As principais tecnologias emergentes de 2020 foram apontadas por um grupo internacional de especialistas, convocado pela Scientific American e pelo Fórum Econômico Mundial, por meio de mais de 75 indicações. As tecnologias nomeadas devem ter o potencial de estimular o progresso nas sociedades e economias, superando formas estabelecidas de fazer as coisas, as quais provavelmente terão um grande impacto nos próximos três a cinco anos.
Imagine se os voluntários no mundo necessários para testar vacinas contra o novo coronavírus, fossem substituídos por tecnologias, as quais poderiam ter sido desenvolvidas rapidamente e salvar milhares de vidas do COVID-19?
No futuro, os testes clínicos virtuais podem ser uma realidade para testar novas vacinas e terapias. Como também, outras tecnologias poderiam reduzir as emissões de gases do efeito estufa melhorando as viagens aéreas. permitindo também que a luz solar alimentasse diretamente a produção de produtos químicos industriais. Com o avanço da computação espacial, o mundo digital e físico serão integrados de maneiras que vão além dos feitos na realidade virtual. E sensores ultra-sensíveis que exploram processos quânticos definirão o cenário para aplicações como scanners cerebrais vestíveis.
As 10 tecnologias emergentes para 2020
A pandemia COVID-19 continua a ter um efeito devastador em vidas e economias, o mundo está cada vez mais olhando para o mundo científico em busca de respostas e soluções. Durante as últimas duas décadas, o mundo tem testemunhado um ritmo sem precedentes de inovação tecnológica, e o Fórum Econômico Mundial e a Scientific American identificaram as principais tecnologias emergentes para 2020, que tem o grande potencial de revolucionar a sociedade ao todo. Esperamos que você esteja tão inspirado para ver de perto estas tecnologias como nós!
Confira as 10 principais tecnologias emergentes em 2020:
- Medicina Digital
- Pacientes virtuais
- Computação Espacial
- Síntese do Genoma Completo
- Sensor quântico
- Hidrogênio verde
- Química movida a energia solar
- Microagulhas para injeções e testes indolores
- Aviação elétrica
- Cimento com baixo teor de carbono
Medicina digital
Créditos: Vanessa Branchi
A próxima receita do seu médico pode ser um aplicativo? Uma série de aplicativos em uso ou em desenvolvimento agora podem detectar ou monitorar distúrbios mentais e físicos de forma autônoma ou administrar terapias diretamente. Conhecido coletivamente como “medicamentos digitais”, o software pode melhorar os cuidados médicos tradicionais e apoiar os pacientes quando o acesso aos cuidados de saúde é limitado, que é uma necessidade que a crise do COVID-19 provocou. Muitos recursos de detecção dependem das tecnologias para gravar recursos como vozes, localizações, expressões faciais, exercícios, sono e atividades de mensagens dos usuários.
De acordo com o Fórum Econômico Mundial e a Scientific American, hoje as ferramentas como os relógios inteligentes, que medem o ritmo cardíaco estão em desenvolvimento para detectar distúrbios respiratórios, depressão, Parkinson, Alzheimer, autismo, DNA cancerígeno e entre outros. Esses recursos de detecção, ou fenotipagem digital, não substituirão um médico tão cedo, mas podem ser parceiros úteis para destacar preocupações que precisam de acompanhamento.
À medida que o vírus se desenrolava, a medicina digital alavancou dezenas de aplicativos para detectar depressão e fornecer aconselhamento tornaram-se disponíveis. Além disso, hospitais e agências governamentais em todo o mundo implantaram variações, como por exemplo o serviço Healthcare Bot da Microsoft. Em vez de esperar na fila em uma central de atendimento ou arriscar uma viagem ao pronto-socorro, as pessoas com sintomas suspeitos poderiam conversar com um bot, que usava processamento para perguntar sobre os sintomas com base em análises de IA . Assim, com a possiblidade de descrever as causas ou iniciar uma sessão de telemedicina para avaliação de um médico.
