Топ-10 новых технологий 2024 года по версии ВЭФ (часть 2)

Подписывайтесь на мой канал Продуктовые штучки

Представляю топ-10 без преувеличения удивительных технологий (геномика для трансплантации, улавливающие углекислый газ микробы, альтернативные корма для животных, эластокалорики), которые изменят нашу жизнь. Причем уже скоро.

Продолжение. Первая часть топ-технологий тут

Вот эти технологии:

Методология исследования.

Пока технологические платформы ищут полезность в метавселенной, отрасль строительства находится на пороге трансформации. Основанные на ИИ инструменты иммерсивной реальности позволяют дизайнерам и специалистам в области строительства проверять соответствие между физическим и цифровым мирами, обеспечивая точность и безопасность, а также повышая устойчивость.

Почему это важно?

Строительство является одной из крупнейших и наиболее влиятельных отраслей в мире, на которую приходится 40% мировых выбросов углекислого газа (CO2). Несмотря на свое огромное влияние, отрасль медленно принимает цифровую революцию. Однако иммерсивная технология обещает изменить этот ландшафт.

Что дает?

Опыт иммерсивного проектирования помогает предвидеть проблемы, которые могут возникнуть, до начала строительства. Цифровые двойники могут использоваться для моделирования результатов гораздо более сложных предложений по проектам городского развития, лучшего развития инфраструктуры и обслуживания населения, а также обеспечения большей эффективности и результативности. Крайне важно, что это упростит процесс строительства от проектирования до реализации, позволяя выявлять и устранять отходы, повышая эффективность и устойчивость строительства.

Аналогичным образом, в быстро развивающейся отрасли нехватка квалифицированных кадров и рабочей силы достигает высокого уровня. Метавселенная потенциально может смягчить нехватку навыков и рабочей силы за счет создания иммерсивной среды обучения и подготовки независимо от местоположения для профессионалов в области архитектуры, машиностроения и строительства.

Почему это важно?

По мере повышения глобальной температуры потребность в решениях для охлаждения будет расти. По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), глобальный спрос на энергию для охлаждения космоса увеличится более чем в три раза в течение следующих 30 лет, что составит около 37% роста мирового спроса на электроэнергию к 2050 году.

Потенциальное влияние эластокалорических тепловых насосов, особенно в контексте растущей потребности в прохладном воздухе, весьма существенно. Исследование Министерства энергетики США оценивает их как наиболее многообещающую альтернативу нынешним системам. Сердцем этой технологии являются эластокалорические материалы, которые выделяют тепло при механическом воздействии и остывают при ослаблении напряжения. Это позволяет им работать в непрерывном цикле стресса и расслабления.

Воздействие на окружающую среду растущих потребностей в энергии для контроля климата может быть значительно уменьшено с помощью эластокалорической технологии. В социальном плане эта технология может расширить доступ к охлаждению в регионах с ограниченным электроснабжением или его отсутствием, тем самым улучшая качество жизни.

Суть технологии

Эластокалорические тепловые насосы — это инновационная технология, которая позволяет в несколько раз радикально сократить необходимую для отопления и охлаждения энергию.

Преимущество эластокалорических тепловых насосов заключается в том, что они не используют газообразные хладагенты, которые потенциально вредны для окружающей среды. Вместо этого они используют широко доступные металлы, такие как никель и титан.

Исследования и разработки в этой области развиваются быстро: количество научных публикаций удваивается каждые 22 месяца. Рост числа патентных заявок, в первую очередь в автомобильной и охлаждающей промышленности, подчеркивает растущий коммерческий интерес к этой технологии. С технологической точки зрения наблюдается постоянное улучшение материалов и конструкций устройств; новые прототипы способны продемонстрировать возможности эластокалорических тепловых насосов. Аналогичным образом, университеты и предприятия представили несколько функциональных моделей эластокалорических тепловых насосов, изучая возможность использования дополнительных материалов и инновационных технологий производства.

Суть технологии

На фоне неотложности изменения климата назревает тихая революция: микроорганизмы используются для улавливания парниковых / выхлопных газов и преобразования их в продукты с высокой добавленной стоимостью. Чтобы запустить этот процесс, организмы используют солнечный свет или химическую энергию, например, водород. Разработка организмов обещает широкий спектр экологически чистых продуктов, одновременно снижая глобальное потепление.

Зачем это нужно?

Микробиологическое улавливание углерода становится многообещающей стратегией контроля атмосферного CO2 и смягчения последствий глобального потепления.

Одновременно он может производить различные продукты со значительным рыночным потенциалом, такие как топливо, удобрения и корма для животных. Для достижения этой цели исследователи разрабатывают микроорганизмы, в том числе бактерии и микроводоросли, которые используют солнечный свет или устойчивую химическую энергию для поглощения и преобразования газов.

К 2022 году глобальные инвестиции в эту технологию уже достигли 6,4 миллиарда долларов, что подчеркивает ее готовность к выводу на рынок. Такие компании, как Seambiotic в Израиле, Alga Energy в Испании и Bio Process Algae в США, развернули пилотные установки для изучения коммерческая жизнеспособность микробных систем улавливания углерода.

Альтернативные корма для скота предлагают устойчивые решения для удовлетворения растущего спроса на белок в животноводстве. Эти корма, полученные из насекомых, одноклеточных белков, водорослей и пищевых отходов, представляют собой жизнеспособную альтернативу традиционным кормам, таким как соя, кукуруза и пшеница.

В настоящее время почти 80% производимой сои используется в качестве корма для животных, что приводит к значительным негативным последствиям для окружающей среды. Это приводит к вырубке лесов, потере биоразнообразия, чрезмерному удобрению и выбросам парниковых газов в результате изменений в землепользовании. Переход на альтернативные корма для скота может смягчить эти проблемы и способствовать более экологически устойчивым методам животноводства.

