Technologie, które zmienią świat

Postępująca komputeryzacja i cyfryzacja przyczyniły się do rozwoju nauki i techniki, bezpośrednio powodując wielkie przeobrażenia kulturowo-gospodarcze, społeczne czy przyrodnicze takie jak globalizacja, problem dysproporcji rozwojowych społeczeństw, eksplozja demograficzna, zmniejszenie analfabetyzmu, migracje ludności, szybkość i dostępność informacji, zanieczyszczenie środowiska i zmiany klimatyczne.

Technologie, które zmieniają i będą zmieniać nasz świat, są dziś na wyciągnięcie ręki dzięki powszechnej dostępności informacji (internet, telewizja), ale przede wszystkim stają się szybko udziałem naszego życia, dzięki błyskawicznemu wdrażaniu produktów na rynki i bardzo wysokiemu czynnikowi konkurencji. To sprawia, że twórcy innowacji prześcigają się w oferowaniu produktów na miarę XXI wieku, zaspokajając potrzeby konsumentów, a każdy z tych produktów ma być postrzegany jako lokomotywa zmian prowadząca ludzkość ku lepszej rzeczywistości. Wśród liderów innowacji dostrzec można rynkowych potentatów (Microsoft,Google, IBM, Dell, Intel, Cisco, Samsung), a także start-upy, które często są wykupywane przez gigantów, o ile ich projekty niosą ze sobą powiew innowacyjnych przeobrażeń. Warto zwrócić uwagę na technologie, których upowszechnienie już niebawem wpłynie w znaczący sposób na zmianę jakości naszego życia w wielu aspektach.

Nie sposób wymienić wszystkich nurtów kształtujących obecnie naszą cywilizację, niemniej kilka z nich szczególnie zwraca uwagę, ponieważ przeszły już pierwszą próbę, udowadniając swoją użyteczność i dając powód, by obserwować ich rozwój. Warto zauważyć, że tworzenie nowych technologii i ich popularyzacja jest często domeną start-upów.

Przedstawiamy nowe technologie, których upowszechnienie wpłynie już niebawem znacząco na zmianę jakości naszego życia:

Druk 3D

Jedną z najbardziej perspektywicznych technologii jest druk 3D. Początkowo służył wyłącznie do specjalistycznego prototypowania, obecnie coraz częściej znajduje zastosowanie w użytku domowym. Z uwagi na słabą dostępność materiałów oraz na relatywnie długi czas drukowania nie znajdował zastosowania jako metoda produkcji masowej. Dziś powstają modele drukarek, które skracają czas druku, a także łatwiej dostępne materiały, dlatego firmy coraz częściej stosują druk 3D do produkcji komponentów, czy nawet całych produktów. W przemyśle już dziś za pomocą tej metody wytwarza się półprodukty lub proste elementy łączeniowe - złącza, śruby czy nasadki. Za pomocą druku 3D możliwe jest tworzenie skomplikowanych modeli, np. wytwarzanie broni palnej (w USA zajmuje się tym specjalistycznie firma Defense Distributed). Rozwój technologii drukowania zapoczątkował debatę na temat niebezpieczeństw związanych z możliwością niekontrolowanego wytwarzania przedmiotów takich jak wspomniana broń, na które wymagane są pozwolenia i certyfikacje. W druk 3D inwestują dziś hojnie największe firmy technologiczne - np. Intel czy Dell. Znane start-upy produkujące sprzęt (drukarki), oprogramowanie i dystrybuujące projekty modeli to m.in. CGTrafder, makexyz, czy Zortrax – polska firma z Olsztyna, która na produkcję swojej drukarki zebrała 180 tysięcy dolarów i była pierwszym polskim start-upem, któremu udało się odnieść międzynarodowy sukces na Kickstarterze. Dzisiaj Zortrax ma również pierwszy w Polsce salon druku 3D z siedzibą w Krakowie.

