世界経済フォーラムが新たに発表した「2023年の新興技術トップ10」報告書は、今年最も大きな影響をもたらす新興技術を取り上げている。
トップ10には、持続可能な航空燃料やウェアラブル植物センサーなど、環境分野のイノベーションが含まれている。
そのほか、AIの力を活用するイノベーションから分子生物学の再設計まで、幅広い新興技術が挙げられている。
テクノロジーは絶え間なく変革をもたらす存在だ。私たちの暮らし方、働き方、楽しみ方の前提を変え、企業や産業を再定義するとともに、地球規模や社会の複雑な課題に取り組むための前例のない解決策を提示する。
しかし、アイデアが次々と生まれては消えていく変化の速い世界で、今後数年間、意思決定者や起業家、市民はどの新興技術を最優先課題として注目すべきだろうか。
世界経済フォーラムの「2023年の新興技術トップ10」報告書は、Frontiersと連携し、世界20カ国の90人を超える学者、業界リーダー、未来学者の見解を集約して、今後3～5年で人々と地球に最も影響を与える可能性の高い技術を探っている。
気候変動対策に役立つ持続可能なソリューションから、飛躍的な生成AIモデルまで、私たちの未来の暮らしを向上させる可能性が最も高い新興技術トップ10を紹介する。
気候と自然の危機への対応
持続可能な航空燃料
航空業界は世界のCO2排出量の2～3％を生み出しており、2050年までに世界のあらゆる地域で大幅な増加が見込まれている。他の多くの産業とは異なり、電池の重量と出力の比率が電動化の課題となっている。そこで登場するのが、持続可能な航空燃料（SAF）だ。
合成燃料は、バイオマスなどの生物由来の資源や、CO2などの非生物由来の資源から作られ、既存の航空インフラや設備で使用できる。現在、SAFが航空業界の燃料需要に占める割合は約1％だが、2050年までに業界が排出量ネットゼロを達成するには、2040年までに13～15％へ引き上げる必要があると報告書は指摘する。
ウェアラブル植物センサー
国連食糧農業機関によると、世界人口の増加に食料を供給するため、世界の食料生産量は2050年までに70％増やす必要がある。この目標の達成には、作物のモニタリングが重要な役割を果たす。
従来の土壌検査や作物の目視点検には費用と時間がかかるため、解像度の低い衛星データを用いたモニタリングが始まり、その後、センサーを搭載したドローンやトラクターが登場した。
しかし、報告書によると、個々の植物に埋め込む微小な針状センサーによって、植物の健康状態を改善し、農業生産性を高めるための豊富なデータを収集できる可能性がある。こうした装置は温度、湿度、水分、栄養素のレベルを監視し、作物の収量を最適化し、水や肥料の使用量を減らし、病気の初期兆候を検知するのに役立つ。
世界経済フォーラムは、テクノロジーを通じて農家をどのように支援しているのか？
持続可能なコンピューティング
AI、クラウドコンピューティングなどの技術が指数関数的に成長するにつれ、より大規模で高性能なデータセンターを、より多く確保する必要がある。データセンターは世界の総発電量の1％を消費しているが、データ需要が増え続けるデジタル社会への電力供給により、この割合はさらに高まる見込みだ。
報告書によると、エネルギー消費ネットゼロのデータセンターという目標の実現を目指し、複数の技術が登場している。水や誘電性液体による冷却で熱を放散するほか、余剰熱を建物の暖房や給湯、産業プロセスに再利用する技術などがある。
また、AIを活用したシステムはエネルギー使用量をリアルタイムで分析、最適化し、効率と性能を最大化できる。Googleのデータセンターでは、エネルギー消費量を最大40％削減している。
さらに、データ処理・保存インフラをモジュール式かつ需要に応じたものにすることで、クラウドやエッジコンピューティングなどのシステムを複数のデバイス、システム、場所に分散させ、エネルギー使用を最適化できる。
人工知能を活用
生成AI
生成AIモデルは、急速に日常生活の一部となりつつある。こうしたモデルは複雑なアルゴリズムを用いて、データ内のパターンを認識し活用する。
ChatGPTのようなAIベースの言語モデルが最近登場し、学校や大学、職場での生活にすでに影響を及ぼしている。適切に使えば、こうしたツールは生産性や創造的な成果を高められる。
