Исследователи из Массачусетского технологического Университета (MIT) составили топ 10 прорывных технологий, которые повлияют на мир в ближайшее время. Как минимум пять из них непосредственно касаются Кипра. Они помогут развивать возобновляемую энергетику, бороться с диабетом, ожирением и наследственными генетическими аномалиями.

ЭНЕРГЕТИКА

MIT выделяет три инновации в производстве электро- и теплоэнергии. Все они применимы для Кипра.

Суперэффективные солнечные батареи

На Кипре в среднем около 300-340 солнечных дней в году, что позволяет успешно использовать солнечное излучение при выработке электроэнергии. Проблема использования солнечных батарей – невысокий КПД. Но сейчас наметился прорыв в решении данного вопроса – технология добавления крошечных кристаллов минерала перовскита на солнечные панели. Таким образом за счет поглощения разных типов световых волн повышается выработка электроэнергии, что повышает КПД панелей.

Использование геотермальной энергии

Новые методы бурения позволят увеличить глубину скважин, а также бурить в местах, где ранее это было невозможно, что ведет к получению из глубин Земли большего количества тепла для производства как электрической, так и тепловой энергии.
В 2023 году американская компания Fervo Energy объявила о проекте Red в Неваде, который оказался на сегодняшний день самой продуктивной технологией в геотермальной энергетике. Компания использует методику сходную с технологией в нефте- и газобурении, пробурив геотермальную скважину глубиной 2,4 км и закачав туда воду, которая за счет высокой подземной температуры на такой глубине позволяет получать тепловую и электрическую энергию.

Технология тепловых насосов

Эта разработка не новая, но перспективная. Система тепловых насосов используется для передачи тепла из одного места в другое, задействуя небольшое количество электроэнергии. Устройства работают по принципу, аналогичному работе холодильника, но в обратном направлении. Тепловые насосы могут использоваться как для отопления, так и для охлаждения помещений. В последние годы продажи тепловых насосов растут в мире на 11% в год, а в Европе – на 40%.

Существует несколько типов тепловых насосов:

1. Воздушные тепловые насосы, которые переносят тепло между воздухом внутри и снаружи здания.
2. Водяные тепловые насосы, где источник или приемник тепла – вода, например, море.
3. Геотермальные (или земляные) тепловые насосы – передача тепла происходит между домом и землей или подземными водами. Они более эффективные, так как температура земли на глубине остается относительно стабильной в течение всего года. На Кипре уже геотермальная энергия уже используется, например, в строительном секторе. Оценочная установленная мощность тепловых насосов с геотермальным источником составляет 10.3 МВт и распределена по примерно 180 установкам. Также привлекает внимание система насосов в новом кампусе Университета Кипра, которая организована на основе 220 вертикальных скважин. Данная методика работает параллельно с системой отопления и охлаждения помещений университета.
4. Еще одним видом тепловых насосов является устройства с использованием соли. При избыточной выработке электроэнергии, например, солнечными батареями днем, излишки направляются на нагрев соляных аккумуляторов, тепловая энергия от которых может использоваться в ночное время, когда солнечные батареи не работают по естественной причине. Источников соли на Кипре достаточно, чтобы успешно развивать данную инновацию.

Учитывая стремление острова к независимым источникам электроэнергии, а также планы достичь к 2030 году производства 26% электроэнергии за счет возобновляемых источников - геотермальная и солнечная энергия остаются потенциальными областями для развития страны.

МЕДИЦИНА

Среди инноваций, которые могут быть использованы на Кипре, есть две медицинские разработки.

Препараты для снижения веса

В соответствии с данными Международной федерации диабета Кипр входит в число стран с высоким уровнем заболевания диабетом. Почти каждый десятый гражданин Кипра болен диабетом первого или второго типа.

В 2012 году датская компания Novo Nordisk получила разрешение на использование семаглутида в качестве препарата для лечения диабета второго типа. Но только ближе к 2023 году был выявлен и другой положительный эффект Ozempic (торговое название семаглутида) – снижение веса. Это открытие чуть не спровоцировало современную «тюльпановую лихорадку» для Дании. На данный момент обнаружено, что препарат еще и защищает от сердечных приступов и инсультов, и по совсем свежим данным – препятствует развитию колоректального рака.

Весной 2023 года Министерство здравоохранения Кипра забило тревогу, так как Ozempic стал быстро исчезать из аптек и, как следствие, стал недоступен для больных сахарным диабетом. Поэтому в настоящее время отпуск этого препарата производится строго по рецепту врача.

