Odborný článek
Zpráva organizace Innovate UK, přinášející přehled 50 klíčových technologií, které by měly zásadně ovlivnit britskou ekonomiku do roku 2040 a dále, je inspirací také pro učitele, vzdělávací instituce a odborníky na vzdělávání.
Britská agentura pro inovace Innovate UK vydala začátkem prosince loňského roku analytickou zprávu, v níž představila 50 nově vznikajících technologií, které budou formovat britskou ekonomiku v roce 2040 a letech dalších. Zpráva, vytvořená s přispěním širokého spektra odborníků, identifikuje a dále zkoumá tyto rozvíjející se technologie v různých oblastech – od umělé inteligence a kvantové technologie přes environmentální a biotechnologie až po robotiku a vesmírné technologie – s cílem podnítit diskuzi a zájem o budoucí inovace mezi podniky, výzkumníky a vládou ohledně jejich budoucího vývoje a využití pro strategickou výhodu Spojeného království.
Přestože zpráva cílí primárně na byznys, neznamená to, že by neměla zajímat také sektor vzdělávání. Vzdělávací instituce a zejména její učitelé hrají zásadní roli v přípravě žáků na budoucnost, a proto je nezbytné, aby byli nejen oni, ale také další lidé z tohoto sektoru obeznámeni s klíčovými technologickými trendy, a především hledali cestu, jak tyto nastupující technologie a jejich další vývoj začlenit do vzdělávání.
Zahrnutím uvedených témat do výuky můžeme u žáků rozvíjet kritické myšlení, vědeckou i digitální gramotnost, pomoci jim pochopit budoucí výzvy a příležitosti, a současně jim více přiblížit propojení technologií do všech oblastí našich životů s důrazem nejen na technické aspekty, ale také na jejich etické a sociální důsledky.
Pojďme si je nyní postupně všechny přestavit v rámci jednotlivých oblastí včetně jejich stručného popisu.
Vývoj AI, která rozpoznává a interpretuje lidské emoce, je zajímavý pro zlepšení interakce mezi lidmi a stroji a pro aplikace v oblastech, jako je péče o druhé a poskytování společnosti.
AGI, neboli AI schopná se učit intelektuální úkoly stejně jako lidé s lidskou flexibilitou a vynalézavostí, otevírá nové možnosti v kreativitě strojů a interakci člověka s nimi.
Tento směr AI čerpá inspiraci z biologických struktur a procesů, což by mohlo vést k novým algoritmům pro plánování, paměť a vizuální stimulaci a urychlit vývoj AI.
Technologie, které propojují mozek s počítačem a umožňují překládat myšlenky do příkazů, mají potenciál v medicíně, pro stárnoucí společnost, ve sportu, armádě a průmyslu.
Kvantové algoritmy jsou klíčové pro využití potenciálu kvantových počítačů, které by mohly překonat možnosti standardních počítačů v oblastech jako kryptografie a optimalizace.
Tato technologie by mohla exponenciálně zvýšit kapacitu ukládání dat a teoreticky data uchovat na neomezeně dlouhou dobu, což je důležité pro rostoucí nároky na ukládání dat, zejména v souvislosti s AI.
Nové výpočetní techniky, které nejsou založeny na tradiční elektronice, jako jsou např. biologické, fotonické a neuromorfní výpočty, nabízejí řádově vyšší výkonnost a umožní vědcům odpovídat na dnes nemožné otázky.
Tato rozhraní nabízejí nové způsoby interakce, vytváření a zobrazování obsahu a zážitků pomocí rozšířené a virtuální reality a mohou zlepšit přístupnost a rovnost ve světě.
Technologie, která umožňuje 3D tištěným objektům měnit svůj tvar v čase v reakci na vnější podněty, nabízí možnosti pro chytré materiály se schopností samoopravy a výrobu v náročných prostředích.
Syntetické materiály inspirované přírodou často vykazují vyšší strukturální výkonnost s nižší energetickou náročností a jsou snadněji recyklovatelné, což přispívá k udržitelnějším řešením.
Efektivnější a levnější metody výroby nanočástic jsou klíčové pro rozšíření využití nanotechnologií v mnoha průmyslových odvětvích a pro vývoj pokročilejších materiálů a systémů.
Inženýrsky vytvořené struktury s vlastnostmi, které se v přírodě nevyskytují, umožňují neobvyklé interakce s elektromagnetickým zářením a otevírají nové možnosti v senzorice, zobrazování a energetice.
Polovodiče nové generace, které nepoužívají pouze křemík, ale i složené polovodiče, mají lepší fyzikální vlastnosti vhodné pro technologie, jako je 6G, fotonika a výkonová elektronika.
Pokroky v mikroskopii, jako je elektronová mikroskopie, umožňují detailnější zobrazení biologických a materiálových struktur v prostoru a čase, což vede k novým poznatkům a vývoji.
Tato technika analyzuje široké spektrum světla a poskytuje detailní informace o složení objektů, což má potenciál v zemědělství, monitorování životního prostředí a zdravotnictví.
Elektromagnetické vlny o velmi krátké vlnové délce nabízejí potenciál pro neinvazivní snímání a zobrazování, vysokorychlostní přenos dat a analýzu materiálů.
