ZME Science informa diariamente sobre las últimas tendencias y avances en ciencia. Creemos que este tipo de informes ayuda a las personas a mantenerse al día en un mundo en constante cambio, al mismo tiempo que alimenta la inspiración para hacerlo mejor.
Pero también puede ser frustrante cuando lee sobre paneles solares con una eficiencia del 44 % y usted, como consumidor, no puede tenerlos. Por supuesto, hay un lapso de tiempo momentáneo a medida que la ola de innovación viaja desde los primeros usuarios hasta los consumidores principales. La primera computadora digital totalmente funcional, la ENIAC, se inventó en 1946, pero no fue hasta 1975 que Ed Roberts presentó la primera computadora personal, la Altair 8800. ¿Cree que la tecnología de pantalla táctil es algo nuevo? La primera pantalla táctil fue inventada por EA Johnson en Royal Radar Establishment, Malvern, Reino Unido, entre 1965 y 1967. En los años 80 y 90, algunas empresas como Hewlett-Packard o Microsoft introdujeron varios productos de pantalla táctil con un éxito comercial modesto. No fue hasta 2007, cuando Apple lanzó el primer iPhone, que la pantalla táctil realmente se volvió popular y accesible. Y la lista continúa.
El punto que estoy tratando de hacer es que todas las cosas emocionantes que están saliendo de los laboratorios de vanguardia en todo el mundo llevarán tiempo para madurar e integrarse verdaderamente en la sociedad. Está en la etapa de la burbuja, y para algunos la burbuja estallará y la tecnología no sobrevivirá. Otras invenciones e investigaciones podrían resurgir dentro de muchas décadas.
Entonces, ¿cómo será el futuro dentro de diez años? ¿Cuál es la próxima gran cosa? Es mi opinión personal que, dado el ritmo actual de avance tecnológico, este tipo de estimaciones son muy difíciles, si no imposibles, de hacer. Como tal, estas son solo algunas de mis conjeturas sobre qué tecnología, algunas versiones nuevas y otras mejoradas de lo que ya es común hoy en día, se convertirá en una parte integral de la sociedad en el futuro.
- 2.1 Nanotecnología
- 2.2 Grafeno
- 2.3 Colonia de Marte
- 2.4 Electricidad inalámbrica
- 2.5 Fusión nuclear
Los próximos cinco años
Dispositivos portátiles
Una tendencia candente en este momento es la integración de tecnología en dispositivos portátiles. Las gafas con cámara (como las gafas de Google) o los relojes que responden a las llamadas telefónicas (como el Apple Watch) son solo algunos de los productos que son muy populares en este momento. Sin embargo, los expertos de la industria creen que solo estaban arañando la superficie.
Gracias a la electrónica flexible, la ropa pronto albergará computadoras, sensores o receptores inalámbricos. Pero la mayoría de estos necesitan conectarse a un teléfono inteligente para funcionar. La verdadera explosión de la tecnología portátil podría ocurrir una vez que estos puedan liberarse y funcionar de forma independiente.
Los dispositivos inteligentes, hasta que se liberen o hagan algo interesante por sí solos, serán demasiado complicados y realmente no cumplirán la promesa de lo que pueden hacer los dispositivos inteligentes, dijo Mike Bell, jefe de negocios móviles de Intel. Estos dispositivos tienen que ser independientes y hacer algo grandioso por sí solos para lograr una adopción masiva. Entonces, si pueden hacer algo más una vez que lo emparejas, está bien.
Internet de las Cosas
En línea con los dispositivos portátiles, las máquinas de Internet de las cosas se comunican entre sí, con humanos conectados a computadoras que observan, analizan y actúan sobre la explosión resultante de grandes datos. Los refrigeradores, las tostadoras e incluso los botes de basura podrían computarizarse y, lo que es más importante, conectarse en red. Uno de los ejemplos más conocidos es el termostato Nest de Google.
