Elkerülhetetlen az újabb világjárvány, de felkészülhetünk rá
Öngyógyító épületek, kvantumszámítógépek, tervezéssel garantált biztonság, háztartási robotok és mesterséges intelligenciával segített járványkészültség. Európa kutatói 2026-ban átformálják azt, ahogy élünk, dolgozunk és tervezzük városainkat.
Ez a cikk eredetileg a Horizont magazinban, az Európai Unió kutatási és innovációs magazinjában jelent meg.
Ahogy a tudomány folyamatosan határokat feszeget, a következő évek önszabályozó városokkal, gondoskodó robotokkal és a jövőbeli járványok elleni okosabb védelemmel lephetnek meg minket. Íme öt kitekintés Európa vezető kutatóitól!
Bioépítészet – vissza a természethez
Képzeljen el egy olyan várost, ahol az épületek „élnek” – olyan szerkezeteket, amelyek megkötik a szennyeződéseket, miközben az emberek elsétálnak mellettük, és dinamikusan alkalmazkodnak. Phil Ayres építész szerint ez a jövőkép karnyújtásnyira van. Elmondása szerint a biohibrid építészet legújabb fejleményei a gombaalapú anyagoktól a kúszónövényekig új lehetőségeket nyitnak a fenntartható tervezés terén, és átformálják városi környezetünket. A koppenhágai Dán Királyi Akadémia professzorának véleménye szerint városaink tervezése nagyrészt egyetlen céllal történt: hogy az embert szolgálják. A biohibrid építészet terén végzett munkája egy olyan jövő irányába mutat, amelyben az élőlények aktív szerepet játszanak az épített környezetben, segítve az embereket, hogy újra megtalálják a kapcsolatot a természet világával.
Azt kutatta, hogyan lehetne építőanyagként használni az élőlényeket, például a gombákat (a Fungateria és Fungal Architectures projektben) és a kúszónövényeket (a Flora Robotica projektben). „A hagyományos építőanyagokat általában bányásszák, szállítják, majd magas hőmérsékleten feldolgozzák, mielőtt tartós építőipari alkotóelem lenne belőlük” – magyarázza. „Mi azt vizsgáljuk, hogyan lehetne élő komplexumokat felhasználni az épületek szövetének részeként.”
A gombaalapú anyagok egyelőre nem elég erősek ahhoz, hogy helyettesíthessék a betont vagy acélt, de Ayres megjegyzi, hogy az épületekben ezeken túlmenően is sok más anyag megtalálható. Ha elkezdjük az épületeink egy részét növeszteni – hasonlóan ahhoz, ahogy a fákat neveljük –, különböző környezeti előnyöket érhetünk el, például a szén-dioxid megkötését/tárolását és a nagyobb biológiai sokféleséget. Ez a megközelítés az épületeken túl a városi infrastruktúra más elemeire is kiterjedhet.
Ha valaki egy modern városban sétálgat, láthatja, hogy a növények csak kis foltokban, rengeteg beton és acél árnyékában találhatók. A biohibrid építészet támaszkodhat az erdészeti és mezőgazdasági hulladékokra, valamint az élelmiszeripar és az ipari folyamatok melléktermékeire is, támogatva egy körforgásos gazdaságot. Az élő anyagok akár további funkciókat is biztosíthatnak, például a levegő vagy víz szűrését vagy önmaguk javítását sérülésük esetén.
Ahogy új anyagokat találunk fel, újra kell gondolnunk az ellátási láncokat, az építőipari módszereket, de még az élő, növekvő szerkezetek nyújtotta esztétikai lehetőségeket is – végső soron olyan tereket létrehozva, melyek újra kapcsolatba hoznak minket a külvilággal. Ayres elismeri, hogy az építőipar óvatos, és lassan változik; egy évszázada majdnem ugyanúgy építkezünk. Az élő anyagok kutatása azonban gyorsan halad. Bár ezek az anyagok egyelőre nem használhatók elsődleges szerkezeti elemekhez, lehetséges, hogy a jövőbeli változatok már képesek lesznek azt a szilárdságot és tartósságot biztosítani, amely teljes épületek hordozásához szükséges.
