در سال 2015 میلادی فناوری پیل سوختی به اندازه ای توسعه یافت که اکنون شرکت های اتومبیل سازی شروع به تولید تجاری خودروهایی کرده اند که نیروی محرکه خود را از پیل های سوختی دریافت می کنند.

پایگاه اینترنتی scientificamerican، استفاده از پیل های سوختی در صنعت اتومبیل سازی، دستاوردهای جدید در صنعت رباتیک، تولید پلاستیک ترموست قابل بازیافت، روش های دقیق مهندسی ژنتیک، پیشرفت های چشمگیر در روش های تولید افزایشی، توسعه هوش مصنوعی، تولید توزیع شده، ربات های پرنده، فناوری های عصبی و ژنوم دیجیتالی را به عنوان 10 فناوری برتر سال 2015 معرفی کرد.

هریک از این فناوری ها در حوزه خود به معنای یک انقلاب محسوب می شوند.

1. استفاده از پیل های سوختی در صنعت اتومبیل سازی

در سال 2015 میلادی فناوری پیل سوختی به اندازه ای توسعه یافت که اکنون شرکت های اتومبیل سازی شروع به تولید تجاری خودروهایی کرده اند که نیروی محرکه خود را از پیل های سوختی دریافت می کنند. این اتومبیل ها قادرهستند 650 کیلومتر را با یک بار سوخت گیری (هیدروژن مایع) طی کنند، باک آن ها ظرف سه دقیقه پر می شود، به هیچ عنوان کربن تولید نمی کنند و به یک سیستم بازیافت انرژی مجهز هستند که قادر است از گرمای تلف شده در اثر ترمز، انرژی به دست آورد. برخلاف باتری ها که باید هرچند ساعت یک بار با استفاده از یک منبع خارجی شارژ شوند، پیل های سوختی با استفاده از گاز طبیعی هیدروژن، مستقیما توان الکتریکی را تولید می کنند.

2. دستاوردهای جدید در صنعت رباتیک

در سال 2015 تولید حسگرهای بهتر و ارزان تر امکان ساخت ربات هایی با قابلیت درک بالاتر و واکنش های مناسب نسبت به محیط پیرامون را فراهم کرده است. طراحان با الهام از انعطاف پذیری ساختارهای پیچیده بیولوژیکی از جمله دست انسان، توانسته اند ربات های بسیار دقیق و انعطاف پذیر بسازند. همچنین با استفاده از فناوری های پردازش ابری، این ربات ها بیش از هر زمان دیگری با محیط پیرامون مرتبط شده اند. ربات های مجهز به GPS برای نگهداری از گیاهان و برداشت محصول در زمین های کشاورزی به کار گرفته شدند. در ژاپن ربات ها از انسان های بیمار پرستاری می کنند و در انجام امور روزمره به آن ها کمک می کنند.

3. تولید پلاستیک ترموست قابل بازیافت

محصولات پلاستیکی در دو گروه پلاستیک ترمو و پلاستیک ترموست طبقه بندی می شود. گروه اول را می توان چندین بار با استفاده از گرما به اشکال گوناگون در آورد و به همین علت در دنیای امروز کاربردهای بسیاری از جمله تولید اسباب بازی دارد. این نوع پلاستیک معمولا قابل بازیافت است. اما گروه دوم تنها یک بار قابلیت شکل دهی دارند و برای تولید محصولات بسیار بادوام و مستحکم از گوشی های موبایل گرفته تا تجهیزات فضایی کاربرد دارد. در صورتی که این نوع پلاستیک مجددا گرم شود، ساختار مولکولی آن به هم می ریزد و استقامت خود را از دست می دهد.

در سال 2015 در ادامه تحقیقاتی که در سال 2014 انجام شد، محققان توانستند راهکاری را بیابند که ساختارهای زنجیری پلیمرهای ترموست را با استفاده از نوعی اسید قوی به مونومر تبدیل کنند و بدین ترتیب امکان استفاده مجدد از این ساختارها برای تولید محصولات جدید فراهم شد. با وجود این که هیچ فرآیند بازیافتی 100 درصد نیست، اگر این شیوه بازیافت به طور وسیع مورد استفاده قرار گیرد، بخش عمده ای از آلودگی های محیطی که در اثر استفاده از پلاستیک های ترموست ایجاد می شوند، از بین می رود.

4. روش های دقیق مهندسی ژنتیک

در سال 2015 محققان توانستند راهکار جدیدی موسوم به سیستم CRISPR–Cas9 ارائه کنند که با استفاده از آن بر خلاف گذشته می توان کد ژنتیکی گیاهان را به طور مستقیم ویرایش کرد تا برای مثال، در برابر تغییر آب و هوا مقاوم شوند. پیش از این برای انتقال DNA موردنظر به ژنوم هدف از نوعی باکتری بی خطر موسوم به agrobacterium استفاده می شد که به هر حال تا انداز ه ای موجب نگرانی عمومی بود؛ اما با استفاده از شیوه جدید، انتظار می رود نگرانی عمومی برطرف شود و راه برای توسعه هرچه پیشتر و پایدارتر کشاورزی در مناطق مختلف جهان هموار شود.

5. پیشرفت های چشمگیر در روش های تولید افزایشی

در سال 2015 چاپگرهای سه بعدی توانستند سلول های انسان را مستقیما بسازند و در نتیجه امکان تولید بافت های زنده فراهم شد. این بافت ها در زمینه آزمایش تاثیرات داروها کاربرد دارند و انتظار می رود روزی بتوان از آن ها برای بازسازی بافت بدن انسان بهره گرفت. در حال حاضر از این شیوه برای ساخت سلول های پوست‏، استخوان، قلب و عروق استفاده شده است. یکی دیگر از کاربردهای بالقوه چاپگرهای سه بعدی، تولید اجزای کامپیوتر از جمله پردازنده ها در ابعاد نانو است. همچنین فناوری جدید چاپ 4 بعدی، اکنون نویدبخش تولید و عرضه محصولات جدید با قابلیت واکنش نسبت به تغییرات محیط اطراف شده است.

