עשר הטכנולוגיות שישנו את העולם

26 אפריל, 2011

העורכים של כתב העת היוקרתי MIT Technology Review פירסמו השבוע את הרשימה שלהם של 10 הטכנולוגיות החשובות ביותר אשר ישנו את העולם בשנים הקרובות: ממשקים מבוססי מחוות, שיטות הצפנה חדשות למחשוב ענן, סוללות מבוססות חצאי-מוליכים, תוכנות אמינות למערכות משובצות - וכמובן מחקר גנטי

העורכים של כתב העת היוקרתי MIT Technology Review פירסמו השבוע את הרשימה שלהם של 10 הטכנולוגיות החשובות ביותר אשר ישנו את העולם בשנים הקרובות. מעניין לציין שבניגוד לשנים קודמות, תחומי האלקטרוניקה, פיסיקה והחשמל נמצאים השנה במיעוט יחסי.

הקריטריון לבחירת 10 הטכנולוגיות המובילות היה פשוט: הן צריכות להיות טכנולוגיות מפציעות, כלומר כבר קיימות בשטח, אולם הפוטנציאל הטמון בהמשך פיתוחן לשינוי אורחות חיינו הוא מהפכני. להלן רשימת עשרת הטכנולוגיות המובילות של MIT:

סיווג חברתי (Social Indexing): תחום הסיוג החברתי באינטרנט החל כמעט במקרה. רשת חברתית קטנה בשם FriendFeed הוקמה בשנת 2007 והחלה להצמיד כפתורי Like כדי לעודד את חברי הרשת להביע את דעתם. בשנת 2009 היא נירכשה על-ידי פייסבוק והשילוב של כפתור Like עם רשימת מנויים שמנתה אז 600 מיליון משתמשים התגלה כתופעה חדשה ובעלת חשיבות מפתיעה בהכוונת נתיבי הגלישה ברשת.

כיום חברות רבות מחפשות פתרונות לבצע סיווג תכנים חברתי כאמצעי להתגבר על המניפולציות הנעשות על תוצאות החיפוש במנועי חיפוש מקוונים. גוגל פיתחה את כפתור +1, Bing של מיקרוסופט מקדם עמודים שקיבלו סיווג גבוה על-ידי הגולשים, וטוויטר משתמש במיקרו-בלוגים כדי לסווג אתרים.

שנאים חכמים (Smart Transformers): מדובר ברעיון חדש לגמרי שנועד לשנות את האון שבו רשת החשמל מקצה אנרגיה לצרכנים. פרופ' אלכס הואנג מהחוג להנדסת חשמל באוניברסיטת צפון קרוליינה נחשב לחלוץ בתחום. הרעיון הוא לפתח שיכבת תיווןך בין הרשת לבין הצרכנים הסופיים, המבוססת על שנאאים מבוססי חצאי-מוליכים המגיבים במהירות לשינויים במאפיייני צריכה מקומיים על-מנת לווסת את צריכת החשמל באופן שאינו יוצר רגעי שיא ורגע שפל ברשת.

הואנג משווה את תפקידו של השנאי החכם לתפקידו של הנתב ברשת האינטרנט. הנתב דואג להעברת הקובץ מהמקור אל היעד בכל נתיב פנוי ברגע נתון. כך גם הקצאת האנרגיה צריכה להיות גמישה כדי לאשפר ניצול יעיל של כל המקורות. כאשר אדם מחבר את כלי-הרכב החשמלי שלו אל אבזר הטעינה, השנאי החכם יוכל לנתב אליו אנרגיה מהמתקן הסולארי המצוי על גג הבית השכן, בלא לבצע מיתוג של הרשת השכונתית או העירונית.

אולם כדי לבצע פעולות אלה, השנאי צריך להתבסס על טרנזיסטורים מהירים, בעלי הספק גבוה אשר יכולים נתלב גם זרם ישר וגם זרם חילופין, ולא על-בסיס סלילי השראה ומנגנון מיתוג אלקטרו-מכני, הקיים היום הרשתות החשמל.

