(R)evoluţia tehnologică

Prima revoluție industrială s-a declanșat la sfârșitul secolului al XVIII-lea și în primele decenii ale secolului al XIX-lea în Anglia, ţară care şi-a menţinut poziţia de lider industrial al lumii până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Prin mecanizarea industriei textile, bunurile de larg consum, realizate până atunci manual şi în cantitate mică, au început să fie produse rapid şi în cantitate mare, odată cu inventarea maşinilor care automatizau procesul de producţie.

1784 - 1870
A doua revoluţie industrială a avut loc la sfârșitul secolului al XIX-lea datorită descoperirii de noi surse de energie, fapt ce a permis dezvoltarea unor ramuri industriale precum industria electrotehnică, chimică, a automobilelor ş.a. Odată cu înfiinţarea primei linii de asamblare de către Henry Ford şi declanşarea producţiei de masă, putem vorbi de începutul celei de-a doua revoluţii industriale.

1870 - 1969

A treia revoluţie industrială s-a produs sub semnul digitizării, marcată fiind de invenţia microcipurilor, apariţia calculatoarelor personale, apoi de apariţia şi extinderea Internetului, posibilitatea gestionării volumelor mari de date şi inventarea primilor roboţi industriali care au dus la creşterea eficienţei industriei, dar şi la reducerea personalului necesar pentru deservirea liniilor de producţie.

1969 - prezent

Omenirea se îndreaptă în prezent către a patra revoluţie industrială, o schimbare economică fundamentală care urmează să fie implementată până în 2020 şi care promite să aducă schimbări radicale şi ireversibile la nivelul economiei globale. Inteligenţa artificială, robotica, nanotehnologia, genetica şi imprimarea 3D sunt domeniile care vor revoluţiona lumea de mâine şi ne vor pune în faţa unor provocări cărora va trebui să le facem faţă. La Forumul Economic Mondial de la Davos desfăşurat în anul 2016 acest subiect a fost pe ordinea de zi.

? - ?

Prima Revoluţie Industrială a folosit puterea apei şi a aburului pentru mecanizarea producţiei.

A doua Revoluţie Industrială a folosit energia electrică pentru a crea producţia de masă.

A treia Revoluţie Industrială a folosit electronica şi tehnologia informaţiei pentru automatizarea producţiei.

 

A patra Revoluţie Industrială foloseşte un amestec de tehnologii care estompează delimitarea între fizic, digital şi biologic.

 

Ciclurile economice lungi ale lui Kondratieff

Profesorul Nikolai Dmyitriyevich Kondratieff (1892 - 1938) a fost un economist rus care a publicat în anul 1926 o carte intitulată „Cicluri lungi în viaţa economică”.

Primăvara (expansiune) Vara (inflaţie) Toamna (platou) Iarna (colaps)
1784-1800 1800-1816 (războiul de la 1812) 1816-1835 1835-1844 (războiul mexicano-american)
1845-1858 1859-1864 (războiul Civil American) 1864-1874 1875-1896 (războiul americano-spaniol)
1896-1907 1907-1920 (WW1) 1920-1929 1929-1949 (WW2)
1949-1966 1966-1982 (războiul din Vietnam) 1982-2000 (NWO) 2000-2016 (războiul Terorii, Siria, Ucraina etc.)
Pe lângă ciclurile economice lungi ale lui Kondratieff există alte cicluri diferite (nu neapărat economice).

Nanotehnologia

Nanotehnologia este ştiinţa, ingineria şi tehnologia realizată la scara nanometrică, respectiv între 1 până la 100 nanometri. 1 nanomentru reprezintă a miliarda parte dintr-un metru. Spre exemplu, o foaie de hârtie are o grosime de 100.000 de nanometri, iar un filament de ADN uman are 2,5 nm, un atom de aur are 1/3 de nm, iar unghiile voastre cresc cu 1 nm pe secundă!

Nanoştiinţa şi nanotehnologia implică abilitatea de a vedea şi de a controla atomii individuali şi moleculele. Tot ce ne înconjoară este alcătuit din atomi şi molecule: alimentele, hainele, clădirile şi propriul nostru organism. Pentru a putea vedea obiecte atât de mici avem nevoie de microscoape cu putere foarte mare de mărire, precum microscopul cu efect de tunelare (STM) şi microscopul cu forţă atomică (AFM).

Nanotehnologia nu este însă nouă. Cupa Lycurgus, provenind din Roma secolului al IV-lea este un exemplu de sticlă dicroică produsă prin inserţia particulelor coloidale de aur şi argint.

Artiştii medievali au folosit procese nanotehnologice ce implicau particule de aur şi argint pentru a crea vitraliile ce încântau ochii în interiorul bisericilor cu sute de ani în urmă.

