2019’da öne çıkan teknolojik gelişmeler
herkese bilim teknoloji / 5 Şubat 2020
Scientific American dergisi ve Dünya Ekonomik Forumu, önde gelen teknoloji uzmanlarından oluşan uluslararası bir değerlendirme kurulu oluşturdu ve sordu: Toplumlara ve ekonomilere büyük fayda sağlamama potansiyeline sahip, hayatımızda köklü değişiklikler yapabilecek, erken aşamalarda olsalar bile gelecek vaat eden yeni teknolojiler hangileri?
Sanal olarak ışınlanmak ve bu siber gezginlerle tokalaştığımızda gerçekten bunu hissetmek, insansı ve hayvansı robotların günlük hayatımızda yer alması, doğada çözünebilen plastikler, bir gıda zehirlenmesi salgının kaynağını sadece saniyeler içinde saptamak… Uzmanlara göre, hayatımızda büyük değişimlere yol açma potansiyeline sahip yeni teknolojilere göz atalım.
1.Biyoplastikler önemli bir çevre sorununa çözüm olabilir
Dünya Ekonomik Forumu’na göre, sadece 2014 yılında dünya genelinde 311 milyon ton plastik üretildi, 2050’ye kadar bu miktarın üç katına çıkması bekleniyor. Üretilen plastiklerin yüzde 15’inden azı geri dönüştürülüyor. Mikrobiyal sindirime karşı dirençli olan plastikler doğada yüzlerce yıl kalabiliyor. Okyanusta biriken plastik artıklar, doğal yaşama ve insan hayatına karşı risk oluşturuyor.
Doğada çözünebilen plastikler, hammaddelerin ve ürünlerin biyoatık olduğu döngüsel bir plastik ekonomisi yaratma hedefine katkıda bulunarak bu çevre sorununu çözebilir. Petrokimyasallardan türetilen standart plastikler gibi biyoplastikler de polimerlerden oluşur. Ancak şu anda çoğunlukla mısır, şeker kamışı veya atık yağlardan elde edilen biyoplastikler, mekanik dayanımları ve görsel özellikleri açısından görece zayıf kalmaktadır. Selüloz veya ligninden (bitkilerde bulunan kuru madde) plastik üretimindeki son gelişmeler, bu sorunların üstesinden gelmeyi vaat ediyor. Selüloz ve lignin, atık odun ve tarımsal yan ürünlerden de elde edilebilir.
2.Sosyal robotlarla iyi zaman geçirmek mümkün olabilir
Birçok sanayi kolunda ve tıpta robotlar rutin olarak kullanılıyor ancak önümüzdeki birkaç yıl içinde ‘sosyal’ robotların da hayatımıza girmesi muhtemel. Daha önce hiç olmadığı kadar etkileşim becerisine sahip ve daha kompleks işleri yerine getiren robotların geliştirilmesi, bu alanda büyük değişimlerin olacağının habercisi.
Çoğu robot gibi, sosyal robotlar da kameralar ve diğer sensörler aracılığıyla aldıkları bilgiler üzerinden nasıl hareket edeceklerine karar vermek için yapay zeka kullanır. Algıların nasıl oluştuğu, sosyal ve duygusal zekayı neyin oluşturduğu ve insanların başkalarının düşünce ve duygularını nasıl algılayabileceği gibi konulardaki araştırmalar robotların doğal görünen tepkiler verebilme yeteneğini geliştirmeye katkı sunuyor. Yapay zeka teknolojisindeki gelişmeler tasarımcıların bu tür psikolojik ve sinirbilimsel süreçleri robotların sesleri, yüzleri ve duyguları tanımalarını; konuşma ve jestleri yorumlamalarını; karmaşık sözlü ifadelere ve sözlü olmayan ifade biçimlerine uygun tepkiyi vermelerini sağlayan algoritmalara çevirmesini sağlıyor.
3.Küçük mercekler sayesinde optik cihazlar küçülecek
Telefonlar, bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlar gittikçe küçülürken, optik bileşenleri inatla küçülmeyi reddetti. Geleneksel cam kesme ve işleme teknikleriyle minik mercekler yapmak güç bir iş. Mühendisler ‘meta-mercekler’ olarak adlandırılan, çok daha küçük ve daha hafif alternatifler üzerinde çalışıyorlar. Bu mercekler, mikroskopların ve diğer laboratuar araçlarının yanı sıra kameralar, sanal gerçeklik setleri ve Nesnelerin İnterneti için optik sensörler gibi ürünlerin daha da küçültülmesini sağlayabilir.