Pacientes virtuais
Créditos: Vanessa Branchi
Diariamente aparece algum novo algoritmo, que permite aos computadores diagnosticar uma doença com uma precisão sem precedentes, renovando as previsões de que os computadores logo substituirão os médicos. E se os computadores pudessem substituir os pacientes também?
Se os humanos virtuais pudessem ter substituído pessoas reais em alguns estágios de um teste de vacina contra o coronavírus, por exemplo, isso poderia ter acelerado o desenvolvimento de uma ferramenta preventiva e desacelerado a pandemia. Esses são alguns dos benefícios ao poder testar de medicamentos e tratar em órgãos virtuais ou sistemas corporais para prever como uma pessoa real responderá às terapias. Segundo o Scientific American e pelo Fórum Econômico Mundial, essa tecnologia tornará possível realizar primeiras avaliações rápidas e econômicas de segurança, reduzindo drasticamente o número de humanos necessários para a experimentação. Com os órgãos virtuais, a modelagem começa com a coleta de dados por meio da imagem real do órgão de um indivíduo para identificar os mecanismos que governam a função desse órgão.
Algoritmos executados em computadores poderosos resolvem as equações e incógnitas resultantes, gerando um órgão virtual que se parece e se comporta de forma real. A experimentação em modelos digitais de pacientes individuais também pode ajudar a personalizar a terapia para uma série de condições e já é usada no tratamento do diabetes. Para isso, é necessário incluir a geração de bancos de dados médicos de alta qualidade a partir de uma grande base de pacientes etnicamente diversa, refinamento de modelos matemáticos para dar conta dos muitos processos de interação no corpo e modificações adicionais de métodos de IA.
Créditos: Vanessa Branchi
A computação espacial em breve levará as interações homem-máquina e máquina-máquina a novos níveis de eficiência em muitas áreas da vida, entre elas a indústria, saúde, transporte e casa. Grandes empresas, incluindo Microsoft e Amazon, investem pesadamente na tecnologia como realidade virtual e aumentada, a computação espacial baseada no conceito de representação digital de um objeto. Isto pode ser usado de várias maneiras para imprimir o objeto em 3D, projetar novas versões dele, fornecer treinamento virtual sobre ele ou unir a outros objetos digitais para criar mundos virtuais, mapas digitais de uma sala, um edifício até uma cidade quantificando e manipulando o mundo real.
Considere este cenário futurista: uma equipe paramédica é enviada para cuidar de um paciente que pode precisar de uma cirurgia de emergência. Como o sistema envia os registros médicos do paciente e atualizações em tempo real para os dispositivos móveis dos técnicos e para o pronto-socorro, ele também determina o caminho mais rápido para chegar até a pessoa. Semáforos vermelhos impedem o trânsito e, quando a ambulância chega, as portas de entrada do prédio se abrem e os objetos se movem para fora do caminho enquanto os médicos se apressam com sua maca. Conforme o sistema os guia para o pronto-socorro pela rota mais rápida, uma equipe cirúrgica usa computação espacial e realidade aumentada para mapear a coreografia de toda a sala de operação
Já a indústria adotou a integração de sensores dedicados, gêmeos digitais e a Internet das Coisas para otimizar a produtividade e provavelmente será uma das primeiras a adotar a computação espacial. A tecnologia pode adicionar rastreamento baseado em localização a um equipamento ou a uma fábrica inteira. Com o uso de realidade virtual poderá ser possível direcionar vários robôs enquanto construíam uma fábrica, algoritmos de computação espacial poderiam ajudar a otimizar a segurança, eficiência e qualidade do trabalho. Em um cenário mais comum, as empresas de fast-food e varejo também poderiam combinar computação espacial com técnicas de engenharia industrial padrão para aumentar o fluxo eficiente de trabalho.