Еще одним преимуществом альтернативных кормов для животных является разнообразие и питательная ценность. Они могут предложить более широкий спектр питательных веществ, чем обычные корма, улучшая здоровье и благополучие животных, а также, потенциально, качество самой продукции. Например, насекомых можно производить в промышленных масштабах для получения высококачественного белка, а одноклеточные белки или водоросли могут поставлять необходимые белки и жиры для нескольких видов животных.

Суть технологии

Экономическая выгода от этих альтернативных источников корма является ключевым фактором. Их зачастую дешевле производить и приобретать. Примером может служить использование личинок черной львинки (BSFL). Исследования показывают, что добавление BSFL в рационы животных может снизить затраты на корма. В первую очередь это связано с тем, что BSFL можно выращивать из органических отходов, что снижает потребность в традиционных, более дорогих кормовых ингредиентах, таких как рыбная мука или соевая мука.

Рынок альтернативных ингредиентов для кормления скота динамичен, и многие компании по всему миру уже успешно представили качественные альтернативные варианты. В 2023 году мировой рынок альтернативных белков для кормов для животных оценивался в $3,96 млрд. По прогнозам, в течение следующего десятилетия его стоимость значительно вырастет, увеличившись до $8,2 млрд к 2033 году.

Зачем это?

Трансплантация органов, ставшая значительным достижением медицины во второй половине 20-го века, продолжает развиваться. Эта продолжающаяся эволюция была подчеркнута замечательной вехой в марте 2024 г.: первая успешная трансплантация нечеловеческой (свиной) почки человеку-реципиенту. Этот прогресс обусловлен фундаментальными факторами, такими как способность понимать и точно редактировать геном.

Трансплантация органов спасает жизни, но потребность намного превышает доступный пул доноров. Только в США более 100 000 пациентов ожидают трансплантации органов, но в этом году доступными станут только около 30 000 органов.

Более того, понимание геномов предлагает гораздо больше, чем просто трансплантацию органов. Более миллиона пациентов в США страдают диабетом 1 типа (ювенильный диабет), а около 30 миллионов — 2 типа, который можно вылечить путем трансплантации островковых клеток поджелудочной железы свиньи (которые производят инсулин).

В США более миллиона пациентов страдают изнурительной болезнью Аркинсона; имплантация специализированных клеток свиней могла бы улучшить их состояние.

Если «ксенотрансплантация», или пересадка органов от животных человеку, станет распространенной формой терапии, это повлияет не только на только качество жизни миллионов пациентов, но также может привести к изменениям в экономике здравоохранения. Например, может произойти значительное сокращение числа сотрудников, участвующих в программах диализа, и увеличение числа тех, кто занимается всеми аспектами трансплантации органов и клеток, включая разведение свиней. Хотя поначалу энотрансплантация будет дорогостоящей, вскоре она может оказаться менее дорогостоящей, чем содержание пациента на длительном диализе или пациента с сердечной недостаточностью, который требует частых неотложных госпитализаций.

Суть технологии

Для удовлетворения этой потребности на протяжении более трех десятилетий наблюдается устойчивый прогресс в науке, занимающейся трансплантацией органов животных человеку. Благодаря такой технологии, как CRISPR-Cas9, теперь можно проводить множественные генетические манипуляции у одной свиньи, чтобы преодолеть иммунологический барьер (отторжения).

Эта способность понимать и точно редактировать геном в сочетании с новыми схемами иммунодепрессивных препаратов позволила выживать приматам, не являющимся человеком, с поддерживающими жизнь почками или сердцем свиней в течение периодов, которые теперь растягиваются на месяцы или даже годы в случае трансплантации почек.

Прогресс в лаборатории был достаточно обнадеживающим, что позволило Управлению по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрить трансплантаты свиное сердца для двух пациентов (в 2022 и 2023 гг.) и трансплантацию почки свиньи для одного пациента (в 2024 г.). Хотя реципиенты всех трех трансплантатов, к сожалению, скончались , траектория донорства человеческих органов показывает, что показатели выживаемости значительно улучшатся по мере развития исследований и развития технологий.

Потенциальные технологии для списка 2024 года были определены методом опроса среди членов Совета глобального будущего ВЭФ и сообщества университетов и исследователей, сети Frontiers, в которую входят более 2000 главных редакторов со всего мира из ведущих учреждений, а также 10 ведущих членов руководящей группы по новым технологиям.
В ходе опроса было получено более 300 номинаций из 29 стран. Чтобы справиться с возросшим объемом ответов, был внедрен инструмент на базе ИИ — AI Trend Analyser, созданный Frontiers, — для автоматизации первоначальной обработки ответов на опрос. Этот инструмент классифицировал и группировал ответы на основе актуальных тем, выявленных с помощью анализа научных публикаций последних лет.
Затем руководящей группе был представлен тщательно подобранный список из 70 технологий, из которых были выбраны 10.

Группа рассмотрела и отобрала технологии на основе следующих критериев:

– Новизна: технология только появляется и находится на ранней стадии разработки, но еще не получила широкого распространения.

– Применимость: технология потенциально может принести значительную пользу обществу и экономике.

– Глубина: Технология разрабатывается несколькими компаниями с целью повышения инвестиционного интереса и азарта.

– Влияние: технология потенциально меняет правила игры в устоявшихся привычках и отраслях.

#будущее #будущее_уже_здесь #будущееии #прогноз #прогнозы #тренды #тренды2024 #рейтинги #технологии #технологии_будущего #технологиибудущего #wef #вэф #эластокалорики #геномика #ксенотрансплантация