Este termostato conectado a Wi-Fi le permite ajustar de forma remota la temperatura de su hogar a través de su dispositivo móvil y también aprende sus patrones de comportamiento para crear un programa de ajuste de temperatura. Google adquirió Nest por 3200 millones de dólares en 2014. Otra empresa, SmartThings, que Samsung adquirió en agosto, ofrece varios sensores y kits para el hogar inteligente que pueden monitorear cosas como quién entra y sale de su casa y pueden alertarlo sobre posibles fugas de agua para dar tranquilidad a los propietarios. Alimentado por sensores que pronto llegarán a billones, trabajando con sistemas inteligentes por miles de millones e involucrando a millones de aplicaciones, el Internet de las Cosas impulsará nuevos comportamientos de consumidores y negocios como los que aún no hemos visto.
Big Data y aprendizaje automático
Big data es una palabra de moda en la actualidad que se utiliza para describir conjuntos masivos de datos (tanto estructurados como no estructurados) que son difíciles de procesar con técnicas convencionales. El análisis de big data puede revelar información previamente oculta por datos demasiado costosos de procesar. Un ejemplo es la influencia de los pares entre los clientes que se revela al analizar las transacciones de los compradores, los datos sociales y geográficos.
Con más y más información almacenada en línea, especialmente en Internet de las cosas y la tecnología portátil ganando popularidad, el mundo pronto alcanzará un umbral de sobrecarga. Por lo tanto, examinar este volumen masivo es imperativo, y aquí es donde entra en juego el aprendizaje automático. Sin embargo, el aprendizaje automático no se refiere a los robots domésticos. En cambio, es un concepto mucho más cercano a casa. Por ejemplo, su correo electrónico tiene una carpeta de spam donde los correos electrónicos que se ajustan a un determinado patrón se filtran mediante un algoritmo que ha aprendido a distinguir entre spam y no spam. De manera similar, su feed de Facebook está lleno de publicaciones de sus amigos más cercanos porque un algoritmo ha aprendido cuáles son sus preferencias en función de sus me gusta de interacciones, comentarios, acciones compartidas y clics.
Donde se juntan big data y aprendizaje automático, espera una revolución informacional y no hay campo donde el potencial transformador sea mayor que el de la medicina. Los médicos contarán con la ayuda de algoritmos inteligentes que extraen el conjunto de datos de sus pacientes, completo con diagnósticos previos o información genética. El algoritmo revisaría los vastos registros y se correlacionaría con la información médica. Por ejemplo, un paciente con cáncer podría acudir para recibir tratamiento. Luego se informaría al médico de que, dado que el paciente tiene un determinado gen o conjunto de genes, se aplicaría un tratamiento personalizado. ¡Asombroso!
criptomoneda
Es posible que haya oído hablar de Bitcoin, pero no es la única forma de criptomoneda. Hoy en día, hay miles de criptomonedas. A diferencia de las monedas respaldadas por el gobierno, que generalmente están reguladas y creadas por un banco central, las criptomonedas son generadas por computadoras que resuelven una serie compleja de algoritmos y se basan en redes descentralizadas de igual a igual. Si bien estos eran solo una moda hace unos años, las cosas son mucho más serias ahora. Poco después de la creación de Bitcoins, un usuario gastó 10 000 Bitcoin en dos pizzas. Esa misma cantidad de bitcoin valdría alrededor de $ 8 millones unos pocos años después. Hoy en día, valen alrededor de $ 63 millones.
Hay mucho debate en torno a la criptomoneda. Por ejemplo, debido a que es descentralizado y anónimo, Bitcoin se ha utilizado y se utiliza para financiar actividades ilegales. Además, siempre existe el riesgo de que una computadora falle y borre su billetera o que un pirata informático saquee su bóveda virtual. Sin embargo, la mayoría de estas preocupaciones no son tan diferentes de las preocupaciones sobre el dinero tradicional, y con el tiempo, las criptomonedas podrían volverse muy seguras.
coches sin conductor
En 2012, California fue el primer estado en legalizar formalmente los automóviles sin conductor. El Reino Unido está listo para seguir este año.