ממשק מבוסס מחוות (Gestural interfaces): זו הבשורה אשר תשנה את האופן שבו אנחנו מנהלים מעבדים ומשנאים מידע. המגזין של MIT מציין את חברת PrimeSense הישראלית כחברה אשר מובילה את המגמה החדשה, בזכות מערך הבקרה שפיתחה עבור מערכת Kinect, המאפשרת למשתמשי קונסולת המשחקים Xbox 360 של מיקרוסופט לשלוט בה באמצעות תנועות באוויר. העורכים סבורים ש-Kinect היא תחילתה של מהפיכה אשר תשנה את האופן שבו אנחנו משתמשי באבזרי מידע, מכשירי בידור ביתיים ומכוניות.

חקר הגנום של הסרטן (Cancer genomics): אחד מהגורמים להתפתחות סרטן הוא שינוי גנטי הגורם לחלק מהתאים לההתרבות בצורה לא מבוקרת ובמהירות גדולה יותר מאשר תאים בריאים אחר בתוך הרקמה. בשנים האחרונות נכנסו למעבדות המחקר מערכות בדיקה חדשות המאפשרות למפות במהירות את התבנית הגנטית של תאים רבים בו-זמנית. הדבר מאפשר לבצע השוואות בין רקמות בריאות לבין רקמות חולות, לזהות במהירות תאים סרטניים, להעריך את מידת היעילות של תרופות שונות הניתנות לכל חולה, ואפילו לזהות נקודות תורפה בגידולים הממאירים כדי לפתח תרופות חדשות.

סוללות חצאי-מוליכים (Solid-state Batteries): מחקרים חדשים בהן מעורבות GM, טויוטה וחברת הסטארט-אפ Sakti3, מיועדים להתגבר על חסרונותיה של סוללת ליתיום-יון, המהווה כיום נקודת התורפה המרכזית ביישום המוני של תחבורה חשמלית. סוללות אלה כבדות, יקרות ולא יעילות, מכיוון שהן דורשות מערכת קירור גדולה, מבנה מחוזק וכבד ונשענות על שימוש בנוזל מתווך בין האנודה והקתודה שהוא דליק מאוד, רגיש לטמפרטורות גבוהות, ולכן מונע שימוש במלוא התפוקה של הסוללה.

טכנולוגיית חצאי-מוליכים מבוססת על שימוש בחומר חצי-מוליך המשמש כתווך בין האנודה לקתודה בסוללה. החומר קל משקל, עמיד בטמפרטורות גבוהות ולכן מאפשר לוותר על מערכות הקירור, על המבנה המחוזק ועשוי להביא לייצור סוללות זקלות וזולות יותר. על-פי ההערכות הראשונות, הסוללות החדשות צפויות להכפיל את מרחק הנסיעה של מכוניות חשמליות.

הצפנה הומו-מורפית (Homomorphic encryption): מדובר בתהליך מתימטי הנחקר כיום בחברות כמו זירוקס ויבמ, שבו פעולות מסויימות הנעשות על הטקסט (מידע) הבלתי מוצפן, הן שוות ערך לפעולות הנעשות על הטקסט (מידע) המוצפן. התהליך יכול לספק פתרון לבעיה המקשה על אימוץ רחב היקף של שירותי מחשוב ענן (Cloud Computing). שכן, בעוד שניתן להעביר מידע מוצפן לשרתים בענן, השרתים אינם יכולים לבצע עבודות עיבוד על המידע הזה. שיטות הצפנה הומו-מורפיות חדשות יאפשרו לשרתים לעבד את המידע בענן, למרות שהוא יישאר מוצפן ותוכנו יהיה חסום בפני גורם לא מורשה.

מדיה-זורמת (Cloud streaming): הרעיון אינו חדש, אולם הופעת מחשוב הענן לצד אבזרי האינטרנט הניידים החדשים, הפכו את הצורך בדחיסת וידא ויצירת יכולת מדיה זורמת בזמן אמת לנחוצה יותר מתמיד.

