İnsanlığı kurtaracak beş teknoloji

Aktif olarak tanıtılan ve bugün geleceğimizi belirleyen teknolojiler , her şeyden önce yapay zeka ( AI), bulut teknolojileri ve kuantum bilişimdir. Ve buna ihtiyaçlar ve büyük küresel sorunlar açısından bakarsak: Bu teknolojiler onlarla başa çıkmamıza tam olarak nasıl yardımcı olacak?

IBM’de, bu sorulara , önümüzdeki beş yıl içinde teknoloji nedeniyle iş ve toplum için önemli değişikliklerin olacağı beş temel alana ayrılmış ” 5’te 5″ düzenli çalışma yoluyla yanıtlar arıyoruz .

Şimdi, gelecekte refah için keşif yapma ve çeşitli alanlarda pratik çözümler bulma sürecini radikal bir şekilde hızlandırmak gerekiyor. Nitekim şu anda iklim değişikliğinden COVID-19 salgınına kadar toplumu ve tüm insanlığı tehdit eden zorluklarla karşı karşıyayız.

Bir kişinin tahmin, araştırma ve deney yoluyla gerçekleştirdiği bazı süreçler artık teknoloji sayesinde değişiyor. Yapay zekanın belirli bir konudaki tüm insan bilgilerini özetlediğini hayal edin. Süper bilgisayar daha sonra bilgi boşluklarını belirler.

AI, belirli bir sorunu çözmeye yardımcı olacak yeni malzemeler hakkında hipotezler üretir. Son olarak, uzaktan erişim ve bulut teknolojilerini kullanarak özel laboratuarlarda malzemeler oluşturuyor ve test ediyor.

Bu bağlamda, yapay zekadaki insanlığı yakın felaketten kurtarabilecek beş ana teknolojik trendden bahsediyoruz.

(1) Havadan CO2 yakalama

2025 yılına kadar, atmosferdeki karbondioksit ( CO2) seviyesi – iklim değişikliği ve küresel ısınmanın ana ” suçlusu” – her zamankinden daha yüksek olacak. Son yıllarda, bu zararlı gazın konsantrasyonu, öncelikle enerji ve ulaşım sektörlerinde fosil yakıtların kullanılması nedeniyle hızlı bir şekilde artmıştır.

Dünyanın dört bir yanındaki hükümetler ve şirketler, sanayi devrimi öncesi seviyelerden 1.5 ° C daha fazla küresel sıcaklık artışını önlemek için iddialı karbondan arındırma hedefleri belirliyor ve CO2 emisyonlarını azaltıyor.

Ancak “sıfır emisyon” yolunda CO2’nin havadan çekilmesi ve yararlı maddelere dönüştürülmesine önemli bir rol verilmektedir. Önümüzdeki beş yıl içinde bunu daha etkili bir şekilde yapmayı öğreneceğimizi tahmin ediyoruz.

CO2 yakalama ve diğer gazları filtreleme teknolojileri, yaygın kullanım için çok fazla enerji gerektirir ve pahalıdır. Bu nedenle, görev, süreçlerin maliyetini düşürmek ve aynı zamanda iklim değişikliğini nihai olarak yavaşlatmak için küresel ölçekte ölçeklendirmektir.

Yeni malzeme ve süreçlere ihtiyaç vardır.

Örneğin, IBM’in yapay zekası, patentler ve bilimsel makaleler hakkında, araştırmacılar için uygun bir formatta – CO2 çıkarımı için en ünlü malzemelerin derecelendirilmesi biçiminde – bilgi toplayabilir.

Sinir ağı algoritmaları, CO2 ekstraksiyonu için polimer membranların bileşiminde hangi moleküllerin en uygun olduğunu da tahmin edebilir.

(2) Doğayı takip etmek

2050 yılına kadar dünya nüfusu yaklaşık 10 milyara ulaşacak ve herkesin yiyeceğe ihtiyacı olacak. Gübreler gıda üretiminde büyük rol oynar. Ancak bunları üretmek için daha verimli ve daha az enerji gerektiren yollar bulmamız gerekiyor.

Atmosferde diğerlerinden daha yüksek içeriğe sahip bir gaz olan azot, modern endüstriyel gübrelerin ana bileşenlerinden biridir. Ancak bir ton gübre üretmek, tarımda kullanıma uygun hale getirmek için bir ton fosil yakıtın yakılmasını gerektirir.

Ve şimdi dünyanın karbondioksit emisyonlarının ( CO2) atmosfere % 1’inden ” sorumlu” olan en yaygın dönüşüm yöntemi .

Bitkiler yalnızca ” sabit” nitrojeni kullanabilir ve doğanın kendisi bu sabitleme sürecini doğal bir şekilde sağlar.

Daha önce, moleküler düzeydeki karmaşıklık ve modern bilgisayarlarda bile modellemenin imkansızlığı nedeniyle bu biyolojik süreci iyileştirmek bilim adamları için sorunluydu. Yakında çeşitli nitrojen fiksasyon seçeneklerini simüle etmek için yeterli performansa sahip bir kuantum bilgisayar tarafından yardım edilecek.

Önümüzdeki beş yıl içinde, doğanın atmosferdeki nitrojeni gübreye dönüştürme yeteneğini yeniden üretebileceğiz. Yenilikçi bir çözüm, nitrojeni yeterli miktarlarda sabitlemeye yardımcı olacaktır.

