Δέκα τάσεις που διαμορφώνουν τις επιστημονικές εξελίξεις της δεκαετίας

Από την τεχνητή νοημοσύνη μέχρι τα ψυχεδελικά φάρμακα, η δεκαετία που διανύουμε φέρνει μια πληθώρα επιστημονικών και τεχνολογικών εξελίξεων.

Εξελίξεις που υπόσχονται μεγάλη πρόοδο στην προστασία της υγείας, την εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος τις μεταφορές, και την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, μεταξύ άλλων.

Ας δούμε λοιπόν τι πρέπει να περιμένουμε από την επιστήμη τα επόμενα χρόνια σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του Smithsonian Magazine.

Επιστροφή στη Σελήνη

Η δεκαετία του 2020 φέρνει μια σειρά από φιλόδοξες διαστημικές αποστολές. Το πρόγραμμα Artemis που υλοποιεί η NASA έχει στόχο την αποστολή της πρώτης γυναίκας στη Σελήνη το 2024, αν και όλα δείχνουν ότι το εγχείρημα θα αναβληθεί για το 2028.

Η επιστροφή των Αμερικανών στη Σελήνη θα αποτελέσει πρόβα για την πρώτη αποστολή ανθρώπων στον Άρη, η οποία θα μπορούσε να εκτοξευτεί γύρω στα μέσα της δεκαετίας του 2030, ελπίζει η NASA.

Το 2024 θα είναι πάντως η χρονιά του Άρη για την Ιαπωνία, η οποία θα εκτοξεύσει την αποστολή MMX (Εξερευνητής Δορυφόρων του Άρη) για να μελετήσει τα δύο μικρά φεγγάρια του γειτονικού πλανήτη, τον Φόβο και τον Δείμο. Το σκάφος θα προσεδαφιστεί αρχικά στον Φόβο, του οποίου το βαρυτικό πεδίο είναι 1.800 πιο ασθενές από ότι της Γης, και θα συλλέξει δείγματα πριν πλησιάσει σε μικρή απόσταση τον Δείμο. Τα πολύτιμα δείγματα αναμένονται στη Γη το 2029.

Νωρίτερα, το 2023, αναμένεται να φτάσουν στη Γη τα δείγματα που συνέλεξε από τον αστεροειδή Bennu η αμερικανική αποστολή Osiris-Rex, η οποία μελετά τον διαστημικό βράχο από το 2018. Οι ερευνητές της NASA θέλουν να εξετάσουν αν το νερό των ωκεανών και οι δομικοί λίθοι της ζωής έφτασαν στη Γη κατά την πρόσκρουση αστεροειδών.

Η ώρα των ιπτάμενων αυτοκινήτων

Το VA-X4 της Vertical Aerospace έχει εξασφαλίσει στήριξη από μεγάλους επενδυτές ( Vertical Aerospace )

Τα ιπτάμενα οχήματα είναι μια παλιά ιδέα που μοιάζει πλέον με κλισέ, μπορεί όμως να γίνουν πραγματικότητα τη δεκαετία που διανύουμε.

Τα περισσότερα πειραματικά ιπτάμενα οχήματα μοιάζουν με υπερμεγέθη drone που λειτουργούν αυτόνομα, χωρίς ανάγκη για πιλότο. Υπάρχουν και κάποια πειραματικά μοντέλα που μετατρέπονται από τροχοφόρα σε αεροσκάφη, όμως τα περισσότερα από τα υποψήφια ιπτάμενα αυτοκίνητα μοιάζουν περισσότερο με ελικόπτερα.

Η τεχνολογία πιθανότατα θα αξιοποιηθεί αρχικά σε στόλους ιπτάμενων ταξί, όπως αυτά που δοκιμάζει η Uber με την προοπτική να τα φέρει στην αγορά το 2023.

Στην εποχή της ιπτάμενης αυτοκίνησης επενδύουν κι άλλες μεγάλες εταιρείες όπως οι Boeing, Porsche, Hyundai, Aston Martin, Rolls Royce και Gelly.

