آخرین پیشروی‌ها در جبهه فناوری

وبسایت جام جم: دنیای فناوری در عصر حاضر با چنان سرعتی در حال پیشرفت است که گویی دیگر هیچ ایده‌ای در حد تخیل باقی نمی‌ماند و دیر یا زود راه‌حلی برای تحقق دیرباورترین ایده‌ها نیز پیدا خواهد شد. این روزها دیگر کسی از این که مثلا بشنود خطر ابتلا به خیلی از بیماری‌ها را می‌توان از همان بدو تولد اندازه‌گیری کرد، تعجب نمی‌کند و شاید تنها چیزی که بشر را از بابت فناوری‌های نوظهور به تعجب یا بهتر بگوییم نگرانی وامی‌دارد، نحوه کنار آمدنش با تبعات اخلاقی این پیشرفت‌هاست. در ادامه با ما همراه باشید تا ده نمونه از جدیدترین پیشرفت‌های حوزه علم‌وفناوری را با یکدیگر مرور کنیم.

شهرهای هوشمند

دولت کانادا در پروژه‌ای مشترک با مجموعه آزمایشگاه‌های سایدواک، موسوم به پروژه کوئِی‌ساید، قصد دارد به حوزه ساخت شهرهای هوشمند وارد شود. نخستین شهر هوشمند کانادا قرار است تا سال ۱۳۹۸/ ۲۰۱۹ در حوالی تورنتو ساخته شود. این شهر هوشمند به شبکه گسترده‌ای از حسگرهای فوق‌پیشرفته‌ای مجهز خواهد شد که قادرند در زمینه‌های مختلفی از جمله کیفیت هوا، آلودگی صوتی و همچنین بسیاری از اتفاقاتی که در سطح شهر در جریانند، اطلاعات جمع کنند. البته، نگرانی‌هایی پیرامون حفظ حریم خصوصی نیز مطرح شده است، زیرا شهروندان دائما تحت رصد حسگرها قرار خواهند داشت. از مسائل مربوط به حریم خصوصی که بگذریم، پروژه کوئِی‌ساید، برخلاف پروژه‌های مشابه دیگر که بیشترشان به‌علت ایده‌های بلندپروازانه و هزینه‌های گزاف به بهره‌برداری نرسیدند، به‌علت تمرکز روی ایده‌های قابل اجرا آینده روشنی پیش‌رو دارد.

چاپ 3بعدی فلزات

چاپگرهای سه‌بعدی کاربردی گسترده در چاپ اشیای پلاستیکی دارند، اما به‌علت سرعت پایین و قیمت بالا برای چاپ فلزات استفاده نمی‌شوند. این درحالی است که فناوری چاپ سه‌بعدی در مسیر کاربردی‌تر و ارزان‌تر شدن قرار دارد و پیش‌بینی می‌شود صنعت تولیدات انبوه را با تحولی نو مواجه کند. درصورت رواج استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی برای چاپ فلزات، تولیدکنندگان انبوه قطعات فلزی از قالب کارخانجات بزرگی که قطعات محدودی را در تیراژ بالا تولید می‌کنند، درخواهند آمد و جای خود را به واحدهای صنعتی کوچک‌تری خواهند داد که قادرند طیفی وسیع‌تر از قطعات را مطابق نیاز مشتری تولید کنند. با چاپگرهای سه‌بعدی می‌توان قطعات سبک، مستحکم و پیچیده‌تری ساخت که از طریق روش‌های معمول ساخت قطعات فلزی ممکن نیست.

هوش مصنوعی برای همه

سال‌هاست هوش مصنوعی در انحصار شرکت‌های معدودی مانند گوگل، آمازون و مایکروسافت قرار دارد و بسیاری از فعالان حوزه فناوری به‌علت قیمت گزاف و پیچیدگی بالای این سیستم‌ها قادر به سرمایه‌گذاری و فعالیت روی پروژه‌های هوش مصنوعی نیستند. اما با گسترش ابزارهای یادگیری ماشینی مبتنی بر رایانش ابری می‌توان امیدوار بود نمونه‌های مقرون‌به‌صرفه‌تر و آسان‌کاربردتری از این فناوری در اختیار عموم شرکت‌های طالب قرار بگیرد. برای مثال، مایکروسافت، شرکت صاحب پلتفرم رایانش ابری آژور در پروژه‌ای مشترک با آمازون سعی دارد که یک کتابخانه یادگیری عمیقِ متن‌باز به بازار عرضه کند. این پلتفرم جدید، موسوم به گلوئون، مجهز به شبکه‌های عصبی مصنوعی خواهد بود که از فناوری‌های کلیدی هوش مصنوعی به‌شمار می‌رود. فناوری شبکه‌های عصبی در ابزارهای یادگیری ماشینی قادر به تقلید از نحوه یادگیری مغز انسان است. چنانچه سیستم‌های هوش مصنوعی به صنایع دیگری غیر از فناوری مانند انرژی و پزشکی نیز تعمیم داده شود، بهره‌وری اقتصادی بالایی به‌وجود خواهد آمد.

