عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده؛ از ربات زنده تا اينترنت كوانتومي

قبل از صحبت درباره‌ي عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، بياييد مدتي به گذشته برگرديم. تصور كنيد اوايل يا اواخر دهه‌ي ۷۰ است، شما هشت ساله هستيد و هيجان‌زده و مشتاق پاي تلويزيون نشسته‌ايد تا كارتون و سريال علمي‌تخيلي و پر از ماجراجويي محبوب خود را (مثلاً كارآگاه گجت!) تماشا كنيد.

شايد چيزي كه هنگام تماشاي فيلم‌هاي علمي‌تخيلي و آينده‌نگر انسان را به هيجان مي‌آورد، اميد به ديدن و تجربه‌ي چنين تكنولوژي‌هايي در آينده‌ي نزديك است. خبر خوب اينكه آينده‌اي كه آن روزها منتظرش بوديد، همين حالا است و ساعت هوشمند پني، كاراكتر موطلايي كارتون كارآگاه گجت كه آن زمان در نگاه كودكانه‌ي ما تكنولوژي تخيلي و بسيار پيشرفته‌اي به انديشه متخصصين مي‌رسيد، حالا به‌وفور در بازار موجود است.

از آن روز، دنيا تغييرات بزرگ و شگفتي به خود ديده است؛ مثلاً همين كامپيوتر. اولين كامپيوتر تمام الكترونيكي تاريخ يعني انياك (ENIAC) كه در سال ۱۹۴۶ ساخته شد، حدودا ۱۶۷ متر مربع بود و ۱۵۰ تن وزن داشت. حالا بيش از ۵۰ درصد خانه‌ها در دنيا به كامپيوترهاي كوچك و كم‌وزن دسترسي دارند و كوچك‌ترين كامپيوتر ساخته‌شده، يعني ميشيگان ميكرو موت، تنها يك ميلي‌متر مكعب است.

هوش مصنوعي نيز حالا چنان به‌راحتي در دسترس همه قرار دارد كه اگر مي‌خواستم اين مطلب را چند سال پيش بنويسم، بايد از چت‌بات ChatGPT و مولد تصوير Dall-E به‌عنوان تكنولوژي عجيب‌وغريب آينده ياد مي‌كردم. تكنولوژي‌هاي ديگري نيز مثل چاپ سه‌بعدي، اتومبيل‌ خودران، اينترنت اشيا، واقعيت مجازي و جهانگردي فضايي نيز به مقوله‌هايي كاملاً عادي و متداول تبديل شده‌اند يا در آينده‌ي نزديك خواهند شد.

در اين مقاله به چند نمونه از ايده‌ها، مفاهيم و اختراعاتي نگاه خواهيم كرد كه شايد امروز جزو عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده به انديشه متخصصين رسند؛ اما زماني‌ كه به واقعيت تبديل شوند يا استفاده از آن‌ها همه‌گيرتر شود، دنيا و جايگاه ما در آن را چنان تغيير خواهند داد كه تصور برگشت به زندگي قبل از آن‌ بسيار دشوار يا غيرممكن خواهد شد.

يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، ساخت و استفاده‌ي رايج از «ربات‌هاي زنده» براي مقاصد پزشكي و زيست‌محيطي است. اوايل سال ۲۰۲۰، محققان دانشگاه تافتس ماساچوست به كمك ابَركامپيوتري موفق به طراحي اولين ربات‌هاي زنده‌ي دنيا شدند. زيست‌شناسان حاضر در اين تيم با استفاده از سلول‌هاي بنيادي قورباغه، موجود زنده‌ي كاملاً جديدي خلق كردند و نام آن را «زنوبات» (xenobot) گذاشتند.

اين موجودات زنده‌ي قابل برنامه‌ريزي با عرض كمتر از يك ميلي‌متر،‌ توانايي راه رفتن يا شنا كردن به سمت هدف و برداشتن محموله و حمل آن را دارند. زنوبات‌ها خودترميم‌شونده هستند، براي هفته‌ها بدون غذا زنده مي‌مانند، به‌صورت گروهي كار مي‌كنند و مي‌توانند يكديگر را مداوا كنند.

كاربرد زنوبات‌ها در آينده متداول‌تر خواهد شد و مي‌توان از آن‌ها در تحويل دارو در نقطه‌ي مشخصي در بدن بيمار يا جمع‌آوري پلاستيك از درياها و اقيانوس‌ها استفاده كرد.

يكي از تكنولوژي‌هاي عجيب و شايد حتي ترسناكي كه احتمالا در آينده فراگير شود، نكروباتيك (Necrobotics) نام دارد كه در آن جانوران مرده به ربات تبديل مي‌شوند. اين تكنولوژي در‌حال‌حاضر در دانشگاه پژوهشي رايس در تگزاس، ملقب به هاروارد جنوب آمريكا، در حال مطالعه است.

گروهي از پژوهشگران اين دانشگاه موفق شدند عنكبوت مرده‌اي را به‌نوعي بازوي محرك تبديل كنند كه مي‌توان با آن اجسام كوچكي را از روي زمين برداشت. دانشمندان براي اين‌ كار، به بدن عنكبوت مرده، هوا تزريق كردند، چون عنكبوت‌ها براي فرستادن خون به اندام‌هاي خود، از هيدروليك كمك مي‌گيرند.

درحال‌حاضر، اين تكنولوژي فرانكايشتاين‌گونه در مراحل اوليه به سر مي‌برد، اما شايد در آينده همه‌گير شود؛ خود پژوهشگران مي‌گويند مي‌توان از اين عنكبوت رباتي براي برداشتن اجسام بسيار ريز در آزمايشگاه استفاده كرد يا به‌صورت مامور مخفي آن را ميان حشرات هم‌نوع خود فرستاد.