6. توسعه هوش مصنوعی

در سال 2015 شرکت گوگل یک سیستم هوشمند ساخت که قادر است بازی های قدیمی آتاری را بدون هرگونه کمک انسانی، درک کند. این شرکت که تحقیقات در زمینه آموزش تجهیزات هوشمند الکترونیکی را از سال 2012 آغاز کرده بود، در سال 2015 نتایج تحقیقات خود را در بسیاری از محصولات جدید که تعداد آن ها به بیش از 2700 مورد می رسد‏، به کار گرفت.

در این سال محققان دانشگاه تورنتو توانستند جایزه اول رقابت بهترین ابزار تشخیص تصویر را به خود اختصاص دهند و شرکت گوگل تمام آن ها را استخدام کرد.

شرکت مایکروسافت نسخه جدیدی از Skype را تولید کرد که قادر است به طور خود کار اطلاعات را از یک زبان به زبان دیگر ترجمه کند. شرکت Facebook راهکاری را ارائه کرد که با استفاده از آن کامپیوترها می توانند تصاویر را برای کاربران نابینا شرح دهند.

در سال 2015 تعداد بسیار زیادی از شرکت های استارتاپ با هدف توسعه فناوری های هوشمند ایجاد شدند و به دنبال راهکارهای استفاده از هوش مصنوعی هستند.

7.تولید توزیع شده

تولید توزیع شده به معنی این است که تاحد ممکن زنجیره تامین مادی مورد استفاده در فرآیندهای تولید‏، با اطلاعات دیجیتالی جایگزین شوند. به عبارت دیگر بر خلاف روش های تولید سنتی که در آن ها ابتدا مواد اولیه از مناطق و حتی کشورهای مختلف در محل تولید محصول جمع می شد و سپس هر بخش از خط تولید با استفاده از این مواد اولیه قسمتی از محصول نهایی را تولید و بالاخره مونتاژ می کرد، در تولید توزیع شده، هر بخش از محصول در یک محل ساخته می شود و در پایان کار برای تولید محصول نهایی مونتاژ می شوند.

توسعه چشمگیر فناوری چاپگرهای سه بعدی در سال 2015 امکان تولید تمام یا بخشی از یک محصول را در فضایی کوچک و با استفاده از کمترین امکانات فراهم کرده است و زمینه بهبود تولید توزیع شده را بیش از پیش فراهم کرده است.

8. ربات های پرنده

در سال های اخیر در حوزه های مختلف از کشاورزی گرفته تا تعمیر خطوط برق و گاز کاربرد داشته اند. در سال 2015 با ظهور فناوری های جدید در حوزه حسگرها و دوربین های هوشمند، ربات های پرنده ای ساخته شدند که قادرند موقعیت خود را در محیط اطراف به درستی تشخیص دهند و از برخورد با موانع مختلف اجتناب کنند. یکی از مهم ترین کاربردهای این ربات های پرنده انجام اموری است که برای انسان ها خطرات جانی به همراه دارند.

یکی از مهم ترین فناوری هایی که در سال 2015 توسعه یافت و کاربردهای جدیدی پیدا کرد، فناوری دوربین RealSense محصول شرکت اینتل بود که زمینه را برای تولید ربات های پرنده فراهم کرد.

9. فناوری های عصبی

هدف از طراحی و تولید تراشه های عصبی، پردازش اطلاعات به گونه ای متفاوت از سخت افزارهای متداول و شبیه سازی ساختار مغز انسان و بالاخره افزایش توان تفکر و واکنش کامپیوترها است. این تراشه ها هردو وظیفه ذخیره و پردازش اطلاعات را به طور یکجا انجام می دهند و در نتیجه فرآیند انتقال اطلاعات از حافظه به پردازنده را عملا از جریان کار حذف می کنند.

شرکت IBM در سال 2014 تراشه عصبی TrueNorth را معرفی کرد. این تراشه که دارای یک میلیون اتصال بود، اولین مولفه سخت افزاری قابل قیاس با مغز انسان محسوب می شد. در سال 2015 شرکت IBM سیستمی موسوم به TrueNorth را معرفی کرد که با استفاده از 48 تراشه عصبی‏، شبکه ای متشکل از 48 میلیون اتصال را ایجاد می کرد. توان محاسباتی این سیستم معادل مغز یک موش است. با توجه به این پیشرفت سریع محققان انتظار دارند روزی بتوانند یک شبکه عصبی سخت افزاری متشکل از چندین میلیارد اتصال نورونی بسازند که بتواند مغز انسان را شبیه سازی کند.

10. ژنوم دیجیتالی

پس از پیشرفت های چشمگیری که در سال 2015 در علم ژنتیک شاهد آن بودیم، امروز با صرف هزینه ای اندک به سادگی می توان یک نسخه دیجیتالی از ژنوم انسان تهیه و آن را در یک حافظه قابل حمل ذخیره کرد. این پیشرفت بسیار مهم، نویدبخش انقلاب بزرگی در حفظ سلامتی و شخصی سازی داروها است. بسیاری از بیماری های انسان از بیماری های قلبی گرفته تا سرطان، حداقل دارای یک عامل ژنتیکی هستند. با دیجیتالی شدن ژنوم انسان، پزشکان با بررسی ساختار دیجیتالی تومورهای سرطانی می توانند مناسب ترین شیوه درمان را اتخاذ کنند. همچنین امکان تولید داروهای هدفمند نیز فراهم می شود.

منبع: ایرنا