Bővebben: A gombáktól az új építészetig: az élő, öngyógyító épületek megérkezése
A kvantumalapú számítástechnika egyre közelebb van
A kvantumalapú számítástechnika egyre inkább bekerül a laboratóriumból a mindennapi életbe. Giulia Acconcia olasz elektronikai mérnök arról beszél, hogy az európai kutatók most lépnek át az elmélet területéről a gyakorlatba – és ennek mélyreható következményei vannak az adatbiztonság és az akkumulátorokkal kapcsolatos innováció területén.
Számos európai vállalat foglalkozik kvantumtechnológiákkal, ami annak a jele, hogy a kvantumszámítógépek egyre közelebb jutnak a mindennapi felhasználáshoz – mondja Giulia Acconcia, a Milánói Politechnikai Egyetem professzora. Úgy gondolja, hogy a hatékony kvantumgépek hamarosan olyan problémákat fognak megoldani, melyekkel napjaink szuperszámítógépei nem boldogulnak. „Az elmúlt évtizedben valódi fejlődést láttunk, de az elmúlt öt évben különösen felgyorsultak az események” – mondja. „A kvantumszámítógépek hamarosan elhagyják a laboratóriumokat, és befolyásolni kezdik a mindennapi életet.”
Csoportja az EU által finanszírozott QLASS projektben fotonok használatával épít kvantumszámítógépet – a fotonok apró fénycsomagok, melyek gyorsabban haladnak, mint az elektronok, és több információt is képesek hordozni. „Ez lehetővé teszi, hogy növeljük azt az információmennyiséget, melyet a kvantumszámítógép hullámvezetőiben továbbítani lehet” – mondja. Egy fotoncsip úgy néz ki, mint egy üvegből készült utakból álló miniatűr hálózat – ezeken száguldoznak a fotonok.
A kutatók egyik célja az, hogy kvantumalapú számításokkal optimalizálják az akkumulátorok tervezését, de ez egy komplex, sokváltozós kihívás. A jobb optimalizálás lerövidítheti a járművek töltési idejét, és lehetővé teszi, hogy a gépkocsik kisebb akkumulátorokkal is nagyobb távolságokat tehessenek meg. A jövő felhasználóinak nem kell majd közvetlenül kezelnie a kvantumszámítógépeket. Az emberek, hasonlóan ahhoz, ahogy a fotóikat tárolják a felhőben, távolról fogják elérni a kvantumgépeket, és kérnek tőlük komplex számításokat. „Ezek a problémák annyira nagy kihívást jelentenek, hogy a klasszikus számítógépek egyszerűen képtelenek belátható időn belül megoldani őket” – mondja Acconcia.
Bővebben: A kvantumkód feltörése: a fény és az üveg átalakítja a számítástudományt
A hormonháztartást megzavaró vegyszerek mindenütt ott lapulnak
A hétköznapi termékekben használt vegyi anyagok idővel megzavarhatják a szervezetünk működését. Majorie van Duursen holland toxikológus a nők egészségére leselkedő veszélyeket kutatja, és most elmondja nekünk, hogy a jobb szabályozás – és okosabb személyes döntések – hogyan csökkenthetik a hosszú távú károkat.
Sok vegyszer zavarhatja a hormonok működését, és tartós egészségügyi hatásokat okozhat, figyelmeztet van Duursen, a Vrije Universiteit Amsterdam kutatója. Az EU által finanszírozott FREIA kezdeményezés keretében végzett kutatómunkája a belsőelválasztású mirigyek működését megzavaró vegyszereket és ezeknek az emlőrákkal, a terméketlenséggel, a terhesség közben megjelenő komplikációkkal, a korai menopauzával és az endometriózissal való kapcsolatait vizsgálta. „Egyre többet tudunk meg az ezeknek az anyagoknak való fiatalkori kitettségről. Nem mindig »a dózis teszi a mérget«, többet számíthat, hogy mikor vagyunk kitéve akár alacsony dózisnak is. A hormonok alakítják ki a szervezet tervrajzát, és ha megváltoztatjuk őket, ennek hosszan tartó hatásai lehetnek.”