آن طور كه از آينده‌ي تكنولوژي پيدا است، چاپ سه‌بعدي همه چيز را دگرگون خواهد كرد.در حال حاضر‌ چاپ سه‌بعدي يا توليد افزودني (Additive manufacturing) اين امكان را براي طراحان، مهندسان، كارخانه‌ها و استارتاپ‌ها فراهم كرده تا به‌سرعت و با صرف هزينه‌ي بسيار پايين‌تر، نمونه‌ي اوليه‌اي از محصول مدانديشه متخصصين يا حتي قطعات مورد نياز خود را توليد كنند. و اين تازه شروع راه است. چاپ سه‌بعدي در حال ‌حاضر ساختمان‌سازي، طراحي خودرو و محصولات را متحول كرده است؛ اما متخصصدهاي آن در آينده مي‌تواند بسيار گسترده‌تر از اين موارد باشد.

برخي مؤسسات خصوصي و دانشگاه‌ها توانسته‌اند به كمك سلول‌هاي بنيادي انسان و چاپ سه‌بعدي، اندام‌هاي دروني بدن از جمله قلب توليد كنند كه مي‌توانند براي پيوند عضو به كار بروند. در آينده مي‌توان غذا و ويتامين‌هاي مورد نياز را مناسب با نيازهاي بيولوژيكي و سلامتي با چاپ سه‌بعدي تهيه كرد. توليد افزودني حتي مي‌تواند در ساخت موشك‌هايي كه انسان را به سياره مريخ مي‌فرستد، نقش داشته باشد.

با افت شديد هزينه‌هاي چاپ سه‌بعدي مي‌توان انتظار داشت نمونه‌هاي آن همه جا باشد؛ اما فعلاً چنين ابزاري بسيار پرهزينه است و براي شركت‌هاي توليدي بزرگ به اندازه‌ي كافي پيشرفته و سريع نيست. تا چند دهه‌ي ديگر اين روند ممكن است تغيير كند؛ محققان در روشي جديد و به كمك ليزر توانستند چاپ سه‌بعدي سازه‌هاي باكيفيتي با ابعاد بسيار ريز (در مقياس نانو) و با سرعتي بسيار بالاتر (هزار بار سريع‌تر) را ممكن كنند. پيشرفت چاپ سه‌بعدي در مسير درستي قرار گرفته است و در آينده بايد منتظر اتفاق‌هاي هيجان‌انگيزتري در اين زمينه بود.

در بين عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، چاپ چهاربعدي شايد اسم گمراه‌كننده‌اي داشته باشد. منظور از چاپ چهاربعدي اين نيست كه بشر قادر خواهد بود در توليد محصولات، بعد فضايي اضافه‌اي ايجاد يا به آن دسترسي پيدا كند؛ بلكه منظور اين است محصولي كه با چاپ چهاربعدي توليد شده، در واقع شيئي سه‌بعدي است كه درمعرض محرك‌هاي خاصي (مثلاً آب، گرما، تكان،…) مي‌تواند خواص خود را تغيير بدهد.

كاربردهاي چاپ چهاربعدي هنوز به‌طور كامل مشخص نشده است؛ اما در حال ‌حاضر صنايعي كه مي‌توانند از اين تكنولوژي بهره ببرند شامل اين موارد است: سلامت و درمان (قرص‌هايي كه تنها در دماي خاصي در بدن فعال مي‌شوند)، مد و پوشاك (لباس‌هايي كه در دماي پايين تنگ‌تر مي‌شوند يا كفشي كه موقع دويدن تغيير فرم مي‌دهد) و اسباب و وسايل خانه (تخته‌ي مسطحي كه در مجاورت آب يا نور به شكل صندلي در مي‌آيد).

فيلم‌هاي علمي‌تخيلي يا ديستوپيايي براي حل اشكال غذا براي جمعيت افسارگسيخته‌ي زمين در آينده، سراغ انواع حشرات يا نوترابارها مي‌روند؛ اما گزينه‌ي اشتهاآورتري نيز وجود دارد كه در آزمايشگاه توليد مي‌شود.

افرادي كه گوشت آزمايشگاهي را امتحان كرده‌اند، مي‌گويند شكل، بو و طعم آن كاملاً شبيه گوشت طبيعي است. تنها چيزي كه در مورد آن تغيير كرده اين است كه سالم‌تر است، از آنتي‌بيوتيك و هورمون‌هاي رشد خبري نيست، گاز گلخانه‌اي توليد نمي‌كند و هيچ حيواني آسيب نمي‌بيند.

استارتاپ‌هاي فناوري هم‌اكنون در حال كار روي توليد گوشتي هستند تا حتي مثل نمونه‌ي طبيعي، خون داشته باشد. افرادي مانند يوكي هانيو در شركت ژاپني Integriculture با استفاده از سلول‌هاي كبد مرغ، غذاي تجملي جگر چرب (foie gras) توليد كرده‌اند. علاوه بر اين، شركت آمريكايي Memphis Meats كه براي تهيه‌ي غذاي ۱۰ ميليارد نفر تا سال ۲۰۵۰ هدف‌گذاري كرده است، توانسته در آزمايشگاه كوفته‌ريزه‌ي گوشت گاو و مرغ سوخاري توليد كند. اگر به غذاهاي دريايي علاقه‌مند هستيد، شركت آمريكايي Finless Foods در حال توليد‌ آزمايشگاهي سوشي با ماهي تن بسيار گران‌ارزش و درحال انقراض باله‌آبي است.

توليد گوشت آزمايشگاهي جزو آن دسته از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده است كه مي‌تواند در كاهش توليد گازهاي گلخانه‌اي، صيد بي‌رويه ماهي و آزادسازي زمين‌هاي مورد نياز براي پرورش دام كمك زيادي به نسل بشر كند. با اين روش ديگر نيازي به پرورش و سلاخي حيوانات نيست و هر نوع گوشت مورد نياز، در آزمايشگاه قابل توليد است.

