Laurence CadieuxDen første industrielle revolution brugte vand- og dampkraft til at mekanisere produktionen. Den anden industrielle revolution brugte elektrisk kraft til at muliggøre masseproduktion. Den tredje industrielle revolution brugte elektronik og IT til at automatisere produktionen.
Og nu står vi ifølge fremtidsforskere på tærsklen til den fjerde industrielle revolution, som vil bruge stigende sammenkobling og intelligent automatisering til at levere hurtig, hidtil uset og på mange måder uventet forandring i teknologi, industrier og samfundsmønstre og -processer og udviske grænserne mellem den fysiske, den digitale og den biologiske sfære.
Nedenfor fremhæver vi 10 teknologiske tendenser, der vil forandre verden, på nogle måder, som vi forventer, og muligvis på flere måder, som vi ikke gør:
Nekrobotik
Nekrobotik er praksissen med at bruge biotiske materialer, altså døde organismer, som robotkomponenter. Maskiningeniører ved Rice University i Houston viste for eksempel sidste år, hvordan man kan forvandle døde edderkopper til „mekaniske gribere“, der kan indgå i naturlige miljøer, mens de samler genstande op, som vejer mere end dem selv, for eksempel insekter.
Lige nu er begrebet nekrobotik stadig i sine allerførste faser. Men potentialet er forbløffende (og måske en helt ny genre af gyserfilm!).
Sandbatterier
Et sandbatteri er et termisk energilager ved høj temperatur, som bruger sand (eller sandlignende materialer, der fungerer som en superleder) som lagringsmedie. Det kan lagre varme, der er skabt af billig sol- eller vindproduceret elektricitet, i månedsvis. Det første sandbatteri blev bygget af den finske startup Polar Night Energy sammen med det finske energiselskab Vatajankoski. Projektet har leveret verdens første kommercielt levedygtige sandbaserede løsning til energilagring.
Lige nu er de største udfordringer for sandbatterier, som det ofte er med banebrydende teknologikoncepter, pris og skalerbarhed. Der er dog håb om, at begge forhindringer bliver overvundet i den nære fremtid, hvilket ville frigøre et helt nyt niveau af grøn teknologi. Som IEEE bemærker, verdens største faglige sammenslutning for teknologiens fremme: „Overkommelig termisk lagring kan hjælpe industrier og byer med at opsamle varme, der i dag går til spilde, og samtidig udligne udsvingene i produktionen fra vind og sol.“
Xenotransplantation
Xenotransplantation er proceduren med at transplantere, implantere eller tilføre et menneske organer, celler eller væv fra en dyrekilde. Den mest berømte xenotransplantationsoperation fandt sted for mange år siden.
I 1984 blev en baby født med en hjertefejl, der ville have dræbt hende i løbet af få dage. Hendes kirurg, Leonard Lee Bailey, var pioner inden for transplantationer fra dyr til dyr og besluttede at forsøge at transplantere et bavianhjerte. Ikke som en permanent løsning, men for at gøre det muligt for babyen (som blev kendt som „Baby Fae“) at leve længe nok til en anden, menneskelig transplantation i den nære fremtid. Tragisk nok døde Baby Fae 21 dage senere, efter at hendes krop afstødte bavianhjertet. Den begivenhed var dog det første seriøse forsøg på xenotransplantation.
Nu, fire årtier senere, er interessen for xenotransplantation blevet vakt igen, og det samme er den etiske debat og kontroversen omkring den, som en måde at imødegå den globale, alvorlige mangel på organer, der koster millioner af liv hvert år. Som Columbia Universitys Irving Medical Center påpeger: „Xenotransplantation handler om meget mere end at gennemføre en procedure, der føles, som om den hører hjemme i science fiction. Det er en prioritet for mange transplantationskirurger og eksperter, fordi det kan fjerne mange af de barrierer, der har eksisteret for adgang til organer i årtier.“
Robotter, der læser hjernen
I flere år har der eksisteret teknologi, som hjælper mennesker med tetraplegi (dem, der ikke kan bevæge over- eller underkrop) med at interagere med verden. Den teknologi byggede dog på, at personerne gav en form for input.