A folyamatban levő kutatások feltárták a probléma teljes mélységét, és a vizsgálatok azt mutatják, hogy a hormonháztartást megzavaró vegyszerek hosszú távon egészségügyi problémákhoz és akár olyan betegségekhez is vezethetnek, melyeket korábban nem ismertünk fel, például szívbetegséget is okozhatnak. Bár lehetetlen minden vegyszert elkerülni, van Duursen hangsúlyozza, hogy mégis mindenki csökkentheti a kitettségét. „Ne vásároljon olcsó műanyag játékokat online, mert ezek olyan országokból érkezhetnek, ahol gyengébb a szabályozás. Válasszon az EU-ban jóváhagyott játékokat” – tanácsolja. „Ne tegyen a mikrohullámú sütőbe műanyag edényeket. Keressen olyan testápoló szereket, melyekben kevesebb az adalékanyag – tegye fel magának a kérdést, hogy melyik vegyszerekre van valóban szükség.”
Csak a műanyagokban több mint ezer vegyi anyagot azonosítottak, kiemelve a kompromisszumot a kényelem és az egészség között. „Nem akarjuk az összes vegyszert betiltani, sok közülük tényleg hasznos” – mondja. „Azonban sokról kulcsfontosságú információink hiányoznak, még Európában is. A jelenlegi kutatások nem derítik fel az összes egészségügyi hatást, ezért erősebb szabályozásra és az anyagok kezdetektől fogva biztonságosabb megtervezésére van szükség, ahelyett hogy akkor fedeznénk fel a problémákat, amikor már túl késő.”
Háztartási robotok: egy lépéssel közelebb a valósághoz
Képzeljen el egy olyan robotot, ami elkészíti az ételt egy idős személynek, nehéz tárgyakat emel fel, vagy biztonságosan szétszereli a régi készülékeket. Aleš Ude szlovén robotikai kutató hisz benne, hogy ezek a forgatókönyvek közelebb lehetnek, mint gondolnánk – de még mindig vannak kulcsfontosságú kihívások, például a robotokat megfelelő szintű empátiával és józan ésszel kell ellátni.
Az otthonokban és kórházakban segítő általános célú robotok a mesterséges intelligencia gyors fejlődésének köszönhetően egy évtizeden belül valósággá válhatnak, mondja Dr. Ude, a szlovén Jožef Stefan Intézet kutatója.
Ude a ReconCycle kezdeményezés keretében azt vizsgálja, hogyan tudnák a robotok elektronikai berendezések széles skáláját szétszerelni az újrahasznosításhoz. „A gazdagok kivételével szinte senkinek nincs napi 24 órás háztartási segítője. Sokan elég jelentős összegeket kifizetnének egy ilyen robotért” – mondja. Vannak olyan próbaprojektek, melyek már napjainkban is robotokat használnak kórházakban idős betegek támogatására.
Ude megjegyzi, hogy ahhoz, hogy ilyen környezetekben tudjanak működni, a robotoknak valószínűleg humanoid formára lesz szükségük: a kórházak az emberi testfelépítéshez vannak kialakítva, és a lábak olyan helyek megközelítését is lehetővé teszik, melyekhez a kerekes robotok nem férnek hozzá. Ezenkívül rendkívül megbízhatónak, biztonságosnak és robusztusnak is kell lenniük ahhoz, hogy túléljék az elkerülhetetlen baleseteket.
A hagyományos előzetes programozás megfelelő az ipari robotokhoz, de nem alkalmas a rendezetlen, kiszámíthatatlan otthoni környezetben. A robotokban nincs meg a józan ész, vagyis az a képesség, hogy megfelelően reagáljanak a váratlan eseményekre, és elkerüljék a veszélyes hibákat. A generatív MI és az emberi agy által inspirált neurális hálózatok segítik a robotokat, hogy ilyen bizonytalan körülmények között jobban elboldoguljanak.
Ude csoportja az ember–robot együttműködést is kutatja. A kommunikáció a nagy nyelvi modellekkel drasztikusan javult, de a háztartási és kórházi robotoknak a neurális hálózataik segítségével képesnek kell lenniük előre látni egy személy szándékait. Ha beteg vagy idős emberekről kell gondoskodniuk, elengedhetetlen egy bizonyos mértékű empátia – ez pedig továbbra is kihívás. Bár a robotporszívók már általánosan elterjedtek, egy hasznos háztartási robotnak sok különböző feladatot kell megoldania. Ude szerint egyelőre nem lehetünk biztosak abban, mire lesznek képesek ezek a robotok tíz év múlva. Azonban ahogy a technológia érik, valószínű, hogy gyorsan bekövetkezik a széles körű alkalmazásuk az otthonokban és kórházakban.
