Dieci grandi sfide globali che la tecnologia potrebbe risolvere

Illustrazioni di Tomi Um

Sequestro del carbonio
La sola riduzione delle emissioni di gas serra non sarà sufficiente per prevenire forti aumenti delle temperature globali. Dovremo anche rimuovere grandi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera, il che non solo sarebbe incredibilmente costoso, ma ci presenterebbe lo spinoso problema di cosa fare con tutta quella CO2. Un numero crescente di startup sta esplorando modi per riciclare l'anidride carbonica in prodotti, inclusi combustibili sintetici, polimeri, fibra di carbonio e cemento. È promettente, ma ciò di cui avremo davvero bisogno è un modo economico per immagazzinare permanentemente i miliardi di tonnellate di anidride carbonica che potremmo dover estrarre dall'atmosfera.

Accumulo di energia su scala di rete
Le fonti di energia rinnovabile come l'eolico e il solare stanno diventando economiche e più ampiamente utilizzate, ma non generano elettricità quando il sole non splende o il vento non soffia. Ciò limita la quantità di energia che queste fonti possono fornire e la velocità con cui possiamo allontanarci da fonti stabili come carbone e gas naturale. Il costo della costruzione di batterie sufficienti per eseguire il backup di intere reti per i giorni in cui le bandiere di generazione rinnovabile sarebbero astronomiche. Vari scienziati e startup stanno lavorando per sviluppare forme più economiche di stoccaggio su scala di rete che possono durare per periodi più lunghi, comprese batterie a flusso o serbatoi di sale fuso. In ogni caso, abbiamo un disperato bisogno di un modo più economico ed efficiente per immagazzinare grandi quantità di elettricità.

Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 2019

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Vaccino antinfluenzale universale
L'influenza pandemica è rara ma mortale. Almeno 50 milioni di persone sono morte nella pandemia di influenza H1N1 del 1918. Più recentemente, circa un milione di persone sono morte nelle pandemie del 1957-'58 e del 1968, mentre qualcosa come mezzo milione è morto in una recidiva nel 2009 di H1N1. Il bilancio delle vittime recenti è inferiore in parte perché i virus erano ceppi più lievi. Potremmo non essere così fortunati la prossima volta: un ceppo particolarmente potente del virus potrebbe replicarsi troppo rapidamente perché qualsiasi vaccino su misura possa combatterlo efficacemente. Un vaccino antinfluenzale universale che protegga non solo dalle varianti relativamente meno dannose, ma anche da un'epidemia catastrofica che si verifica una volta ogni secolo è una sfida cruciale per la salute pubblica.

Trattamento della demenza
Più di un americano su 10 di età superiore ai 65 anni ha l'Alzheimer; un terzo di quelli con più di 85 anni lo fa. Con l'allungarsi della vita delle persone, è probabile che il numero di persone che convivono con la malattia, negli Stati Uniti e in tutto il mondo, salga alle stelle. L'Alzheimer rimane poco compreso: le diagnosi conclusive sono possibili solo dopo la morte, e anche allora i medici discutono sulla distinzione tra l'Alzheimer e altre forme di demenza. Tuttavia, i progressi delle neuroscienze e della genetica stanno cominciando a fare più luce. Questa comprensione sta fornendo indizi su come potrebbe essere possibile rallentare o addirittura arrestare gli effetti devastanti della condizione.

Pulizia dell'oceano
Miliardi di minuscoli pezzi di plastica, le cosiddette microplastiche, stanno ora galleggiando negli oceani del mondo. Gran parte di questi rifiuti proviene da sacchi o cannucce che si sono frantumate nel tempo. Sta avvelenando uccelli, pesci e umani. I ricercatori temono che gli effetti sia sulla salute umana che sull'ambiente saranno profondi e potrebbero volerci secoli per ripulire le centinaia di milioni di tonnellate di plastica che si sono accumulate nel corso dei decenni. Poiché l'inquinamento è così diffuso, è difficile ripulire e, sebbene esistano metodi prototipo per affrontare le enormi aree di immondizia oceanica, non esiste una soluzione per le coste, i mari e i corsi d'acqua.

