10 تقنيات ناشئة تبرز في 2020

ومن الكيمياء العاملة بالطاقة الشمسية، إلى صناعة جينومٍ كامل، يورد التقرير المنشور في موقع «وي فوروم»، 10 تقنيات تغطي مجالات عدة؛ أبرزها الصناعة والعناية الصحية والمجتمع.

ابتكارات بارزة

1- إبر مجهرية لحُقنٍ وفحوصاتٍ غير مؤلمة: تعدنا هذه الإبر متناهية الصّغر والتي تشبه الورقة في رقّتها وشعرة الإنسان في عرضها، بحقنٍ وفحوصات دم غير مؤلمة. تخترق «الإبر المجهرية» الجلد دون إزعاج أطراف الأعصاب الموجودة تحته ويمكن وصلها بالمحقنات أو/ والشرائح اللاصقة، ويمكن حتى مزجها بالمراهم.

ومن المتوقّع أن تتيح هذه الإبر إجراء فحوصات الدّم في المنزل ليتمّ بعدها إرسال العينات إلى المختبرات أو تحليلها في مكانها، مما سيوسّع نطاق الحصول على العناية الصحية.

2- الكيمياء العاملة بالطّاقة الشمسية: تحتاج صناعة كثير من المواد الكيميائية التي نعتمد عليها في حياتنا إلى الوقود الأحفوري. ولكنّ مقاربة جديدة تلوح في الأفق وتحمل معها آمالاً بتقليل الانبعاثات التي ينتجها هذا القطاع، وذلك بتوظيف أشعّة الشمس لتحويل مخلّفات ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية مفيدة يمكن تحويلها إلى أي شيء؛ من الأدوية، إلى المنظّفات والأسمدة والأقمشة.

3- مرضى افتراضيون: تقوم هذه التقنية على إدخال البيانات المأخوذة من صورٍ عالية الدقّة لمرضى افتراضيين في نموذج رياضي تم تصميمه لتركيب مختلف لآليات تتحكّم بوظائف عضوٍ ما في الجسم. بعدها، تعمل خوارزميات الكومبيوتر على حلّ المعادلات الناتجة عن النموذج، وتنتج عضواً افتراضياً يعمل كالعضو الحقيقي.

حوسبة المكان

4- الحوسبة المكانية: تعدّ «الحوسبة المكانية (Spatial computing)» الخطوة التّالية في مجال جمع العالمين الحقيقي والرقمي.

تتيح إضافة ميزة صناعة الخرائط المكانية إلى تطبيقات الواقعين الافتراضي والمعزّز للكومبيوتر ـ «المنسِّق»؛ أي المشرف على التنسيق، تعقّب حركات وانفعالات الأجسام والتحكّم بها أثناء حركة الشخص في العالمين الرقمي والحقيقي.

ومن المتوقّع أن تؤدّي هذه التقنية إلى ظهور تطوّرات تقنية جديدة في كيفية تفاعل البشر والآلات في مجالات الصناعة والعناية الصحية والنقل وحتّى في المنزل.

5- الطبّ الرقمي: لن يحلّ الطبّ الرقمي محلّ الأطبّاء في أي وقت قريب، ولكنّ التطبيقات التي تراقب الأمراض أو تقدّم العلاجات من شأنها أن تعزّز العناية والدّعم اللذين يتلقّاهما المرضى الذين يحصلون على خدمات صحية محدودة. فقد أصبحت الكثير من السّاعات الذكية قادرة على رصد اضطراب نبضات القلب لدى مرتديها، ويتمّ العمل حالياً على تطوير أدوات مشابهة تساعد في رصد الأمراض التنفسية والاكتئاب والألزهايمر وغيرها.

كما يعمل العلماء اليوم على تطوير أقراص دوائية تحتوي على أجهزة استشعار ترسل البيانات إلى تطبيقات مهمّتها المساعدة في رصد ارتفاع درجة حرارة الجسم وحالات النزف المعوي والحمض النووي السرطاني.