تا سال ۲۰۳۰، قرار است ده درصد گوشت مصرفي در جهان ديگر از حيوانات تهيه نشود. اين تكنولوژي توليد آزمايشگاهي گوشت در حال‌ حاضر وجود دارد و شركت‌هاي مختلف توانسته‌اند به‌طور موفقيت‌آميز از آن استفاده كنند. تنها دستاورد مورد نياز، افزايش تعداد اين شركت‌ها و استقبال گسترده‌ي مردم از مصرف گوشت آزمايشگاهي است.

يكي ديگر از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، تكنولوژي وارپ درايو (Warp Drive) است كه به خاطر حضور در فيلم‌هاي پرطرفداري همچون پيشتازان فضا براي عده‌ي بسياري به مفهومي علمي‌تخيلي تبديل شده است؛ اما اين تكنولوژي از لحاظ تئوري ممكن است و ناسا چندين سال است كه دارد در مورد آن تحقيق مي‌كند.

مرجان شيخي

سفر در زمان؛ آيا مي‌توان همين حالا در زمان سفر كرد؟

مطالعه '21

در سال ۱۹۹۴، فيزيكدان مكزيكي ميگل آلوبيره دستگاهي را توصيف كرد كه با استفاده از واكنش ماده و پادماده و انقباض فضاي جلوي فضاپيما و انبساط فضاي پشت آن، سفر مافوق نور را ممكن مي‌كرد. فضاپيمايي كه مجهز به سيستم پيشرانشي «وارپ درايو» باشد، مي‌تواند فضا و زمان را دور خود «وارپ» كند و فضاپيما را در كوتاه‌ترين زمان به مقصد برساند. چنين سيستمي در حد فرضيه است؛ اما شايد در آينده به واقعيت تبديل شود.

در فهرست عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، «بتن زنده» جايگاه ويژه‌اي دارد. محققان دانشگاه كلرادو بولدر آمريكا با تركيب به‌ظاهر ساده‌ي شن، ژل و باكتري به محصولي دست يافتند كه نام آن را بتن زنده گذاشته‌اند. اين تيم تحقيقاتي اختراع خود را در مقاله‌اي اين‌چنين توصيف كردند: «مصالح ساختماني زنده‌ي مهندسي‌شده، فناوري پلتفرمي را نشان مي‌دهد كه به كمك آن مي‌توان از زيست‌شناسي براي اضافه كردن چندين ويژگي و عملكرد به مواد زيربنايي استفاده كرد.»

جمشيد اللهويردي پور

نگاهي به ۹ تكنولوژي نوآورانه كه جهان ما را تغيير خواهند داد

مطالعه '15

اين بتن زنده قادر است ترك‌هاي خود را ترميم كند، سموم خطرناك را از بين ببرد و به خواست متخصص، شروع به درخشش كند. چنين موادي در ساخت شهرها و خانه‌هاي بهتر و كارآمدتر در آينده كمك زيادي خواهند كرد.

دوقلوي ديجيتال (Digital twins) يا همزاد ديجيتال، با تلفيق هوش مصنوعي، يادگيري ماشين و تجزيه و تحليل نرم‌افزاري، نسخه‌اي ديجيتال از ويژگي‌ها و خواص فيزيكي اشيا ايجاد مي‌كند كه با تغيير همتاي فيزيكي آن، به‌روز مي‌شود و تغيير مي‌كند.

دوقلوهاي ديجيتال به لطف حسگرهاي اينترنت اشيا، از دنياي فيزيكي داده جمع آوري مي‌كنند و آن را براي بازسازي به ماشين مي‌فرستند؛ بدين ‌ترتيب، در طول چرخه‌ي زندگي دستگاه‌ها، اطلاعات مختلفي تهيه مي‌كند و حتي مي‌تواند هنگام آزمايش قابليت‌هاي جديد محصول فيزيكي، مفيد واقع شود.

طبق پيش‌بيني‌ها، تا سال ۲۰۲۵ حدود ۲۰ ميليارد دستگاه متصل در دنيا وجود خواهد داشت و دوقلوي هاي ديجيتال در آينده‌ي نزديك براي اين دستگاه‌ها ايجاد خواهند شد تا ميلياردها دلار در تعمير و نگه‌داري آن‌ها صرفه‌جويي شود.

اين تكنولوژي در حال ‌حاضر وجود دارد؛ اما تا سال ۲۰۵۰ ممكن است به ‌جاي استفاده‌ي محدود به دستگاه‌ها،‌ براي شهرها و حتي انسان‌هاي متصل به كار برود و بدين ترتيب، به يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده تبديل شود. نسخه‌ي ديجيتال انسان‌ها تمام فعاليت‌ها، رفتارها و حركات آن‌ها را ثبت مي‌كند و حتي ممكن است به‌طور زيركانه و مخفيانه‌اي بر تصميمات آينده‌ي آن‌ها تأثير بگذارد.

يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده به شما اين امكان را مي‌دهد تا دستگاه‌هاي الكترونيكي اطراف خود را تنها با فرمان مغز كنترل كنيد. شركت نيورالينك (Neuralink) دقيقاً براي همين منظور در سال ۲۰۱۶ توسط ايلان ماسك تأسيس شد و از آن زمان در حال انجام آزمايش‌هاي مختلف روي موش‌هاي آزمايشگاهي است تا بتواند سرانجام آن را روي مغز انسان پياده‌سازي كند.

در اين پروژه، تراشه‌‌ي ارتباط مغز طي فرايندي ساده و بدون درد (به‌گفته‌ي تيم تحقيقاتي)، در مغز انسان كاشته مي‌شود و با ترجمه‌ي افكار و فرمان‌هاي مغز، به فرد اين امكان را مي‌دهد كه تنها با فكر كردن، دستگاه‌هاي الكترونيكي خانه را كنترل كند.

نيورالينك برنامه‌هاي بلندپروازانه‌ي ديگري همچون درمان نابينايي، ناشنوايي، بازگشت حافظه‌، تشخيص سلول‌هاي سرطاني و جلوگيري از سكته در سر دارد. در نهايت اين پروژه تلاش خواهد كرد بين انسان‌ها و هوش مصنوعي همزيستي ايجاد شود.

