CO2を燃料に変える「人工葉」や、空気中から水を採取する技術など、多様な画期的技術が、世界が直面する最も喫緊の課題への取り組みに間もなく役立つ可能性があると、世界経済フォーラムが本日発表したリストで示されました。
これらの技術は、世界経済フォーラムのエキスパート・ネットワークおよびグローバル・フューチャー・カウンシルが、サイエンティフィック・アメリカンおよびその諮問委員会と協力して選定しました。各技術は、人々の暮らしを向上させ、産業を変革し、地球を守る可能性を基準に選ばれました。専門家はまた、今後3～5年で広く普及することを可能にする成熟度に技術が達している兆候も探していました。
「新しい技術は産業を再定義し、従来の境界を曖昧にし、かつてない規模で新たな機会を生み出しています。公的機関と民間機関は、こうしたイノベーションがより良い未来を築けるよう、適切な政策、プロトコル、連携を整えると同時に、制御されない技術変化がもたらし得るリスクを避けなければなりません」と、世界経済フォーラム第四次産業革命センター長で理事会メンバーのムラト・ソンメズ氏は述べました。
今年のリストに選ばれたトップ10の技術は次のとおりです。
1. リキッドバイオプシー
リキッドバイオプシーは、がんとの闘いにおける一歩前進です。第一に、従来の組織生検ができない場合の代替手段となります。第二に、採取した組織の情報しか反映しない組織サンプルと比べ、幅広い情報を得られます。最後に、がん細胞から血流へ日常的に入り込む遺伝物質である循環腫瘍DNA（ctDNA）に着目することで、症状や画像診断に頼る場合よりもはるかに早く、病気の進行や治療への抵抗性を検出できます。
2. 空気からのきれいな水の採取
空気からきれいな水を取り出す技術自体は新しいものではありませんが、既存の技術には高い湿度と大量の電力が必要です。その状況が変わりつつあります。MITとカリフォルニア大学バークレー校のチームは、水をまったくエネルギーを使わずに変換する多孔質結晶を用いたプロセスの実証に成功しました。また、アリゾナ州のスタートアップ、Zero Mass Waterによる別の手法では、送電網に接続しない太陽光発電システムを基に、1日あたり2～5リットルの水を生産できます。
3. 視覚タスクにおけるディープラーニング
コンピューターは人間よりも画像を正確に認識し始めています。人工知能の新興分野であるディープラーニングのおかげで、自動運転車の走行、医療診断、保険請求における損害評価、水位や作物収量の監視など、幅広い用途でコンピューター・ビジョン技術の利用が拡大しています。
4. 太陽光から作る液体燃料
素朴な葉の働きを模倣し、エネルギーを生成・貯蔵する人工光合成を実現できるでしょうか。見通しはますます明るくなっています。答えは、太陽光で活性化する触媒を使って水分子を水と水素に分解し、同じ水素を使ってCO2を炭化水素に変換することにあります。燃焼によって排出されたCO2を大気中に放出する代わりに、燃料へと戻すこのような閉じたシステムは、太陽光産業と風力産業に革命をもたらす可能性があります。
5. ヒューマン・セル・アトラス
人体の解明を目指す国際共同プロジェクト「ヒューマン・セル・アトラス」が、2016年10月に始動しました。チャン・ザッカーバーグ・イニシアチブの支援を受けるこのプロジェクトは、あらゆる組織に存在するすべての細胞種を特定し、それぞれの細胞種でどの遺伝子、タンパク質、その他の分子が活性化し、その活動をどのようなプロセスが制御しているのかを正確に把握すること、細胞がどこに位置するのかを特定すること、細胞同士が通常どのように相互作用するのか、また細胞の遺伝的要因などが変化したときに身体の機能に何が起こるのかを明らかにすることなどを目指しています。最終的には、医療の改善と個別化に役立つ貴重なツールとなります。
6. 精密農業
第四次産業革命は、農家に新たなツールをもたらし、水や化学物質の使用を減らしながら作物の収量と品質を高められるようにしています。センサー、ロボット、GPS、地図作成ツール、データ分析ソフトウェアを活用し、植物に必要な手入れを個別に調整しています。ドローンで植物の健康状態をリアルタイムに把握することは、世界の大半の農家にとってまだ先の話かもしれませんが、簡易な技術も導入され始めています。たとえばシドニー大学のサラ・スッカリエ氏は、太陽光発電と携帯電話を利用する、簡素で低コストな監視システムをインドネシアで実証しました。
7. 環境配慮型車両向けの低価格触媒
有望なゼロエミッション技術である水素燃料電池の開発が進んでいます。これまでの進展は、白金を含む触媒の価格の高さに阻まれてきました。しかし、この希少で高価な金属への依存を減らす取り組みは大きく進展しており、最新の開発では、白金を含まない触媒や、場合によっては金属をまったく含まない触媒が登場しています。
8. ゲノムワクチン
遺伝子に基づくワクチンは、いくつもの点で従来型のワクチンより優れています。たとえば製造が速く、感染が急激に広がる局面では、これは極めて重要です。細胞培養 や卵でタンパク質を製造する場合と比べ、遺伝物質の生産もより簡単で低コストになるはずです。ゲノムに基づくワクチンの手法は、病原体が変異した場合により迅速な適応を可能にします。さらに科学者が、病原体への抵抗性を持つ人々を特定し、その防御を担う抗体を分離し、人の細胞にその抗体を作らせる遺伝子配列を設計できるようになります。
9. 持続可能なコミュニティの設計
複数の建物に一度に環境配慮型の建設を適用すれば、私たちが消費するエネルギーと水の量を大きく変えられる可能性があります。カリフォルニア大学バークレー校で現在進行中のプロジェクトが計画どおりに進めば、地域で発電した太陽光電力をスマートマイクログリッドに送ることで、電力消費を半減させ、炭素排出量をゼロにできる可能性があります。同プロジェクトでは水システムも再設計し、トイレや排水口からの廃水を処理して敷地内で再利用する一方、雨水をトイレや洗濯機に回す計画です。これにより、飲用可能な水への需要を70%削減できる可能性があります。
10. 量子コンピューティング
量子コンピューターのほぼ無限の可能性に匹敵するのは、その構築の難しさとコストだけでした。そのため、これまでに作られた小規模な量子コンピューターは、まだスーパーコンピューターの性能を上回れていません。しかし進展は続いており、2016年にはテクノロジー企業IBMが、初の量子コンピューターをクラウド経由で一般に公開しました。このツールを使った学術論文はすでに20本以上発表され、現在、世界中で50社を超えるスタートアップや大企業が量子コンピューティングの実現に取り組んでいます。こうした進展を経て、今、人々の間で飛び交う言葉は「Quantum Ready（量子時代への準備）」です。