Χωρίς νέες υποδομές, πάντως, τα ιπτάμενα οχήματα μάλλον θα παραμείνουν όνειρο για τους περισσότερους.

Καλύτερες μπαταρίες

Το μέλλον της αυτοκίνησης είναι ηλεκτρικό (Reuters)

Όλοι συμφωνούν ότι η ηλεκτροκίνηση είναι το μέλλον, δεδομένου όμως ότι οι φορτιστές σπανίζουν, πολλοί φοβούνται ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα τους αφήσουν στη μέση του δρόμου. Η επόμενη γενιά ηλεκτρικών αυτοκινήτων, όπως και τα επόμενα κινητά τηλέφωνα, θα πρέπει να βασιστούν σε πιο αποδοτικές μπαταρίες.

Όλες οι μπαταρίες φέρουν δύο ηλεκτρόδια, την κάθοδο και την άνοδο, ανάμεσα στα οποία υπάρχει ένας υγρός ηλεκτρολύτης μέσα στον οποίο κινούνται ιόντα. Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, την τεχνολογία που τροφοδοτεί τις σημερινές ηλεκτρονικές συσκευές και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η άνοδος κατασκευάζεται συνήθως από γραφίτη, ο οποίος θα μπορούσε να αντικατασταθεί από νέα υλικά. Στα περισσότερα κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές, η κάθοδος αποτελείται από οξείδιο λιθίου-κοβαλτίου, το οποίο προσφέρει ικανοποιητικές επιδόσεις αλλά είναι ακριβό και η απόδοσή του πέφτει με το χρόνο. Η δεκαετία που διανύουμε είναι μια δεκαετία αναζήτησης για νέα, καλύτερα υλικά.

Υπάρχουν εξάλλου εταιρείες που προσπαθούν να αξιοποιήσουν το θαυματουργό γραφένιο στις μπαταρίες λιθίου, κάτι που η Samsung ελπίζει να πετύχει εντός του 2021. Το γραφένιο, ένα ασυνήθιστο υλικό από φύλλα άνθρακα με πάχος ενός ατόμου, θα μπορούσε να οδηγήσει σε μικρότερες μπαταρίες που φορτίζονται ταχύερα.

Ψυχεδελικές θεραπείες

Το μέλλον της ψυχιατρικής ίσως είναι ψυχεδελικό

Η δεκαετία του 2010 ήταν η χρονιά της κάνναβης, καθώς 33 από τις 50 αμερικανικές πολιτείες νομιμοποίησαν την ιατρική χρήση του διαβόητου φυτού. Όπως φαίνεται, η νέα δεκαετία φέρνει στην ιατρική τα ψυχεδελικά ναρκωτικά.

Το 2019, διάσημο το Πανεπιστήμιο «Τζονς Χόπκινς» ίδρυσε Κέντρο Έρευνας Ψυχεδελικών και Συνείδησης με στόχο την ανάπτυξη θεραπειών για μια ποικιλία παθήσεων, από τον εθισμό και την μετατραυματική διαταραχή μέχρι τη νόσο του Αλτσχάιμερ.

Μέχρι στιγμής οι περισσότερες έρευνες εστιάζονται στην ψιλοκυβίνη, το ψυχοδραστικό συστατικό των «μαγικών μανιταριών», το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε σχετικά χαμηλές δόσεις για την αντιμετώπιση του εθισμού στη νικοτίνη, της κατάθλιψης και του άγχους. Η ψιλοκυβίνη θα μπορούσε ενδεχομένως να αποδειχθεί χρήσιμη για την αντιμετώπιση του χρόνιου πόνου.

Δοκιμές πραγματοποιούνται επίσης με το MDMA, περισσότερο γνωστό ως ecstacy, το οποίο δίνει υποσχόμενα αποτελέσματα στην κατάθλιψη και τη μετατραυματική διαταραχή.