هزينه‌هاي تعمير خودرو، به‌خصوص خودروهاي پيشرفته واقعاً سرسام‌آور است؛ براي همين، ايده‌ي اتومبيل‌هايي كه مي‌توانند خود را تعمير كنند، به جز اينكه يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده محسوب مي‌شود، شايد يكي از بهترين‌هاي دنياي تكنولوژي باشد.

در سال ۲۰۱۷، لامبورگيني و ام‌آي‌تي با همكاري يكديگر از پروژه‌ي مفهومي ابرخودروي بي‌نظيري موسوم به «ترزو ميلنيو» (Terzo Millennio) رونمايي كردند كه مي‌تواند خود را تعمير كند و حتي عجيب‌تر از آن، كل پيكره‌ي خودرو براي ذخيره‌ي انرژي استفاده مي‌شود. درست مانند واكنش بدن انسان به آسيب و صدمه،‌ بدنه‌ي خودرو درصورت بروز خراش‌هاي كوچك وارد حالت خودتعميري مي‌شود و از گسترش اين خراش‌ها و آسيب جدي به خودرو جلوگيري مي‌كند.

درحال حاضر جوانب بسياري از اين پروژه در حد فرضيه است؛ اما تحقيقات حاضر در مورد پليمرهاي خودترميم‌شونده ممكن است روزي توليد چنين خودروهايي را به واقعيت تبديل كند.

در دنياي سايبرپانكي فيلم و بازي، ماشين‌هاي پرنده هميشه حضور فعالي داشته‌اند و حالا به انديشه متخصصين مي‌رسد تا چند سال آينده، در دنياي واقعي نيز شاهد تردد آن‌ها باشيم. براي مثال گروه خودروسازي هيونداي و شركت خدمات تاكسي الكترونيك اوبر، قرار است در سال ۲۰۲۳ و در پروژه‌اي موسوم به Uber Elevate، نوعي تاكسي هوايي عمومي به بازار عرضه كنند كه مسافران را بين مقاصدي در دالاس، لس‌آنجلس و ملبورن جا‌به‌جا خواهد كرد. اين تاكسي‌هاي پرنده تا ۱۰۰ كيلومتر برد دارند و در عرض ۵-۷ دقيقه شارژ مي‌شوند. شركت‌هايي چون گوگل و تويوتا نيز در حال كار روي خودروهاي كوچك پرنده هستند.

در حال‌ حاضر ۱۴ مدل از اين ماشين‌هاي پرنده در شركت‌هاي خودروسازي مختلفي از جمله پورشه و رولز رويس در دست توسعه است.

۵۰ سال است دانشمندان از ظهور كامپيوتر كوانتومي صحبت مي‌كنند و در حال‌ حاضر شركت‌هايي از جمله گوگل (بنا به ادعاي شركت) موفق به دستيابي به برتري كوانتومي شده‌اند؛ اما اشكالات امنيتي بسياري كه در بستر اينترنت كوانتومي ايجاد مي‌شود، حضور پررنگ‌تر آن را به تعويق انداخته است.

در كامپيوتر كوانتومي، كيوبيت جايگزين بيت مي‌شود و در اثر برهم‌نهي كوانتومي، مي‌تواند هم‌زمان مقادير صفر و يك را به خود اختصاص بدهد. اين نوع كامپيوتر علاوه بر اينكه مي‌تواند سرعت محاسبات رياضي را به طرز چشمگيري افزايش بدهد، قادر است به‌سادگي و به‌سرعت رمز عبور بلاكچين‌هاي رمزنگاري‌شده را پيدا كند؛ چراكه با اين كامپيوتر، امتحان كردن تمام جايگشت‌هاي ممكن از متن و عدد در كوتاه‌ترين زمان براي پيدا كردن رمز عبور ممكن مي‌شود.

براي حل اين اشكال، محققان دانشگاه دلفت در هلند در حال كار روي زيرساخت اينترنت كوانتومي هستند كه در آن ارتباطات به‌صورت كيوبيت رمزنگاري، با فوتون (نور) درهم‌تنيده و سپس از ميان فيبرهاي نوري ردوبدل مي‌شود. در اين حالت رمزگشايي اين كيوبيت ها بدون مختل كردن كل شبكه ممكن نيست؛ به اين معني كه اگر كسي تلاش كند شبكه‌ي ارتباطي را هك يا استراق ‌سمع كند، ارتباطات مختل و نامفهوم مي‌شود. در واقع مشاهده‌ي داده‌ي كوانتومي باعث تغيير آن مي‌شود.

محققان دانشگاه هاروارد و ام‌آي‌تي با همكاري يكديگر به راهي براي حفظ اطلاعات كوانتومي و در فواصل طولاني دست پيدا كرده‌اند و بدين‌ترتيب گام بلندي به سمت توسعه‌ي شبكه‌هاي كوانتومي با فاصله‌ي بسيار از يكديگر و عملي كردن اينترنت كوانتومي برداشته‌اند. بدون شك، اينترنت كوانتومي امن و هك‌ناپذير در چند سال آينده به تمام دغدغه‌هاي امنيتي و حريم شخصي متخصصان اينترنت پايان خواهد داد.

احتمالاً در چند سال آينده شاهد ظهور ارز ديجيتال جديدي شبيه بيت‌كوين باشيم كه تنها در زمينه‌ي يادگيري الكترونيك متخصصد دارد. اسم اين ارز ديجيتال كه در فهرست عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده قرار داد، «اجوبلاك» (Edublock) است و قرار است تا سال ۲۰۲۶، سهم بزرگي از بازار متخصص كارشناسان و فراگيران را به دست آورد و مهارت و دانش را با پول معاوضه كند.