На Кипре есть фармацевтические компании, например, Remedica и Medochemie, которые производят дженерики известных лекарственных средств. Ожидается, что как только патенты на Ozempic, Wegovy и другие препараты данной группы истекут, то возможно производство семаглутида и на Кипре, что снизит цену на препарат (в настоящее время цена упаковки на месяц достигает порядка 120 евро), повысит прибыльность кипрских фармацевтических компаний, а главное – сделает его более доступным, что позволит улучшить здоровье населения и снизить нагрузку на здравоохранение, т.к. в настоящий момент затраты Кипра на одного больного диабетом оценивается в 2570 евро в год.

Технология CRISPR для лечения серповидно-клеточной анемии

Кипр – одна из стран в Средиземноморском регионе, где высоко распространены гемоглобинопатии, в том числе серповидно-клеточная анемия и талассемия.

В последние недели 2023 года произошел прорыв в лечении данных заболеваний – независимая американская биотехнологическая компания Vertex Pharmaceuticals получила разрешение от регуляторов США и Великобритании на применение препарата CASGEVY™ для лечения серповидно-клеточной анемии, используя технологию CRISPR. Одобрение получено и для лечения талассемии. Инновация CRISPR представляет собой революционный метод генного редактирования, который позволяет вносить точные изменения в ДНК живых организмов – «генетические ножницы». В 2020 Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна получили Нобелевскую премию за эту разработку. Но одним из препятствий широкого применения препарата на данном этапе является цена: порядка двух-трех млн. долл. США.

Снижение цены на эту технологию помогло бы Кипру сократить количество случаев серповидно-клеточной анемии, в дополнение к действующей программе скрининга и превентивной медицины, направленной на борьбу с гемоглобинопатиями. Эта программа включает в себя скрининг на присутствие соответствующих генов у школьников, а также предсвадебный скрининг для пар. Благодаря этим усилиям, в последние десятилетия на Кипре удалось значительно снизить количество рождений детей с серповидно-клеточной анемией.

Какие еще технологии отмечают аналитики MIT?

MIT выделяет ИИ (Искусственный Интеллект) как одно из ключевых направлений. Ожидается, что использование ИИ будет распространено в самых разных областях. Инструменты, такие как ChatGPT, которые могут создавать тексты, изображения и видео, сильно изменили технологическую индустрию.

Институт также внес в свой список прорывных технологий Apple Vision Pro. Это устройство представляет собой гарнитуру смешанной реальности, которая является значительным прорывом в технологии дисплеев благодаря использованию микро-OLED-дисплеев. Они обеспечивают более высокое разрешение и лучший контраст по сравнению с большинством гарнитур виртуальной реальности. Vision Pro позволяет наложить цифровой контент на реальное окружение, что может радикально изменить способы просмотра фильмов, восприятия фотографий, общения и других активностей.

Чиплеты. Чиплеты рассматриваются как способ продления закона Мура (который гласит, что каждые два года количество транзисторов на чипе увеличивается вдвое. В настоящее время эксперты предрекают смерть данному правилу), позволяя создавать более сложные и мощные системы на кристалле без необходимости размещения всех необходимых компонентов на одном монолитном чипе. Разбиение сложной системы на кристалле на меньшие, модульные чиплеты и их соединение позволяет продолжать масштабирование количества транзисторов и других компонентов без достижения физических пределов одного чипа. Например, в IBM считают, что чиплеты могут помочь в решении задач ИИ, требующих большего объема памяти и скорости доступа к ней. Перемещение памяти в чиплеты, которые размещаются ближе к процессору, может помочь в решении больших задач ИИ, а также принести экологические преимущества. Более 50% энергии, потребляемой компьютерным чипом, тратится на горизонтальное перемещение данных по чипу. С чиплетами, расположенными близко к процессору энергия будет экономиться.
Экзафлопсные компьютеры – это сверхмощные суперкомпьютеры, способные выполнять как минимум квинтиллион (единица, за которой следует 18 нулей) операций в секунду. Это огромное количество вычислительной мощности позволяет решать чрезвычайно сложные научные и инженерные задачи.

Список Массачусетского Технологического Университета демонстрирует мировой научно-технический прогресс и указывает на ключевые области, в которых исследователи и инженеры ожидают значительных изменений и улучшений в ближайшем будущем, что также положительно скажется на жизни небольшого острова в Средиземном море – Кипра.

Юлия Решетова

Текст подготовлен по материалам MIT Technology Review