Inteligența artificială

AI sau inteligența artificială înseamnă simularea proceselor inteligenței umane de către mașini, în special sistemele informatice. Aceste procese includ învățarea (achiziționarea de informații și reguli pentru utilizarea informațiilor), raționamentul (folosind regulile pentru a ajunge la concluzii aproximative sau definitive) precum și auto-corectare.

AI include următoarele domenii de specializare:

► teoria jocului: Programarea computerelor pentru a juca jocuri împotriva oponenților umani;

► sisteme expert: programarea computerelor pentru a lua decizii în situații reale de viață (ex.: unele sisteme expert ajută doctorii la diagnosticarea bolilor bazate pe simptome);

► limbaj natural: computerele sunt programate pentru a înțelege limbile umane naturale;


► reţele neuronale: sisteme care simulează inteligenţa prin încercarea de a reproduce tipurile de conexiuni fizice care au loc în creierul omului sau al animalelor;

► robotică: computere programate pentru a vedea, auzi și a reacționa la alți stimuli senzoriali.

Inteligenţa artificială cuantică sau QuAI foloseşte procesarea cuantică a informaţiei care se bazeaza pe biţi cuantici sau qubiţi. Spre deosebire de computerele tradiționale, în care biții trebuie să aibă o valoare exclusivistă de zero sau unu, un qubit poate reprezenta un zero, unu sau ambele valori simultan. Reprezentarea informațiilor în qubiti permite ca informațiile să fie prelucrate în moduri care nu au echivalent în computerele  clasice, profitând de fenomene, cum ar fi tunelarea cuantică și conexiunea cuantică. Ca atare, calculatoarele cuantice ar putea fi, teoretic, capabile să rezolve în câteva zile probleme care  pe un calculator clasic ar dura milioane de ani.

Andy Rubin, veteranul de la Google care a implementat sistemul de operare Android şi l-a transformat cel mai răspândit sistem de operare mobil din lume, este convins că inteligența artificială este următorul mare pas. El este convins că e momentul potrivit pentru a crea calculatoare cuantice bazate pe aceleași procese utilizate pentru a face chip-urile tradiționale și apoi rularea acestor algoritmi AI pe aceste mașini. Computerul rezultat ar putea fi atât de puternic încât ar fi nevoie doar de unul singur în întreaga lume.

Inteligenţa artificială îşi propune la modul ideal să afle cum pot fi maşinile să devină la fel de inteligente ca oamenii. O măsură a inteligenţei maşinii este testul Turing. In imediatul viitor nu se conturează posibilitatea ca vreun calculator să treacă acest test.

Testul Turing porneşte de la un joc, creat Turing  numit jocul imitaţiei la care participă trei jucători: o maşină (A), un om (B) şi un al doilea om (C). A şi B nu se găsesc în aceeaşi cameră cu C. C nu ştie care dintre ceilalţi doi jucători este maşina şi nu poate să îi vadă sau să le vorbească direct. Comunicarea se poate face în scris sau printr-un terminal. Scopul lui C este să deosebească maşina de om, pe baza răspunsurilor la orice fel de întrebări. Dacă C nu reuşeşte, atunci maşina poate fi considerată inteligentă.

Imprimarea 3D

Imprimarea 3D sau fabricarea aditivă este procesul de realizare a obiectelor solide tridimensionale dintr-un fișier digital.

Totul începe cu realizarea unui model virtual al obiectului pe care doriți să creați, sub forma unui fișier CAD (Computer Aided Design). Acest fisier CAD este creat folosind o aplicație de modelare 3D sau cu ajutorul unui scaner 3D (pentru a copia un obiect existent). Un scaner 3D poate face o copie digitala 3D a unui obiect.

În viitorul apropiat digitizarea obiectelor reale în modele 3D vor deveni la fel de ușor ca și o fotografie. Versiunile viitoare de smartphone-uri vor avea probabil integrate scanere 3D.

Software-ul de modelare 3D, de asemenea, vine în mai multe forme:  industrial, care costă mii de un an per licență, dar, de asemenea, există software-ul gratuit open source, cum ar fi Blender.

Modelul 3D va trebui să fie pregătit înainte de a fi gata pentru a fi imprimat 3D în cadrul unui proces numit feliere, adică  divizarea unui model 3D în sute sau mii de straturi orizontale care se face cu software-ul.

Atunci când un fișier este încărcat într-o imprimantă 3D, obiectul este gata pentru a fi imprimat 3D strat  cu strat. Imprimanta 3D citește fiecare felie (imagine 2D) și creează un obiect în trei dimensiuni.

Nu toate imprimantele 3D folosesc aceeași tehnologie. Există mai multe moduri de tipărire şi toate folosesc tipărirea aditivă,  însă diferă modul în care straturile sunt construite pentru a crea obiectul final.

Anumite metode folosesc topirea sau înmuierea materialului pentru a produce straturi.