A következő világjárvány: számítani a váratlanra
Mi jöhet a Covid-19 után? Marion Koopmans holland virológus szerint éberségre, adatokra és a civil tudományra van szükség Európa harcában a jövőbeli járványok ellen. Az újabb világjárvány elkerülhetetlen, mondja Koopmans, a rotterdami Erasmus Medical Centre professzora. Nem tudjuk, mikor fog bekövetkezni, honnan fog indulni vagy milyen formában fog megjelenni – de így is felkészülhetünk rá.
A világjárványok bizonytalansággal kezdődnek: a legkorábbi napokban gyakran nem világos, hogy kit fertőz meg, hogyan terjed és milyen gyorsan vándorol a kórokozó. De a jó adatok, a mesterséges intelligencia és a polgári tudomány hozzájárulása segítheti a kutatókat és orvosokat abban, hogy korábban és hatékonyabban cselekedhessenek.
Amikor lecsapott a Covid-19, Koopmans a Versatile Infectious Diseases Observatory (VEO) nevű projektet vezette, melynek célja egy időtálló felügyeleti rendszer kialakítása az új betegségek ellen. „A Covid-19 nagy hatású világjárvány volt, bár lehetett volna rosszabb is. Az elején nagy volt a zűrzavar, mert egy új betegségre választ adni olyan, mintha egy hajót menet közben építenénk meg” – mondja. „Idő kell ahhoz, hogy a kutatások válaszokat adjanak, ugyanakkor kulcsfontosságú a gyors cselekvés. Mivel a járványkitörések világszerte gyorsulnak, ébernek kell maradnunk, és meg kell erősítenünk a korai jelzőrendszereket.”
A közelmúlt eseményei megmutatták, miért. „Nemrégiben láthattuk, hogyan tört ki a majomhimlő a Kongói Demokratikus Köztársaság egyik erdős bányavidékén. A kitörések akárhonnan elindulhatnak, és nem reális elvárni az orvosoktól, hogy mindenkit minden kórokozóra leteszteljenek. Jobbnak kell lennünk abban, hogy kiszúrjunk minden olyan szokatlan dolgot, melyek azonnali vizsgálatot igényelnek; különösen olyan régiókban, ahol megnövekszik a kockázat.”
A kockázat olyan helyeken nagyobb, ahol az emberek állatokkal érintkeznek, így lehetőséget teremtve az átterjedésre. A VEO különböző típusú adatok kombinálásával vizsgálta az ilyen forgatókönyveket, például ahol a madarak vonulási útvonalán nagy tömegben tartanak háziszárnyasokat. Az elmúlt évek egyik nagy tanulsága, hogy számítani kell a váratlanra: a 2009-es sertésinfluenza-világjárvány például – a széles körben elfogadott feltételezésekkel szemben – nem Ázsiából indult, hanem Dél-Amerikából. „A kutatásaink számos lehetséges kiindulási útvonalra hívták fel a figyelmet a madárinfluenzától a nyugat-nílusi víruson át az olvadó permafroszttal kapcsolatos betegségekig és olyan fertőzésekig, melyek gyorsan szétterjedhetnek a nagyobb városokban.”
Koopmans előretekintve abban bízik, hogy fel tudunk építeni egy globális, integrált adattárat a tudományos kutatások, az egészségügyi megfigyelések és környezet nagy léptékű megfigyelése alapján. Ebben a polgárok is szerepet játszhatnak, ha jelentik a szokatlan dolgokat, például elpusztult madarakat vagy új szúnyogfajokat észlelnek. „Azt is vizsgáljuk, hogyan lehetne mesterséges intelligenciával megjelölni az ezekből a forrásokból származó lehetséges előjeleket, és a széles körű genetikai észlelés hogyan találhat meg olyan új vírusokat a vad- vagy a haszonállatokban, melyek a jövőben kockázatot jelenthetnek.”
További információ:
