Dagli aghi intelligenti contro i tumori ai neuroni artificiali, le più grandi invenzioni che potrebbero arrivare nel 2020

Ecco cosa possiamo aspettarci nel 2020 in termini di invenzioni dai campi della medicina, dell'alimentare, dell'energia e molto altro ancora

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Internet, social network, smartphone e moltissime altre innovazioni hanno cambiato le nostre vite nel corso degli anni. La tecnologia non si ferma mai e ci fa pensare che tutte le cose su cui fantastichiamo, come teletrasporto, vacanze nello spazio, viaggi nel tempo, un giorno possano diventare realtà. Mentre stiamo per entrare nel 2020, ecco alcune delle più grandi invenzioni che potremmo aspettarci nel prossimo anno.

Aghi intelligenti rileveranno i tumori

tumoriMentre la scienza continua a lavorare verso una cura dei tumori, ci sono ancora molti obiettivi intermedi da raggiungere. Al momento, la maggior parte dei tumori non viene rilevata finché qualcosa non va storto. Se si ha una storia familiare di tumori, il dottore generalmente esegue dei controlli occasionalmente. Se si manifesta qualcosa, poi, il passo seguente generalmente è una biopsia. Ma forse in futuro la situazione potrebbe essere differente grazie agli aghi intelligenti. I tessuti cancerosi e i tessuti sani rifrangono la luce in maniera diversa. Il modo in cui funzionano gli aghi intelligenti è quello di far brillare luce a fibra ottica attraverso il tessuto in questione. L’ago intelligente può poi velocemente calcolare la dispersione della luce, che aiuta a determinare se il tessuto è sano o malato. Servono pochi secondi e nessun intervento chirurgico doloroso.

Inoltre, gli aghi intelligenti potrebbero ridurre i costi sanitari in generale. Gli interventi chirurgici e i laboratori sono costosi. Rilevando subito il cancro, i dottori possono sviluppare un piano di trattamento molto più velocemente e prima avviene il rilevamento, meglio è. Potrebbero rendere anche gli screening più sistematici, rilevando più casi di cancro prima che diventino difficili da curare.

L’animazione sospesa potrebbe salvare molte vite

L’animazione sospesa è un pilastro per la fantascienza da decenni: in caso di malattia, si viene ibernati fino a quando non viene scoperta una cura. Ora l’umanità potrebbe compiere i primi passi verso il punto in cui questo non farà parte solo di film e cartoon ma potrà essere utilizzato nella realtà per salvare delle vite. L’attuale tecnologia non congelerà le persone per anni e non consentirà loro di viaggiare nel tempo, ma sarà molto utile. Al Medical Centre dell’University of Maryland di Baltimora, i dottori stanno sperimentando la nuova tecnologia, in cui il sangue del corpo viene sostituito da una soluzione salina fredda, che fa abbassare drasticamente la temperatura corporea. A quel punto, le vittime di traumi che potrebbero morire nell’arco di 5 minuti hanno altre 2 ore in più che serviranno ai chirurghi per operare in interventi che potrebbero fare la differenza tra la vita e la morte. Il processo è stato eseguito almeno su un paziente umano, ma i risultati non sono ancora disponibili. Dopo due ore, il paziente viene nuovamente riscaldato e, presupponendo che l’intervento sia andato bene, potrebbe sopravvivere al trauma e continuare la sua vita.

Medicina, come funziona l’animazione sospesa: “congelare” il corpo per salvare la vita dopo traumi mortali e arresto cardiaco

La biostampa 3D è più vicina

cuore 3d stampa bioTrovare nuovi organi per le persone è un processo lungo e costoso. Bisogna ancora fare affidamento ai donatori, in vita o deceduti, che offrono i loro organi, che verranno poi trapiantati nelle persone ammalate. Queste ultime saranno poi costrette ad assumere immunosoppressori antirigetto per il resto delle loro vite. Ma la biostampa 3D promette di cambiare tutto. Una biostampante 3D potrebbe “stampare” nuovi organi o tessuti in pochi giorni o persino ore, utilizzando i componenti fondamentali del corpo. Inoltre, questi tessuti potrebbero essere realizzati utilizzando il materiale genetico del paziente stesso, riducendo i problemi di rigetto. Un grande ostacolo ai componenti biologici stampati in 3D è stata la vascolarizzazione. I tessuti biostampati sono stati prevalentemente inefficaci perché non c’è un modo facile per creare un sistema vascolare, che significa che il tessuto muore per mancanza di sangue o ossigeno. Questo ora sta cambiando grazie ad un nuovo modello che ha un completo sistema vascolare che può connettersi ai sistemi esistenti del corpo.