Síntese do genoma completo
Créditos: Vanessa Branchi
No início da pandemia COVID-19, cientistas na China carregaram a sequência genética do vírus em bancos de dados genéticos. Um grupo suíço então sintetizou todo o genoma e produziu o vírus a partir dele essencialmente teletransportando o vírus para seu laboratório para estudo, sem ter que esperar por amostras físicas. Essa velocidade é um exemplo de como a impressão do genoma inteiro está promovendo a medicina e outros empreendimentos. Até agora, os genomas recebem melhorias na tecnologia de síntese e no software, que estão tornando possível imprimir faixas cada vez maiores de material genético e alterar genomas de forma mais ampla.
O projeto e a síntese do genoma nessa escala permitirão aos micróbios servir como fábricas para a produção de qualquer quantidade de substâncias. Muitos cientistas desejam a capacidade de escrever genomas maiores, como os de plantas, animais e humanos, que poderia ser a base para terapias baseadas em células. A capacidade de escrever nosso próprio genoma surgirá inevitavelmente, permitindo aos médicos curar muitas, senão todas as doenças genéticas. Chegar lá requer um maior investimento em software de design provavelmente incorporando inteligência artificial e em métodos mais rápidos e baratos.
É claro que a engenharia do genoma inteiro pode ser mal utilizada, com o principal medo sendo os patógenos transformados em armas ou seus componentes geradores de toxinas. Cientistas e engenheiros precisarão desenvolver um filtro de segurança biológica abrangente: um conjunto de tecnologias novas e existentes capazes de detectar e monitorar a propagação de novas ameaças em tempo real. Os investigadores precisarão inventar estratégias de teste que possam ser escalonadas rapidamente. De maneira crítica, os governos em todo o mundo devem cooperar muito mais do que agora.
Sensor quântico
Créditos: Getty Images
Os computadores quânticos recebem todo o entusiasmo, mas os sensores quânticos podem ser igualmente transformadores, permitindo veículos autônomos que podem “ver” nos cantos, sistemas de navegação subaquática, sistemas de alerta precoce para atividade vulcânica e terremotos e scanners portáteis que monitoram a atividade cerebral de uma pessoa durante vida cotidiana. Os sensores quânticos alcançam níveis extremos de precisão ao explorar a natureza quântica da matéria.
Outros sensores quânticos detectam mudanças minúsculas no movimento e pequenas diferenças nos campos gravitacionais, elétricos e magnéticos. A maioria dos sistemas de detecção quântica permanece cara, superdimensionada e complexa, mas uma nova geração de sensores menores e mais acessíveis deve abrir novas aplicações. Os sistemas quânticos permanecem extremamente suscetíveis a distúrbios, o que poderia limitar sua aplicação em ambientes controlados. Os analistas da indústria esperam que os sensores quânticos cheguem ao mercado nos próximos três a cinco anos, com ênfase inicial em aplicações médicas e de defesa.
Hidrogênio verde
Créditos: Vanessa Branchi
Quando o hidrogênio queima, o único subproduto é a água, e é por isso que o hidrogênio tem sido uma fonte de energia com Zero Carbono atraente há décadas. No entanto, o processo tradicional de produção de hidrogênio, no qual os combustíveis fósseis são expostos ao vapor, não é nem remotamente Zero Carbono. Enquanto isso, as empresas de energia estão começando a integrar eletrolisadores diretamente em projetos de energia renovável. Por exemplo, um consórcio de empresas por trás de um projeto chamado Gigastack planeja equipar o parque eólico offshore Hornsea Two de Orsted com 100 megawatts de eletrolisadores para gerar hidrogênio verde em escala industrial.
As tecnologias renováveis atuais, como solar e eólica, podem descarbonizar o setor de energia em até 85%, substituindo o gás e o carvão por energia limpa. Outras partes da economia, como transporte marítimo e manufatura, são mais difíceis de aplicar porque frequentemente requerem combustível com alta densidade de energia ou calor em altas temperaturas. A Energy Transitions Commission, diz que o hidrogênio verde é uma das quatro tecnologias necessárias para cumprir a meta do Acordo de Paris de reduzir mais de 10 giga toneladas de dióxido de carbono por ano dos setores industriais mais desafiadores, entre eles mineração, construção e produtos químicos.
