Ti store globale udfordringer teknologi kunne løse

Illustrationer af Tomi Um

Kulstofbinding
Reduktion af drivhusgasemissioner alene vil ikke være nok til at forhindre kraftige stigninger i globale temperaturer. Vi bliver også nødt til at fjerne enorme mængder kuldioxid fra atmosfæren, hvilket ikke kun ville være utroligt dyrt, men ville stille os over for det vanskelige problem med, hvad vi skal gøre med al den CO2. Et stigende antal startups udforsker måder at genbruge kuldioxid til produkter, herunder syntetiske brændstoffer, polymerer, kulfiber og beton. Det er lovende, men det, vi virkelig har brug for, er en billig måde at permanent opbevare de milliarder af tons kuldioxid, som vi måske skal trække ud af atmosfæren.

Energilagring i netskala
Vedvarende energikilder som vind og sol bliver billige og mere udbredte, men de genererer ikke elektricitet, når solen ikke skinner eller vinden ikke blæser. Det begrænser, hvor meget strøm disse kilder kan levere, og hvor hurtigt vi kan bevæge os væk fra stabile kilder som kul og naturgas. Omkostningerne ved at bygge nok batterier til at sikkerhedskopiere hele net til de dage, hvor vedvarende generations flag ville være astronomiske. Forskellige forskere og nystartede virksomheder arbejder på at udvikle billigere former for lagring i netskala, der kan holde i længere perioder, herunder strømningsbatterier eller tanke med smeltet salt. Uanset hvad, har vi desperat brug for en billigere og mere effektiv måde at opbevare enorme mængder elektricitet på.

Denne historie var en del af vores marts 2019-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Universal influenzavaccine
Pandemi influenza er sjælden, men dødelig. Mindst 50 millioner mennesker døde i 1918-pandemien af ​​H1N1-influenza. For nylig døde omkring en million mennesker i pandemierne 1957-'58 og 1968, mens noget i retning af en halv million døde i en gentagelse af H1N1 i 2009. De seneste dødstal er lavere, delvist fordi vira var mildere stammer. Vi er måske ikke så heldige næste gang - en særlig potent stamme af virussen kan replikere for hurtigt til, at enhver skræddersyet vaccine effektivt kan bekæmpe den. En universel influenzavaccine, der beskyttede ikke kun mod de relativt mindre skadelige varianter, men også mod et katastrofalt udbrud en gang i et århundrede, er en afgørende folkesundhedsudfordring.

Demens behandling
Mere end én ud af 10 amerikanere over 65 år har Alzheimers; en tredjedel af dem over 85 gør. Efterhånden som menneskers levetid forlænges, vil antallet af mennesker, der lever med sygdommen - i USA og rundt om i verden - sandsynligvis stige i vejret. Alzheimers er stadig dårligt forstået: endegyldige diagnoser er kun mulige efter døden, og selv da diskuterer læger skelnen mellem Alzheimers og andre former for demens. Fremskridt inden for neurovidenskab og genetik begynder dog at kaste mere lys. Denne forståelse giver ledetråde til, hvordan det kan være muligt at bremse eller endda lukke ned for de ødelæggende virkninger af tilstanden.

Oprydning af havet
Milliarder af bittesmå stykker plastik - såkaldt mikroplastik - flyder nu rundt i verdenshavene. Meget af dette affald kommer fra poser eller sugerør, der er blevet brudt op gennem tiden. Det forgifter fugle, fisk og mennesker. Forskere frygter, at virkningerne på både menneskers sundhed og miljøet vil være dybtgående, og det kan tage århundreder at rydde op i de hundredvis af millioner tons plastik, der er ophobet gennem årtier. Fordi forureningen er så diffus, er det svært at rydde op, og selvom der er prototypemetoder til at tackle de massive oceaniske affaldspletter, er der ingen løsning for kyster, have og vandveje.