6- الطيران الكهربائي: يتوقّع الخبراء أن تتيح تقنية الدفع الكهربائية لصناعة الطيران الحدّ من انبعاثات الكربون وتخفيض تكاليف الوقود وتخفيف الضجيج النّاتج عنها بشكل كبير. تعمل مجموعة من المنظّمات مثل «ناسا» و«إيرباص» على تطوير التقنية في هذا المجال.

تشير التوقّعات اليوم إلى وجود نحو 170 طائرة من هذا النّوع في مرحلة التطوير ستعمل غالبيتُها في السفر الخاص والتجاري، ولكنّ «إيرباص» تقول إن طائراتها الكهربائية التي تتسع لمائة راكب ستصبح جاهزة للإقلاع بحلول 2030.

7- إسمنت قليل الكربون: يتمّ اليوم إنتاج 4 مليارات طنّ من الإسمنت سنوياً، وتعدّ هذه المادّة مكوّناً أساسياً في عمليّة صناعة الخرسانة التي تعتمد على احتراق الوقود الأحفوري. تنتج هذه الكمية 8 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم، ومع زيادة التوسّع المدني في السنوات الثلاثين المقبلة، من المتوقّع أن يرتفع هذا الرقم إلى 5 مليارات طنّ.

ولكنّ الباحثين والشركات الناشئة يعملون اليوم على إيجاد مقاربات تنتج كربوناً أقلّ؛ ومنها التلاعب بتوازن المكوّنات المستخدمة في العملية واستخدام تقنية احتجاز وتخزين الكربون للتخلّص من الانبعاثات وحتّى إقصاء الإسمنت من تركيبة الخرسانة بشكل كلّي.

8- الاستشعار الكمّي: تخيّلوا أن تصبح السيّارات الآلية قادرة على «رؤية» ما سيحصل في المستقبل القريب، أو أن يتمّ تطوير أجهزة مسحٍ محمولة تراقب نشاط دماغ الإنسان. يرى الخبراء أن الاستشعار الكمّي قد يحوّل هذه الأشياء، وغيرها الكثير، إلى حقيقة. يعمل الاستشعار الكمّي بدرجات عالية من الدقّة من خلال استغلال الطبيعة الكميّة للمادّة...على سبيل المثال، تستخدم هذه التقنية الاختلاف بين الإلكترونات في حالات طاقة متنوعة وحدةً أساسية للقياس.

9- الهيدروجين الأخضر: عندما يحترق الهيدروجين، لا ينتج إلا الماء، وعندما يتمّ إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي باستخدام الطاقة المتجدّدة، يصبح «أخضر». وفي بداية هذا العام، توقّع المختصّون أن يتحوّل الهيدروجين الأخضر إلى سوق تجارية بقيمة 12 تريليون دولار بحلول عام 2050.

10- صناعة جينومٍ كامل: تتيح التحسّنات التي شهدتها التقنية المطلوبة لتصميم سلاسل جينية يتمّ لاحقاً إدخالها إلى ميكروبات، طباعة كميات كبيرة جداً من المادة الجينية وتعديل الجينوم على نطاق أوسع. وقد يساعد تطوّر هذه التقنية في التوصّل إلى معلومات حول كيفية انتشار الفيروسات أو في إنتاج اللقاحات وغيرها من أنواع العلاج.

وقد يساهم أيضاً مستقبلاً في تحقيق استدامة إنتاج المواد الكيميائية والوقود ومواد البناء من الكتلة الحيوية أو النفايات الغازية، حتى إنّه قد يتيح للعلماء تصميم نباتات مقاومة لمسببات الأمراض، أو يسمح لنا بتصميم الجينوم الخاص بنا، مما سيفتح الباب طبعاً أمام إساءة استخدام هذه التقنية أو الاستفادة منها لعلاج الأمراض الجينية.