Nu dukker der teknologi op, som bruger maskinlæring til at estimere og forstå hjernesignaler, men uden aktive input fra en person. Algoritmen kunne for eksempel teoretisk og potentielt fortolke hjerneaktiviteten hos en person i kørestol for at opfange personens præferencer for hastighed, afstand til andre genstande og andre variabler. Det er også blevet foreslået, at disse såkaldte „robotter, der læser hjernen“ en dag kunne genkende en persons kontekst og tilpasse sig i øjeblikket. En kørestol ville for eksempel automatisk vide, at den skulle ændre risikotolerancen, hvis en person var sent på den til en aftale.
På en måde er det, denne bemærkelsesværdige teknologi sigter efter, at opfange en persons humør og følelser og bruge den information til at forbedre hverdagen. Men indtil videre er den største forhindring at sikre, at algoritmen er konsistent over tid. BBC kommenterede: „Uden den konsistens kan algoritmen blive slået ud af kurs i virkelige situationer. Hvis nogen for eksempel kørte i kørestol i en menneskemængde og passerede folk i et skænderi, kunne personen generere en fejl, som ikke har noget med køreoplevelsen at gøre.“
Direkte luftopsamling
Træer spiller en afgørende rolle i at reducere kuldioxid (CO2) i atmosfæren gennem fotosyntese. Det kræver dog en stor mængde jord, og der bliver stadig mindre af den. Det er her, teknologien til direkte luftopsamling (DAC) kan ændre paradigmet.
DAC går ud på at trække CO2 ud af luften og lagre den i geologiske huler dybt under jorden eller kombinere den med brint for at skabe syntetiske brændstoffer. Der er i øjeblikket 18 DAC-anlæg i drift på verdensplan, som tilsammen opsamler næsten 0,01 Mt CO2 hvert år. I 2030 forventes DAC at opsamle næsten 60 Mt CO2 hvert år.
Selv om DAC har et utroligt potentiale, er der nogle væsentlige problemer og udfordringer, der skal overvindes, især at DAC-anlæg kræver en massiv mængde energi for at køre. Hvis den byrde kan skaleres ned, kan DAC blive et forvandlende frisk pust for generationer fremover.
Energilagrende mursten
Vi kender smartphones, smart-tv og smarte hjem. I de kommende år håber vi at kunne føje endnu et medlem til det smarte landskab: smarte mursten!
Forskere ved Washington University i St. Louis har udviklet en metode til at påføre en ledende belægning, kendt som PEDOT, på murstensprøver. Belægningen sivede gennem de brændte murstens porøse struktur og forvandlede dem til energilagrende elektroder. I bund og grund blev murstenene til et batteri.
Den gode nyhed er, at disse smarte mursten kun koster omkring 3 USD stykket at fremstille. Den mindre gode nyhed er, at lagringskapaciteten lige nu er ekstremt lav, omkring 1 % af et lithium-ion-batteri (nok til at få en LED-pære til at lyse). Der er dog masser af løfter og begejstring. Forskerne håber, at de ved at blande visse overgangsmetaller i murstenene, for eksempel mangan, kan øge energilagringskapaciteten markant.
Levende beton
Forskere ved University of Colorado Boulder har udviklet det, der bliver kaldt „levende beton“, lavet af sand, gel og bakterier. Det kan brolægge vejen (ja, ordspillet er tilsigtet!) for fremtidige bygningskonstruktioner, der kan hele deres egne revner, opdage og reagere på giftige kemikalier eller endda lyse op for at afsløre strukturelle skader.
Mineralerne i det nye materiale aflejres af cyanobakterier, en udbredt klasse af mikrober, der opfanger energi gennem fotosyntese. Processen optager CO2, i modsætning til produktionen af almindelig beton, som udleder massive mængder drivhusgas.
Lige nu fokuserer forskerne på at gøre den levende beton stærkere og på at øge modstandsdygtigheden over for udtørring. De ser også på måder at omkonfigurere materialet på, så det lettere kan samles og pakkes fladt, hvilket kan åbne muligheden for at bruge teknologien på andre planeter, for eksempel Mars. Wil Srubar kommenterede, bygningsingeniør ved University of Colorado Boulder og leder af forskningsprojektet: „Vi kommer ikke til at fragte byggematerialer ud i rummet. Vi tager biologien med os.“
Smartwatches drevet af sved
Ingeniører ved University of Glasgow har udviklet en ny type fleksibel superkondensator, der lagrer energi og derefter udskifter elektrolytterne i konventionelle batterier med sved.