Μια άλλη ελπιδοφόρα ουσία είναι η κεταμίνη, η οποία χρησιμοποιείται ως αναισθητικό αλλά και ως ψυχεδελικό ναρκωτικό με την ονομασία «special K». Το 2019, η αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) ενέκρινε ένα παράγωγο της κεταμίνης, την εσκεταμίνη, ως θεραπεία για την βαριά κατάθλιψη που δεν βελτιώνεται με άλλα φάρμακα. Σε αντίθεση με τα σημερινά αντικαταθλιπτικά, τα οποία συχνά χρειάζονται εβδομάδες για να δράσουν, η κεταμίνη δείχνει να προσφέρει ανακούφιση διαρκείας με μία μόνη δόση.

Κύμα εξαφάνισης ειδών

Πυρκαγιές σάρωσαν τον Αμαζόνιο το 2019 και το 2020 (Reuters)

Έντομα, αμφίβια, πτηνα και θηλαστικά μειώνονται και συχνά απειλούνται με εξαφάνιση σε όλο τον κόσμο –ένα φαινόμενο που αποδίδεται σε ένα τοξικό κοκτέιλ απειλών, όπως η καταστροφή ενδιαιτημάτων, η ρύπανση και η κλιματική αλλαγή. Σύμφωνα με τον ΟΗΕ, η ανθρωπότητα πρέπει να λάβει δραστικά μέτρα εντός της δεκαετίες για να περιορίσει την απώλεια βιοποικιλότητας.

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο ζητούν γενναίες δεσμεύσεις για την προστασία βιοτόμων, τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, των πλαστικών και των γεωργικών φαρμάκων.

Σημαντικό ρόλο παίζει ήδη η μελέτη απειλούμενων πληθυσμών με νέες τεχνολογίες όπως αυτόματες κάμερες και μικροσκοπικοί πομποί παρακολούθησης. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα Wildlife Insights, το οποίο χρηματοδοτούν η Google και το Ίδρυμα Σμιθσόνιαν, χρησιμοποιεί το υπολογιστικό νέφος και την τεχνητή νοημοσύνη για την αυτόματη αναγνώριση ειδών σε εικόνες, ώστε να χαρτογραφείται πιο εύκολα η γεωγραφική εξάπλωση κάθε είδους.

Στο μεταξύ, συστήματα αναγνώρισης προσώπων και φορητές συσκευές αλληλούχισης DNA αξιοποιούνται για την αντιμετώπιση του παράνομου εμπορίου άγριας ζωής.

Γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα

Βιοτεχνολογία και νέες γεωργικές πρακτικές θα μπορούσαν να προσφέρουν διατροφική ασφάλεια για εκατομμύρια ανθρώπους

Σύμφωνα με ορισμένους υπολογισμούς, τα επόμενα 35 χρόνια η ανθρωπότητα θα πρέπει να παραγάγει περισσότερα τρόφιμα από ό,τι είχε παράγει σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας.

Αν και τα γενετικά τροποποιημένα φυτά καλλιεργούνται ήδη σε μεγάλο μέρος του πλανήτη, η δεκαετία που διανύουμε νέες ποικιλίες αναμένεται να αξιοποιηθούν εμπορικά. Το λεγόμενο «χρυσό ρύζι», μια ποικιλία που δημιουργήθηκε για την πρόληψη της έλλειψης βιταμίνης Α που αφήνει τυφλά χιλιάδες παιδιά κάθε χρόνο, είναι πιθανό να αρχίσει να καλλιεργείται στην Ασία πριν από το τέλος της δεκαετίας.

Υπό ανάπτυξη βρίσκονται στο μεταξύ γενετικά τροποποιημένες ποικιλίες με ανθεκτικότητα στην ξηρασία και άλλα δεινά που φέρνει η κλιματική αλλαγή.

Άλλες ερευνητικές ομάδες εστιάζονται στη βιώσιμη γεωργία και τη μείωση της σπατάλης τροφίμων.