UAV, czyli drony

Jednym z czynników napędzających rozwój myśli technicznej są konflikty zbrojne. Zawrotna kariera, jaką zrobiły drony w dziedzinie wojskowości, doczekała się swojej kontynuacji na gruncie gospodarczym. Według Drone Project rynek ten wzrośnie o ponad 90 miliardów dolarów w ciągu najbliższych pięciu lat. W samych Niemczech w latach 2012 i 2013 zanotowano pięciokrotny wzrost zarówno wartości rynku, jak i liczby dostępnych urządzeń. Ich ceny są relatywnie niskie dzięki malejącym kosztom procesorów, kamer i nadajników GPS. Dosyć prężnie działa społeczność użytkowników dronów, a na popularnych portalach, takich jak DIY Drones, dostępne jest oprogramowanie open-source dla sterowników i kontrolerów oraz schematy budowy urządzenia domowej roboty. Drony znajdują się w centrum uwagi zarówno osób prywatnych, wykorzystujących je w celach rozrywkowych, jak i firm. Zastosowanie komercyjne dronów jest niezwykle szerokie i wydaje się być ograniczone tylko wyobraźnią. Służą więc m.in. do fotografowania i filmowania z powietrza uroczystości czy koncertów, monitorowania bezpieczeństwa, dostarczania przesyłek - zwłaszcza testowane w sprzedaży online przez Amazon i Alibaba, walki z przestępczością, przydają się w ratownictwie wodnym, a nawet jako internetowa stacja transmisyjna. W planach Facebooka jest bowiem dostarczanie internetu za pomocą gigantycznego drona. Szerokie zastosowanie znajdują też w przemyśle i rolnictwie. W przypadku tego drugiego wykonują zdjęcia dużych gruntów, które poddawane są następnie analizie. Za pomocą zdjęć możliwe jest zidentyfikowanie obszarów z zainfekowanymi lub zaatakowanymi przez szkodniki plonami, co jest trudne do wykonania z ziemi. Zdjęcia z powietrza ukazują też problemy z siecią irygacyjną, pozwalając lepiej zarządzać nawadnianiem i szybciej reagować w przypadku pojawiających się trudności. Odpowiednio wcześnie wykryte symptomy pozwalają podjąć działania i uratować zbiory, a tym samym zatrzymać niemałe pieniądze. Zastosowanie dronów pozwala zwiększenie efektywności gospodarki rolnej, dlatego z całą pewnością już niebawem tego typu maszyny staną się nieodłączną częścią rolnego inwentarza. Bez wątpienia drony będą tematem debaty jako jeden z największych obecnie fenomenów technologicznych, a kontrowersje dotyczące ich wpływu na bezpieczeństwo, prywatność czy rozwój różnych gałęzi przemysłu dyskutowane będą jeszcze przez co najmniej kilka lat. Wśród start-upów zajmujących się produkcją urządzeń i komponentów są Skyworks Aerial Systems, CyPhy Works, czy Alta Devices, przy produkcji oprogramowania wyróżniają się Drone Deploy i Airware. Na międzynarodowym rynku działa też firma Verse, która jest start-upem z polskimi korzeniami.

Nanotechnologia w medycynie

Kiedy w końcówce lat 50-tych XX wieku Richard Feynman mówił o miniaturyzacji rzeczywistości do rozmiarów milion razy mniejszych niż główka szpilki, świat nauki traktował go jak fantastę. Dziś nanotechnologia jest rzeczywistością, a jej zastosowanie obok dziedzin przemysłowych dotyczy również medycznych. Wykorzystuje się ją w farmakologii, przy aplikacji leków w wysokich stężeniach, dzięki czemu zmniejsza się ryzyko wystąpienia skutków ubocznych. Pozwala to na zamknięcie leku w minikapsułkę i aktywowanie go dopiero wówczas, gdy dotrze do organu dotkniętego chorobą. Środowisko lekarskie wiąże wielkie nadzieje z wykorzystaniem nanotechnologii w walce z nowotworami. Amerykańscy naukowcy stworzyli już nanobotyzwalczające komórki rakowe rozpoznane przez przeciwciała. Zastosowanie nanotechnologii dotyczy także regeneracji uszkodzonych tkanek. Wynalezione przez naukowców nanorurki z powodzeniem zastępują tradycyjne wszczepy, nie narażając się na ryzyko odrzucenia. Nanowłókna umiejscowione w odpowiedniej części organizmu mogą posłużyć jako stelaż do regeneracji takich narządów jak wątroba, trzustka a nawetserce. Nanotechnologia pozwala prowadzić bardziej skuteczną diagnostykę, ponadto lekarz wykorzystujący nanoboty ma nieprzerwany i natychmiastowy dostęp do informacji o stanie pacjenta. Nanomedycyna i biotechnologia to dziś jedne z tych dziedzin nauki, w które najchętniej się inwestuje i szerokie pole działania start-upów takich jak: Nanofiber Solutions, Avails Medical, Drop Diagnostics, CerMed, czy BioNanovations.