طبق گفته‌ي مايك فرائنفلدر از «مؤسسه‌اي براي آينده» كه درباره‌ي آينده‌ي تكنولوژي تحقيق مي‌كند و مديريت اين پروژه را بر عهده دارد، اين دروس در پايگاه داده‌ي تغييرناپذيري ثبت خواهند شد و ديگران به آنچه شما در اينترنت آموخته‌ايد، دسترسي خواهند داشت. ارزي كه ازطريق تماشاي ويدئوهاي يادگيريي به دست مي‌آوريد، مي‌توانيد براي تماشاي ويدئوهاي ديگر خرج كنيد.

يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده، حلقه‌ي انگشتري حاوي ميكروبيوم دستگاه گوارش صاحب آن است و وقتي فرد در محيطي قرار مي‌گيرد كه ممكن است تأثير منفي روي اين باكتري داشته باشد، رنگ حلقه تغيير مي‌كند؛ بدين ترتيب، فرد مطلع مي‌شود كه بايد از آن محيط دور شود يا سريع دست‌هايش را بشويد.

به‌ گفته‌ي دانشمندان، تعداد باكتري‌هاي بدن انسان كه به مجموع آن‌ها ميكروبيوم مي‌گويند، بيشتر از سلول‌هاي آن است و شبكه‌ي عصبي اين ميكروبيوم مانند مغز دوم انسان عمل مي‌كند. اين شبكه‌ي عصبي مثل مغز در حل مسائل رياضي و مباحثه‌هاي فلسفي نقش ايفا نمي‌كند؛ اما در تماس مستقيم با مغز و در سلامت و حفظ سيستم ايمني بدن بسيار مؤثر است.

در‌ حال حاضر انگشترهايي در بازار وجود دارد كه ادعا مي‌شود سنگ سازنده‌ي آن‌ها هنگام تغيير حالت دروني فرد، تغيير رنگ مي‌دهد؛ صحت اين ادعا البته تأييد نشده است. اما پروژه‌ي انگشتر ميكروبي و قابليت تغيير رنگ آن در مجاورت با شرايطي كه براي اين ميكروبيوم و بدن انسان مضر است، مي‌تواند در آينده در حفظ سلامتي انسان نقش داشته باشد.

جهان به غذاي بيشتري نياز دارد؛ اين مسئله نه شوخي‌بردار است و نه مي‌شود از آن فرار كرد. طبق اعلام سازمان ملل، تا سال ۲۰۵۰ دو ميليارد نفر به جمعيت كره‌ي زمين اضافه مي‌شود و تقاضا براي مواد غذايي تا ۷۰ درصد افزايش مي‌يابد. توليد گوشت آزمايشگاهي نياز اين جمعيت گرسنه را به گوشت تأمين مي‌كند؛ اما افزايش جمعيت و گسترش شهرسازي، جايي براي كشاورزي باقي نخواهد گذاشت.

براي حل اين اشكال، معماران و طراحان،‌ پروژه‌ي كشاورزي هوشمند را پيشنهاد داده‌اند كه قرار است در آينده در سراسر افق شهرها و روي رودخانه‌ها و اقيانوس‌ها به‌طور شناور گسترده شود.

طبق گفته‌ي خاوير پونس، مدير اين پروژه، سازه‌اي سه طبقه به ارتفاع ۲۴ متر مجهز به پنل‌هاي خورشيدي در بالاي سازه براي تأمين انرژي، قادر است انواع و اقسام گياهان را در مساحت ۱۲ هكتار، بدون استفاده از خاك و تنها به كمك مواد مغذي معلق در مايع، توليد كند.

از لايه‌هاي زيرين اين سازه‌ها مي‌توان حتي به‌عنوان مزارع پرورش ماهي استفاده كرد. تنها يك واحد از اين سازه به ابعاد ۳۵۰ در ۲۰۰ متر مي‌تواند به‌طور تخميني ۸٫۱ تن سبزي و ۱٫۷ تن ماهي در سال توليد كند.

در چند سال اخير پروژه‌هاي مختلفي به استفاده از لاي‌فاي (Li-Fi) روي آورده‌اند و آزمايش‌ها و تحقيقات بسياري براي بهينه‌سازي اين فناوري صورت گرفته است.

فناوري Li-Fi‌ (مخفف Light Fidelity به ‌معني هماندهي با نور) برخلاف واي‌فاي كه مبتني بر امواج راديويي است، مبتني بر نور است و به همين دليل سرعت تبادل داده از اين طريق بسيار بيشتر از واي‌فاي است. طبق برخي ادعاها، سرعت ارتباط Li-Fi صد برابر بيشتر از واي‌فاي خواهد بود و از لحاظ تئوري مي‌تواند به صد گيگابيت‌ بر ثانيه برسد.

از ديگر مزيت‌هاي ارتباط Li-Fi نسبت به واي‌فاي، پهناي باند گسترده‌تر آن است؛ چراكه طيف نور مرئي حدودا ۱۰هزار برابر بزرگتر از طيف راديويي است و بدين ترتيب با اشكال شلوغي شبكه يا اشباع طول موج روبه‌رو نمي‌شود.

Li-Fi انعطاف‌پذيري بيشتري دارد و مي‌تواند به‌عنوان راهكار ارتباطي جايگزين در موقعيت‌هايي استفاده شود كه واي‌فاي دردسترس يا مجاز نيست. بااين‌حال، چون نور از ديوار و موانع عبور نمي‌كند، نمي‌توان از Li-Fi براي پوشش كل ساختمان استفاده كرد. Li-Fi همچنين برد كمتري نسبت به واي‌فاي دارد. درنتيجه اين فناوري نمي‌تواند به‌طور كامل جايگزين واي‎فاي شود؛ اما تا سال ۲۰۲۲ استفاده از آن گسترده‌تر خواهد شد.

اگر وقت زيادي صرف بازي‌هاي الكترونيك مي‌كنيد، بدون شك استفاده از شبكه‌ي Li-Fi تجربه‌ي شگفت‌انگيزي از بازي الكترونيك را به شما خواهد داد.