هدفن‌های مترجم

همین چند ماه پیش بود که از عرضه هندزفری‌های جدید گوگل به‌نام پیکسِل بادز برایتان گفتیم. پیکسل بادز با اتصال به نرم‌افزار مترجم گوگل قادر به ترجمه همزمان در گوش کاربر است. اما چگونه؟ ابتدا باید اپلیکیشن پیکسل بادز را روی گوشی نصب کنید. سپس فقط کافی است گوشی‌های هندزفری را در گوش‌تان بگذارید و میکروفن گوشی را جلوی دهان طرف مقابل بگیرید تا همزمان بتوانید ترجمه صحبت خارجی‌ها را در گوش‌تان بشنوید. این هندزفری با ماسکه کردن صدای محیط از دقت بالاتری نسبت به سایر نمونه‌های مشابه برخوردار است و از آنجا که دیگر نیازی به ردوبدل کردن مداوم گوشی بین طرفین و خواندن متن ترجمه از روی گوشی نیست، طرفین مکالمه می‌توانند حین صحبت ارتباط چشمی نیز با هم داشته باشند.

رویان‌های مصنوعی

بتازگی محققان دانشگاه کمبریج در انگلستان توانستند با استفاده از سلول‌های بنیادی موش رویان مصنوعی بسازند. این رویان بدون آمیزش تخمک و اسپرم و صرفا به‌وسیله سلول‌های بنیادی‌ِ استخراج‌شده از رویان یک موش دیگر ساخته شده است. محققان در قدم بعدی سعی دارند رویان مصنوعی انسان را بسازنند و چنانچه موفق شوند، می‌توانند مراحل آغازین رشد رویان انسان را جزء به جزء بررسی کنند. اما ساخت رویان‌های مصنوعی با پاره‌ای از مسائل اخلاقی روبه‌روست. مثلا اگر رویان‌های مصنوعی از رویان‌های طبیعی قابل تشخیص نباشند، چه اتفاقی می‌افتد؟ این رویان‌ها را تا چه مدت قبل از این که قادر به احساس درد شوند، می‌توان در آزمایشگاه رشد داد؟ محققان اخلاق زیستی معتقدند تکلیف پرسش‌هایی از این قبیل را باید خیلی زودتر از پیشرفت سریع علم سلول‌های بنیادی روشن کرد.

شبکه‌های عصبی مصنوعی

درحال حاضر، فناوری هوش مصنوعی به‌خوبی قادر به تشخیص تصاویر است، اما هنوز نمی‌تواند خودش تصویرسازی کند؛ زیرا تصویرسازی به بهره‌مندی از قدرت تخیل بستگی دارد. اما محققان علوم رایانه موفق به طراحی الگوریتمی شده‌اند که با قراردادن دو شبکه عصبی (شبکه عصبی به مدل‌های ریاضی‌گونه مغز انسان گفته می‌شود) در مقابل هم قادر به تولید تصاویر مصنوعی، اما غیرقابل تشخیص از تصاویر واقعی است. در این الگوریتم یک شبکه عصبی نقش مولد را دارد و شبکه عصبی دیگر به‌عنوان تمایزگر عمل می‌کند. عامل مولد موظف است تصاویر متفاوتی برمبنای تصاویری که در حافظه دارد، تولید کند و عامل تمایزگر نیز باید تشخیص دهد آیا تصاویر بازسازی‌شده به واقعیتی که می‌شناسد، نزدیک است یا خیر. مثلا شاید عامل مولد تصویری از یک انسان سه‌دست تولید کند، اما عامل تمایزگر می‌داند این تصویر از واقعیت تصویر انسان‌ها دور است. این الگوریتم بارها و بارها آزمون‌وخطا می‌کند تا عامل مولد درنهایت بتواند تصویری بسازد که اگرچه واقعی نیست، اما با واقعیت مو نمی‌زند. این الگوریتم تاکنون توانسته است تصویر نقاشی‌های جدیدی مشابه نقاشی‌های ون‌گوگ بسازد که قابل تشخیص از نقاشی‌های واقعی این نقاش معروف نیستند.