NeuroOn: maska do snu polifazowego

W dziedzinie związanej ze zdrowiem mamy również polski akcent. NeuroOn to start-up, który zrobił furorę na Kickstarterze za sprawą pierwszej na świecie maski do snu polifazowego. Twórcy obiecują, że ten rewolucyjny wynalazek pozwoli przede wszystkim oszczędzić czas, ponieważ stosując maskę będziemy mogli efektywnie wypocząć już po 2 godzinach. Ponadto za pomocą urządzenia możliwe będzie dokładne monitorowanie sennej aktywności, a więc sprawowanie pełnej kontroli, a także analiza i poprawa czynników, które wpływają na zmniejszenie skuteczności odpoczynku.

Internet rzeczy, czyli sieć naczyń połączonych

Terminem Internet of Things (IoT) nazywany jest ogół urządzeń komunikujących się ze sobą oraz z ludźmi za pośrednictwem sieci. Zgodnie z niemal wszystkimi wiarygodnymi źródłami obecnie na świecie około trzech miliardów ludzi korzysta z internetu. Zakłada się, że w 2020 roku liczba ta wzrośnie o jedną trzecią. Według Cisco w 2020 roku będzie już około 50 miliardów urządzeń podłączonych do sieci na całym świecie. Niektórzy nazywają to zjawisko „internet rzeczy” (Internet of Things) lub „Machine 2 Machine” albo M2M. Powszechnie mówi się już o tym, że IoT doprowadzi do technologicznej transformacji, po której możliwe będzie doświadczanie i kontrolowanie w pełni fizycznego świata za pomocą urządzeń. Dotyczy to przedmiotów z bardzo wielu branż i rynków, m.in. wyposażenie domu, automatyzacja w budownictwie, wearables (elektroniczne przedmioty codziennego użytku), sport, moda czy nawet energetyka. Internet rzeczy zyskuje na popularności, a jeden z największych obszarów jego rozwoju koncentruje się na rozwiązaniach dla domów. Systemy zarządzania urządzeniami w domu, tzw. smart homes są coraz bardziej popularne na Zachodzie, a ogromne inwestycje w nie poczyniły już największe firmy na rynku, m.in. Microsoft, IBM czy Intel, produkując zarówno same urządzenia (inteligentne termostaty, systemy oświetleń, systemy elektryczne, czy czujniki parkowania), jak i oprogramowanie. Podobnie jak w przypadku innych innowacji, także tutaj pojawiają się kontrowersje związane z etyką, prywatnością i bezpieczeństwem.

Obok aktualnie funkcjonujących i rozwijanych technologii powstają kolejne, które w planach ich twórców mają zrewolucjonizować nie tylko rynki, ale cały otaczający nas świat. Mają być odpowiednikami epokowych wynalazków czasów renesansu i rewolucji przemysłowej.

Rozpoznawanie obrazu

Rozpoznawanie obrazu to proces klasyfikacji, identyfikacji i interpretacji obrazu opierający się na algorytmach dokonujących precyzyjnej analizy weryfikowanego obiektu. Wykorzystanie tej technologii jest bardzo szerokie i w zależności od dziedziny czy branży ewoluuje w nieco innym kierunku. Podejście do tego zagadnienia na dużą skalę przedstawia Google, który wykorzystuje rozpoznawanie obrazu w swoim samodzielnym samochodzie, który został zaprezentowany w końcówce 2014 roku. Docelowo auto Google ma poruszać się, rozpoznając otoczenie i obrazy, zamiast opierać się na wgranej bazie danych cyfrowych map z ulicami i zaznaczonymi znakami drogowymi - otoczenie drogowe jest bardzo zmienne – np. roboty drogowe czy objazdy. Rozpoznawanie obrazu to także krok do bardziej zaawansowanej technologii – połączenia rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości sterowanej ruchem. Kiedy w 2014 roku Google ogłosił, że stał się właścicielem start-upu za bajeczną kwotę 542 mln dolarów, nie wyjawił nad jakim projektem będzie pracował. Dziś wiadomo już, że Magic Leap zajmuje się tworzeniem urządzenia i oprogramowania do kreowania wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości. Oznacza to, że podczas codziennych czynności, takich jak praca, wypoczynek czy podróże, możliwa będzie projekcja filmów, obrazów, czy uruchomienie gier wchodzących w interakcję z nami i z naszym otoczeniem - oczywiście tylko na wyświetlaczu. Do tego w grę wchodzi współdzielenie rzeczywistości ze znajomymi, co stwarza ogromne możliwości zarówno w obszarze zawodowym, jak i rozrywkowym.