تتوي هوشمند (يا سيستم‌ الكترونيكي اپيدرمال) يكي ديگر از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده و در واقع نوعي مدار، برچسب رسانا يا ريزپردازنده‌ است كه مي‌تواند روي پوست «بچسبد» و كاملاً مطابق با سليقه‌ي متخصص طراحي شود. اين تتوها بعد از قرار گرفتن روي پوست، سيگنال‌هايي به دستگاه‌هاي ديجيتال مي‌فرستند و به متخصص اين امكان را مي‌دهند تا با دنياي اطراف خود تعامل كند.

تتوهاي هوشمند همچنين براي مانيتور كردن علائم حياتي يا واكنش به محرك‌هاي خارجي از جمله دما، به كار مي‌روند. در حال‌ حاضر اين تتوها روي پوست موقتي هستند؛ اما روي اندام مصنوعي يا لباس، ماندگاري بيشتري دارند. برخلاف سخت‌افزارهاي مشابه، ارزش بسيار پايين‌تري دارند.

مايكروسافت در حال آزمايش و تحقيق روي اين پروژه است. محققان دانشگاه هاروارد و ام‌آي‌تي نيز نوعي جوهر تتو مجهز به حسگر زيستي ابداع كرده‌اند كه در شرايط سلامتي خاصي تغيير رنگ مي‌دهد. براي مثال، اگر فردي دچار كم‌آبي شده باشد يا قند خون فرد مبتلا به ديابت بالا برود، تغيير رنگ اين تتو او را از اين شرايط آگاه مي‌كند.

در حال‌ حاضر چندين روش درماني براي كاهش سرعت يا وارونه‌سازي فرايند پيري در مرحله‌ي آزمايش است. اين روش‌ها از پيري سلول‌هاي مرتبط با سن جلوگيري مي‌كنند و التهابي كه باعث تجمع مواد سمي يا بيماري‌هاي پس‌رونده، مانند آلزايمر، سرطان يا بيماري‌هاي قلبي‌عروقي مي‌شود را كاهش مي‌دهند. درواقع قرار نيست پيري «درمان» شود، بلكه محققان به‌دنبال روش‌هايي هستند تا عملكردهاي ايمني را در افراد مسن بهبود ببخشند.

در اين رابطه تحقيقات بسياري در حال انجام است. براي مثال، در ژوئن ۲۰۱۹، استارتاپ آمريكايي Unity Biotechnology آزمايش داروي آرتروز زانو را شروع كرد. شركت بيو داروي Alkahest نيز با تزريق اجزاي خون جوان، تلاش مي‌كند اختلالات شناختي از جمله زوال عقل و اختلالات حافظه را كنترل كند. مدت‌ها است محققان از راپامايسين كه نوعي داروي سركوب‌كننده سيستم ايمني است، در آزمايش نوعي روش درماني ضد پيري استفاده مي‌كنند. اين آزمايش بسيار نويدبخش است و عملكردهاي ايمني را تا ۲۰ درصد بهبود مي‌بخشد.

اين نوع تكنولوژي در حال‌ حاضر وجود دارد؛ اما براي تكميل شدن و عمومي‌تر شدن راه درازي در پيش دارد. داروي بيش‌شخصي‌سازي‌شده (hyper-personalised)، دارويي ژنتيكي است كه تنها براي يك بيمار خاص ساخته شده و امكان درمان بيماري‌هايي را دارد كه زماني غير قابل درمان يا آنقدر نادر بودند كه ارزش تحقيق براي درمان آن نداشتند.

مثلاً در سال ۲۰۱۹، دختربچه‌اي به اسم ميلا مكووچ كه از بيماري مغزي ژنتيكي نادر و كشنده‌اي رنج مي‌برد، تحت درماني كاملاً ويژه با دارويي كه مخصوص خود او ساخته شده بود، قرار گرفت. اين دارو نتوانست بيماري او را به‌طور كامل درمان كند؛ اما از پيشروي بيماري جلوگيري كرد و اين خود موفقيت بزرگي به حساب مي‌آيد.

توليد چنين داروهاي شخصي‌سازي شده‌اي با پيشرفت سريع در تعيين توالي دي‌ان‌اي و ويرايش ژن امكان‌پذير است. هزينه‌ي ساخت توالي كامل ژنوم انساني از حدود ۲۰ ميليون دلار در سال ۲۰۰۶ به كمتر از ۵۰۰ دلار در سال ۲۰۲۰ رسيده است. بااين‌حال، ساخت دارو همچنان به منابع قابل ‌توجه (توليد داروي ميلا يك سال طول كشيد) و همكاري نيروهاي متخصص نياز دارد. با پايين آمدن هزينه‌هاي اين روش درماني مي‌توان اميدوار بود در آينده بيماران بيشتري بتوانند از داروهاي مخصوص خود استفاده كنند و روند درمان آن‌ها تسريع شود.

دوستداران بازي Mass Effect حتماً به ياد دارند در بخشي از اين بازي، براي ارتقاي فضاپيماي خود بايد به استخراج منابع از سيارات ديگر مي‌رفتيد. حالا در دنياي واقعي، نگاه محققان به سمت استخراج منابع از سيارك‌ها و آوردن آن‌ها به زمين است.

با پيشرفت تكنولوژي و اكتشافات فضايي، چنين اتفاقي مي‌تواند يكي از عجيب‌ترين تكنولوژي‌هاي آينده باشد؛ اما چندان بعيد نيست. بااين‌حال، اشكالات زيادي دارد؛ از جمله هزينه‌هاي هنگفت سفرهاي فضايي، دشواري پيدا كردن سياركي با منابع مناسب و حتي سختي فرود آمدن بر سياركي كه با سرعت ۱۸هزار كيلومتر بر ساعت در حال حركت است. درضمن، رقابت و جنگ بين دو ملت يا شركت را كه روي يك سيارك هدفگذاري كرده‌اند نبايد فراموش كرد. تاكنون تنها آمريكا و لوكزامبورگ در خصوص استخراج از منابع فضايي قانون وضع كرده‌اند و چين و روسيه هم براي انجام چنين مأموريت‌هايي در آينده برنامه‌ريزي كرده‌اند.