گاز طبیعی بدون کربن

گاز طبیعی از جمله مهم‌ترین منابع تأمین انرژی برق در سال‌های آینده خواهد بود. سوخت گاز طبیعی از سوخت‌های فسیلی کم‌آلاینده‌تر است، اما باز هم مقادیر قابل توجهی آلاینده‌های کربنی منتشر می‌کند. اکنون یک نیروگاه پایلوت واقع در حوالی هوستون درحال آزمایش فناوری نوظهوری است که شاید در آینده‌ای نزدیک بتواند آلایندگی کربنی گاز طبیعی را با صرف هزینه معقول به صفر برساند. این نیروگاه قادر است دی‌اکسیدکربن منتشرشده از سوخت گاز طبیعی را تحت فشار و دمای بالا محبوس کند سپس در مصارف دیگری به‌کار ببرد. فروش دی‌اکسیدکربن مهارشده می‌تواند بخش زیادی از هزینه‌های این فرآیند را جبران کند. امروزه دی‌اکسیدکربن در استخراج نفت از چاه‌های نفتی و تولید سیمان و پلاستیک کاربرد فراوانی دارد.

حریم خصوصی آنلاین

محققان علوم رایانه موفق به طراحی ابزاری شده‌اند که اطلاعات خصوصی کاربران را هنگام ارسال درخواست تائید اطلاعات فاش نمی‌کند. مثلا اگر لازم باشد کاربر تائید کند که بالای ۱۸ سال دارد، در جمله‌ای که جهت تائید به کاربر ارسال می‌شود، هیچ اطلاعاتی از تاریخ تولد و سن واقعی کاربر مشهود نخواهد بود. این ابزار برگرفته از یک پروتکل رمزنگاری است که توسط سازندگان ارز دیجیتال زِدکش معرفی شد. کاربران این ارز دیجیتال می‌توانند معاملات‌شان را به‌صورت کاملا ناشناس انجام دهند، درحالی که معاملات بیت‌کوین و بسیاری دیگر از سیستم‌های مبتنی بر زنجیره بلوک قابل ردیابی است. این پروتکل جدید به بانک‌ها امکان می‌دهد تا از زنجیره بلوکی در سیستم‌های پرداختی خود استفاده کنند و دیگر نگران به خطر افتادن اطلاعات خصوصی مشتریان‌شان نباشند.

پیشگویی ژنتیک

هر نوزادی که در آینده متولد می‌شود، یک کارت ژنتیک خواهد داشت که میزان احتمال ابتلای فرد به انواع بیماری‌ها را گزارش می‌دهد. تولید این نوع کارت‌ها با توجه به تحقیقات گسترده‌ای که طی سال‌های اخیر در حوزه علم ژنتیک صورت گرفته است، پیشرفت دور از انتظاری نیست. این کارت‌ها بویژه در تشخیص بیماری‌ها کاربرد فراوانی دارند. مثلا خانمی که در کارتش احتمال ابتلا به سرطان پستان ذکر شده است، باید به‌طور منظم تحت آزمایش‌های تشخیصی مانند ماموگرافی باشد. یا مثلا وقتی شرکت‌های داروسازی اقدام به آزمایش بالینی داروهای پیشگیری فرضا آلزایمر می‌کنند، می‌توانند این داروها را روی افرادی که در کارت‌شان احتمال بالای ابتلا به آلزایمر ذکر شده است، به آزمایش بگذارند تا نتیجه واقعی تأثیرگذاری دارو بیشتر مشخص شود. اما عده‌ای از مردم هم هستند که حس خوبی نسبت به این پیشگویی‌ها ندارند و دل‌شان نمی‌خواهد بدانند که در آینده مثلا قرار است آلزایمر بگیرند یا به سکته قلبی دچار شوند.

رایانه‌های کوانتومی

رایانه‌های کوانتومی قادرند محاسبات پیچیده‌ای را که رایانه‌های معمولی از انجام‌شان عاجزند، در کسری از ثانیه حل کنند. این رایانه‌های اعجاب‌انگیز بویژه در شبیه‌سازی دقیق مولکول‌ها کاربرد دارند. شبیه‌سازی مولکول‌ها به‌وسیله رایانه‌های معمولی اقدام فوق‌العاده سختی است. مدل‌برداری از رفتار الکترون‌ها فقط در یک مولکول نسبتا ساده به‌قدری پیچیدگی دارد که از عهده قابلیت‌های رایانه‌های امروزی خارج است. بتازگی محققان شرکت آی‌بی ام با استفاده از یک رایانه کوانتومی هفت بیتی موفق به ساخت مدلی از یک مولکول ساده سه‌اتمی شدند. دانشمندان علوم رایانه اکنون درحال ساخت ماشین‌های محاسباتی پیشرفته‌تر هستند که از پس شبیه‌سازی مولکول‌های پیچیده‌تر نیز بربیایند.