Sådan virker det: et polyesterstof optager positive og negative ioner i sved. Ionerne interagerer med polymerens overflade, hvilket skaber en elektrokemisk reaktion og dermed genererer energi. Superkondensatoren kan lades helt op med så lidt som 20 mikroliter sved (ca. 4 dråber) og er robust nok til at holde til 4.000 cyklusser.
Der er dog stadig nogle problemer, der skal løses, før smartwatches drevet af sved slår igennem og bliver taget i brug i stor skala. Først og fremmest skal forskerne finde ud af, hvordan batteriet kan holde, også når bæreren ikke sveder. Én idé er at tilføje et konventionelt reservebatteri. Det er ikke en ideel løsning, men det kan være en bro til et bedre smartwatch, der er 100 % uden batteri, i en forhåbentlig ikke alt for fjern fremtid.
AI-billedgenerering
Vi kender alle den konventionelle billedsøgning, hvor vi skriver et ord som „hundehvalp“ i en søgemaskine, klikker på billeder og får tusindvis og atter tusindvis af billedmuligheder, alt fra stockfotos til clipart.
Der er dog en ny teknologi kendt som AI-billedgenerering, som går langt videre end bare at høste eksisterende billeder. Den skaber faktisk helt nye, originale billeder ud fra enkle prompts med få ord.
Teknologien fra OpenAI, kendt som Dall-E, er i sin anden udgave („Dall-E 2“). Der har været nogle imponerende forbedringer i forhold til den første udgave, herunder bedre billedopløsning, hurtigere billedskabelse og en mere intelligent algoritme.
Der er dog stadig nogle problemer, der skal overvindes, før Dall-E 2 (eller en senere udgave) er lige så vidunderlig og fantastisk som den figur, den er opkaldt efter, Wall-E. Hvis du for eksempel beder om et billede af „et hul bagi inde i en kasse“, tager Dall-E 2 anmodningen bogstaveligt og leverer et billede med en sort cirkel (der forestiller et hul) inde i en kasse. Men hvad hvis du egentlig ville have et billede af et kosmisk sort hul? Desuden kan Dall-E 2 få problemer med at blande variabler. Hvis du for eksempel beder den om at tegne en rød terning oven på en blå terning, får du nogle gange en blå terning oven på en rød terning.
Oven i det er der en voksende, hvirvlende etisk debat om, hvordan teknologien kan blive (og faktisk allerede bliver) brugt til lyssky formål som propaganda og „falske nyheder“.
Lige nu bliver Dall-E 2 rullet langsomt ud (der er en venteliste), og der er ingen officielle planer om at frigive den til den brede offentlighed. Aditya Ramesh, en af projektets ledende forskere, kommenterede: „Vi vil gerne lægge denne forskning i hænderne på mennesker, men indtil videre er vi bare interesserede i at få feedback på, hvordan folk bruger platformen. Vi er helt klart interesserede i at udbrede teknologien mere, men vi har i øjeblikket ingen planer om kommercialisering.“
At katapultere satellitter ud i rummet
Den konventionelle måde at få satellitter ud i rummet på er at hægte dem på raketter. Der er dog en mulighed for, at satellitter i de kommende år i bund og grund bliver katapulteret til deres destination. Ja, vi mener det!
Der findes nu et prototypesystem til at få satellitter (eller andre nyttelaster) ud i rummet ved hjælp af kinetisk energi. I bund og grund ville satellitten blive hægtet på en affyringsanordning og slynget rundt med svimlende 8.000 km/t og 10.000 G, før den bliver sendt opad gennem et kæmperør.
Lige nu fjerner konceptet ikke raketmotorer helt, for de ville stadig være nødvendige for at få satellitter i kredsløb. Virksomheden bag teknologien, SpinLaunch, siger dog, at det kan reducere brændstof og infrastruktur med 70 %.
Et blik fremad
Det er bare nogle af de mange tekniske idéer, der vil indvarsle den fjerde industrielle revolution, og som en dag i en fjern fremtid vil blive betragtet som almindelige frem for forbløffende. Vi ved ikke, hvad der kommer til at udfolde sig, men vi kan sige med sikkerhed, at det bliver meget, meget interessant.
Hvad mener du?
Del dine tanker om disse (og andre) teknologiske idéer. Skriv dine kommentarer nedenfor. Er du begejstret for det, der er på vej? Bekymret? Måske en blanding af begge dele? Lad fællesskabet vide, hvad du tænker, forventer og råder til.