De la ciencia basada en la IA a los órganos editados genéticamente: las 10 principales tecnologías emergentes de 2024

La necesidad de órganos para trasplantes “supera con creces” lo que está disponible en el grupo de donantes, según el WEF. Pero para más de tres Durante décadas, los científicos han avanzado en la edición de genes, que eventualmente puede usarse para trasplantar órganos de animales a humanos.

Tecnologías como CRISPR-Cas9 han hecho posible editar genes en cerdos, como eliminar genes de virus que podrían infectar a pacientes. Esto, junto con ciertos regímenes farmacológicos, ha permitido a algunos primates no humanos vivir durante meses, e incluso años, con riñones de cerdo y corazones, según el WEF.

“Si el ‘xenotrasplante’, o el trasplante de órganos de animales a humanos, se convierte en una forma común de terapia, impactaría no sólo la calidad de vida de millones de pacientes, pero también podría generar cambios en la economía de la atención sanitaria”, dijo el FEM.

Comprender los genomas va más allá de los trasplantes de órganos: las células especializadas de cerdo también podrían mejorar otras afecciones como la diabetes o la enfermedad de Parkinson, según el WEF . Sin embargo, los xenotrasplantes plantean preocupaciones éticas que aún deben explorarse.

Los piensos alternativos para el ganado, que pueden obtenerse de insectos y residuos de alimentos, pueden ser una solución sostenible en función de la demanda de proteínas en la agricultura animal. Los piensos “proporcionan alternativas viables” a la soja, el maíz y el trigo tradicionales, afirmó el WEF, añadiendo que casi el 80% de la soja La producción se utiliza para la alimentación animal, lo que impacta negativamente al medio ambiente.

El uso de piensos alternativos también podría proteger el bienestar animal porque añade diversidad y valor nutricional. Pero todavía existen preocupaciones sobre cómo afectarán las regulaciones ambientales. impacta los piensos alternativos y se enfrenta a la competencia de la producción de combustible sostenible, que podría potencialmente aumentar los precios y limitar la disponibilidad de piensos para el ganado. dijo el WEF.

Los investigadores están diseñando microorganismos, como bacterias y microalgas, para capturar gases de efecto invernadero y convertirlos en productos como combustible y fertilizantes. Sólo los productos tienen potencial de mercado, pero el uso de microorganismos para capturar carbono “está surgiendo como una estrategia prometedora para controlar el CO2 atmosférico y mitigar el calentamiento global», dijo el WEF.

Sin embargo, persisten desafíos, como el hecho de que los microorganismos están en su mayoría adaptados a temperaturas más bajas y, por lo tanto, son menos efectivos para capturar dióxido de carbono de escapes calientes. Además de eso, el sistema es caro y el acceso a mucha luz solar y a energías renovables o limpias no lo es. disponible en todas partes.

Las bombas de calor elastocalóricas pueden reducir la cantidad de energía necesaria para calentar y enfriar. Materiales elastocalóricos responder a la fuerza mecánica, como estirar o comprimir. Los materiales emiten calor cuando bajo fuerza, y se enfrían cuando la fuerza se relaja.

Un estudio del Departamento de Energía de EE. UU. encontró que las bombas de calor elastocalóricas son alternativa prometedora a las soluciones de refrigeración actuales. Las bombas de calor elastocalóricas tampoco dependen de gases refrigerantes ni del compuesto utilizado en refrigeración y aire acondicionado — que contribuyen al cambio climático.

“En conjunto, el impacto ambiental de satisfacer las necesidades energéticas emergentes para el control de la temperatura puede reducirse significativamente mediante la tecnología elastocalórica”, según WEF. “Socialmente, esta tecnología puede mejorar el acceso a la refrigeración en regiones con electricidad limitada o nula, mejorando así la calidad de vida y abordar un aspecto clave del impacto del cambio climático”.

Sin embargo, todavía existen desafíos, incluida la necesidad de material que pueda soportar millones de ciclos sin descomponerse.

La industria de la construcción “está preparada para la transformación” mediante tecnología inmersiva como el metaverso. Por ejemplo, los diseñadores y trabajadores de la construcción pueden utilizar la tecnología inmersiva. herramientas de realidad para probar posibles desafíos antes de comenzar el proceso de construcción, y tecnologías como los gemelos digitales pueden mejorar la precisión y la eficiencia.

“Esencialmente, esto agilizaría el proceso de construcción desde el diseño hasta la implementación, permitiendo identificar y eliminar los residuos, mejorando tanto la eficiencia como la sostenibilidad. ” el WEF dijo.

La edificación y la industria de la construcción representa el 37% de las emisiones globales, según un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. El siguiente paso para transformar la industria de la construcción, afirmó el WEF, es incorporar IA generativa .