חברות כמו סיסקו, Netflix ו- Mental Images הגרמנית, עובדות כיום על פיתוח הדור החדש של מדיה זורמת: כיווץ קבצי וידאו והקטנתם לקבצים זעירים – לא רק כאמצעי להצגת סרטים באמצעות אבזרי אינטרנט ניידים – אלא כערוץ תקשור המאפשרת להפעיל מרחוק תוכנות גרפיות עיתרות ביצועים, הפועלות על-גבי הענן ומשדרות את תוצאות העיבוד אל אבזר הקצה בצורה של קובץ וידאו בזמן-אמת.

אימות תוכנה מתימטי (Crash-Proof Code): הכוונה לגישה חדשה בתחום אבטחת התקינות של תוכנות באבזרים משובצים, כמו תוכנות לניהול אבזרים במכוניות, במטוסים ובציוד רפואי. חוקרים במכון הלאומי האוסטרלי למדעי המחשב (NICTA), החלו לאמץ טכניקות אימות מתחום תכנון השבבים, לאימות התכנות של מערכות הפעלה לתחום המערכות המשובצות.

מפתחי שבבים בודקים את תקינות התכנון באמצעות טכניקה המוכרת כ"אימות פורמלי" (Formal Verification). בשיטה זו מייצרים ייצוג מתימטי של ההתנהגות הלוגית של השבב, המאפשרת לבדוק את התנהגותו בכל המצבים האפשריים.

עד לאחרונה נחשבה גישה זו לבלתי אפשרית בתחום מערכות ההפעלה, בגלל המורכבות הגדולה של התוכנות. עד היום הצליחו החוקרים האוסטרלים לבצע אימות של מערכת הפעלה מסחרית אחת של מערכות משובצות, וממשיכים לפתח את המודל למערכות נוספות.

מיפוי-גנטי אישי: בעשור האחרון חל שיפור עצום ביכולת המיפוי הגנטי, בין השאר בעזרת כלים מעבדתיים חדשים דוגמת Biochips וניתוח תוצאות באמצעות המחשב. ההנחה היא שיכולת זיהוי של גנום אישי, כולל מאפיינים ייחודיים לכל אדם יאפשרו לפתח רפואה מותאמת אישית. הרעיון הוא שלכל אדם יש מאפיינים ייחודיים, ולכן רמת היעילות של תרופות שונות אינה זהה בין אדם למישנהו, ורמות הסיכון של כל אדם לתחלואה במחלות שונות אינן זהות. לכן איפיון גנטי נכון של כל חולה יאפשר להעניק לו טיפול אישי ויעיל יותר.

תאים מלאכותיים (Synthetic Cells): גם במקרה הזה עורכי ה-MIT Technology Review בחרו בתחום מדעי שהוא עדיין רחוק מיישום טכנולוגי מעשי. זאת, בעקבות הצלחה של חוקרים ממכון המחקר Craig Venter לייצר תאים המכילים פיסות DNA שסונתזו במעבדה. פיסות ה-DNA הוזרקו לתאי שמרים, ולאחר שהם התרבו, חלק מהשמרים הצליחו לשלב את ה-DNA המלאכותי בתאים החדשים שנוצרו, ויצרו דור חדש של תאים המכילים DNA מלאכותי. לאחר מכן הם הרגו באמצעות אנטיביוטיקה את כל שאר התאים, ונותרו עם תאים מלאכותיים בלבד.

מדובר בתחום מחקר שהחל כבר בשנות ה-80. חוקרים רבים מנסים לייצר תאים מלאכותיים המהווים מעין "תא בסיסי" סכימתי, כדי להשתמש בו על-מנת לחקור את מקור היווצרות החיים, או לפתח תאים המסוגלים לייצר ביעילות דלקים ביולוגיים, תרופות וחומרים תעשייתיים אחרים.