(3) Enerji depolamayı yeniden düşünmek

Dünya çapında, atmosfere zararlı CO2 emisyon miktarını artırmadan artan enerji ve elektrik taşımacılığı talebini karşılamaya yardımcı olacak güneş, rüzgar ve sudan yenilenebilir enerjiye odaklanılıyor. Enerji tüketiminin 2050 yılına kadar %50 artması bekleniyor.

Ancak, ” yeşil” kaynaklar sürekli enerji üretmezler çünkü güneş her zaman olmayabilir ve rüzgar tahmin edilemeyecek şekilde durabilir. Bu nedenle, üretilen fazla elektriği toplamak, depolamak için sürücüler veya pillere ihtiyaç vardır.

Günümüzde lityum iyon piller, güç sistemindeki en iyi depolama çözümü olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, nikel, kobalt bileşenleri, ekstraksiyonları ve üretimleri açısından önemlidir. Uygun şekilde bertaraf edilmedikçe çevre açısından güvensiz olabilirler. Bildiğiniz gibi, kobaltın büyük bir kısmı, insan hakları savunucularının yasadışı madencilik, yolsuzluk ve çocuk işçiliği kullanıldığını iddia ettiği Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nden geliyor.

Yapay zeka ve kuantum hesaplamanın kullanılması, daha gelişmiş pil paketlerini çok daha hızlı oluşturmayı ve dağıtmayı mümkün kılacaktır. Ve bu yöndeki gelişmeler şimdiden devam ediyor.

Örneğin, yeni iyot bazlı katot pil tasarımları, kobalt ve nikel kullanımını gerektirmez. Geleneksel lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında, bu cihaz daha yüksek kapasite, daha küçük boyut, daha az yangın riski ve daha hızlı şarj sunar.

(4) Spot ışığında mikroişlemciler

Günümüzde 8 milyar insan için muazzam miktarda ürün üretilmektedir. 2023 yılına kadar, dünyanın internete bağlı cihaz sayısının insanlardan üç kat fazla olacağı tahmin ediliyor .

Çok talep gören akıllı telefonlar, televizyonlar, otomobiller, tıbbi cihazlar ve diğer birçok cihaz yarı iletken çiplere dayanıyor. Aynı zamanda, mikro devrelerdeki transistörlerin boyutu sürekli küçülüyor.

Bu nedenle çip üretim sürecinde ihtiyaç duyulan kimyasalların, malzemelerin ve işlemlerin daha güvenli ve daha çevre dostu olması kritik hale geldi.

Önümüzdeki beş yıl içinde, yarı iletken yonga üreticilerinin ürünlerinin sürdürülebilirliğini iyileştirebilmesi için malzeme üretiminde ilerleyeceğiz . Kuantum hesaplama, yapay zeka, derin arama ve diğer teknolojilere dayalı gelişmiş simülasyon da bilgisayar çiplerinde kullanılan daha iyi malzemeler geliştirmek için kullanılacaktır.

IBM, 30 yıl önce foto dirençli kimyasallar üreten ilk şirketti. Büyük ölçüde buna bağlı olarak, mikro devrelerde transistörlerin boyutunu azaltmak mümkün hale geldi.

Bilim adamları artık fotoresist kimyasallarla ilgili çeşitli kaynaklardan veri toplayıp analiz edebilir ve daha sonra bu bilgiyi geleneksel yüksek performanslı hesaplama sistemlerinde ( ve gelecekte kuantum bilgisayarlarda) simülasyonlar gerçekleştirmek için kullanabilir . Bundan sonra, AI sistemleri, verimlilik ve çevre dostu olma için gerekli gereksinimleri karşılayan yeni madde sınıfları sunan modeller oluşturabilir.

(5) Sağlık teknolojisi

İlaç geliştirmek ve yeni viral tehditlere hazırlanmak için daha verimli bir sürece ihtiyacımız var. Bu, insanlığın COVID-19 salgınıyla çatışmasının ana sonuçlarından biridir.

Çoğumuz bunu düşünmek istemiyoruz, ancak bilim adamları doğada SARS-CoV-2 koronavirüsü gibi potansiyel olarak gelişebilecek yaklaşık bir milyon virüs olabileceğini tahmin ediyor. Ve epidemiyologlar mevcut viral tehdidin son olmadığı konusunda uyarıyorlar.

Yeni ilaçların yaratılması karmaşık, pahalı ve zaman alıcı bir süreçtir. Yeni bir ilacın piyasaya sürülmesi 2.6 milyar dolara kadar ve 10 yıldan fazla sürebilir. COVID-19 ile ilgili durum göz önüne alındığında, bu tür istatistikler korkutucu görünüyor.

Ortaya çıkan yeni virüsler için hızla ilaç oluşturmanın bir yolu, şu anda piyasada bulunan ilaçların potansiyel etkisini anlamak ve onları yeniden yönlendirmektir.

Bu alandaki son gelişmeler arasında, Ağustos 2020’de tanıtılan ve organik kimyadaki bilinmeyen ve karmaşık reaksiyonların sonuçlarını tahmin edebilen özerk , bulut tabanlı, yapay zeka destekli bir laboratuvar olan IBM RoboRXN yer alıyor .

Projenin amacı, dünyanın her yerinden molekül ve ilaç üretimine uzaktan erişim sağlamak, yeni bir madde veya ilaç yaratma zamanını ve maliyetini 10 katına – 1 yıla ve 1 milyon dolara kadar – azaltmaktır.

Ve bu neredeyse tamamlanmış bir gerçektir.