Έξυπνες μηχανές

Τεχνητή νοημοσύνη και ρομποτική αλλάζουν την αγορά εργασίας

Η επανάσταση που ξεκίνησε την περασμένη δεκαετία στο χώρο της τεχνητής νοημοσύνης αναμένεται να συνεχιστεί με μεγαλύτερη ταχύτητα τα επόμενα χρόνια. Ήδη, οι μηχανές νικούν τους ανθρώπους στα περισσότερα επιτραπέζια παιχνίδια, προβλέπουν τον καιρό και ερμηνεύουν ακτινογραφίες και αξονικές τομογραφίες καλύτερα από ό,τι οι ακτινολόγοι. Η Google, για παράδειγμα, έχει ήδη παρουσιάσει μια τεχνητή νοημοσύνη για τη διάγνωση του καρκίνου σε μαστογραφίες και ετοιμάζεται να επεκτείνει την τεχνολογία σε νέες ιατρικές εφαρμογές.

Πιο αμφιλεγόμενη είναι η τεχνολογία αναγνώρισης προσώπων, με την οποία πειραματίζονται οι διωκτικές αρχές σε αρκετές χώρες. Άλλοι κάνουν λόγο για μεγάλη νίκη στην πρόληψη του εγκλήματος, άλλοι ανησυχούν για εισβολή του Μεγάλου Αδελφού στην ιδιωτική ζωή.

Η συζήτηση για τις ηθικές διαστάσεις της τεχνητής νοημοσύνης αναμένεται να ενταθούν τη δεκαετία του 2020. Μηχανές που συλλέγουν προσωπικά δεδομένα εγείρουν θέματα προστασίας της ιδιωτικότητας, ενώ ορισμένες εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης αναπαράγουν κοινωνικά στερεότυπα και κατηγορούνται για διακρίσεις εις βάρος μειονοτήτων –κάτι που συμβαίνει για παράδειγμα όταν ένα σύστημα αναγνώρισης προσώπων αναγνωρίζει εσφαλμένα τους μαύρους πολίτες.

Πολλοί εξάλλου, θεωρούν ότι η τεχνητή νοημοσύνη θα ξεπεράσει σύντομα τις ανθρώπινες ικανότητες και θα αναδειχθεί σε υπαρξιακό ζήτημα για την ανθρωπότητα.

Λύση στο πρόβλημα του πλαστικού

Νέες τεχνολογίες και νέα υλικά ίσως δώσουν λύση στο πρόβλημα της πλαστικής ρύπανσης (Reuters)

Τα τελευταία 70 χρόνια, η ανθρωπότητα έχει παραγάγει πάνω από 8 δισεκατομμύρια τόνους πλαστικού –και το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ποσότητας παραμένει αναλλοίωτο, είχε σε χωματερές είτε στις θάλασσες. Όλο και περισσότερο, οι επιστήμονες ανησυχούν για τις επιπτώσεις στο περιβάλλον και πιθανώς και στη δημόσια υγεία, δεδομένου ότι τα πλαστικά που εισέρχονται στο τροφικό πλέγμα καταλήγουν στο πιάτο μας.

Μια πιθανή λύση είναι η τεχνολογία της «χημικής ανακύκλωσης», η οποία μετατρέπει τα πλαστικά σε καύσιμα ή πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία. Θα ήταν μια σημαντική βελτίωση, αν σκεφτεί κανείς ότι σήμερα μόνο το 9% των πλαστικών απορριμμάτων περνούν από μηχανική ανακύκλωση.

Μια άλλη λύση θα ήταν η ανάπτυξη εναλλακτικών λύσεων, όπως πολυμερή υλικά από φυτικές ίνες, μύκητες, ακόμα και κελύφη γαρίδων. Άλλες εταιρείες πειραματίζονται με χημική τροποποίηση των σημερινών πλαστικών ώστε να αποδομούνται ταχύτερα στο περιβάλλον.

Στο μεταξύ, η Ευρωπαϊκή Ένωση και άλλες χώρες προχωρούν στην απαγόρευση των πλαστικών μίας χρήσης, τα οποία συχνά καταλήγουν στο περιβάλλον.

Προστασία της δημόσιας Υγείας

H πανδημία κατέστησε σαφή την απειλή νέων παθογόνων παραγόντων (Reuters)

Η πανδημία του κοροναϊού SARS-CoV-2 ξύπνησε τα αντανακλαστικά των κυβερνήσεων, οι οποίες για χρόνια έκλειναν τα αφτιά στους επιδημιολόγους που προειδοποιούσαν για νέα παθογόνα.