Sinterizarea selectivă cu laser  (SLS) şi Modelarea depunerilor topite (FDM) sunt cele mai comune tehnologii care folosesc acest mod de imprimare 3D.

O altă metodă numită Stereolithografie (SLA) constă în tratarea unei rășini foto-reactive cu un laser UV strat cu strat.

Editarea genelor

CRISPR-Cas9 este un instrument de editare a genomului, care a creat rumoare în lumea științei. Este mai rapid, mai ieftin și mai precis decât tehnicile anterioare de editare ale ADN-ului și oferă o gamă largă de aplicații potențiale.

CRISPR-Cas9 este o tehnologie unică care permite geneticienilor și cercetatorilor din domeniul medical posibilitatea editării unor părți ale genomului prin eliminarea, adăugarea sau modificarea unor secțiuni ale secvenţă ADN-ului.

Aceasta este în prezent metoda cea mai simplă, mai versatilă și precisă de manipulare genetică și prin urmare provoacă o mare rumoare în lumea științei.

Cum funcționează?

Sistemul CRISPR-Cas9 constă din două molecule cheie care introduc o modificare (mutație) în ADN. Acestea sunt:

►  o enzimă numita Cas9, care acționează ca o pereche de foarfeci moleculare care pot tăia cele doua lanțuri ale ADN-ului într-o anumită locație în genom, astfel încât părți de ADN să poată fi adăugate sau eliminate.

►  o bucată de ARN numită ARN ghid (gARN),  care constă dintr-o mică secvență de ARN pre-proiectat (aproximativ 20 de baze lungime), situate într-o structură ARN mai lungă, care se leagă de ADN și ghidează enzima Cas9 către locația corectă din genom, pentru a se asigura că enzima taie partea corectă din genom.

CRISPR-Cas9 oferă un uriaș potențial pentru tratarea multor boli cu componentă genetică, incluzând cancerul, hepatita B sau chiar colesterolul ridicat.

Robotica

Robotica reunește mai multe domenii de inginerie foarte diferite, precum metalurgie, mecanică, electronică şi programare.

Cu toate că știința roboticii a devenit populară doar în secolul XX, istoria inventării dispozitivelor automate are un trecut mult mai îndepărtat. În Antichitate, inginerul grec Hero din Alexandria a lăsat două texte, numite Pneumatica şi Automata, care atestă existenţa a sute de maşini minunate diferite, capabile de a reaiza mişcări automate. Desigur, în secolele XX şi XXI robotica a avansat considerabil, astfel că în prezent există maşini capabile să asambleze alte maşini şi există chiar roboţi umanoizi care ar putea fi confundaţi cu fiinţele umane.

Multe surse atestă popularitatea automatelor în antichitate şi mai apoi în Epoca Medievală. Vechii greci și romanii au dezvoltat simple automate pentru a fi folosite ca unelte, jucării şi elemente ale unor ritualuri religioase. Zeul grec Hefaistos chiar ar fi construit un automat pentru a lucra cu el în fierărie, similar roboţilor industriali moderni, însă din păcate niciunul dintre aceşti roboţi nu s-a păstrat.

În Evul Mediu, în Europa și în Orientul Mijlociu, roboţii au fost populari ca şi ceasuri sau ca elemente ele ceremoniilor religioase. Învăţatul arab Al-Jazari (1136-1206 d.Hr.) a lăsat în urmă texte care descriu şi ilustrează diverse dispozitive mecanice realizate de acesta, inclusiv un imens elefant cu rol de ceas, care se mişca şi emitea un sunet la fiecare oră, o formaţie muzicală alcătuită din roboţi şi un chelner automat care servea băuturi. În Europa exista un automat ce semăna cu un călugăr care săruta crucea pe care o ţinea în mâinile sale.

În 1920, Karel Capek a publicat piesa "Rossum Universal Robots", în care apare cuvântul "robot", luat dintr-un cuvânt slav vechi, care însemna ceva asemănător cu "muncă monotonă sau forțată." Cu toate acestea, au trebuit să treacă 30 de ani înainte de primul robot industrial să-şi înceapă munca. În 1950, George Devol a proiectat "Unimate", un braț robotic care  transporta piese turnate într-o fabrică deţinută de General Motors din New Jersey şi care a început să funcţioneze în anul 1961. Compania "Unimation" fondată de Devol împreună cu antreprenorul Joseph Engelberger, a fost prima fabrică robotizată. Robotul a fost inițial privit ca o curiozitate, în momentul în care aceasta a apărut la emisiunea "The Tonight Show" în anul 1966. Curând însă robotica a început să se dezvolte într-un alt instrument extrem de util producţiei industriale de masă.

Primul robot umanoid a fost un soldat cu o trompetă, realizat în anul 1810 de Friedrich Kaufmann în Dresda, Germania.

"Orice tehnologie suficient de avansată este imposibil de distins de magie." (Arthur C. Clarke)