۱۰ فناوری برتر سال ۲۰۱۵!

2015

پایگاه اینترنتی scientificamerican، استفاده از پیل‌های سوختی در صنعت اتومبیل سازی، دستاوردهای جدید در صنعت رباتیک، تولید پلاستیک ترموست قابل بازیافت، روش‌های دقیق مهندسی ژنتیک، پیشرفت‌های چشمگیر در روش‌های تولید افزایشی، توسعه هوش مصنوعی، تولید توزیع شده، ربات‌های پرنده، فناوری‌های عصبی و ژنوم دیجیتالی را به عنوان ۱۰ فناوری برتر سال ۲۰۱۵ معرفی کرد. هریک از این فناوری‌ها در حوزه خود به معنای یک انقلاب محسوب می‌شوند.

10- استفاده از پیل‌های سوختی در صنعت اتومبیل سازی

در سال ۲۰۱۵ میلادی فناوری پیل سوختی به اندازه‌ای توسعه یافت که اکنون شرکت‌های اتومبیل سازی شروع به تولید تجاری خودروهایی کرده‌اند که نیروی محرکه خود را از پیل‌های سوختی دریافت می‌کنند. این اتومبیل‌ها قادرهستند ۶۵۰ کیلومتر را با یک بار سوخت گیری (هیدروژن مایع) طی کنند، باک آن‌ها ظرف سه دقیقه پر می‌شود، به هیچ عنوان کربن تولید نمی‌کنند و به یک سیستم بازیافت انرژی مجهز هستند که قادر است از گرمای تلف شده در اثر ترمز، انرژی به دست آورد. برخلاف باتری‌ها که باید هرچند ساعت یک بار با استفاده از یک منبع خارجی شارژ شوند، پیل‌های سوختی با استفاده از گاز طبیعی هیدروژن، مستقیماً توان الکتریکی را تولید می‌کنند.

9- دستاوردهای جدید در صنعت رباتیک

در سال ۲۰۱۵ تولید حسگرهای بهتر و ارزان‌تر امکان ساخت ربات‌هایی با قابلیت درک بالاتر و واکنش‌های مناسب نسبت به محیط پیرامون را فراهم کرده است. طراحان با الهام از انعطاف پذیری ساختارهای پیچیده بیولوژیکی از جمله دست انسان، توانسته‌اند ربات‌های بسیار دقیق و انعطاف پذیر بسازند. همچنین با استفاده از فناوری‌های پردازش ابری، این ربات‌ها بیش از هر زمان دیگری با محیط پیرامون مرتبط شده‌اند. ربات‌های مجهز به GPS برای نگهداری از گیاهان و برداشت محصول در زمین‌های کشاورزی به کار گرفته شدند. در ژاپن ربات‌ها از انسان‌های بیمار پرستاری می‌کنند و در انجام امور روزمره به آن‌ها کمک می‌کنند.

8- تولید پلاستیک ترموست قابل بازیافت

محصولات پلاستیکی در دو گروه پلاستیک ترمو و پلاستیک ترموست طبقه بندی می‌شود. گروه اول را می‌توان چندین بار با استفاده از گرما به اشکال گوناگون در آورد و به همین علت در دنیای امروز کاربردهای بسیاری از جمله تولید اسباب بازی دارد. این نوع پلاستیک معمولاً قابل بازیافت است. اما گروه دوم تنها یک بار قابلیت شکل دهی دارند و برای تولید محصولات بسیار بادوام و مستحکم از گوشی‌های موبایل گرفته تا تجهیزات فضایی کاربرد دارد. در صورتی که این نوع پلاستیک مجدداً گرم شود، ساختار مولکولی آن به هم می‌ریزد و استقامت خود را از دست می‌دهد.