Τα λοιμώδη νοσήματα, ορισμένα από τα οποία είναι εύκολα αντιμετωπίσιμα, παραμένουν πρώτη αιτία θανάτου σε χώρες χαμηλού εισοδήματος, κυρίως λόγω κακών συνθηκών υγιεινής και περιορισμένης πρόσβασης σε υπηρεσίες υγείας.

Εν μέσω πανδημίας, οι κυβερνήσεις δημιουργούν ή ισχυροποιούν τα δίκτυα επιδημιολογικής επιτήρησης και χρηματοδοτούν έρευνες για την έγκαιρη αναγνώριση νέων απειλών, καθώς η κλιματική αλλαγή και η υποβάθμιση του περιβάλλοντος φέρνουν τον άνθρωπο πιο κοντά σε είδη που φιλοξενούν ιούς και μικρόβια.

Μια σημαντική εξέλιξη είναι τα εμβόλια νέας τεχνολογίας, όπως τα εμβόλια mRNA ή ιικού φορέα, τα οποία αναπτύσσονται και βγαίνουν στην παραγωγή σε χρόνο ρεκόρ. Τα πρώτα εμβόλια κατά του κοροναϊού, βασισμένα στην τεχνολογία του mRNA, πέρασαν στην παραγωγή εντός τεσσάρων μηνών από την αναγνώριση του SARS-CoV-2, αντί σε δέκα χρόνια όπως συνέβη με άλλες ασθένειες.

Τη δεκαετία που διανύουμε η ανθρωπότητα ίσως καταφέρει να εξαφανίσει από τον πλανήτη την ασθένεια της δρακουνκουλίασης, η οποία οφείλεται σε ένα παρασιτικό σκουλήκι που ενδημεί στην Αφρική. Ήδη έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος, αφού τα κρούσματα μειώθηκαν από 3,5 εκατομμύρια το χρόνο τη δεκαετία του 1980 σε μόλις 28 το 2018.

Αν ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας πετύχει το στόχο για παγκόσμια εξάλειψη της ασθένειας μέχρι το 2030, το σκουλήκι της δρακουνκουλίασης θα γίνει ο δεύτερος παθογόνος παράγοντας που εξαφανίζεται από τον πλανήτη με ανθρώπινη παρέμβαση.

Το ίδιο θα μπορούσε να συμβεί με την ιλαρά, εφόσον συνεχιστούν οι εμβολιασμοί σε όλο τον κόσμο.

Λαμπρό μέλλον για την ηλιακή ενέργεια

H τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συνεχίζει να εξελίσσεται, οι τιμές πέφτουν (Reuters)

Λόγω της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής, η δεκαετία του 2010 ήταν η θερμότερη στα χρονικά και όλα δείχνουν ότι η δεκαετία που διανύουμε θα καταρρίψει εκ νέου το ρεκόρ.

Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος της Συμφωνίας του Παρισιού, ο οποίος προβλέπει ότι η άνοδος της θερμοκρασίας μέχρι το τέλος του αιώνα πρέπει να συγκρατηθεί στον 1,5 βαθμό Κελσίου, σε σχέση με τα προβιομηχανικά επίπεδα, η κατανάλωση ορυκτών καυσίμων πρέπει να μηδενιστεί μέχρι τα μέσα του αιώνα.

Σύμφωνα με αρκετές εκτιμήσεις, η αιολική και ηλιακή ενέργεια και η ενέργεια των υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων θα έχουν ξεπεράσει το κάρβουνο ως κύρια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το 2030.

Η ηλιακή ενέργεια είναι ίσως η πιο υποσχόμενη τεχνολογία, καθώς το κόστος των φωτοβολταϊκών συστημάτων συνεχίζει να μειώνεται. Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, η λιακάδα θα καλύπτει το ένα πέμπτο της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στις αρχές της επόμενης δεκαετίας.