Alrededor de 1,2 millones de personas en todo el mundo mueren en accidentes automovilísticos cada año. Las pruebas hasta ahora han demostrado que los automóviles sin conductor son muy seguros y deberían reducir en gran medida los accidentes automovilísticos. De hecho, si todos los automóviles en una autopista no tuvieran conductor y estuvieran conectados en red, en teoría nunca debería ocurrir ningún accidente. Además, los algoritmos se asegurarían de que obtuvieras el mejor flujo de tráfico posible, ya que las funciones matemáticas calcularían a qué velocidad debería ir un automóvil en relación con el otro, de modo que toda la columna avanzaría a la velocidad máxima. Por supuesto, esto significaría que la mayoría de la gente tendría que dejar de conducir, lo cual no es una opción entre aquellos que disfrutan. Aun así, podrías llegar al trabajo solo en el coche sin necesidad de carné de conducir. Casi todas las empresas de automóviles están trabajando en vehículos automatizados, dice Sven Beiker, director ejecutivo del Centro de Investigación Automotriz de Stanford.
Impresión 3d
Una impresora 3D lee cada porción (o imagen 2D) de su objeto virtual y procede a crear el objeto, combinando cada capa sin dejar rastro visible de las capas, lo que da como resultado un único objeto 3D. No es exactamente nuevo. Las empresas, especialmente en los sectores de I+D o de automoción, llevan más de dos décadas utilizando impresoras 3D para fabricar moldes y prototipos. Lo nuevo es cómo esta tecnología ha llegado a la gente común. Hoy en día, puedes comprar una impresora 3D decente por menos de $600. Con él, puede imprimir piezas de repuesto para sus máquinas rotas, hacer arte o cualquier otra cosa que se adapte a sus gustos.
Ni siquiera tienes que saber cómo diseñar. Las bibliotecas digitales para piezas 3D están creciendo rápidamente y muy pronto podrá imprimir lo que necesite. La tecnología en sí también está avanzando. Hemos visto casas, autos u oídos impresos en 3D, y esto es solo el comienzo. Los científicos creen que eventualmente podrán imprimir en 3D órganos funcionales hechos a medida para cada paciente, salvando millones de vidas cada año.
Realidad virtual
Las raíces de la realidad virtual se remontan a finales de la década de 1950, en una época en la que las computadoras encerraban a Goliat del tamaño de una casa. Un joven ingeniero eléctrico y extécnico de radar naval llamado Douglas Engelbart vio el potencial de las computadoras como una pantalla digital y sentó las bases para la realidad virtual. Avance rápido hasta hoy y no se ha convertido mucho en realidad virtual, al menos no de la forma en que lo hemos visto en las películas.
Pero si tuviéramos que probarnos las proverbiales gafas de realidad virtual, ¿qué visión del futuro podrían ofrecernos? Bueno, verías un lugar para la realidad virtual que va mucho más allá de los videojuegos, como el tipo por el que se esfuerza Oculus Rift. La realidad virtual multijugador proporciona la base a través de la cual una clase de estudiantes puede realizar un recorrido virtual por las pirámides egipcias, dejar que un grupo de amigos vean juntos el último episodio de Game of Thrones o dejar que los adultos mayores experimenten lo que es compartir. una visita con sus nietos que pueden estar al otro lado del mundo. Donde la realidad virtual podría ser más útil no es para fabricar fantasías, sino para enriquecer la realidad al conectar a las personas como nunca antes. Es terriblemente emocionante.
genómica
Han pasado 10 años desde que se secuenció por primera vez el genoma humano. ¡En ese tiempo, el costo de la secuenciación por persona se redujo de $ 2.7 mil millones a solo $ 5,000! Raymond McAuley, un investigador líder en genómica, predijo en una conferencia en la conferencia Exponential Finance 2014 de Singularity University que estaremos secuenciando ADN por centavos para 2020. Cuando la secuenciación se aplique a una población masiva, tendremos datos masivos, y quién sabe qué. revelarán los datos?
Los próximos diez años
Nanotecnología
Existe un creciente optimismo de que la nanotecnología aplicada a la medicina y la odontología traerá avances significativos en el diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades. Muchos investigadores creen que los dispositivos científicos que son empequeñecidos por los ácaros del polvo algún día podrán ser capaces de realizar grandes milagros biomédicos.
Donald Eigler es conocido por su trabajo revolucionario en la manipulación precisa de la materia a nivel atómico. En 1989, deletreó las letras IBM utilizando 35 átomos de xenón individuales cuidadosamente manipulados. Se imagina algún día secuestrando los brillantes mecanismos de la biología para crear nanosistemas funcionales no biológicos. En mis sueños puedo imaginar algún virus ambientalmente seguro que, por diseño, fabrica y escupe un sumador de 64 bits. Luego, simplemente hacemos fluir el efluente de virus sobre nuestros chips y hacemos que los sumadores se adhieran en los lugares correctos. Eso es algo bastante descabellado, pero creo que es menos descabellado que Feynman en 59.