در سال ۲۰۱۵ در ادامه تحقیقاتی که در سال ۲۰۱۴ انجام شد، محققان توانستند راهکاری را بیابند که ساختارهای زنجیری پلیمرهای ترموست را با استفاده از نوعی اسید قوی به مونومر تبدیل کنند و بدین ترتیب امکان استفاده مجدد از این ساختارها برای تولید محصولات جدید فراهم شد. با وجود اینکه هیچ فرآیند بازیافتی ۱۰۰ درصد نیست، اگر این شیوه بازیافت به طور وسیع مورد استفاده قرار گیرد، بخش عمده‌ای از آلودگی‌های محیطی که در اثر استفاده از پلاستیک‌های ترموست ایجاد می‌شوند، از بین می‌رود.

7- روش‌های دقیق مهندسی ژنتیک

در سال ۲۰۱۵ محققان توانستند راهکار جدیدی موسوم به سیستم CRISPR–Cas۹ ارائه کنند که با استفاده از آن بر خلاف گذشته می‌توان کد ژنتیکی گیاهان را به طور مستقیم ویرایش کرد تا برای مثال، در برابر تغییر آب و هوا مقاوم شوند. پیش از این برای انتقال DNA موردنظر به ژنوم هدف از نوعی باکتری بی‌خطر موسوم به agrobacterium استفاده می‌شد که به هر حال تا اندازه‌ای موجب نگرانی عمومی بود؛ اما با استفاده از شیوه جدید، انتظار می‌رود نگرانی عمومی برطرف شود و راه برای توسعه هرچه پیش‌تر و پایدارتر کشاورزی در مناطق مختلف جهان هموار شود.

6-  پیشرفت‌های چشمگیر در روش‌های تولید افزایشی

در سال ۲۰۱۵ چاپگرهای سه بعدی توانستند سلول‌های انسان را مستقیماً بسازند و در نتیجه امکان تولید بافت‌های زنده فراهم شد. این بافت‌ها در زمینه آزمایش تاثیرات داروها کاربرد دارند و انتظار می‌رود روزی بتوان از آن‌ها برای بازسازی بافت بدن انسان بهره گرفت. در حال حاضر از این شیوه برای ساخت سلول‌های پوست، استخوان، قلب و عروق استفاده شده است. یکی دیگر از کاربردهای بالقوه چاپگرهای سه بعدی، تولید اجزای کامپیوتر از جمله پردازنده‌ها در ابعاد نانو است. همچنین فناوری جدید چاپ ۴ بعدی، اکنون نویدبخش تولید و عرضه محصولات جدید با قابلیت واکنش نسبت به تغییرات محیط اطراف شده است.

5- توسعه هوش مصنوعی

در سال ۲۰۱۵ شرکت گوگل یک سیستم هوشمند ساخت که قادر است بازی‌های قدیمی آتاری را بدون هرگونه کمک انسانی، درک کند. این شرکت که تحقیقات در زمینه آموزش تجهیزات هوشمند الکترونیکی را از سال ۲۰۱۲ آغاز کرده بود، در سال ۲۰۱۵ نتایج تحقیقات خود را در بسیاری از محصولات جدید که تعداد آن‌ها به بیش از ۲۷۰۰ مورد می‌رسد، به کار گرفت.

در این سال محققان دانشگاه تورنتو توانستند جایزه اول رقابت بهترین ابزار تشخیص تصویر را به خود اختصاص دهند و شرکت گوگل تمام آن‌ها را استخدام کرد.

شرکت مایکروسافت نسخه جدیدی از Skype را تولید کرد که قادر است به طور خود کار اطلاعات را از یک زبان به زبان دیگر ترجمه کند. شرکت Facebook راهکاری را ارائه کرد که با استفاده از آن کامپیوترها می‌توانند تصاویر را برای کاربران نابینا شرح دهند.

در سال ۲۰۱۵ تعداد بسیار زیادی از شرکت‌های استارتاپ با هدف توسعه فناوری‌های هوشمند ایجاد شدند و به دنبال راهکارهای استفاده از هوش مصنوعی هستند.

