Le 10 migliori tecnologie emergenti del 2023

Il report “Top 10 Emerging Technologies of 2023”, firmato dal World Economic Forum in collaborazione con Frontiers, giunto alla sua undicesima edizione, evidenzia quali sono le tecnologie destinate ad avere un impatto positivo sulla società entro i prossimi cinque anni.

La ricerca inoltre fornisce una valutazione qualitativa del potenziale impatto di ciascuna tecnologia sulle persone, sul pianeta e sull’economia.

1 Batterie flessibili

Le prime della lista sono le batterie flessibili: il rapido sviluppo di dispositivi indossabili, elettronica flessibile e display pieghevoli richiede fonti di alimentazione che corrispondano all’agilità di questi sistemi. Le batterie standard e rigide potrebbero presto essere obsolete e sostituite da batterie sottili e flessibili, realizzate con materiali leggeri che possono essere facilmente attorcigliati, piegati o allungati.

Attualmente sono disponibili diversi tipi di batterie flessibili: sono ricaricabili e includono sistemi agli ioni di litio o zinco-carbonio posti su collettori di corrente polimerici conduttivi.

Hanno applicazioni in un numero crescente di campi, tra cui dispositivi medici indossabili e sensori biomedici, display flessibili e smartwatch. Le applicazioni sanitarie alimentate da queste batterie potrebbero trasmettere dati in modalità wireless agli operatori sanitari, facilitando il monitoraggio remoto dei pazienti.

Si prevede che il mercato delle batterie flessibili si espanderà rapidamente nei prossimi anni. Diverse aziende stanno attivamente sviluppando e commercializzando la tecnologia delle batterie flessibili, tra cui LG Chem, Samsung SDI, Apple, Nokia, Front Edge Technology, STMicroelectronics, Blue Spark Technologies e Fullriver Battery New Technology.

2 IA generativa

L’intelligenza artificiale generativa è un potente tipo di IA in grado di creare contenuti originali utilizzando algoritmi complessi e metodi di apprendimento ispirati al cervello umano. Se l’IA generativa è attualmente focalizzata sulla produzione di testi, immagini e suoni, in realtà potrebbe essere applicata in diversi campi, tra cui la progettazione di farmaci, l’architettura e l’ingegneria.

Le tecnologie di IA generativa potrebbero persino avere un impatto sull’industria alimentare e sulla progettazione di oggetti di uso quotidiano.

Sul posto di lavoro, l’uso di modelli linguistici basati sull’intelligenza artificiale come ChatGPT, può aumentare la produttività e migliorare la qualità dell’output, ristrutturando le attività umane verso la generazione e la modifica di idee. Anche gli studenti delle scuole superiori e delle università di oggi utilizzano l’IA generativa con maggiore frequenza, se sfruttata correttamente infatti, può creare programmi di studio personalizzati.

3 Carburante sostenibile per l’aviazione

Il (SAF) carburante sostenibile per l’aviazione, combinato con altre strategie di decarbonizzazione, traccia un percorso affidabile verso l’aviazione a zero emissioni.

Generato da risorse biologiche (biomassa) e non biologiche (CO2), ad oggi, il SAF rappresenta meno dell’1% della domanda globale di carburante per aerei, ma questa percentuale deve aumentare al 13-15% entro il 2040 per portare l’industria aeronautica sulla strada dell’azzeramento delle emissioni nette entro il 2050.

Un numero crescente di compagnie aeree si è impegnato a utilizzare il SAF, e questa tendenza sarà accelerata grazie a iniziative globali come la Clean Skies for Tomorrow del World Economic Forum e la First Movers Coalition.

4 Progettazione di terapie fagiche

I virus ingegnerizzati potrebbero consentire terapie ipermirate che colpiscano selettivamente batteri specifici.