Angela Belcher es ampliamente conocida por su trabajo en la evolución de nuevos materiales para la energía, la electrónica y el medio ambiente. El profesor WM Keck de Energía, Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Biológica en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Belcher cree que el gran impacto de la nanotecnología y la nanociencia estará en la fabricación, específicamente en la fabricación limpia de materiales con nuevas rutas para la síntesis de materiales, menos residuos y materiales de autoensamblaje.
Está sucediendo ahora mismo, si observa la fabricación de ciertos materiales para, por ejemplo, baterías para vehículos, que se basa en la nanoestructuración de materiales y en obtener la combinación correcta de materiales en la nanoescala. Imagine el gran impacto que podría tener en el medio ambiente en términos de reducción de combustibles fósiles. Entonces, la fabricación limpia es un área en la que creo que definitivamente veremos avances en los próximos 10 años más o menos.
David Awschalom es profesor de física e ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de California, Santa Bárbara. Como pionero en el campo de la espintrónica de semiconductores, en la próxima década o dos, a Awschalom le gustaría ver el surgimiento de una tecnología cuántica genuina. Estoy pensando en posibles sistemas multifuncionales que combinen lógica, almacenamiento y comunicación como poderosos objetos cuánticos basados en partículas individuales en la naturaleza. Y si esto tiene sus raíces en un sistema biológico, un sistema químico o un sistema de estado sólido, puede no importar y puede conducir a aplicaciones revolucionarias en tecnología, medicina, energía u otras áreas.
Grafeno
ZME Science nunca se ha retractado de elogiar el grafeno, el alótropo de carbono de un átomo de espesor dispuesto en una red hexagonal y también por una buena razón. Estos son solo algunos aspectos destacados que hemos informado: puede repararse a sí mismo; es el compuesto más delgado que conocemos; el material más ligero (con 1 metro cuadrado llegando a alrededor de 0,77 miligramos); el compuesto más fuerte descubierto (entre 100 y 300 veces más fuerte que el acero y con una rigidez a la tracción de 150 000 000 psi); el mejor conductor de calor a temperatura ambiente; y el mejor conductor de electricidad (estudios han demostrado movilidad de electrones en valores de más de 15,000 cm2V1s1). Se puede usar para hacer cualquier cosa, desde aviones hasta chalecos antibalas diez veces más protectores que el acero, hasta celdas de combustible. También se puede convertir en un agente anticancerígeno. Sin embargo, sobre todo, su potencial transformador es mayor en el campo de la electrónica, donde podría reemplazar al viejo y pobre silicio, que está muy presionado por la ley de Moore.
Leyendo todo esto, es fácil aclamar al grafeno como el material maravilloso de la nueva era tecnológica que está por venir. ¿Qué es lo siguiente? Fabricación, por supuesto. El mayor obstáculo al que se enfrentan los científicos actualmente es producir grafeno a granel que sea lo suficientemente puro para aplicaciones industriales a un precio razonable. Una vez que esto se resuelva, quién sabe qué pasará.
Colonia de Marte
Después del histórico paseo lunar de Neil Armstrong, el mundo se emborrachó con sueños de conquistar el espacio. Probablemente hayas visto u oído acerca de las profecías hechas durante esos tiempos sobre cómo sería el mundo en el año 2000. Pero no, todavía no tenemos bases lunares, autos voladores o una cura para el cáncer.
Con el tiempo, el interés por la exploración espacial tripulada disminuyó, algo que lamentablemente se ha reflejado en el presupuesto actual de la NASA. Todavía se han logrado avances, aunque no al ritmo que a algunos les hubiera gustado. La Estación Espacial Internacional es un esfuerzo de colaboración fantástico que ahora se acerca a dos décadas de operación tripulada continua. Hace solo dos años, la NASA aterrizó el rover Curiosity, que actualmente recorre el Planeta Rojo y transmite hechos sorprendentes sobre nuestro planeta vecino. Por todas las señales, los hombres caminarán sobre Marte y cuando esto suceda, como antes con Armstrong, una nueva ola rejuvenecida de entusiasmo por la exploración espacial se extenderá a través de la sociedad. Y, en última instancia, esto se consolidará con un puesto de avanzada tripulado en Marte. Sé lo que debe estar pensando, pero si prestara atención a los funcionarios de la NASA, este objetivo no está tan lejos en el tiempo. Según todos los informes, lo más probable es que suceda durante su vida.
