5 новаторских технологий, способных зарядить человечество энергией к 2035 году

Биотехнология и генная инженерия

В области увеличения продолжительности жизни человека достигнут значительный прогресс, и некоторые ученые полагают, что к концу этого десятилетия мы сможем увидеть терапию, обращающую возраст вспять. К числу других многообещающих проектов относятся:

1. Генная терапия на основе CRISPR: Достижения в области CRISPR-Cas9, особенно усовершенствованные системы доставки, такие как липидные наночастицы, позволяют проводить точное лечение таких генетических заболеваний, как серповидно-клеточная болезнь, муковисцидоз, а также таких редких состояний, как синдром Ретта. Такие проекты, как Anavex Life Sciencesс их препаратом blarcamesine для лечения болезни Альцгеймера и синдрома Ретта, демонстрируют многообещающие результаты клинических испытаний, и позже будут представлены на утверждение регулирующих органов.
2. расширение технологии мРНК: Помимо вакцин, мРНК-платформы разрабатываются для лечения рака, аутоиммунных заболеваний и генетических расстройств. Саморазмножающаяся РНК, требующая меньших доз для достижения терапевтического эффекта, является ключевым направлением на 2025 год, с применением в персонализированной медицине и онкологии.
3. Синтетическая биология для устойчивого производства: Проекты в области синтетической биологии, например, проект ALiCE от LenioBio набор для бесклеточной экспрессии белков, создают устойчивые альтернативы фармацевтическим препаратам, биотопливу и выращенному в лаборатории мясу. Эти усилия направлены на стандартизацию и масштабирование производства, а рынок синтетической биологии, по прогнозам, достигнет 100 миллиардов долларов к 2030 году.
4. Биоремедиация и экологические биотехнологии: Проекты в области микробной инженерии используют генетически модифицированные бактерии и грибы для борьбы с загрязнением окружающей среды. Например, сконструированные микробные популяции разлагают пластик, очищают нефтяные пятна и выводят тяжелые металлы, предлагая масштабируемые решения для экологической устойчивости.
5. Биопринтинг для трансплантации органов: Биопринтинг из нескольких материалов продвигается в направлении создания гибридных тканей и, в конечном счете, функциональных органов, таких как сердца и почки. Эти проекты направлены на сокращение списков ожидания трансплантации, и значительный прогресс ожидается в следующем десятилетии.

Квантовые вычисления

Хотя квантовые компьютеры теоретически могут представлять угрозу для некоторых традиционных систем цифровой безопасности и криптографии, преимущества экспоненциального скачка вычислительной мощности для науки значительно перевешивают проблемы, связанные с безопасностью. К наиболее заметным проектам в этой области относятся:

1. Ивовый чип Google и прорыв в области коррекции ошибок: Команда Google по разработке квантового искусственного интеллекта разработала чип Willow, который стал важной вехой в квантовой коррекции ошибок (QEC), преодолев порог QEC. Этот проект демонстрирует снижение частоты ошибок при увеличении количества физических кубитов, прокладывая путь к масштабируемым, отказоустойчивым квантовым компьютерам к 2029 году, которые найдут применение в химии и материаловедении.
2. Чип Майорана-1 от Microsoft и инициатива "Квантовая готовность": Майорана 1 чип, использующий топологические кубиты, нацелен на масштабирование до миллиона кубитов на одном чипе. Инициатива Quantum Ready Initiative, реализуемая в сотрудничестве с программой US2QC от DARPA, нацелена на создание отказоустойчивых прототипов для корпоративных приложений, которые планируется коммерциализировать в течение нескольких лет.
3. Квантовые сети и коммерческие внедрения компании IonQ: Компания IonQ занимается развитием квантовых сетей и уже развернула свою систему Forte Enterprise через Amazon Braket. Приобретение компании Oxford Ionics и партнерство с DARPA и AstraZeneca ускоряют практическое применение в области кибербезопасности и открытия лекарств.
4. Генерация случайности для кибербезопасности от Quantinuum: Quantinuumв сотрудничестве с JPMorganChase и исследовательскими институтами, разработала проект генерации истинной проверяемой случайности с помощью квантовых компьютеров, что очень важно для криптографии. Этот проект опирается на их методы виртуализации кубитов, что улучшает приложения для кибербезопасности.
5. Нейтральная платформа Atom Computing: Платформа Atom Computingплатформа, превышающая 1 000 кубитов, использует нейтральные атомы для масштабируемых, помехоустойчивых квантовых вычислений. Их сотрудничество с Microsoft продемонстрировало исправление ошибок с помощью 28 логических кубитов, что способствует развитию коммерческих квантовых машин для материаловедения и не только.

