Il rapporto “Top 10 Emerging Technologies of 2023” del World Economic Forum, in collaborazione con Frontiers, riunisce le prospettive di oltre 90 accademici, leader del settore e futuristi provenienti da 20 Paesi di tutto il mondo, per scoprire le tecnologie che più probabilmente avranno un impatto sulle persone e sul pianeta nei prossimi tre-cinque anni.

Quello proposto qui è un riassunto curato da Sebastian Buckup, Head of Network and Partnerships, Member of the Executive Committee, World Economic Forum

Takeaway

La tecnologia è un “fattore di disturbo”, qualcosa che cambia il contesto in cui viviamo, lavoriamo e giochiamo, ridefinisce le imprese e le industrie e che, oggi, potrebbe offrire soluzioni per affrontare le complesse sfide planetarie e sociali (non senza rischi e “conti da pagare”). Il condizionale è d’obbligo, dato che i futuri possibili dipendono da noi.

Partire da una conoscenza di quali sono queste tecnologie emergenti e che tipo di scenari potrebbero aprire (o la nostra immaginazione – e poi azione – potrebbero abilitare) è un buon punto di partenza.

Carburante per l’aviazione sostenibile

L’industria aeronautica genera il 2-3% delle emissioni globali di CO2, ma tutte le regioni del mondo sono destinate a registrare un forte aumento entro il 2050. A differenza di molti altri settori, il rapporto peso/potenza delle batterie rende l’elettrificazione una sfida. È qui che entra in gioco il carburante sostenibile per l’aviazione (SAF – Sustainable Aviation Fuel).

I carburanti sintetici sono prodotti da fonti biologiche come la biomassa o non biologiche come la CO2 e possono essere utilizzati con le infrastrutture e le attrezzature aeronautiche esistenti. Oggi i SAF soddisfano circa l’1% della domanda di carburante dell’industria aeronautica, ma questa deve aumentare al 13-15% entro il 2040 per aiutare il settore a raggiungere le emissioni nette zero entro il 2050, si legge nel rapporto.

Sensori vegetali indossabili

Secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura, la produzione alimentare mondiale dovrà aumentare del 70% entro il 2050 per nutrire una popolazione mondiale in crescita. Il monitoraggio delle colture è una parte fondamentale per raggiungere questo obiettivo.

Le tradizionali analisi del terreno e le ispezioni visive delle colture sono costose e richiedono molto tempo, per cui si è passati al monitoraggio tramite dati satellitari a bassa risoluzione e successivamente a droni e trattori dotati di sensori.

Tuttavia, secondo il rapporto, i cosiddetti “sensori ad ago” di dimensioni micro, incorporati nelle singole piante, potrebbero raccogliere una grande quantità di dati per migliorare la salute delle piante e aumentare la produttività agricola. Questi dispositivi monitorano la temperatura, l’umidità e i livelli di nutrienti per aiutare a ottimizzare la resa delle colture, ridurre l’uso di acqua e fertilizzanti e rilevare i primi segni di malattia.

Informatica sostenibile

La crescita esponenziale dell’intelligenza artificiale, del cloud computing e di altre tecnologie richiede una capacità di data center più grande, più potente e più abbondante. I data center consumano l’1% della produzione totale di elettricità a livello globale, ma per alimentare la nostra società digitale, sempre più affamata di dati, questa percentuale è destinata ad aumentare.

Secondo il rapporto, stanno emergendo diverse tecnologie per realizzare l’obiettivo di centri dati a energia zero. Tra queste, l’utilizzo di raffreddamento ad acqua o a fluido dielettrico (fluido a base sintetica appositamente formulato per dissipare il calore), oltre a tecnologie che riutilizzano il calore in eccesso per riscaldare edifici, acqua calda o per processi industriali.

Inoltre, i sistemi abilitati all’intelligenza artificiale possono analizzare e ottimizzare l’uso dell’energia in tempo reale, massimizzando l’efficienza e le prestazioni – riducendo il consumo energetico (in uno data center di Google si sono ridotti i consumi del 40%).

Inoltre, rendere l’infrastruttura di elaborazione e archiviazione dei dati modulare e basata sulla domanda significa che sistemi come il cloud e l’edge computing possono essere distribuiti su più dispositivi, sistemi e sedi per ottimizzare l’uso dell’energia.

IA generativa tra le tecnologie emergenti più rilevanti

I modelli di intelligenza artificiale generativa stanno rapidamente diventando parte della vita quotidiana. I modelli utilizzano algoritmi complessi per riconoscere e utilizzare i modelli nei dati. La recente introduzione di modelli linguistici basati sull’IA, come ChatGPT, ha già avuto un impatto sulla vita nelle scuole, nelle università e nei luoghi di lavoro, ma se usati correttamente, questi strumenti possono migliorare la produttività e la produzione creativa.