Energieffektiv afsaltning
Der er omkring 50 gange så meget saltvand på jorden, som der er ferskvand. Efterhånden som verdens befolkning vokser, og klimaændringerne intensiverer tørken, vil behovet for ferskvand blive mere akut. Israel har bygget verdens største afsaltningsanlæg med omvendt osmose og får nu det meste af sit husholdningsvand fra havet, men den metode er for energikrævende til at være praktisk i hele verden. Nye typer membraner kan måske hjælpe; elektrokemiske teknikker kan også være med til at gøre brakvand nyttigt til kunstvanding. For så vidt angår teknologier til tilpasning til klimaændringer, burde skabelse af drikkevand fra havet være en topprioritet.

Sikker førerløs bil
Autonome køretøjer er blevet testet i millioner af kilometer på offentlige veje. Pilotprogrammer for levering og taxatjenester er undervejs på steder som forstæderne til Phoenix. Men førerløse biler er stadig ikke klar til at overtage vejene generelt. De har problemer med at håndtere kaotisk trafik og vanskeligheder med vejrforhold som sne og tåge. Hvis de kan gøres pålideligt sikre, kan de tillade en engrosfornyelse af transport. Trafikpropper kan blive elimineret, og byer kan blive forvandlet, efterhånden som parkeringspladser viger for nye udviklinger. Frem for alt forventes selvkørende biler, hvis de er udbredt, at eliminere de fleste af de 1,25 millioner dødsfald om året forårsaget af trafikulykker.

Indlejret AI
Sidste efterår fejede en video af Atlas, designet af Boston Dynamics, internettet. Det viste robotten hoppe op ad trin som en kommandosoldat. Dette skete kun to år efter, at AlphaGo slog verdens bedste Go-spiller. Atlas kan ikke spille Go (den er legemliggjort, men ikke intelligent), og AlphaGo kan ikke køre (den er intelligent, på sin egen måde, men mangler en krop). Så hvad sker der, hvis du sætter AlphaGos sind i Atlas krop? Mange forskere siger, at ægte generel kunstig intelligens kan afhænge af en evne til at relatere interne beregningsprocesser til virkelige ting i den fysiske verden, og at en AI ville opnå denne evne ved at lære at interagere med den fysiske verden, som mennesker og dyr gør.

Vi kan forudsige orkaner dage og nogle gange uger i forvejen, men jordskælv kommer stadig som en overraskelse. At forudsige dem med tillid kan redde millioner af liv.

Forudsigelse af jordskælv
Over 100.000 mennesker døde i jordskælvet i Haiti i 2010, og tsunamien i Det Indiske Ocean i 2004 - udløst af et af de kraftigste jordskælv, der nogensinde er registreret - dræbte næsten en kvart million mennesker i Indonesien, Sri Lanka, Indien og andre steder. Vi kan forudsige orkaner dage og nogle gange uger i forvejen, men jordskælv kommer stadig som en overraskelse. At forudsige jordskælv med en vis selvtillid på mellemlang sigt vil gøre det muligt for planlæggere at finde ud af holdbare løsninger. I det mindste at give et par timers advarsel ville give folk mulighed for at evakuere usikre områder og kunne redde millioner af liv.

Hjerneafkodning
Vores hjerner forbliver et dybt mysterium for neurovidenskabsmænd. Alt, hvad vi tænker og husker, og alle vores bevægelser, skal på en eller anden måde kodes i milliarder af neuroner i vores hoveder. Men hvad er den kode? Der er stadig mange ubekendte og gåder i at forstå den måde, vores hjerne lagrer og kommunikerer vores tanker på. At knække den kode kan føre til gennembrud i, hvordan vi behandler psykiske lidelser som skizofreni og autisme. Det kan give os mulighed for at forbedre direkte grænseflader, der kommunikerer direkte fra vores hjerne til computere eller endda til andre mennesker - en livsændrende udvikling for mennesker, der er lammet af skader eller degenerative sygdomme.

skjule