نگاهی به نوآوری‌های برتر ۲۰۲۴

به گزارش می‌متالز، آینده با ورود فناوری‌های پیشگامانه که نویدبخش تحول در تمام ابعاد زندگی ماست در حال تغییر است. این نوشتار به بررسی اجمالی پیشگامانه‌ترین پیشرفت‌هایی می‌پردازد که می‌توانند در بخش‌های مختلف انقلاب ایجاد کنند. فناوری‌های نوظهور، نقش مهمی در شکل دادن به آینده دارند؛ بنابراین نگاهی به آینده می‌اندازیم، جایی که در آن غیرممکن‌ها ممکن می‌شوند و ممکن‌ها تغییر می‌کنند و کارآمدتر می‌شوند. در این نوشتار سه فناوری منتخب در سال ۲۰۲۴ میلادی به گزارش مجمع جهانی اقتصاد برای بازیگران انقلاب صنعتی چهارم بررسی شده است.

۱- هوش مصنوعی، پیشگام در دانش:

هوش مصنوعی (AI) اکتشافات علمی را از طریق هوش مصنوعی مولد (Generative AI) و مدل‌های بنیادی (Foundation models) متحول کرده است. این پیشرفت‌ها دانشمندان را قادر می‌سازد تا اکتشافاتی را که قبلاً غیرممکن بود انجام دهند و سرعت پیشرفت علمی را تسریع بخشند. نمونه‌های قابل‌توجه عبارت‌اند از Deep Mind’s AlphaFold که می‌تواند ساختار‌های سه‌بعدی پروتئین‌ها را به‌دقت پیش‌بینی، خانواده جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌ها را شناسایی و موادی را برای باتری‌های کارآمدتر کشف کند. دانشمندان اکنون در حال ساختن و استفاده از مدل‌های زبانی بزرگ (large language models) برای بررسی ادبیات علمی، طوفان فکری فرضیه‌های جدید با چت‌بات‌های هوش مصنوعی (AI chatbots) و ایجاد مدل‌های هوش مصنوعی برای تجزیه‌وتحلیل حجم وسیعی از داده‌ها هستند. این انقلاب مبتنی بر هوش مصنوعی نوید پیشرفت‌های چشمگیری در تشخیص، درمان و پیشگیری از بیماری‌ها، ایجاد مواد جدید برای فناوری‌های سبز و پیشرفت در علوم زیستی می‌دهد. بااین‌حال، چالش‌های اخلاقی از جمله خطرات حریم خصوصی، اختلالات اجتماعی مانند تغییر شیوه تعاملات اجتماعی و بازار کار و اثرات زیست‌محیطی مانند استخراج چشمگیر منابع باید مورد توجه قرار گیرند. شکل شماره ۱ نشان‌دهنده صنایعی است که بیشترین سرمایه‌گذاری را در AI برای اکتشافات علمی از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳ انجام داده‌اند.

۲- فناوری‌های تقویت‌کننده حریم خصوصی (PETs):

این فناوری‌ها ابزار‌هایی هستند که به محافظت از اطلاعات حساس کمک می‌کنند و درعین‌حال امکان استفاده از آنها را برای تحقیق و تحلیل فراهم می‌سازند. دو فناوری کلیدی در این زمینه داده‌های مصنوعی (Synthetic Data) و رمزگذاری همومورفیک (HE) هستند. هر دوی این فناوری‌ها بسیار حائز اهمیت بوده، زیرا باعث افزایش ارزش داده‌ها با پیشرفت در هوش مصنوعی می‌شوند.

داده‌های مصنوعی: داده‌های مصنوعی همان‌طور که از نامشان پیداست، داده‌هایی هستند که به‌طور مصنوعی تولید می‌شوند و الگو‌ها و روند‌های داده‌های واقعی را تقلید می‌کنند. هدف اصلی داده‌های مصنوعی حفظ مفید بودن برای اهداف خاص مانند تحقیقات پزشکی، در عینِ به حداقل رساندن تهدید‌های حفظ حریم خصوصی است. علی‌رغم مزایای آن، داده‌های مصنوعی با چالش‌هایی مانند ریسکِ شناسایی مجدد اطلاعات شخصی روبه‌رو هستند.

رمزگذاری همومورفیک: رمزگذاری همومورفیک روشی است که داده‌ها را حتی زمانی که در حال پردازش هستند رمزگذاری می‌کند. HE با رمزگذاری داده‌ها، پیشرفت‌های قابل‌توجهی در حفظ حریم خصوصی و حفاظت از داده‌ها ارائه می‌دهد. این بدان معنی است که داده‌ها حتی زمانی که در حال تجزیه‌وتحلیل هستند نیز می‌توانند محرمانه و ایمن باقی بمانند؛ در نتیجه رمزگذاری همومورفیک خطرات امنیتی مرتبط با داده‌های در حال استفاده را کاهش می‌دهد. HE علی‌رغم مزایایی که دارد، در حال حاضر کارایی کمتری نسبت به روش‌های سنتی پردازش داده دارد و به زمان و منابع محاسباتی بیشتری نیازمند است. شکل شماره ۲ نشان‌دهنده کشور‌هایی است که دارای بیشترین کمک مالیِ تجاری و دانشگاهی در PETs از ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳ هستند.

۳- پمپ‌های حرارتی الاستوکالری (Elastocalorics):

پمپ‌های حرارتی الاستوکالری یک فناوری نوآورانه است که می‌تواند انرژی موردنیاز برای گرمایش و سرمایش را تا حد زیادی کاهش دهد. این پمپ‌ها از مواد الاستوکالری استفاده می‌کنند که وقتی تحت فشار مکانیکی قرار می‌گیرند گرم می‌شوند و با آزاد شدن تنش سرد می‌شوند. خنک‌سازی الاستوکالری روش جدیدی برای سرد کردن با استفاده از سیم‌های مخصوص ساخته شده از ماده‌ای به نام نیتینول (Nitinol) است. با استفاده از اثر نیتینول، پمپ‌های حرارتی جامد (Solid-state heat pumps) و سیستم‌های خنک‌کننده نوآورانه، در حال توسعه و نویدبخش جایگزینی سبزتر و کارآمدتر برای روش‌های سنتی مبتنی بر کمپرسور (Compressor) هستند.

این لوله شامل سر‌های بارگیری در هر دو انتها و محرک‌هایی است که نیتینول را فشرده می‌کنند. در اطراف لوله‌های نیتینول، لوله‌های فولادی ضدزنگ کوتاه‌تر هستند تا از دست دادن گرما از طریق اصطکاک به حداقل برسد. شکل شماره ۳ نشان‌دهنده نحوه عملکرد لوله نیتینول است.

در قلب همه این فناوری‌ها، نبوغ انسانی و نوآوری برای بهبود وضعیت جهان نهفته است و نوید بهبود سریع سیستم‌ها و زیرساخت‌های فیزیکی را می‌دهد که روزانه به آنها تکیه می‌کنیم. حال که جهان در آستانه یه انقلاب فناورانه است؛ ضروری است که هلدینگ‌های قدرتمند با درک فرصت‌ها و چالش‌های پیشِ رو در چشم‌انداز به‌سرعت در حال تحول فناوری، خود را برای استفاده از پتانسیل کامل این نوآوری‌ها آماده کنند و آینده‌ای را شکل دهند که نه‌تن‌ها از نظر فناوری پیشرفته، بلکه برای همه عادلانه نیز باشد.

منابع:

1. https://www۳.weforum.org/docs/WEF_Top_۱۰_Emerging_Technologies_of_۲۰۲۴.pdf
2. https://www.oecd.org/en/publications/emerging-privacy-enhancing-technologies_bf۱۲۱be۴-en.html
3. https://www.sciencedaily.com/releases/۲۰۲۴/۰۴/۲۴۰۴۰۲۱۹۲۶۰۷.htm
4. https://www.ipm.fraunhofer.de/en/bu/energy-converters-thermal/expertise/caloric-systems/elastocaloric-systems.html
5. https://sitn.hms.harvard.edu/flash/۲۰۲۴/a-new-way-to-beat-the-heat-scientists-develop-an-elastocaloric-cooling-device/

منبع: فولاد مبارکه اصفهان