Чистая энергия и климатические технологии

1. Передовые решения для хранения энергии: Такие проекты, как Megapack компании Tesla и твердотельные батареи нового поколения решают проблему нестабильного снабжения возобновляемой энергией. Эти системы хранения энергии в масштабах сети позволяют сбалансировать спрос и предложение, а стоимость литий-ионных батарей снизится на 40% только к 2024 году, что позволит широко внедрить их для интеграции солнечной и ветровой энергии.
2. Экологически чистое производство водорода: Такие инициативы, как H2Pro's E-TAC метод, который расщепляет воду с эффективностью более 95%, и шведский проект Hybrit использующий водород, не содержащий ископаемых, для производства стали, расширяют масштабы производства чистого водорода для промышленных и транспортных применений, предлагая долгосрочное хранение энергии и декарбонизацию.
3. Захват, утилизация и хранение углерода (CCUS): Такие компании, как Climeworks, Carbon Cleanи Global Thermostat продвигают технологии прямого улавливания воздуха (DAC). Проекты компании Shell и Chevron по улавливанию и хранению CO2 в коммерческих масштабах для промышленных процессов также набирают обороты, чему способствует растущий рынок углеродных кредитов и трубопровод по улавливанию CO2 объемом 88 миллионов метрических тонн.
4. Малые модульные реакторы (SMRs) и ядерный синтез: Передовые ядерные проекты, включая SMRs от таких компаний, как NuScale и термоядерные исследования от таких стартапов, как Commonwealth Fusion Systems, продвигаются к коммерциализации. Их цель - обеспечить надежную низкоуглеродную энергию, а возрождение ядерной энергетики будет обусловлено спросом на энергию, вызванным искусственным интеллектом.
5. Децентрализованные энергетические системы и микросети: Такие проекты, как Green Project Technologies' платформы данных ESG и инструменты управления энергией, управляемые искусственным интеллектом (например, AutoGrid, Grid.io) позволяют сообществам генерировать и распределять возобновляемую энергию. Эти системы повышают устойчивость энергосистемы и оптимизируют использование энергии солнца и ветра, особенно в регионах с недостаточным уровнем обслуживания.

Робототехника и автоматизация

Эта область начинает набирать обороты, и такие крупные компании, как Nvidia и Tesla уже уделяют ей повышенное внимание. Другие заметные проекты включают:

1. Гуманоидные роботы для промышленных и сервисных приложений: Такие проекты, как Apptronik's Apollo, 1X Technologies's NEO Gamma, и Figure AI's BotQ сфокусированы на гуманоидных роботах для выполнения задач на производстве, в складском хозяйстве и сфере услуг. В этих роботах интегрирован искусственный интеллект для динамического управления движениями и адаптации. Компания Apptronik привлекла $350M для расширения производства для автомобильной промышленности и логистики.
2. Совместные роботы (коботы) с улучшенным ИИ: Такие компании, как Robotnik продвигают коботов с искусственным интеллектом и машинным обучением для адаптации в реальном времени и упрощения программирования, что делает их доступными для малого и среднего бизнеса. Эти роботы отлично справляются с такими точными задачами, как сборка и упаковка, с повышенными функциями безопасности для совместной работы человека и робота в динамичных условиях.
3. Автономные мобильные манипуляторы: Мобильные манипуляторы, такие как RB-KAIROS+ и RB-VOGUI от Robotnik, объединяют мобильные платформы с роботизированными руками для выполнения таких задач, как обработка материалов и инспекция в таких отраслях, как логистика и атомные электростанции. Эти системы повышают эффективность работы за счет автономной навигации в сложных условиях.
4. Робототехника в строительстве и сельском хозяйстве: Canvas совершает революцию в строительстве с помощью роботизированных инструментов для монтажа гипсокартона, управляемых искусственным интеллектом, повышая скорость и точность, получив финансирование в размере 43 млн. долларов. В сельском хозяйстве: CNH Industrialприобрела роботизированные сборщики яблок и клубники компании Advanced Farm, чтобы расширить масштабы автоматизированной уборки урожая.
5. Робототехнические платформы с открытым исходным кодом: Evezor'Tobor и роботы-руки SCARA, построенные на базе открытых исходных кодов, таких как ROS, демократизируют автоматизацию благодаря доступным модульным конструкциям и программированию методом "drag-and-drop". Аналогичным образом, Isaac Sim от NVIDIA и GR00T N1 поддерживают разработку робототехники общего назначения, обеспечивая более широкие инновации в различных отраслях.

Скомпилировано с помощью Grok 3