Egzoszkielet – nie tylko wymysł rodem z komiksów Marvela

W dobie ogromnego postępu medycyny, w tym zwłaszcza w zakresie leczenia, diagnostyki, czy wykonywania zabiegów, niezbędne jest także polepszanie warunków życia osobom niepełnosprawnym, szczególnie wytwarzania nowych udogodnień. Egzoszkielet jest w stanie w pełni zastąpić wózek inwalidzki, usprawniając sposób poruszania się sparaliżowanych osób, może stanowić alternatywę dla protez ramion, nóg lub stanowić swego rodzaju zbroję ułatwiającą ruch dla osób z niedowładem mięśni lub problemami ruchowymi. Aktualnie na rynku jest kilka propozycji tego rodzaju rozwiązań, w tym ReWalk jako najlepsza alternatywa dla wózków czy HAL (Hybrid Assistive Limb).

Egzoszkielety testowane są też przez służby ratownicze jako urządzenia zwiększające siłę i stanowiące ochronę. Stosowane są podczas akcji w zawalonych budynkach i terenach po trzęsieniach ziemi. Systemy te mogą być użyteczne także w budownictwie czy logistyce. Produkcja egzoszkieletów to od lat domena branży zbrojeniowej. Naukowcy pracują nad wyposażeniem pozwalającym żołnierzom poruszać się szybciej, nosić cięższy ekwipunek, ale przede wszystkim posiadać większe możliwości bojowe. Urządzenia zasilane są systemem siłowników elektrycznych, pneumatycznych lub hydraulicznych. Sterowanie egzoszkieletem może odbywać się na kilka sposobów, m.in. manualnie (np. za pomocą joysticka), głosem, za pomocą czujników naskórnych i podskórnych oraz poprzez sygnały bioelektryczne z ośrodkowego układu nerwowego. Egzoszkielety występują bardzo licznie w literaturze, komiksach, filmach fantastycznych i jak pokazują ostatnie lata, science fiction zaczyna zamieniać się w rzeczywistość.

Szybki transport – nawet 6500 km/h?

Przemierzanie dużych odległości w coraz krótszym czasie od niepamiętnych czasów było żywym pragnieniem ludzkości. Rozwój aerodynamiki znacząco skrócił czas podróży, pozwalając przy tym na stosunkowo szybką podróż pomiędzy kontynentami. Oczekiwania nie zostały jednak wyczerpane i wciąż obmyślane są sposoby na jeszcze szybszą komunikację. Jednym z wizjonerów jest miliarder, twórca Paypal, SpaceX oraz Tesla Motors – Elon Musk. Projekt, który zamierza wdrożyć w życie to Hyperloop, system transportu łączący Los Angeles z San Francisco. Czas podróży ma zajmować 35 minut, podczas gdy obecnie wynosi ponad 6 godzin. System ma być napędzany energią słoneczną i być sześciokrotnie tańszy niż zbudowanie szybkiej kolei pomiędzy wspomnianymi miastami. Prędkość poruszania się pojazdu ma być przydźwiękowa (około 1200 km/h). Nad metodami szybkiego transportu pracuje obecnie wiele ośrodków naukowych i korporacji. Jednym z surrealistycznych pomysłów jest wdrożenie systemu transportu tubą próżniową (z ang. Evacuated Tube Transport). Polega on na utworzeniu sieci rur, w których transportowani mogliby być ludzie zamknięci w kapsułach. Przemieszczanie się w takich środkach lokomocji mogłoby odbywać się z prędkością 6 500 km/h. Zasilanie odbywa się poprzez silniki elektryczne, co wprowadza istotny aspekt ekologiczny. Tworzeniem tego typu systemu zajmuje się już dziś firma ET3, a jej usługami zainteresowane są miasta w USA.

Nowe technologie rozwijają się w bardzo szybkim tempie i choć dotyczą różnych dziedzin i mają inną charakterystykę, to czynnikiem stymulującym ich dynamikę jest rozwój komputeryzacji i sieci. Te z kolei rozrastają się w tak szybkim tempie, że możemy być pewni, iż dzisiejsze tempo zmian technologicznych jest najwolniejszym spośród tych, jakich jeszcze doświadczymy.