Merre halad a tudomány 2026-ban – uniós professzorok előrejelzése

Élő épületek, kvantumszámítógépek, otthoni robotok és mesterséges intelligenciával támogatott felkészülés a világjárványokra. Ezek azok a kulcsterületek, amelyeken néhány jelentős európai kutató ugrásszerű fejlődést vár a jövő év tudományától, ahogy a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja év végi előrejelzésében olvashattuk.

Képzeljünk el egy olyan várost, amely élő épületekből áll – olyan szerkezetekről van szó, amelyek elnyelik a szennyezést, amikor az emberek elhaladnak mellettük, és alakításuk során alkalmazkodnak a környezethez. Phil Ayres építész szerint ez a vízió megvalósítható. A koppenhágai Dán Királyi Akadémia professzora szerint városainkat az ember szolgálatára tervezték. A biohibrid építészet szakembere olyan jövőt vázol fel, amelyben más élőlények is aktív szerepet játszanak az épített környezetben, segítve az emberek és az élő környezet közötti kapcsolat új egyensúlyát.

Gombák és kúszónövények, mint a biohibrid építészet anyagai

Kutatásai során azt vizsgálta, hogy a gombák (a Fungateria és a Fungal Architectures nevű uniós projektekben) és a kúszónövények (a Flora Robotica projekt keretében) hogyan működhetnek építészeti anyagként. 

A kutatók ezekben a projektekben azt vizsgálják, hogy az élő elemeket hogyan használhatják fel az épületek szerkezetének részeként. Bár a gomba és a kúszónövény alapú anyagok még nem elég erősek ahhoz, hogy helyettesítsék a betont vagy az acélt, az épületek ezeken kívül sok más újtípusú anyagra is számíthatnak.

Ha elkezdjük termesztés-szerűen gyarapítani az épületek egyes részeit – hasonlóan ahhoz, ahogy a fákat termesztjük – akkor segíthetjük a szén-dioxid-megkötését és bővíthetjük a biológiai sokféleséget – állítja Ayres. Ez a megközelítés az épületeken túl más városi infrastruktúrákra is kiterjeszthető. A biohibrid építészet az erdőgazdálkodásból és a mezőgazdaságból származó hulladékokat, valamint az élelmiszeripari melléktermékeket is felhasználhatja. Az élő anyagok ráadásul további funkciókat is betölthetnek, például szűrhetik a levegőt vagy a vizet, esetleg kijavíthatják magukat, ha megsérülnek. Bár ezek az anyagok még nem használhatók elsődleges szerkezeti elemekként, a jövőbeli változatok már rendelkezhetnek az egész épületek megtámasztásához szükséges szilárdsággal és tartóssággal.

Közeleg a kvantumszámítás

Európában egyre több vállalat foglalkozik kvantumtechnológiákkal, ennélfogva a kvantumszámítás is folyamatosan közeledik a laboratóriumokból a mindennapi gyakorlat felé. Giulia Acconcia, a Milánói Műszaki Egyetem professzora szerint a nagy teljesítményű kvantumgépek hamarosan olyan problémákat is megoldanak, amelyekkel a mai szuperszámítógépek nem tudnak megbirkózni. Az elmúlt öt évben a fejlesztések felgyorsultak, s például az uniós támogatással folyó QLASS projektben fotonokat – elektronoknál gyorsabban haladó és több információt tárolni képes apró fénycsomagokat – felhasználva építenek kvantumszámítógépet.

A kutatók egyik legfontosabb célja, hogy a kvantumszámítógépek felhasználásával optimalizálják az akkumulátorok tervezését. Ezzel lerövidíthetik az elektromos járművek töltési idejét, és lehetővé tehetik, hogy az autók kisebb akkumulátorokkal is nagyobb távolságokat tegyenek meg. 

A jövőbeli felhasználóknak ráadásul nem kell majd közvetlenül kezelniük a kvantumszámítógépeket. Hasonlóan a fotók felhőben való tárolásához, az emberek távolról fognak majd tudni hozzáférni a kvantumgépekhez.

A háztartási robotok egyre közelebb kerülnek a valósághoz

A robotporszívók ma már mindennaposak, s egyre többen ajándékoztak ilyen masinát karácsonyra. Egy humanoid háztartási robotnak azonban számtalan feladatot kell tudnia ellátnia. Képzeljünk el például egy ilyen robotot, amely segíteni tud egy idős embernek az ételek elkészítésében, nehéz tárgyak emelgetésében vagy akár régi háztartási készülékek biztonságos szétszerelésében.