I recenti progressi consentono all’ingegneria del microbioma di apportare benefici al benessere umano e alla produttività agricola. La chiave di questo approccio sono i fagi, virus che infettano selettivamente tipi specifici di batteri.

Dopo l’infezione, un fago inietta le sue informazioni genetiche nel batterio: con i fagi bioingegnerizzati, gli scienziati possono modificare le funzioni di un batterio, inducendolo, ad esempio, a produrre una molecola terapeutica o a diventare sensibile a un determinato farmaco. Poiché i fagi generalmente infettano solo un tipo di batteri, è possibile prendere di mira le singole specie batteriche all’interno del complesso microbioma.

I fagi possono inoltre essere utilizzati come integratori alimentari per migliorare la crescita del bestiame, curare alcune malattie delle piante ed eliminare batteri pericolosi nelle catene di approvvigionamento alimentare, in linea con l’approccio “One Health” dell’Organizzazione Mondiale della Sanità.

5 Metaverso per la salute mentale

Il tempo eccessivo trascorso davanti allo schermo e i social media possono ridurre il benessere psicologico, ma possono anche migliorarlo se utilizzati in modo responsabile. Il tempo trascorso davanti allo schermo potrebbe aiutare a combattere la crescente crisi di salute mentale.

Il metaverso può essere utilizzato per fornire uno spazio virtuale condiviso in cui le persone possano connettersi e accedere alla terapia.

Le piattaforme di gioco vengono già sfruttate per il trattamento della salute mentale: queste non solo aumentano il coinvolgimento dei pazienti, ma aiutano anche a destigmatizzare i problemi di salute mentale. Ad esempio, DeepWell Therapeutics ha creato videogiochi per curare la depressione e l’ansia; TRIPP ha creato Mindful Metaverse, che migliora il benessere attraverso la consapevolezza e la meditazione guidate. Sfruttare il metaverso per i bisogni di salute mentale potrebbe essere vantaggioso per tutti.

6 Sensori vegetali indossabili

Tradizionalmente, le colture vengono monitorate tramite analisi del terreno e ispezioni visive, entrambe operazioni costose e dispendiose in termini di tempo. I recenti progressi tecnologici hanno migliorato la facilità del monitoraggio delle colture, consentendo agli agricoltori di monitorare le condizioni delle colture su scala più ampia. Ora, droni e trattori dotati di sensori forniscono informazioni ad alta risoluzione sulle condizioni delle colture.

La prossima frontiera nel monitoraggio delle colture è una risoluzione ancora più elevata: il monitoraggio delle singole piante. I sensori indossabili per le piante promettono di migliorare la salute delle piante e aumentare la produttività agricola. Questi sensori sono dispositivi non invasivi che possono essere collegati alle piante coltivate per il monitoraggio continuo della temperatura, dell’umidità e dei livelli di nutrienti, in modo da ottimizzare i raccolti, ridurre l’uso di acqua, fertilizzanti e pesticidi e rilevare i primi segni di malattie.

Growvera e Phytech, hanno sviluppato in modo indipendente sensori ad ago di dimensioni micro che si inseriscono nelle foglie o negli steli di una pianta per misurare i cambiamenti nella resistenza elettrica. I dati vengono trasmessi in modalità wireless a un computer o dispositivo mobile, dove vengono analizzati per generare approfondimenti sulla salute delle piante. Gli agricoltori possono così monitorare i raccolti in tempo reale ed eseguire interventi precisi in base alle esigenze specifiche delle piante.

7 Omiche spaziali

Il corpo umano è composto da circa 37,2 trilioni di cellule. Come lavorano tutti insieme per mantenerci vivi e in salute? Le scienze omiche spaziali possono fornire ai ricercatori una risposta. Combinando tecniche di imaging avanzate con la specificità e la risoluzione del sequenziamento del DNA, questo approccio innovativo consente la mappatura dei processi biologici a livello molecolare.