Çok küçük boyutlarda mercek üretmenin maliyeti şimdilik yüksek olsa da, önümüzdeki birkaç yıl içinde endoskopik görüntüleme cihazları gibi teşhis araçlarında ve optik liflerde kullanılmaları muhtemel. Küçük merceklerin potansiyel uygulama alanları, çeşitli hükümetlerin ve Samsung, Google gibi şirketlerin bu teknolojiye ilgisini çekmeye yetti.
4.Kanser ve Alzheimer ilaçları geliştirilmesini sağlayabilecek bir protein sınıfı
On yıllar önce bilim insanları, kanserden nörodejeneratif rahatsızlıklara dek biz dizi hastalığın ortaya çıkışında rol oynayan bir protein sınıfını tespit etti. Bu “özünde düzensiz yapılı proteinler” (IDP), sürekli değişen bir yapıya sahiptir. Bu gevşek yapı, hücrenin strese verdiği tepki gibi kritik anlarda bu proteinlerin çok çeşitli molekülleri bir araya getirmelerini mümkün hale getirir ve düzensiz fonksiyonları hastalıklara neden olabilir.
Bilim insanları bu proteinlere karşı etkili bileşenleri tespit etmek amacıyla biyofizik, bilgisayarların işlem gücü ve IDP’lerin işleyişlerine dair mevcut bilgileri bir araya getiriyor ve şimdiye kadar tespit edilen bazı bileşenler, ilaç geliştirme çalışmaları için umut vadediyor.
5.Akıllı gübreler çevre kirliliğini azaltabilir
Dünyanın artan nüfusunu beslemek için mahsul veriminin artırılması gerekiyor. Daha fazla gübre kullanımı buna yardımcı olabilir ancak standart gübreler görece verimsiz ve genellikle çevreye zarar verir. Neyse ki, ekolojik açıdan daha uygun özelliklere sahip ürünler mevcut ve giderek daha akıllı hale geliyorlar.
Gübreleme ekinlere azot ve fosfor gibi besin öğelerini sağlamak yapılır ancak geleneksel yöntemlerde bu besin maddelerinin nispeten az bir kısmı bitkilere girer. Bunun yerine, azotun büyük kısmı sera gazları ile atmosfere gider ve fosfor ise su havzalarında birikir. Kontrollü salım prensibiyle işleyen, son dönemde kullanımı başlayan akıllı gübrelerdeki gelişmeler, mahsullere çok daha yüksek seviyelerde besin maddesinin ekinlere ulaşmasını ve bu da daha az gübre ile daha yüksek verim alınmasını sağlayabilir.
6.Telebulunma teknolojisi mesafeleri önemsiz hale getirebilir
Dünyanın farklı bölgelerinde bulunan kişilerin, birbirleriyle tokalaşmalarını dahi hissedebilecek şekilde iletişim kurabileceklerini hayal edin. Bunu gerçekleştirebilecek “ortak telebulunma” (collaborative telepresence) gibi teknolojiler, birlikte çalışma ve oyun oynama biçimimizi kökten değiştirerek fiziksel konumu önemsiz hale getirebilir.
Bunu mümkün hale getiren çeşitli alanlardaki ilerlemeler oldu. Artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) teknolojileri, yaygınlık kazanmalarını sağlayan şekilde etkili ve uygun fiyatlı hale geliyor. Telekom şirketleri, veri transferinde gecikmeyi ortadan kaldıracak 5G ağlarını yaygınlaştırıyorlar. Araştırmacılar, robotik avatarlarımızın dokunuşlarını hissetmemizi sağlayan temas sensörlerini geliştirmek için çalışıyorlar.
7.Gıda takibi ve paketleme alanındaki gelişmeler hayat kurtaracak ve israfı azaltacak
Dünya Sağlık Örgütü’ne göre her yıl yaklaşık 600 milyon insan gıda zehirlenmesine maruz kalıyor ve 420.000 kişi ölüyor. Bir salgın ortaya çıktığında, gerekli önlemleri almak için kaynağın belirlenmesi günler, haftalar alabiliyor. Bunun başlıca nedeni, besinlerin tarladan soframıza yolculuğunun karmaşık oluşu ve bu sürece dair kayıtların genellikle birbirleriyle iletişim halinde olmayan yerel sistemlerde tutulması.
