Als je je herinnert hoe huizen er in de jaren vijftig uitzagen, dan kun je zien dat er zelfs toen nog veel dingen waren die vandaag de dag nog bestaan - wasmachines, stofzuigers, tv's, auto's. Maar als we 50 jaar geleden teruggaan, in 1900, zullen we merken dat de wereld toen totaal anders was.
Dagelijks schoonmaken of afwassen was tijdrovend en bewerkelijk. En het was aan het begin van de 20e eeuw dat elektriciteit en interne verbrandingsmotoren de wereld waarin mensen leven radicaal veranderden, steden en ons dagelijks leven veranderden.
Vandaag maken we ongeveer dezelfde periode door, met het verschil dat onze wereld niet zal worden veranderd door twee technologieën, maar door drie: genoombewerking, nieuwe computationele architectuur en materiaalkunde.
Deze technologieën beginnen net vanuit laboratoria de markt te penetreren. Misschien zullen ze op een dag onze wereld onherkenbaar veranderen.
Crispr
In 2006 ontving Jennifer Dugna een telefoontje van haar collega aan de University of California, Berkeley, Gillian Banfield, die ze via correspondentie kende.
Banfield bestudeerde het leven van bacteriën in extreme omstandigheden, wat slechts indirect verband hield met het werk van Dugn, die de biochemie van RNA en andere cellulaire structuren bestudeerde.
Promotie video:
Het doel van de oproep was om Dugn te interesseren voor het bestuderen van een fenomeen dat onlangs in de microbiologie werd ontdekt - een vreemde DNA-sequentie die in bacteriën wordt aangetroffen.
Dugna was geïntrigeerd en begon deze sequenties, genaamd Crispr, in haar laboratorium te bestuderen. In 2012 ontdekte ze dat ze kunnen worden gebruikt als een krachtig hulpmiddel voor het bewerken van genen.
In de gezondheidszorg kan Crispr worden gebruikt om aandoeningen zoals kanker, multiple sclerose en sikkelcelziekte te behandelen.
Dit zijn slechts enkele van de ziekten die deze technologie kan genezen, en een aantal technologieën is al goedgekeurd om te testen.
Bovendien wordt deze technologie ook in de landbouw gebruikt om chemicaliën zoals kunststoffen en brandstoffen te synthetiseren.
Post-digitaal computergebruik (kwantum en neuromorf)
In de afgelopen decennia heeft de wereld een echte digitale revolutie ondergaan, die onder de vlag van de wet van Moore stond, volgens welke het aantal transistors dat op een chip met geïntegreerde schakeling wordt geplaatst, elke 24 maanden verdubbelt.
Binnenkort zal het echter nodig zijn om met een nieuwe wet te komen, aangezien de werking van de oude langzamer gaat en binnenkort helemaal zal stoppen.
Tegenwoordig zijn er twee opties die de oude wet kunnen vervangen - quantum computing, dat subatomaire effecten gebruikt om een bijna grenzeloze rekenruimte te creëren. De tweede technologie is neuromorfe computers, die de structuur van het menselijk brein nabootst.
Quantum computing is vooral goed voor het stimuleren van fysieke systemen zoals materialen en biologische systemen, en voor grootschalige optimalisatieprocessen.
Neuromorfisch computergebruik kan miljoenen keren efficiënter zijn dan traditionele processors, waardoor het ideaal is voor taken zoals edge computing.
Beide technologieën hebben hun eigen complexiteit en het zal waarschijnlijk meer dan een decennium duren voordat duidelijk wordt wat hun impact zal zijn.
Toch ontwikkelen beide technologieën zich erg snel.
Materiaal kunde
Om sommige problemen op te lossen, gebruiken we altijd materialen. Om een schoner milieu te creëren, hebben we bijvoorbeeld efficiëntere zonnepanelen, windturbines en batterijen nodig.
Fabrikanten hebben nieuwe, meer geavanceerde materialen nodig om dergelijke producten te maken.
We hebben ook nieuwe materialen nodig om andere materialen te vervangen om onderbrekingen in de levering te voorkomen.
Traditioneel is de ontwikkeling van nieuwe materialen een zeer lang en complex proces geweest.
Om de vereiste eigenschappen te bereiken, moesten wetenschappers talloze tests en proeven ondergaan.
Dit maakte het onderzoek erg kostbaar en duur.
Er vindt echter een echte revolutie plaats in de wetenschap.
Krachtige modelleertechnieken, in combinatie met meer rekenkracht en machine learning, stellen wetenschappers in staat veel processen te automatiseren, wat de ontwikkeling van nieuwe materialen versnelt, in sommige gevallen zelfs meer dan honderdvoudig.
Laten we voor een concreter voorbeeld een Boeing 787 Dreamliner nemen.
Dit vliegtuig lijkt in veel opzichten op zijn voorganger, met uitzondering van nieuwe, meer high-tech materialen die het bedrijf heeft ontwikkeld, waardoor het 20% lichter en 20% efficiënter is geworden.
Dit is een zeer significant effect als we rekening houden met de wereldwijde luchtvaartmarkt.
De materiaalrevolutie belooft op dezelfde manier andere industrieën ten goede te komen.
Wetenschappers denken dat we een nieuw tijdperk ingaan dat tot meer transformaties zal leiden dan de digitale revolutie die zich de afgelopen 30 jaar heeft voorgedaan.