I neuroni artificiali potrebbero rendere i danni cerebrali una cosa del passato

neuroni cervelloLa medicina è migliorata al punto che è possibile sostituire parti danneggiati praticamente da tutto il corpo. Ossa, pelle, organi possono essere sostituiti, persino gli arti mancanti sostituiti da protesi stanno migliorando. Una cosa che la medicina non riesce a sostituire è il tessuto cerebrale se è stato danneggiato da traumi o malattie, ma questo potrebbe presto cambiare. I ricercatori dell’University of Bath hanno sviluppato il primo neurone a stato solido del mondo. È un piccolo chip che replica la funzione di un neurone. Utilizza pochissima energia ed è così piccolo da adattarsi comodamente al cranio. Può addirittura essere combinato con altri chip per sostituire grandi porzioni del tessuto cerebrale. Nei test, è stato dimostrato che i neuroni a stato solido hanno un tasso di precisione del 94%. Non è perfetto, certo, ma nel tempo migliorerà. Attualmente, sono stati testati solo nei ratti, che hanno neuroni più semplici degli umani, ma è già un grande passo verso la riparazione dei danni cerebrali. I neuroni, tuttavia, non devono essere necessariamente utilizzati nel cervello. I ricercatori hanno notato che i neuroni artificiali potrebbero essere utilizzati per sostituire i pacemaker.

Le etichette alimentari intelligenti ridurranno gli sprechi alimentari

La maggior parte degli alimenti ha utili etichette che informano sulla loro scadenza. Se leggiamo che la data di scadenza è della scorsa settimana, tendiamo a gettare quel particolare prodotto, ma forse non è necessario. Infatti, le date di scadenza spesso sono troppo conservative per ridurre la responsabilità dei negozi di alimentari e non perché il cibo è davvero andato a male. Tutto questo crea sprechi alimentari non necessari, ma ora sono in arrivo le etichette intelligenti. Somigliano molto alle etichette normali ma sono più intelligenti perché invece di avere solo una data di scadenza stampata, rilevano anche la presenza di malattie o se qualcosa è avariato. Per esempio, un’etichetta intelligente che può rilevare la salmonella o altre malattie alimentari, cambierebbe colore se rilevasse qualcosa di pericoloso. Inoltre, queste etichette renderebbero più facile rintracciare i prodotti contaminati in qualsiasi punto della catena e più facile per i consumatori sapere se il loro cibo è contaminato e deve essere gettato. Presto, così, i ritiri di massa di tutto quello che viene prodotto in una specifica area o in una specifica data saranno sostituiti da un semplice controllo dell’etichetta sul prodotto stesso. Se l’etichetta non avrà cambiato colore, sarà sicuro consumare l’alimento.

La plastica potrebbe essere trasformata in carburante

La plastica è uno dei più grandi prodotti di scarto degli umani, sta riempendo le discariche e inquinando gli oceani. Il riciclo esiste, ma la sua efficacia è discutibile e spesso costosa e inoltre, non tutti i tipi di plastica possono essere riciclati. Sono in corso tentativi per sviluppare nuovi modi per smaltire la plastica, come coltivare batteri in grado di digerirla. Ma la plastica, tipicamente realizzata con petrolio e altri combustibili fossili, potrebbe avere un altro percorso utile nel prossimo futuro. Il mondo continua ad esaurire i combustibili fossili e gli scienziati del Licella hanno sviluppato il Catalytic Hydrothermic Reactor (Cat-HTR). Questo reattore utilizza calore, pressione e acqua per ridurre la plastica ad elementi più elementari, soprattutto gli oli utilizzati per creare la plastica. Il Cat-HTR potrebbe aiutare nel caso in cui arrivassimo al punto di esaurire il petrolio prima che energie alternative possano essere pienamente sviluppate. Inoltre, la plastica può essere riciclata più e più volte, qualcosa che non è possibile fare con la maggior parte delle materie plastiche riciclate ora.

L’interfaccia neurale permetterà ai nostri cervelli di collegarsi ai computer

cervello neuroniI computer e i cervelli umani funzionano entrambi per segnali elettrici, ma non sono compatibili tra di loro. Attraverso una tecnologia, chiamata interfaccia neurale, la scienza sta cercando di ridurre le differenze. Se gli umani riuscissero a farlo, sarebbe possibile fare cose come vedere i ricordi o addirittura “scaricare” il cervello di qualcuno su un computer. Neuralink, di Elon Musk, sta lavorando su una nuova interfaccia neurale che utilizza connessioni minuscole e flessibili invece dei fili rigidi utilizzati nelle interfacce passate. Queste connessioni sono così flessibili che Neuralink ha inventato un robot di neurochirurgia specificamente per impiantare il dispositivo. Anche se l’attuale design è cablato, Neuralink sta lavorando anche ad un trasmettitore wireless, da indossare dietro l’orecchio, che può raccogliere tutti i dati e persino interagire con un’app per iPhone stabilita. Musk sostiene di essere già riuscito a far sì che una scimmia controllasse un computer utilizzando la tecnologia e sembra che Neuralink stia pianificando la sua prima sperimentazione umana su una persona paraplegica nel 2020. Se avrà successo, questo potrebbe essere un enorme balzo in avanti nell’interfaccia neurale.

