Последствия глобального потепления, опреснение воды и борьба с раком. Какие ещё проблемы решают технологии?

В XXI веке технологии развиваются быстрее, чем когда-либо, так быстро, что мы их практически не замечаем. Мобильные приложения помогают диагностировать сложные заболевания, физические возможности роботов не уступают человеческим, а генетические эксперименты вызывают у международного сообщества то восхищения, то опасения.

Informburo.kz рассказывает, какие технологии представляют большой интерес для человечества и как они в ближайшее время изменят мир.

Лекарство от рака

По данным Всемирной организации здравоохранения, рак остаётся второй главной причиной смерти в мире – от этой болезни умирает практически каждый шестой человек на планете. К сожалению, классические методы лечения, будь то хирургическое вмешательство, химио- или лучевая терапия не гарантируют полного излечения и болезненны для организма.

Действенных альтернатив пока мало, но учёные активно исследуют онкологические заболевания и ищут новые способы борьбы с ними. Так, в 2018 году американский иммунолог Джеймс Эллисон и его японский коллега Тасуку Хондзё получили Нобелевскую премию за создание иммунотерапии. Ещё в 1992 году Хондзё выяснил, что раковые клетки блокируют молекулу белка PD-1 (белок запрограммированной смерти клеток) и становятся невидимыми для защиты организма. Позже Эллисон создал лекарственные антитела, помогающие иммунной системе обнаружить опухоль и бороться с ней. Так появился пембролизумаб – первый одобренный FDA иммунопрепарат для лечения любых опухолей, клетки которых подвержены мутациям на уровне ДНК.

Переработка углекислого газа

Последние 10 тысяч лет температура воздуха на планете сильно не менялась, но с середины XX века началось глобальное потепление. Отчасти оно вызвано природными процессами, но наибольшее влияние оказывает повышение концентрации углекислого газа в атмосфере. Выхлопы автомобилей, токсичные выбросы с предприятий и вырубка лесов привели к нагреванию нижних слоёв атмосферы, из-за чего тают ледники, растёт уровень Мирового океана и меняется климат.

Читайте также: Экология волнует жителей Алматы больше, чем коррупция – исследование

Экологическую ситуацию можно попытаться улучшить, если сократить объём выделяемого газа и очистить атмосферу. Учёные из Калифорнийского университета в Беркли придумали способ переработки углекислого газа в водородное топливо. Они разработали губчатый никель-органический фотокатализатор – вещество, способное собирать газ из атмосферы и превращать его в монооксид углерода – сырьё для водородного топлива. В ходе эксперимента из одного грамма никель-органического фотокатализатора учёные смогли получить 400 миллилитров монооксида углерода. Есть и другие материалы, с помощью которых можно переработать углекислый газ в пластик, ткани, смолы и другие продукты.

Опреснение солёной воды

По данным ООН, к 2050 году почти половина населения планеты столкнётся с недостатком пресной воды. На 2018 год от нехватки воды уже страдали более двух миллиардов человек из 7,6-миллиардного населения планеты. Причины этому – рост населения Земли и глобальное потепление. 70% воды уходит на нужды сельского хозяйства, ещё 20% используется в промышленности и только 10% в бытовой сфере.

По всему миру работает около 16 тысяч опреснительных установок, но они производит гораздо больше токсичных веществ, чем пресной воды. Примерно 1,5 литра соляных отходов на литр воды, пригодной для полива. В процессе опреснения участвуют медь и хлор, из-за которых отработанная соль становится более токсичной. Все эти отходы нужно где-то хранить, в худшем случае их просто сбрасывают обратно в океан или закапывают в землю, отравляя почву и морскую экосистему.

Читайте также: Глобальные проблемы человечества: что угрожает цивилизации?

Решением может стать переработка солей в полезные химические вещества. Исследователи из Массачусетского технологического института предложили разлагать солёную воду электрическим током на ионы H+ и OH-. В результате их реакции с поваренной солью получается гидроксид натрия (едкий натр) и соляная кислота. Оба соединения участвуют в процессе опреснения, где и пригодятся, а излишки можно использовать как сырье для нужд химической промышленности и исследовательских лабораторий.

Есть и другие методы опреснения, например, учёные из университета Манчестера разработали технологию для фильтрации солёной воды через графенные мембраны. Если прототип пройдёт испытания, он подойдёт для небольших опреснительных установок.

Лечение наследственных заболеваний

Генные инженерии активно применяются в сельском хозяйстве и медицине, а с недавних пор и в экспериментах по улучшению генома человека. В 2012 году учёные университета Беркли предложили технологию редактирования генома CRISPR/Cas9, работающей по принципу защиты бактерий от вирусов. Генетические заболевания возникают в результате различных мутаций в генах, унаследованных от одного или обоих родителей.

Читайте также: Генетические исследования: как они изменили мир и чего ждать в будущем

В теории технология позволит найти неправильный ген и удалить его. Благодаря свойству регенерации организм восстановит повреждённый участок ДНК, а если парной хромосомы нет, в клетку можно встроить “правильный" ген. В 2015 году китайские учёные попытались исправить геном оплодотворённой яйцеклетки, содержащий “испорченный” ген с повышенным риском болезни крови. Эмбрионам позволили расти. В результате у 5-10% из них патология, вызывающая болезнь, была исправлена, но при этом во всех исправленных клетках проявились другие мутации.

Технология требует изучения и не гарантирует излечения всех генетических болезней, но представляет перспективную сферу исследования. В то же время Международная организация здравоохранения собирается разработать меры контроля над опытами по редактированию генома человека в целях соблюдения этических и медицинских норм. Есть опасения, что в будущем подобные эксперименты могут привести к созданию сверхчеловека или будут представлять угрозу для здоровья испытуемых.

Искусственный интеллект

Голосовой поиск в интернете, распознавание лиц и прокладывание маршрута в такси – с этими и многими другими функциями искусственный интеллект (ИИ) успешно справляется, облегчая жизнь человеку и экономя его время. Благодаря технологии машинного обучения компьютер учится эффективнее решать поставленные задачи, обрабатывая большие объёмы данных и находя в них закономерности. В результате программы, оснащённые ИИ, уже обыгрывают человека в го, побеждают военных пилотов в условиях виртуального воздушного боя или участвуют в дебатах.

Читайте также: О том, как искусственный интеллект меняет государства, бизнес, искусство и нашу жизнь. Монолог Александра Крайнова

Хочется нам того или нет, в недалёком будущем искусственный интеллект станет естественной частью нашей жизни, работая на службе государства, бизнеса и даже искусства. Самоуправляемые автомобили больше не фантастика, и если учёным удастся решить вопрос безопасности, транспортная система, к которой мы привыкли, может измениться. Исчезнут пробки и аварии, сократится количество жертв на дорогах. То же самое коснётся практически всех сфер общественной жизни. Искусственный интеллект займётся решением рутинных задач, начиная с выдачи справок и ответов на звонки, до более сложных, например, диагностирования болезней на ранних этапах.