Ma la tecnologia basata su Generative AI va al di là della produzione di testi scritti, immagini e suoni, con applicazioni che comprendono la progettazione di farmaci per specifiche patologie mediche, l’architettura e l’ingegneria. Gli ingegneri della NASA stanno sviluppando sistemi di intelligenza artificiale per creare strumenti spaziali leggeri, riducendo i tempi di sviluppo e migliorando le prestazioni strutturali, ad esempio.

L’intelligenza artificiale nell’assistenza sanitaria

Le tecnologie emergenti basate sull’intelligenza artificiale e gli strumenti di apprendimento automatico potrebbero aiutare il settore sanitario globale ad anticipare e a prepararsi meglio a future pandemie o altre sfide.

Tali sistemi potrebbero contribuire ad aumentare l’efficienza dei sistemi sanitari nazionali e globali per affrontare le crisi sanitarie e migliorare l’accesso alle cure. Secondo il rapporto, innovazioni di questo tipo potrebbero anche ridurre i tempi di attesa per le cure, allineando le esigenze di trattamento con le risorse mediche disponibili e aumentando l’assistenza medica (che però, va detto, non risolve il problema della carenza di personale).

I vantaggi dell’IA nell’assistenza sanitaria potrebbero essere amplificati nei Paesi in via di sviluppo, che spesso non dispongono di infrastrutture e personale sufficienti per fornire un accesso diffuso ai servizi sanitari.

Metaverso per la salute mentale

Il metaverso ha suscitato molto clamore, ma siamo ancora lontani dalla sua concretizzazione. Tuttavia, il mondo virtuale può creare spazi digitali condivisi dove le persone possono incontrarsi socialmente e professionalmente.

Gli ambienti virtuali aprono nuove opportunità per fornire trattamenti di salute mentale, coprendo una gamma di applicazioni di telemedicina, tra cui la prevenzione, la diagnostica, la terapia, l’istruzione e la ricerca.

Sono già state create, per esempio,  diverse piattaforme di gioco per aiutare le persone con patologie come la depressione e l’ansia o per incoraggiare la mindfulness e la meditazione, ad esempio.

Fagi progettisti

I microbiomi umani, animali e vegetali ospitano vaste comunità di microbi che sono fondamentali per la salute di ciascun organismo.

I recenti progressi della bioingegneria consentono agli scienziati di progettare i microbiomi per aumentare il benessere umano e animale e la produttività agricola.

La tecnologia si basa sui fagi, virus che identificano e infettano tipi specifici di batteri con informazioni genetiche, si legge nel rapporto. I bioingegneri possono riprogrammare le informazioni genetiche di un fago in modo che trasmetta istruzioni genetiche ai batteri per modificarne il funzionamento, consentendo di individuare e trattare le malattie associate al microbioma.

Omica spaziale

Il corpo umano è un insieme di circa 37,2 trilioni di cellule che lavorano insieme. Per capire come funzionano processi microbiologici come questo, gli scienziati hanno sviluppato un metodo chiamato omica spaziale, che combina tecniche di imaging avanzate con sofisticati processi di sequenziamento del DNA per mappare i processi biologici a livello molecolare.

Secondo il rapporto, utilizzando l’omica spaziale gli scienziati possono osservare dettagli intricati dell’architettura cellulare e dei processi biologici che prima non erano osservabili.

Batterie flessibili

Mentre i dispositivi elettronici diventano sempre più flessibili, sta emergendo un tipo di batteria più duttile per alimentarli. Le batterie flessibili sono costituite da materiali leggeri che possono essere attorcigliati, allungati, piegati in forma e persino rivestiti su materiali a base di carbonio come la fibra di carbonio.

Queste batterie ricaricabili e pieghevoli stanno dando sempre più energia a mercati in crescita, come gli schermi dei computer avvolgibili, gli indumenti intelligenti e l’elettronica indossabile, compresi i dispositivi sanitari e i sensori biometrici, si legge nel rapporto.

Elettronica neurale flessibile

Le interfacce cervello-macchina (BMI – Brain-machine interfaces) consentono la comunicazione diretta tra il cervello e i computer esterni. Finora la tecnologia si è basata su un’elettronica rigida, limitata dalla mancata corrispondenza meccanica e geometrica con il tessuto cerebrale. Ma i progressi nell’elettronica flessibile e nei materiali più biocompatibili significano un’esperienza meno invasiva per i pazienti.

Le tecnologie di tipo BMI sono già in uso per trattare i pazienti affetti da epilessia e con arti protesici che utilizzano elettrodi per collegarsi al sistema nervoso.

Il rapporto completo “Top 10 Emerging Technologies of 2023” è disponibile sul sito del World Economic Forum