Le omiche spaziali si dimostrano promettenti anche nell’ambito delle scoperte terapeutiche. Ulteriori applicazioni legate alla salute includono la caratterizzazione dei vari tipi di cellule in un tumore per personalizzare il trattamento e svelare i meccanismi di malattie complesse come il morbo di Alzheimer e l’artrite reumatoide. Anche le malattie infettive possono essere studiate mediante le omiche spaziali.

8 Elettronica neurale flessibile

Negli ultimi anni, le interfacce cervello-macchina (BMI) hanno guadagnato visibilità, accendendo l’immaginazione collettiva riguardo alla possibilità di controllare un giorno le macchine con il pensiero. Le BMI consentono ai segnali elettrici prodotti dal cervello di essere catturati dall’hardware del sensore. Gli algoritmi decodificano quindi questi segnali in istruzioni che un computer può comprendere ed eseguire.

Sistemi simili alle BMI sono già utilizzati per trattare pazienti con epilessia e con neuroprotesi. Le scoperte nel campo dell’elettronica flessibile potrebbero aprire la strada ai trattamenti neurologici.

I ricercatori hanno recentemente sviluppato circuiti di interfacciamento cerebrale su materiali biocompatibili morbidi e flessibili, che possono adattarsi al cervello, riducendo le cicatrici e la deriva dei sensori, e possono essere dotati di un numero sufficiente di sensori per stimolare milioni di cellule cerebrali contemporaneamente, superando di gran lunga le dimensioni e i tempi delle sonde complesse.

Se utilizzate nel campo delle neuroscienze, le BMI flessibili potrebbero approfondire la comprensione di condizioni neurologiche come la demenza e l’autismo, oltre a fornire un maggiore controllo delle neuroprotesi.

Le applicazioni dei BMI flessibili sono già in fase di sperimentazione clinica approvata dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense.

9 Informatica sostenibile

Anche il traffico di dati grava sulla crisi ambientale: i data center, che facilitano le ricerche su Google, la posta elettronica, il metaverso e l’IA, consumano circa l’1% dell’elettricità prodotta a livello globale, e questa quantità non potrà che aumentare con la crescente domanda di dati. Si prevede che il prossimo decennio vedrà passi sostanziali verso data center a impatto zero.

Per affrontare i problemi di gestione del calore, si stanno sviluppando sistemi di raffreddamento che utilizzano acqua o refrigerante dielettrico per dissipare il calore, e il calore in eccesso viene riproposto per applicazioni tra cui il riscaldamento degli ambienti, dell’acqua e nei processi industriali.

Ad esempio, la città di Stoccolma sta implementando progetti per sfruttare il calore di scarto dei data center per riscaldare le case.

Inoltre, l’IA verrà utilizzata per analizzare e ottimizzare il consumo di energia. Considerata l’ondata di innovazione e gli investimenti in questo settore, c’è motivo di essere ottimisti riguardo agli anni a venire.

10 Assistenza sanitaria facilitata dall’intelligenza artificiale

Le carenze dei sistemi sanitari in tutto il mondo sono risultate evidenti durante la crisi sanitaria legata alla pandemia, quando i carichi di lavoro sostenibili di molti ospedali sono stati rapidamente superati. In risposta, sono stati creati team governativi e accademici per integrare l’IA nei sistemi sanitari nazionali.

Le tecnologie basate sull’IA potrebbero risolvere i lunghi ritardi per ottenere cure mediche attraverso il sistema sanitario. Un approccio basato sull’intelligenza artificiale per ottimizzare l’accesso alle cure è stato adottato in Canada.

Ma l’impatto dell’assistenza sanitaria basata sull’IA potrebbe essere ancora più profondo nei paesi in via di sviluppo, che spesso non dispongono delle infrastrutture e del personale necessari per fornire servizi sanitari a gran parte della popolazione. L’India, ad esempio, ha adottato un approccio basato sull’IA per migliorare l’assistenza medica.

Linda Capecci