新たな報告書が、2020年の新興技術トップ10を明らかにしました。
痛みのない注射を可能にするマイクロニードルや電動飛行機などのイノベーションが含まれています。
世界は開発を急いでいますCOVID-19ワクチンを、そして記録的な速さで見つかるかもしれないという期待できる兆しもあります。しかし将来、同じような状況が起きたとき、テクノロジーの力でさらに迅速に実現できるでしょうか。
世界経済フォーラムと科学誌『サイエンティフィック・アメリカン』による新たな報告書は、可能だとしています。
人間のボランティアに代わる高度な技術を用いたデジタル複製は、臨床試験をより迅速かつ安全にする可能性があります。しかし、産業、医療、社会に大きな変化をもたらすイノベーションはそれだけではないと、次の報告書は述べています。2020年の新興技術トップ10。
電動飛行機から、角の向こうを「見る」技術センサーまで、今年のリストには刺激的な進歩が詰まっています。専門家は数多くの候補から、現状を変え、真の進歩を促す可能性を秘めた新たな開発を厳選しました。
2020年の新興技術トップ10をご紹介します。
1. 痛みのない注射や検査を可能にするマイクロニードル
紙一枚の厚さにも満たず、人間の髪の毛ほどの幅しかないこの極小の針は、痛みのない注射や血液検査を実現する可能性があります。「マイクロニードル」は、皮膚の下にある神経終末を刺激することなく皮膚に刺さり、注射器やパッチに取り付けたり、クリームに混ぜたりできます。自宅で血液検査を行い、検体を検査機関に送ったり、その場で分析したりできるようになるでしょう。また、高価な機器や高度な訓練を必要としないため、医療サービスが十分に行き届いていない地域でも検査や治療を提供でき、医療をより利用しやすくします。
2. 太陽光を利用する化学
私たちが頼る多くの化学物質の製造には、化石燃料が必要です。しかし、新たな手法は、太陽光を使って廃棄物由来の二酸化炭素を有用な化学物質に変換し、この分野の排出量を削減する可能性を秘めています。このプロセスに必要な、太陽光で活性化する触媒の最近の進歩は、廃ガスから有用な化合物を生産する「太陽光」精製施設の実現に向けた一歩です。こうした化合物は、医薬品や洗剤から肥料、繊維製品まで、さまざまなものに利用できます。
3. バーチャル患者
臨床試験をより迅速かつ安全にするため、人間をシミュレーションに置き換えるという目標は簡単そうに聞こえるかもしれませんが、それを支える科学は決して単純ではありません。人間の臓器を高解像度で撮影した画像から得られるデータを、その臓器の機能を制御する仕組みを表す複雑な数学モデルに入力します。次に、コンピューターのアルゴリズムが得られた方程式を解き、本物のように振る舞う仮想臓器を生成します。こうした仮想臓器や身体システムは、医薬品や治療法の初期評価で人に代わることができ、プロセスをより迅速、安全、低コストにする可能性があります。
4. 空間コンピューティング
空間コンピューティングは、バーチャルリアリティ（VR）や拡張現実（AR）のアプリで既に見られる、物理世界とデジタル世界の融合を次の段階へ進めるものです。VRやARと同様に、クラウドを介して接続する物体をデジタル化し、センサーやモーターが互いに反応できるようにして、現実世界をデジタルで表現します。さらに空間マッピングを加えることで、人がデジタル世界や物理世界を移動する際に、コンピューターの「調整役」が物体の動きや相互作用を追跡し、制御できるようにします。この技術は、産業、医療、交通、家庭における人と機械の関わり方に新たな進展をもたらすでしょう。
世界経済フォーラムは第4次産業革命にどのように取り組んでいるのでしょうか？
フロンティア技術・イノベーションセンターは、科学者、政策立案者、ビジネスリーダーを結集し、新興技術とその現実世界への影響について理解を深めています。
連携と実験を促すことで、同センターはパートナーがイノベーションを研究から実用的な応用へとつなげ、共通の地球規模課題に取り組めるよう支援しています。
5. デジタル医療
デジタル医療が近いうちに医師に取って代わることはありませんが、健康状態を監視したり治療を提供したりするアプリは、医療を補完し、医療サービスを十分に利用できない患者を支援する可能性があります。多くのスマートウォッチは、装着者の心拍に不整脈があるかどうかを既に検知できます。呼吸器疾患、うつ病、アルツハイマー病などの支援に役立つ同様のツールも開発が進められています。センサーを内蔵した錠剤も開発中で、体温、胃出血、がんに関連するDNAなどの検知に役立つデータをアプリに送信します。
6. 電動航空
電動推進を使えば、航空旅行の炭素排出をなくし、燃料費を大幅に削減し、騒音も大きく抑えられます。エアバスからNASAまで、数多くの組織がこの分野の技術に取り組んでいます。長距離の電動飛行の実現にはまだ時間がかかり、コストや規制上の障壁もありますが、この分野には多額の投資が行われています。開発中の電動飛行機プロジェクトは約170件あり、主に個人、法人、通勤向けの航空移動を対象としています。一方、エアバスは、2030年には100人乗りの電動飛行機を離陸可能な状態にできるとしています。
7. 低炭素セメント
コンクリートの主要材料であるセメントは現在、化石燃料を燃やす工程を経て、年間40億トン生産されています。これは世界のCO2排出量の約8%を占めます。今後30年間で都市化が進むにつれ、この生産量は50億トンに増える見込みです。研究者やスタートアップ企業は、製造工程で使う原料の配合を調整する、炭素回収・貯留技術で排出を除去する、セメントをコンクリートから完全に取り除くなど、炭素排出量を抑える方法に取り組んでいます。
8. 量子センシング
角の向こうを「見る」自動運転車や、人の脳活動を監視できる携帯型スキャナーを想像してみてください。量子センシングは、こうしたものをはじめ、さらに多くのことを現実にする可能性があります。量子センサーは、物質の量子的性質を利用して極めて高い精度で動作します。例えば、異なるエネルギー状態にある電子の差を基本単位として使います。こうしたシステムの多くは複雑で高価ですが、新たな用途を切り開く可能性のある、より小型で手頃な価格の装置が開発されています。
9. グリーン水素
水素を燃やしたときに生じる副産物は水だけです。また、再生可能エネルギーを使った電気分解で製造すれば「グリーン」水素になります。今年初めには、グリーン水素の市場規模が2050年までに12兆ドルに達すると予測されました。なぜでしょうか。海運や製造業のように、高エネルギー燃料を必要とするため電化が難しい分野の脱炭素化を支援し、エネルギー転換で重要な役割を果たす可能性があるからです。
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10. 全ゲノム合成
遺伝子配列を設計して微生物に導入する技術の進歩により、より大量の遺伝物質を合成し、ゲノムをさらに広範囲に改変できるようになっています。これにより、ウイルスの感染拡大に関する知見が得られたり、ワクチンやその他の治療法の製造に役立ったりする可能性があります。将来的には、バイオマスや廃ガスから化学物質、燃料、建設資材を持続可能な方法で生産する助けにもなり得ます。科学者が病原体に耐性を持つ植物を設計したり、私たち自身のゲノムを書き換えたりできる可能性さえあります。もちろん、悪用の懸念が生じる一方で、遺伝性疾患の治療法につながる可能性もあります。
世界経済フォーラムは、経済成長と社会の将来の幸福に欠かせないこの種のイノベーションを、以下を含む活動を通じて支援し、推進しています。テクノロジー・パイオニアコミュニティと、グローバル・フューチャー・カウンシルズネットワークです。