A szlovéniai Jožef Stefan Intézet munkatársa, Dr. Ales Ude szerint az ilyen univerzális, otthonokban vagy kórházakban segítséget nyújtó robotok, elsősorban a mesterséges intelligencia gyors fejlődésének köszönhetően már itt vannak a láthatáron. A fenti példában szereplő példa, a régi készülékek szétszerelése nem véletlenül szerepelt a felsorolt célok között, ugyanis az uniós támogatásnak köszönhetően indult ReconCycle projekt keretében azt vizsgálták, hogyan tudnának a robotok különféle elektronikus eszközöket szétszerelni újrahasznosítás céljából. De ez csak egy példa.

Ude úgy véli, hogy az emberek számára univerzális segítséget nyújtó robotoknak valószínűleg humanoid formára lesz szükségük, ami jól látható a néhány, kórházakban már kipróbálás alatt álló kísérletekben. A kórházakban sok szempontból elengedhetetlen, hogy a robotok az emberi anatómia alapján épüljenek. A lábak például lehetővé teszik a kerekes robotok számára elérhetetlen helyek megközelítését. Emellett rendkívül megbízhatónak, biztonságosnak és elég robosztusnak kell lenniük ahhoz, hogy túléljék az elkerülhetetlen baleseteket.

A hagyományos előre programozás, amely jól működik az ipari robotoknál, nem alkalmas egy rendezetlen, kiszámíthatatlan otthoni, vagy akár kórházi környezetben. A robotokból alapesetben hiányzik a józan ész – az a képesség, hogy megfelelően reagáljanak a váratlan eseményekre és elkerüljék a veszélyes hibákat. Az emberi agy ihlette generatív mesterséges intelligencia és a neurális hálózatok azonban segíthetnek a robotoknak jobban eligazodni az ilyen bizonytalan helyzetekben.

A projekt kutatói az ember-robot együttműködést is kutatják. A kommunikáció a nagy nyelvi modelleknek köszönhetően drámai módon erősödött, de a háztartási vagy kórházi robotoknak neurális hálózatukon keresztül előre kell látniuk az ember szándékait. Ha pedig betegek vagy idősek gondozásával kell foglalkozniuk, elengedhetetlen lesz egy bizonyos fokú empátia – ami azért továbbra is megoldatlan kihívás.

A következő világjárvány – számítsunk a váratlanra

Egy újabb világjárvány elkerülhetetlen, állítja Marion Koopmans, a rotterdami Erasmus Medical Centre professzora. Nem tudjuk, mikor fog bekövetkezni, hol fog kezdődni és milyen formát ölt majd, de felkészülhetünk rá. A következő időszak egyik nagy kihívása ellen azonban már rendelkezünk hatékony fegyverrel: megbízható adatok, a mesterséges intelligencia és a polgárok öntudatos hozzájárulása segíthet a kutatóknak és az orvosoknak abban, hogy idejekorán és hatékonyan cselekedjenek.

Amikor a COVID-19 járvány kitört, Koopmans a Versatile Infectious Diseases Observatory (VEO) nevű projekt vezetője volt, amelynek célja éppen egy biztos felügyeleti rendszer kidolgozása volt az újonnan megjelenő betegségek számára. Ettől függetlenül a kezdet nagyon kaotikus volt, hiszen egy új betegségre reagálni olyan, mint hajót építeni, miközben vele vitorlázunk.

Mivel a járványok világszerte gyorsulnak, ébernek kell maradni és meg kell erősíteni az idejekorán figyelmeztetéseket szolgáltató rendszereket. Legújabban például majomhimlő járvány tört ki a Kongói Demokratikus Köztársaság esőerdőkkel borított, különféle bányákat rejtő régiójában. Ezen a területen is nagy veszély, hogy a vírusok átkerüljenek állatokról emberekre, s a VEO projekt kutatásaiban különféle ilyen forgatókönyveket sikerült megvizsgálni. Az elmúlt évek egyik legfontosabb tanulsága, hogy mindig számítani kell a váratlanra. A terjedési utak különbözőek lehetnek, ahogy a járványokat okozó kórokozók is: a madárinfluenzától és a nyugat-nílusi vírustól kezdve az örök fagy olvadásakor kijutó ismeretlen vírusok által keltett betegségekig, valamint a nagyvárosokban gyorsan terjedő fertőzésekig.

Az uniós kutatás célja egy globális, integrált adattár kifejlesztése, amely tudományos tanulmányokra, közegészségügyi felügyeletre és nagyszabású környezeti monitoringra támaszkodik, s amelyben az állampolgárok is szerepet játszhatnak abban, hogy szokatlan jelenségeket, például elhullott madarakat vagy új szúnyogfajokat jelentenek.  A kutatók azt is vizsgálják, hogy a mesterséges intelligencia hogyan jelölhetné meg az ezekből a forrásokból származó potenciális jeleket, és hogy a széles körű genetikai vizsgálatok hogyan fedezhetnének fel új vírusokat a vadon élő állatokban vagy a haszonállatokban, amelyek veszélyt jelenthetnek. A közeljövő egyik nagy áttörését egy ilyen, a virológia és az AI kombinációját jelentő eredménytől várják.