4- تولید توزیع شده

تولید توزیع شده به معنی این است که تاحد ممکن زنجیره تأمین مادی مورد استفاده در فرآیندهای تولید، با اطلاعات دیجیتالی جایگزین شوند. به عبارت دیگر بر خلاف روش‌های تولید سنتی که در آن‌ها ابتدا مواد اولیه از مناطق و حتی کشورهای مختلف در محل تولید محصول جمع می‌شد و سپس هر بخش از خط تولید با استفاده از این مواد اولیه قسمتی از محصول نهایی را تولید و بالاخره مونتاژ می‌کرد، در تولید توزیع شده، هر بخش از محصول در یک محل ساخته می‌شود و در پایان کار برای تولید محصول نهایی مونتاژ می‌شوند.

توسعه چشمگیر فناوری چاپگرهای سه بعدی در سال ۲۰۱۵ امکان تولید تمام یا بخشی از یک محصول را در فضایی کوچک و با استفاده از کمترین امکانات فراهم کرده است و زمینه بهبود تولید توزیع شده را بیش از پیش فراهم کرده است.

3- ربات‌های پرنده

در سال‌های اخیر در حوزه‌های مختلف از کشاورزی گرفته تا تعمیر خطوط برق و گاز کاربرد داشته‌اند. در سال ۲۰۱۵ با ظهور فناوری‌های جدید در حوزه حسگرها و دوربین‌های هوشمند، ربات‌های پرنده‌ای ساخته شدند که قادرند موقعیت خود را در محیط اطراف به درستی تشخیص دهند و از برخورد با موانع مختلف اجتناب کنند. یکی از مهم‌ترین کاربردهای این ربات‌های پرنده انجام اموری است که برای انسان‌ها خطرات جانی به همراه دارند.

یکی از مهم‌ترین فناوری‌هایی که در سال ۲۰۱۵ توسعه یافت و کاربردهای جدیدی پیدا کرد، فناوری دوربین RealSense محصول شرکت اینتل بود که زمینه را برای تولید ربات‌های پرنده فراهم کرد.

2- فناوری‌های عصبی

هدف از طراحی و تولید تراشه‌های عصبی، پردازش اطلاعات به گونه‌ای متفاوت از سخت افزارهای متداول و شبیه سازی ساختار مغز انسان و بالاخره افزایش توان تفکر و واکنش کامپیوترها است. این تراشه‌ها هر دو وظیفه ذخیره و پردازش اطلاعات را به طور یکجا انجام می‌دهند و در نتیجه فرآیند انتقال اطلاعات از حافظه به پردازنده را عملاً از جریان کار حذف می‌کنند.

شرکت IBM در سال ۲۰۱۴ تراشه عصبی TrueNorth را معرفی کرد. این تراشه که دارای یک میلیون اتصال بود، اولین مؤلفه سخت افزاری قابل قیاس با مغز انسان محسوب می‌شد. در سال ۲۰۱۵ شرکت IBM سیستمی موسوم به TrueNorth را معرفی کرد که با استفاده از ۴۸ تراشه عصبی، شبکه‌ای متشکل از ۴۸ میلیون اتصال را ایجاد می‌کرد. توان محاسباتی این سیستم معادل مغز یک موش است. با توجه به این پیشرفت سریع محققان انتظار دارند روزی بتوانند یک شبکه عصبی سخت افزاری متشکل از چندین میلیارد اتصال نورونی بسازند که بتواند مغز انسان را شبیه سازی کند.

1- ژنوم دیجیتالی

پس از پیشرفت‌های چشمگیری که در سال ۲۰۱۵ در علم ژنتیک شاهد آن بودیم، امروز با صرف هزینه‌ای اندک به سادگی می‌توان یک نسخه دیجیتالی از ژنوم انسان تهیه و آن را در یک حافظه قابل حمل ذخیره کرد. این پیشرفت بسیار مهم، نویدبخش انقلاب بزرگی در حفظ سلامتی و شخصی سازی داروها است. بسیاری از بیماری‌های انسان از بیماری‌های قلبی گرفته تا سرطان، حداقل دارای یک عامل ژنتیکی هستند. با دیجیتالی شدن ژنوم انسان، پزشکان با بررسی ساختار دیجیتالی تومورهای سرطانی می‌توانند مناسب‌ترین شیوه درمان را اتخاذ کنند. همچنین امکان تولید داروهای هدفمند نیز فراهم می‌شود.