Le reti 5G porteranno internet ovunque

Abbiamo già sentito ampiamente parlare del 5G. Al momento, le implementazioni della rete 5G utilizzano una tecnologia a onde millimetriche, che utilizza le frequenze più alte ma che ha il minor range, motivo per il quale al momento può essere utilizzata solo in piccole aree. Questo cambierà con l’arrivo di servizi a frequenza minore: anche se non sarà altrettanto veloce, avrà un range maggiore e sarà ancora più veloce della rete 4G LTE, l’attuale standard. La cosa più entusiasmante del 5G è che non sarà solo per i cellulari. Il 5G sarà un servizio internet a banda larga completo. Questo significa anche meno affidamento al wi-fi e più potenziale per i dispositivi con la loro connessione dedicata.

Le batterie delle auto elettriche miglioreranno

Le auto elettriche stanno prendendo sempre più piede ma attualmente, uno dei fattori che le frena sono le batterie. Una tipica auto elettrica odierna ha una range di 240-500km e impiega almeno un’ora per caricare. Ma due novità sembrano essere in arrivo. Una nuova scoperta ha ridotto il tempo di carica fino a soli 10 minuti. Il metodo funziona aumentando la temperatura della batteria mentre carica, che fa caricare la batteria più velocemente, senza degradare la batteria stessa o la sua durata. Inoltre, una compagnia svizzera sostiene di aver creato una nuova batteria per auto elettriche che può offrire fino a 965km con una carica. Servirà del tempo prima che venga rilasciata e non mancano gli scettici. Quel che è certo è che la corsa per creare batterie più efficienti e a capacità maggiori è in già in corso, quindi potranno solo migliorare.

L’elettricità wireless renderà i cavi una vecchia moda

batteria smartphoneDa circa un secolo, è stato dimostrato che l’elettricità wireless, un progetto di cui Nikola Tesla è stato pioniere, funziona. Tuttavia, rendere l’idea pratica per l’uso quotidiano è stato un problema. Le attuali soluzioni di elettricità wireless richiedono speciali tappetini su cui posizionare il dispositivo. Ma la vera elettricità wireless, come l’aveva immaginata Tesla, è trasmessa a distanza attraverso l’aria. Le attuali soluzioni wireless si basano sulla tecnologia near-field, che significa che il dispositivo e il pad di ricarica devono essere in contatto tra di loro. Quello che esisterà in futuro sono trasmettitori di elettricità che funzioneranno come una specie di wi-fi. Saranno in grado di ricaricare tutto in una stanza e alla fine, tutta la casa in maniera automatica e simultanea.

Uno degli attori in questo campo è Ossia. Il suo sistema Cota utilizza tecnologie mid-field e far-field per caricare i dispositivi utilizzando segnali a radiofrequenza, gli stessi segnali utilizzati per i cellulari e il wi-fi. Questo permette ai dispositivi di ricevere pochi watt di energia a diversi metri di distanza. E questo è solo l’inizio della tecnologia. In futuro, si prevede l’aumento di range e potenza. Uno degli utilizzi finora è la Forever Battery di Ossia, una batteria dalla forma di una batteria AA standard che riceve energia da un sistema Cota, quindi senza finire mai la carica.

Sentiremo le cose nella realtà virtuale

realtà virtualeLa realtà virtuale e la realtà aumentata sono emerse nell’ultimo decennio e le cose potranno diventare più interessanti in futuro, iniziando con la capacità di toccare e sentire le cose che vediamo attraverso i vari tipi di immagini generate al computer. Le nuove tecnologie consentono, infatti, di avere pelli “tattili” molto più sottili e che richiedono molta meno energia. Una di queste è sviluppata da John A. Rogers e dal suo team alla Northwestern University. Queste pelli utilizzano dischi minuscoli e sottili per creare vibrazioni. Inoltre, sono abbastanza sottili da poter essere caricate utilizzando la tecnologia near-field, che significa quindi meno affidamento alle grandi batterie. Inoltre, i ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hanno sviluppato la propria pelle tattile, che funziona in maniera simile, ma utilizza attuatori pneumatici e può fornire quantità molto delicate di feedback tattile fino ad un newton di forza.