Microagulhas para injeções e testes indolores
Créditos: Vanessa Branchi
Agulhas quase invisíveis ou Microagulhas, estão prontas para inaugurar uma Era de injeções sem dor e exames de sangue. Seja conectada a uma seringa ou a um adesivo, as microagulhas previnem a dor evitando o contato com as terminações nervosas. Em 2020, os pesquisadores lançaram uma nova técnica para o tratamento de doenças de pele e certos tipos de câncer ao misturar microagulhas em forma de estrela em um creme ou gel terapêutico, que aumenta a passagem do agente terapêutico.
Muitos produtos com microagulhas já estão se encaminhando para a comercialização para coleta rápida e indolor de sangue ou fluido intersticial e para uso em testes diagnósticos ou monitoramento de saúde. Foi aprovado também nos EUA e Europa o dispositivo de coleta de sangue TAP da Seventh Sense Biosystems, que permite que leigos coletem uma pequena amostra de sangue por conta própria, seja para enviar a um laboratório ou para monitoramento. Em ambientes de pesquisa, as microagulhas também estão sendo integradas a dispositivos de comunicação sem fio para medir a dose adequada do medicamento.
Química movida a energia solar
Créditos: Vanessa Branchi
Aviação elétrica
Créditos: Getty Images
Em 2019, as viagens aéreas foram responsáveis por 2,5% das emissões globais de carbono, um número que poderia triplicar até 2050. Embora algumas companhias aéreas tenham começado a compensar suas contribuições para o carbono atmosférico, cortes significativos ainda são necessários. Aviões elétricos podem fornecer a escala de transformação necessária, e muitas empresas estão correndo para desenvolvê-los. Os motores de propulsão elétrica não apenas eliminariam as emissões diretas de carbono, mas também reduziriam os custos de combustível em até 90%, a manutenção em até 50% e o ruído em quase 70%. Entre as empresas que trabalham em vôo elétrico estão Airbus, Ampaire, MagniX e Eviation.
Em um futuro previsível, aproximadamente metade de todos os voos globais têm menos de 800 quilômetros, o que deve estar dentro do alcance de aeronaves elétricas movidas a bateria até 2025. A aviação elétrica enfrenta obstáculos regulatórios e de custos, mas investidores, incubadoras, corporações e governos entusiasmados com o progresso dessa tecnologia estão investindo significativamente em seu desenvolvimento: cerca de US $ 250 milhões fluíram para startups de aviação elétrica entre 2017 e 2019. Atualmente, cerca de 170 aviões elétricos projetos estão em andamento. A maioria dos aviões elétricos é projetada para viagens particulares, corporativas e de passageiros, mas a Airbus afirma que planeja ter versões para 100 passageiros prontas para voar até 2030.
Cimento com baixo teor de carbono
Créditos: Vanessa Branchi
O concreto molda grande parte do nosso mundo construído. A fabricação de um de seus principais componentes, o cimento, cria uma quantidade substancial, embora subestimada, de dióxido de carbono produzido pelo homem: até 8% do total global, de acordo com o think tank Chatham House, com sede em Londres. Foi dito que se a produção de cimento fosse um país, seria o terceiro maior emissor depois da China e dos Estados Unidos. Atualmente, quatro bilhões de toneladas de cimento são produzidas todos os anos, mas devido à crescente urbanização, esse número deve subir para 5 bilhões de toneladas nos próximos 30 anos.
As emissões da produção de cimento decorrem dos combustíveis fósseis usados na geração de calor para a formação do cimento. Embora a indústria da construção seja tipicamente resistente a mudanças por uma variedade de razões, como a segurança e confiabilidade entre elas, a pressão para diminuir suas contribuições para a mudança climática pode acelerar a ruptura. De acordo com o Scientific American e pelo Fórum Econômico Mundial o futuro ideal, seria usar em vez de cimento, materiais de suporte de carga leves, como aqueles usados para pavimentação, fachadas e estruturas temporárias.