Desalinizzazione ad alta efficienza energetica
C'è circa 50 volte più acqua salata sulla terra che acqua dolce. Man mano che la popolazione mondiale cresce e il cambiamento climatico intensifica la siccità, il bisogno di acqua dolce crescerà sempre più. Israele ha costruito i più grandi impianti di desalinizzazione a osmosi inversa del mondo e ora riceve la maggior parte dell'acqua domestica dal mare, ma quel metodo è troppo ad alta intensità energetica per essere pratico in tutto il mondo. Nuovi tipi di membrane potrebbero aiutare; le tecniche elettrochimiche possono anche aiutare a rendere l'acqua salmastra utile per l'irrigazione. Per quanto riguarda le tecnologie di adattamento ai cambiamenti climatici, la creazione di acqua potabile dall'oceano dovrebbe essere una priorità assoluta.

Auto sicura senza conducente
I veicoli autonomi sono stati testati per milioni di miglia su strade pubbliche. Programmi pilota per servizi di consegna e taxi sono in corso in luoghi come la periferia di Phoenix. Ma le auto senza conducente non sono ancora pronte a prendere il controllo delle strade in generale. Hanno difficoltà a gestire il traffico caotico e difficoltà con condizioni meteorologiche come neve e nebbia. Se possono essere resi sicuri in modo affidabile, potrebbero consentire una rivisitazione all'ingrosso del trasporto. Gli ingorghi potrebbero essere eliminati e le città potrebbero essere trasformate mentre i parcheggi lasciano il posto a nuovi sviluppi. Soprattutto, le auto a guida autonoma, se ampiamente utilizzate, dovrebbero eliminare la maggior parte degli 1,25 milioni di morti all'anno causati da incidenti stradali.

IA incarnata
Lo scorso autunno un video di Atlas, disegnato da Boston Dynamics, ha fatto impazzire Internet. Mostrava il robot che saltava i gradini come un commando. Ciò è avvenuto solo due anni dopo che AlphaGo ha battuto il miglior giocatore Go del mondo. Atlas non può giocare a Go (è incarnato, ma non intelligente) e AlphaGo non può correre (è intelligente, a modo suo, ma manca di un corpo). Quindi cosa succede se metti la mente di AlphaGo nel corpo di Atlas? Molti ricercatori affermano che la vera intelligenza artificiale generale potrebbe dipendere dalla capacità di mettere in relazione i processi computazionali interni con cose reali nel mondo fisico e che un'IA acquisirebbe tale capacità imparando a interagire con il mondo fisico come fanno le persone e gli animali.

Possiamo prevedere gli uragani con giorni e talvolta settimane di anticipo, ma i terremoti continuano a sorprendere. Prevederli con sicurezza potrebbe salvare milioni di vite.

Previsione terremoto
Oltre 100.000 persone sono morte nel terremoto di Haiti del 2010 e lo tsunami nell'Oceano Indiano del 2004, innescato da uno dei terremoti più potenti mai registrati, ha ucciso quasi un quarto di milione di persone in Indonesia, Sri Lanka, India e altrove. Possiamo prevedere gli uragani con giorni e talvolta settimane di anticipo, ma i terremoti continuano a sorprendere. Prevedere i terremoti con una certa sicurezza a medio termine consentirebbe ai pianificatori di trovare soluzioni durature. Almeno un preavviso di alcune ore consentirebbe alle persone di evacuare aree non sicure e potrebbe salvare milioni di vite.

Decodifica del cervello
Il nostro cervello rimane un profondo mistero per i neuroscienziati. Tutto ciò che pensiamo e ricordiamo, e tutti i nostri movimenti, devono in qualche modo essere codificati nei miliardi di neuroni nelle nostre teste. Ma qual è quel codice? Ci sono ancora molte incognite ed enigmi nella comprensione del modo in cui il nostro cervello immagazzina e comunica i nostri pensieri. Decifrare quel codice potrebbe portare a scoperte nel modo in cui trattiamo disturbi mentali come la schizofrenia e l'autismo. Potrebbe permetterci di migliorare le interfacce dirette che comunicano direttamente dal nostro cervello ai computer, o anche ad altre persone, uno sviluppo che cambia la vita delle persone che sono paralizzate da lesioni o malattie degenerative.

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