Bir araya getirilen iki teknoloji, hem gıda zehirlenmesini hem de yiyecek israfını azaltabilir. Bu teknolojilerin ilki, daha çok sanal para alanındaki kullanımıyla bilinen blok zinciri. Girilen verilerin aynı anda birden fazla yerde depolanmasına olanak veren ademi merkeziyetçi bir kayıt sistemi sunan blok zinciri teknolojisi, gıda takibi problemini çözmeye yönelik ilk katkılarını yapmaya başladı. Öte yandan, gelişmiş gıda ambalajları, yiyeceklerin uygun sıcaklıklarda depolanıp depolanmadığının ve bozulmaya başlayıp başlamadıklarının tespiti için yeni imkanlar sunuyor.
8.Daha güvenli nükleer santraller yolda
Atmosfere karbon salımının kontrol altına alınması, karbon salımı yapmayan ancak gerçekleşen birkaç kaza nedeniyle riskli olarak görülen nükleer reaktörler de muhtemelen dahil olmak üzere, çeşitli alternatif enerji teknolojilerinin bir arada kullanılmasını gerektirecektir. Nükleer santraller için söz konusu olan riskin büyük oranda azaltılması mümkün.
Nükleer santral üreticileri, kaza riskini azaltmak amacıyla, aşırı ısınmalara karşı toleransı daha yüksek ve çok az hidrojen üreten ya da hiç üretmeyen yeni nükleer reaktör yakıtları üzerinde çalışıyor. Yeni nükleer yakıtların kapsamlı denemeleri başladı ve sonuçların olumlu olması durumunda reaktörler daha güvenli hale gelecek.
9.Veri depolama sorununu DNA tabanlı çözüm
2018’nin her bir dakikasında, Google’da 3,88 milyon arama yapıldı ve YouTube’da 4,33 milyon video izlendi, 159.362.760 e-posta gönderildi, 473.000 kez tweet attı ve Instagram’da 49.000 fotoğraf paylaşıldı. 2020’de, dünya genelinde saniyede ortalama 1,7 megabayt veri üretileceği tahmin ediliyor ve bu da tek bir yılda 418 milyar terabayt veri demek. Bu ivmenin devam etmesi, 0’ları ve 1’leri saklayan mevcut manyetik/optik veri depolama sistemlerini zorlayacak. Zaman içinde daha da ciddi hale gelecek bir veri depolama sorunumuz var.
DNA tabanlı veri depolama teknolojisi bu soruna çözüm getirebilir. A, T, C ve G nükleotidlerinin uzun zincirlerinden oluşan DNA, yaşamın bilgi saklama materyalidir. DNA’yı yeni bir bilgi teknolojisi formuna dönüştürerek verilerimizi bu harflerin dizilerinde depolayabiliriz. DNA çözümleme (okuma), sentezleme (yazma) ve kopyalama işlemleri artık rutin olarak yapılıyor. DNA tabanlı veri depolama, mevcut veri saklama yöntemlerine kıyasla çok daha büyük bir kapasiteye sahiptir, daha az enerji tüketir ve yüz binlerce yıllık fosillerden elde edilen tam genom dizilimlerinin gösterdiği gibi oldukça dayanıklıdır.
Söz konusu teknolojinin ilk uygulamaları yapılıyor. Örneğin 2017’de Harvard’da bir araştırma ekibi, bir insan elinin görüntüsünü yüzde 90’nın üzerinde doğrulukla DNA’ya kaydetti. DNA tabanlı veri depolamanın yaygın kullanım kazanmasını için, DNA işleme maliyetleri ve süresinin düşürülmesi gerekecek. DNA her yerde bulunan bir depolama materyali haline gelmese bile, belirli veri türlerini uzun vadede korumak için kullanılacağı neredeyse kesin görünüyor.
10.Enerji depolama sistemlerindeki yenilikler
Elektrik üretme yöntemimiz, hem karbonsuz enerji sistemlerine yönelik aciliyetin artması, hem de rüzgar ve güneş enerjisi teknolojilerinde maliyetlerin düşmesi nedeniyle hızlı bir şekilde değişiyor. Ancak, bu yenilenebilir enerji kaynakları doğaları gereği düzensiz olduğundan gelişmiş bir enerji depolama yöntemi gerektiriyor. Bu ihtiyaç, özellikle lityum-iyon pillere olan ilgiyi artırmakta.
Elektrik depolama kapasitelerini artırmaya yönelik çalışmaların durmaksızın devam ettiği lityum-iyon piller, uzmanlara göre önümüzdeki beş ila on yıl içinde başat bir teknoloji haline gelecek. Lityum-iyon pillerin yanı sıra, enerjinin daha uzun sürelerde saklanmasını sağlayacak sıvı elektrolitleri pompalayan bataryalar ve hidrojen yakıt pilleri gibi teknolojiler üzerine çalışmalar da devam ediyor.