنترنت لأكثر من 2.6 مليار شخص في 100 دولة من دون اتصال، مما يخلق فرصًا للتعليم والنمو الاقتصادي.

بالإضافة إلى تحسين الشمول الرقمي، فضلا عن أن تلك الأنظمة يمكن أن تكون ذات فائدة حيوية في حالات الطوارئ.

من جهة أخرى، ستعمل أجهزة الاستشعار والاتصالات المتكاملة على جعل الشبكات اللاسلكية صديقة للبيئة، مما يتيح رسم الخرائط البيئية ومراقبة البنية التحتية.

فضلًا عن استخدام أجهزة الاستشعار وتحليلات البيانات لمراقبة جودة الهواء والماء ورطوبة التربة والأحوال الجوية.

الاكتشافات المدعومة بالذكاء الاصطناعي

ليس من المستغرب أن يتصدر الذكاء الاصطناعي - وما يعنيه بالنسبة للبحث العلمي - قائمة التطورات التقنية الكبرى لهذا العام.

فقد غيّرت الإنجازات الحديثة في مجال التعلم العميق والذكاء الاصطناعي التوليدي قواعد اللعبة عندما يتعلق الأمر بمعدلات الاكتشاف والتنبؤ.

مع توسع الذكاء الاصطناعي في عالم البيانات بشكل لم يسبق له مثيل، أصبح إيجاد طرق للاستفادة منه دون مخاوف أخلاقية أو أمنية أمرًا أساسيًا.

وفي هذا الإطار تأتي تقنيات تعزيز الخصوصية التي تمكن من مشاركة المعلومات بشكل آمن واستخدام البيانات الحساسة على مستوى العالم والعمل بشكل تعاوني في الأبحاث المتعلقة بالبيولوجيا والصحة عن طريق إزالة المعلومات التعريفية.

فعلى سبيل المثال يمكن لأنظمة الذكاء الاصطناعي مثل ألفا فولد (AlphaFold) من شركة ديب مايند (Deep Mind)، التنبؤ بدقة بالنماذج ثلاثية الأبعاد لهياكل البروتين.

كما تم تطبيق الذكاء الاصطناعي في الأبحاث التي اكتشفت عائلة جديدة من المضادات الحيوية وصنعت مواد لبطاريات أكثر كفاءة.

ووفقًا لتقرير حديث صادر عن مجلس مستشاري الرئيس الأمريكي للعلوم والتكنولوجيا، فإن الذكاء الاصطناعي لديه القدرة على تغيير العديد من جوانب الطريقة التي ندير بها العلوم.

وفي الوقت الذي يعد قطاع البناء والتشييد مسؤولاً عما يقرب من 40% من انبعاثات الكربون، بحسب تقديرات الأمم المتحدة، يمكن أن يكون للتكنولوجيا الغامرة لقطاع البناء التي تدمج الرقمنة بمشاريع البناء لتحسين الكفاءة والاستدامة.

التكنولوجيا لمعالجة تغير المناخ

تظهر التقنيات التي تعالج أزمة المناخ وتوفر الحلول لها بشكل كبير في قائمة أفضل 10 تقنيات لهذا العام، ومنها تقنيات التبريد Elastocalorics فهي مجال يتطور بسرعة، ويوصف بأنه "تمكين الأنظمة الحرارية للعمل مثل العضلات"، كما أنها تقلل استخدام الطاقة لخفض الحرارة ولا تتطلب استخدام غازات التبريد الضارة بالبيئة، ويمكن استخدامها للتبريد في المناطق ذات البنية التحتية المحدودة أو المعدومة لشبكة الكهرباء.

وقد صنفت دراسة أجرتها وزارة الطاقة الأمريكية هذه المضخات الحرارية على أنها البديل الواعد للأنظمة الحالية.

من جهة أخرى، في خضم أزمة المناخ، تثبت الكائنات الحية الدقيقة أنها مورد قيّم، فبفضل قدرتها على احتجاز غازات الدفيئة من الهواء، فإنها تحول الانبعاثات إلى منتجات قيمة مثل الوقود الحيوي، الذي لديه القدرة على الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.

وبحسب التقرير، هناك نوعان رئيسيان من احتجاز الكربون عبر الميكروبات؛ الأول يستخدم كائنات حية مثل البكتيريا الزرقاء والطحالب الدقيقة التي تأكل الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي.

والثاني يستخدم الكائنات الحية الدقيقة التي تستخدم مصادر الطاقة المتجددة – مثل الهيدروجين أو تيارات النفايات العضوية – لالتقاط ثاني أكسيد الكربون، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى منتجات جديدة، بما في ذلك وقود الديزل الحيوي والبروتين.

كما يشير التقرير إلى أن أعلاف الماشية البديلة، أو الأعلاف البروتينية للماشية التي يتم الحصول عليها من البروتينات أحادية الخلية والطحالب ومخلفات الطعام، يمكن أن تكون بدائل قابلة للحياة ومستدامة لمثل هذه المنتجات، خاصة مع زيادة الطلب.

التقدم في عمليات زرع الأعضاء

في حين أن عمليات زراعة الأعضاء تنقذ الأرواح، إلا أنه لا يوجد ما يكفي من الأعضاء المتاحة لتلبية الطلب، لكن التطورات الأخيرة في مجال تقنية التعديل الجيني مثل كريسبر- كاس 9، يمكن أن تغير ذلك.

يعمل علم الجينوم لعمليات زراعة الأعضاء على تطوير تلك العمليات، وتمثل الزراعة الناجحة للأعضاء المعدلة وراثيًا تقدمًا كبيرًا في مجال الرعاية الصحية، مما يوفر الأمل لملايين ينتظرون عمليات زراعة الأعضاء.