بدون شك با اتمام منابع زمين و نبود امكان بازيافت، بايد منتظر رقابت كشورها براي استخراج از منابع فضايي در آينده بود.

نيروگاه خورشيدي مستقر در فضا درواقع ماهواره‌اي مصنوعي قرار گرفته در مدار است كه به كمك مايكروويو يا قدرت ليزر، انرژي خورشيدي را جمع‌آوري كرده و به آنتني بسيار بزرگ روي زمين مي‌فرستد. از اين انرژي به‌جاي منابع انرژي متداول و آلوده‌كننده‌ي محيط زيست استفاده خواهد شد.

مزيت قرار دادن نيروگاه خورشيدي در مدار اين است كه به دليل مجاورت دائمي آن با خورشيد، تحت تأثير چرخه‌هاي شبانه‌روز، آب‌و‌هوا و فصول قرار نمي‌گيرد.

ايده‌ي ساخت چنين نيروگاهي در فضا از سال ۱۹۶۸ وجود داشته؛ اما تا تبديل آن به واقعيت هنوز راه زيادي در پيش است. هزينه‌هاي ساخت اين نيروگاه بسيار زياد است و اين فناوري قادر به رقابت با منابع انرژي فعلي نخواهد بود؛ مگر اينكه راهي براي كاهش هزينه‌هاي قرارگيري آن در مدار كشف شود.

تله‌پورت يا همان ناپديد شدن از جايي و پديدار شدن بلافاصله در جاي ديگر، مدت‌ها است در داستان‌ها و فيلم‌هاي علمي‌تخيلي وجود داشته؛ اما در دنياي واقعي صحبت از فرايندي است ساده‌تري از آنچه در سريال ريك و مورتي مي‌بينيم. تله‌پورت كوانتومي قادر است اطلاعات را (نه ماده) از نقطه‌اي به نقطه‌ي ديگر بلافاصله منتقل كند.

مرجان شيخي

دانشمندان چگونه با كامپيوتر كوانتومي كرم‌چاله ساختند؟

مطالعه '13

منظور از اطلاعات اينجا ساختار مولكولي است. اوايل دهه‌ي ۲۰۰۰، دانشمندان توانستند ذرات نور (با جرم صفر) را در فواصل كوتاهي تله‌پورت كنند. آزمايش‌هاي بعدي در مورد درهم‌تنيدگي كوانتومي (كه در آن هر ذره هميشه از حال ذره‌ي متناظرش باخبر است؛ حتي با ۱۰ ميليارد كيلومتر فاصله) به تله‌پورت موفقيت‌آميز اولين اتم كامل از زمين به ماهواره انجاميد. بعد از تله‌پورت اتم نوبت به مولكول رسيد و بعيد نيست تا سال ۲۰۵۰ شاهد تله‌پورت مولكول‌هاي ارگانيك پيچيده همچون دي‌ان‌اي و پروتئين‌ها باشيم.

درحال‌حاضر، مسواك‌هاي هوشمندي وجود دارند كه كارشان مانيتور كردن روش مسواك زدن متخصص است تا مطمئن شوند هر بار دندان‌ها به‌طور كامل مسواك مي‌شود. حالا تصور كنيد اين مسواك در آينده مي‌توان داده‌هاي مربوط به مسواك زدن شما را به دندان‌پزشك‌تان ارسال كند يا سناريوي متخصصدي‌تر اين كه سنسورهاي مسواك سلامت‌ دندان‌هايتان را به‌طور مرتب چك مي‌كنند و درمورد پوسيدگي يا جرم دندان به شما هشدار مي‌دهند.

آينه‌ها نيز ديگر تنها وسيله‌اي براي انعكاس صورت ما نخواهند بود؛ بلكه شبيه بازي‌ها و فيلم‌هاي سايبرپانكي، مي‌توانند در چند ثانيه كل بدن‌مان را اسكن كنند و درباره‌ي هرگونه بيماري احتمالي، كمبود ويتامين و علائم نگران‌كننده به ما هشدار دهند.

در آينده توالت‌ها هم هوشمند مي‌شوند! البته ايده‌ي توالت هوشمند چيز جديدي نيست. ژاپني‌ها به داشتن توالت‌هاي هوشمند با قابليت‌هاي متعدد شهرت دارند. در قدم بعدي، مي‌توان توالت‌هايي را متصور شد كه مدفوع متخصص را به‌سبك بازي Death Stranding آناليز مي‌كنند تا مبادا متخصص به بيماري خاصي مبتلا شده باشد.

شايد باورتان نشود، اما گروهي از دانشمندان فنلاندي موفق شدند از شن، انرژي توليد كنند! اين دانشمندان، يك محفظه‌ي فولادي عايق و غول‌پيكر مجهز به لوله‌هايي براي انتقال حرارت را با ۱۰۰ تن شن انباشته كردند و بعد، به‌كمك انرژي خورشيدي و باد و ايجاد اصطكاك بين ذره‌هاي شن، دماي آن را تا ۶۰۰ درجه سلسيوس بالا بردند.

اين محفظه بسيار بزرگ براي ذخيره‌ي انرژي گرمايي به‌كار برده مي‌شود و مي‌توان از آن براي گرم كردن خانه‌ها يا تامين بخار جديد مورد استفاده‌ي صنايعي كه اغلب به سوخت‌هاي فسيلي وابسته هستند، استفاده كرد.

درحال‌حاضر، تنها يك مورد از اين باتري شني در شهر كانكانپه در غرب فنلاند مستقر شده و براي گرمايش ساختمان‌هاي مسكوني و تجاري ازجمله استخر شنا به كار برده مي‌شود.

شايد فكر كنيد پيوند اعضاي حيوان به انسان نه‌تنها ايده‌ي بدي است، بلكه كاملا غيرممكن و غيرعملي است؛ اما جالب است بدانيد اين يكي از جديدترين تكنيك‌هاي پزشكي است كه اتفاقا با سرعت زيادي در حال پيشروي و بهبود است.