しかし、生成AI技術の用途は文章、画像、音声の生成にとどまらず、特定の病状を対象とした医薬品設計、建築、エンジニアリングなどにも及ぶ。例えばNASAの技術者は、開発期間を短縮し、構造性能を向上させる軽量な宇宙機器を作るためのAIシステムを開発している。
医療におけるAI
新たなAIベースの技術や機械学習ツールは、世界の医療分野が将来のパンデミックやその他の課題を予測し、より適切に備えるのに役立つ可能性がある。
こうしたシステムは、国内および世界の医療システムの効率を高め、健康危機への対応や医療へのアクセス改善に役立つ可能性がある。報告書によると、利用可能な医療資源に治療ニーズを合わせ、医療の提供範囲を広げることで、こうしたイノベーションは治療の待ち時間を短縮することもできる。
医療インフラや人員が不足し、幅広い医療サービスへのアクセスを提供できないことが多い開発途上国では、医療におけるAIの恩恵がさらに大きくなる可能性がある。
世界経済フォーラムは、人工知能にどのようなガードレールを設けているのか？
AI卓越センターは、分野を超えてリーダーを結び付け、人工知能の急速な進化と、それが経済や社会にもたらす影響への理解を促す。AI導入に伴う機会、リスク、トレードオフについて、十分な情報に基づく対話を支援している。
信頼できる場と協働の取り組みを通じて、センターはパートナーが共通理解を築き、AIのイノベーションと活用に責任ある形で取り組めるよう支援する。
新興技術と医療
メンタルヘルスのためのメタバース
メタバースをめぐっては大きな期待が寄せられているが、この概念が現実になるまでにはまだ長い道のりがある。それでも、仮想世界は、人々が社会的にも職業的にも交流できる共有デジタル空間を作り出せる。
仮想環境は、予防、診断、治療、教育、研究など、幅広い遠隔医療の用途を含むメンタルヘルス治療に新たな機会をもたらす。
例えば、うつ病や不安障害などの状態にある人を支援したり、マインドフルネスや瞑想を促したりするために、複数のゲームプラットフォームが設けられている。
設計ファージ
人間、動物、植物のマイクロバイオームには、それぞれの健康に不可欠な微生物の大規模な群集が存在する。
バイオエンジニアリングの近年の進歩により、科学者はマイクロバイオームを改変し、人間や動物の健康と農業生産性を高められるようになった。
報告書によると、この技術の中心となるファージは、遺伝情報を用いて特定の種類の細菌を識別し、感染するウイルスだ。バイオエンジニアはファージの遺伝情報を再プログラムし、細菌に遺伝的な指示を伝えて機能を変化させることができる。これにより、マイクロバイオームに関連する疾患を標的として治療できる。
空間オミクス
人体は、連携して働く約37.2兆個の細胞から成る。こうした微生物学的プロセスの仕組みを理解するため、科学者は空間オミクスと呼ばれる手法を開発した。高度な画像技術と精緻なDNAシーケンシングを組み合わせ、生物学的プロセスを分子レベルでマッピングする手法だ。
報告書によると、空間オミクスを使えば、これまで観察できなかった細胞構造や生物学的プロセスの複雑な詳細を科学者が捉えられる。
エンジニアリング
柔軟な電池
電子機器の柔軟性が高まるにつれ、それらに電力を供給する、よりしなやかな電池が登場している。柔軟な電池は軽量素材でできており、ねじったり、伸ばしたり、形に合わせて曲げたりできるほか、炭素繊維や布などの炭素ベースの素材に塗布することもできる。
報告書によると、充電可能で曲げられるこうした電池は、巻き取り式コンピューター画面、スマート衣料、医療機器や生体センサーを含むウェアラブル電子機器など、拡大する市場をますます活性化させている。
柔軟な神経電子機器
ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）は、脳と外部コンピューターとの直接通信を可能にする。これまでこの技術は硬い電子機器を基盤としており、脳組織との機械的・幾何学的な不適合が制約となっていた。しかし、柔軟な電子機器や生体適合性の高い素材における飛躍的な進歩により、患者への侵襲を抑えられるようになった。
BMI型の技術はすでに、てんかん患者の治療や、電極を使って神経系と接続する義肢に利用されている。
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