A partir de 2018, el poderoso cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA entró en funcionamiento, probando nuevas habilidades para la exploración espacial, como un aterrizaje tripulado planificado en un asteroide en 2025. Las misiones humanas a Marte se basarán en Orion y una versión evolucionada de SLS que será la más poderoso vehículo de lanzamiento jamás volado. Con suerte, la NASA llevará astronautas a Marte (¿martronautas?) En algún momento durante la década de 2030. Sin embargo, no se haga demasiadas ilusiones con Mars One.
Electricidad inalámbrica
Conocemos las posibilidades desde hace más de un siglo, la más famosa por el gran Tesla durante sus famosas conferencias. ¡El científico colgaría una bombilla en el aire y se encendería todo sin cables! El público quedó deslumbrado cada vez por esta actuación. Pero esto no fue un truco de salón, solo una cuestión de corriente por inducción.
Básicamente, Tesla se basó en conjuntos de enormes bobinas que generaban un campo magnético que induce una corriente en la bombilla. ¡Voila! En el futuro, la electricidad inalámbrica será accesible para cualquier persona tan fácil como lo es WiFi hoy en día. Los teléfonos inteligentes se cargarán en su bolsillo mientras pasea, los televisores parpadearán sin cables conectados y los autos eléctricos se recargarán mientras están sentados en el camino de entrada. De hecho, la tecnología ya está en su lugar. Lo que se requiere es un gran salto de infraestructura. Esencialmente, los dispositivos cargados de forma inalámbrica deben ser compatibles con las estaciones de carga y esto requiere mucho esfuerzo tanto de los proveedores de carga como de los fabricantes de dispositivos. Sin embargo, estamos llegando allí.
Fusión nuclear
La fusión nuclear es esencialmente lo opuesto a la fisión nuclear. En la fisión, un núcleo pesado se divide en núcleos más pequeños. Con la fusión, los núcleos más ligeros se fusionan en un núcleo más pesado.
El proceso de fusión es la reacción que alimenta al sol. En el sol, en una serie de reacciones nucleares, cuatro isótopos de hidrógeno-1 se fusionan en un helio-4, que libera una enorme cantidad de energía. El objetivo de los científicos durante los últimos 50 años ha sido la liberación controlada de energía a partir de una reacción de fusión. Si la energía de una reacción de fusión puede liberarse lentamente, puede usarse para producir electricidad en cantidades prácticamente ilimitadas. Además, no hay materiales de desecho para tratar o contaminantes para dañar la atmósfera. Para lograr el sueño de la fusión nuclear, los científicos deben superar tres limitaciones principales:
- temperatura (necesita poner mucha energía para iniciar la fusión; los átomos de helio deben calentarse a 40,000,000 grados Kelvin, ¡eso es más caliente que el sol!)
- tiempo (los núcleos cargados deben mantenerse juntos lo suficientemente cerca y durante el tiempo suficiente para que comience la reacción de fusión)
- contención (a esa temperatura todo es gas, por lo que la contención es un gran desafío).
Aunque existen otros proyectos en otros lugares, la fusión nuclear actual está abanderada por el proyecto del Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), fundado en 1985, cuando la Unión Soviética le propuso a los EE. UU. que los países trabajaran juntos para explorar las aplicaciones pacíficas de la fusión nuclear. Desde entonces, ITER se ha convertido en un proyecto de 35 países con un precio estimado de $ 50 mil millones.
Las estructuras clave todavía se están construyendo en ITER, y cuando esté listo, el reactor tendrá una altura de 100 pies, pesará 23,000 toneladas y su núcleo estará más caliente que el sol. Una vez activado (con suerte, con éxito), el ITER podría resolver los problemas energéticos del mundo en el futuro previsible y ayudar a salvar el planeta de una catástrofe medioambiental.
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