فرايند پيوند سلول‌ها، بافت‌ها يا اعضاي بدن حيوان به انسان اين پتانسيل را دارد تا انقلاب بزرگي در دنياي پزشكي به‌راه بندازد. يكي از رايج‌ترين مدل پيوند، گذاشتن قلب خوك در بدن انسان است كه تا‌كنون دوبار به‌طور موفقيت‌آميز انجام شده است. هرچند اولين بيمار بيش از دو ماه بعد از جراحي زنده‌ نماند و دومين بيمار همچنان تحت مراقبت ويژه قرار دارد.

مريم صفدري

براي اولين بار، قلب خوك به انسان پيوند زده شد

مطالعه '5

البته در اين جراحي‌ها اين طور نيست كه قلب خوك به‌همين شكل از بدن حيوان خارج شده و مستقيم در بدن انسان قرار بگيرد؛ بلكه قلب استفاده‌شده ‌در پيوند از خوكي گرفته مي‌شود كه ازانديشه متخصصين ژنتيكي اصلاح شده تا براي سيستم ايمني انسان پذيرفتني‌‌تر باشد. براي مثال، دانشمندان سه ژن كه موجب پاسخ ايمني در انسان‌ها مي‌شد و مي‌توانست در رد عضو پيوندي نقش داشته باشد، از ژنوم خوك حذف كردند و يك ژن را نيز براي پيشگيري از بزرگ شدن بيش‌ازحد قلب غيرفعال كردند.

درحال‌حاضر، اين مدل پيوندها با ريسك بسيار بالايي همراه هستند و ميزان موفقيت‌آميز بودن‌شان اصلا معلوم نيست. بااين‌حال، در آينده و با پيشرفت تكنولوژي، احتمال فراگير و متداول‌ شدن پيوند اعضاي بدن حيوان به انسان زياد است.

گويا قرار است پاي زندگي پايدار و دوستدار محيط‌زيست به مرگ هم كشيده شود. برخي از مراسم تشييع كه در كشورهاي مختلف برگزار مي‌شود، باعث آلودگي هوا مي‌شوند؛ براي‌مثال، در فرايند پيكرسوزي، حدود ۴۰۰ كيلوگرم كربن دي‌اكسيد آزاد مي‌شود و به‌همين‌خاطر برخي از استارتاپ‌ها در حال معرفي روش‌هاي جايگزين براي كاهش آلودگي فرايند خاكسپاري هستند.

در واشنگتن، گزينه‌ي كمپوست به‌عنوان راه سبزتري به‌جاي پيكرسوزي ارائه مي‌شود. در اين روش، اجساد در محفظه‌هايي پوشيده از پوست درخت، خاك، كاه و ساير تركيبات اين‌ چنيني قرار مي‌گيرند تا به‌طور طبيعي تجزيه شوند. در عرض ۳۰ روز، جسد به خاك تبديل مي‌شود و اين خاك به جنگل يا باغ بازمي‌گردد. شركت Recompose كه اين فرايند را انجام مي‌دهد مدعي است روش كمپوست، تنها يك‌هشتم از كربن دي‌اكسيد حاصل از پيكرسوزي را آزاد مي‌كند.

روش ديگر، استفاده از قارچ است. در سال ۲۰۱۹، لوك‌ پري، بازيگر فقيد، درحالي‌كه كت‌وشلوار سفارشي ساخته‌شده از قارچ بر تن كرده بود، به خاك سپرده شد. اين كت‌وشلوار كه توسط استارتاپ Coeio طراحي شده، به‌كمك قارچ‌ها و ديگر ميكروارگانيسم‌هاي به‌كار رفته در آن، به تجزيه هرچه‌سريع‌تر جسد و خنثي كردن سمومي كه هنگام پوسيدگي بدن آزاد مي‌شوند، كمك مي‌كند.

البته بسياري از روش‌هاي جايگزين تشييع به تكنولوژي‌هاي جديد وابسته نيستند و فقط هنوز مورد پذيرش جوامع قرار نگرفته‌اند. براي مثال، در روش هيدروليز قليايي، جسد طي فرايندي شش‌ساعته، در يك محفظه تحت فشار به‌اجزاي شيميايي سازنده‌اش تجزيه مي‌شود. اين روش در تعدادي از ايالت‌هاي آمريكا قانوني است و درمقايسه با روش‌هاي سنتي، رد پاي كربني كمرنگ‌تري از خود به جا مي‌گذارد.

در همين راستاي سبز زندگي كردن (و البته سبز مردن)، دانشمندان در حال كار روي نوعي تكنولوژي به‌نام Direct Air Capture (جذب مستقيم هوا) هستند كه قرار است همان كار درخت‌ها را در كاهش سطح كربن دي‌اكسيد در زمين بازي كند؛ اما در مقياسي بسيار وسيع‌تر و بدون اينكه لازم باشد فضايي را اشغال كند.

طي فرايند DAC، كربن دي‌اكسيد هوا گرفته شده و سپس در غارهاي عميق زيرزميني ذخيره مي‌شود يا در تركيب با هيدروژن، براي توليد سوخت‌هاي مصنوعي به‌كار برده مي‌شود.

اگرچه اين تكنولوژي پتانسيل زيادي دارد، با اشكالات و چالش‌هاي بزرگي همراه است. درحال‌حاضر، تاسيسات مبتني‌بر اين تكنولوژي وجود دارد و كار مي‌كنند، اما مدل‌هاي فعلي به حجم زيادي انرژي نياز دارند. اگر سطح انرژي مصرفي اين تاسيسات در آينده كاهش پيدا كند، DAC مي‌تواند يكي از بهترين پيشرفت‌هاي تكنولوژي بشر براي آينده‌ي محيط‌زيست باشد.

از بين تكنولوژي‌هايي كه در اين فهرست به آن اشاره شد، شما دوست داريد كدام زودتر به وقوع بپيوندد؟