Después de décadas de desarrollar tecnologías de detección y comunicaciones por separado, existe un “excedente de dispositivos con funciones superpuestas”, dijo el WEF, lo que resultó en en “congestión de dispositivos, ineficiencia del espectro y pérdidas financieras.». Sin embargo, la detección y comunicaciones integradas (ISAC) reúne las tecnologías de detección y comunicación, haciendo recopilación y transmisión de datos simultánea en un sistema.

La integración de tecnologías de detección y comunicaciones mejora la eficiencia energética y de costos, según el FEM. Un ejemplo de ISAC es un sistema de monitoreo ambiental que utiliza sensores y análisis de datos para monitorear la calidad del aire y del agua.

La adopción de ISAC podría hacer que los dispositivos sean más sustentables, incluso reduciendo el consumo de energía y silicio, y brindando opciones para reutilizar, reciclar o reutilizar dispositivos.

Las estaciones de plataforma de gran altitud, o HAPS, permiten meses de observación y comunicación en altitudes estratosféricas. Las HAPS pueden proporcionar conectividad y cobertura, como así como mejoras de rendimiento, desde áreas a las que los satélites y las torres terrestres no pueden llegar, específicamente terrenos difíciles, incluidas selvas y desiertos.

Por lo tanto, los HAP podrían ayudar a proporcionar conexión a Internet para comunidades sin infraestructura de comunicaciones tradicional, brindando a más personas, especialmente aquellas en áreas rurales, acceso a oportunidades económicas, así como educación y atención médica, según el WEF. HAPS también podría ayudar con la gestión de desastres y el monitoreo ambiental.

Las regulaciones actuales sobre aviones tradicionalmente tripulados no son adecuadas para HAPS ya que son diferentes, pero las organizaciones están discutiendo formas de usar la tecnología de manera responsable , dijo el WEF.

Las superficies inteligentes reconfigurables, o RIS, pueden convertir paredes y otras superficies “en componentes inteligentes para la comunicación inalámbrica” y están compuestas de metamateriales , algoritmos y procesamiento avanzado de señales.

Dado que RIS puede ajustar configuraciones en función de la demanda en tiempo real, estas plataformas permiten un uso eficiente de los recursos y la energía en redes inalámbricas.

Empresas, entre ellas Huawei, Intel y Samsung, están invirtiendo en RIS, una señal de que será una parte importante de las telecomunicaciones en el futuro. Sin embargo, RIS enfrenta desafíos tales como altos costos de hardware y regulaciones sobre su uso seguro y ético.

Los conjuntos de datos son cada vez más grandes y más valiosos, especialmente con el auge de la IA, lo que genera inquietudes sobre cómo compartir de forma privada y segura valorar los datos a nivel nacional y mundial. Sin embargo, según el WEF, los “datos sintéticos” o datos que replican patrones y tendencias en conjuntos de datos sensibles sin que en realidad contiene información específica e identificable, está experimentando un interés creciente y es parte de un “conjunto de tecnologías” que logran una colaboración global con datos posibles.

Una tecnología de la década de 1970 también está volviendo a generar interés en medio de los avances de la IA. El cifrado homomórfico, que permite analizar datos codificados sin convertirlos en brutos. Los datos accesibles directamente es otra tecnología que se prevé permitirá el intercambio de datos “al tiempo que garantiza la privacidad, la seguridad y la soberanía de los datos”, según el WEF. .

El auge de estas tecnologías no sólo es importante en la IA, sino también para la investigación relacionada con la salud y otras industrias. Sin embargo, enfrentan limitaciones tales como el potencial para inferir o reconstruir datos sensibles.

Los muchos campos de la IA, incluido el aprendizaje profundo y la IA generativa, han permitido a los científicos hacer descubrimientos científicos “casi imposibles” y aceleraron el tasa de descubrimientos también, dijo el FEM. Recientemente, el modelo AlphaFold de IA de DeepMind, que puede predecir con precisión modelos 3D de estructuras de proteínas, y Otros modelos que han permitido a los científicos encontrar una nueva familia de antibióticos y materiales para baterías eficientes muestran que “el mundo está en la cúspide de una revolución impulsada por la IA en cómo se descubre y utiliza nuevo conocimiento ».

Al ritmo actual de investigación e innovación impulsadas por la IA, el FEM predice avances en áreas que incluyen el diagnóstico, el tratamiento y la prevención de enfermedades, a medida que así como tecnología verde de próxima generación.

Sin embargo, la IA en la investigación científica plantea preocupaciones sobre la ética y la privacidad individual, así como los impactos ambientales del consumo de energía de la tecnología.