Vývoj nových a kontrolovatelných zdrojů světla emitujících jednotlivé fotony je zásadní pro využití kvantových technologií.
Plazmonika, zaměřující se na interakci světla a elektronových nábojů v kovových nanostrukturách, je důležitá pro vývoj dalších vznikajících technologií.
Vývoj kryptografických systémů odolných vůči kvantovým i klasickým počítačům je nezbytné pro zajištění bezpečnosti komunikace v budoucnosti.
Objev supravodiče, který by fungoval za normálních tlaků a vyšších teplot, by umožnil přenos elektřiny bez ztrát energie a radikálně by změnil energetiku.
Vývoj metod umožňujících recyklaci obtížně recyklovatelných zesítěných polymerů je důležitý pro snížení množství odpadu a znečištění životního prostředí.
Bezdrátový přenos elektrické energie na velké vzdálenosti by mohl zásadně změnit způsob, jakým využíváme elektrická zařízení a jak funguje energetická přenosová soustava.
Technologie umožňující dosahovat rychlostí vyšších než Mach 5 by mohly zkrátit cestovní časy a transformovat pohyb lidí a zboží po celém světě.
Iontové pohony pro vesmírné lodě vyžadují méně paliva než chemické pohony a mohou prodloužit životnost satelitů a umožnit hlubší průzkum vesmíru.
Vývoj efektivních a cenově dostupných technologií pro výrobu a skladování vodíku je klíčový pro jeho využití jako čistého zdroje energie a dosažení nulových emisí.
Technologie pro odstraňování oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů z atmosféry jsou nezbytné pro boj proti změně klimatu.
Jaderná fúze má potenciál poskytnout prakticky neomezené množství čisté, bezpečné a dostupné energie, i když její dosažení v průmyslovém měřítku je stále výzvou.
Koncept sběru sluneční energie na oběžné dráze a jejího bezdrátového přenosu na Zemi by mohl zajistit nepřetržitý a čistý zdroj energie nezávislý na počasí.
Vytváření umělých struktur napodobujících biologické buňky a potenciálně i syntetických živých organismů by mohlo mít významný dopad na medicínu a biovýrobu.
Využití bakterií a mikrobů k výrobě léčiv, užitečných molekul a biomateriálů je udržitelnou a rostoucí oblastí s širokým spektrem aplikací.
Membrány inspirované strukturou buněčných membrán mohou zlepšit účinnost chemických reakcí, odstraňování znečišťujících látek a opětovné použití enzymů.
Využití implantovatelných elektronických zařízení k ovlivňování nervové aktivity může nahradit léčbu léky nebo chirurgií a nabídnout nové terapeutické možnosti.
Kombinace různých mikroorganismů nebo biologických a umělých komponent k získání mikrobů s novými funkcemi má potenciál v oblasti zelené energie a odstraňování znečištění.
Vytváření buněk, které lze programovat pro různé účely v medicíně a environmentálních aplikacích, otevírá nové možnosti pro cílenou léčbu a biologické výpočty.
Výroba živých trojrozměrných tkáňových konstruktů by mohla vést k náhradě poškozených tkání a orgánů a zlepšit testování léčiv.
Výzkum v této oblasti by mohl umožnit vytváření různých typů buněk z dospělých kmenových buněk, což by otevřelo nové cesty v regenerativní medicíně s menšími etickými obavami.
Tato oblast pomáhá pochopit toky živin v buněčných systémech a poskytuje komplexní pohled na molekulární interakce, což může vést k vývoji nových léčiv a personalizované medicíny.
Léky zaměřené na příčiny stárnutí a nemocí s ním spojených by mohly prodloužit zdravý život a snížit zátěž těchto nemocí na společnost.
Vzhledem k rostoucí rezistenci bakterií na antibiotika je vývoj alternativních antimikrobiálních řešení zásadní pro prevenci a léčbu infekcí.
Nové terapie, které ovlivňují střevní mikrobiom, mají potenciál léčit širokou škálu lidských onemocnění.
Využití RNA k poskytování cílených a personalizovaných terapií pacientům s obtížně léčitelnými nemocemi představuje významný pokrok v medicíně.
Tyto nástroje pomáhají zpracovávat a analyzovat velké objemy genomických dat, což urychlí výzkum genetických onemocnění.
Implantáty, které zlepšují nebo umožňují vnímání pocitů, by mohly zlepšit život lidí s poruchami smyslů a také umožnit nové interakce s technologiemi.
Multiorgánové systémy, které emulují fyziologické reakce člověka na léky, by mohly zlepšit testování léčiv a zvýšit úspěšnost klinických studií.
Vozidla bez řidiče (úroveň ADAS 5) by mohla zásadně změnit osobní dopravu a zvýšit mobilitu pro všechny.
Velmi malé stroje a roboti na úrovni nanometrů mají potenciální využití v medicíně pro cílené podávání léků a opravu tkání na buněčné úrovni.
Technologie umožňující výrobu zboží ve vesmíru nebo na jiných planetách jsou nezbytné pro dlouhodobé vesmírné mise a potenciální osídlení jiných planet.
Roboti vyrobení z ohebných a poddajných materiálů, podobných biologickým tkáním, by mohli rozšířit aplikace robotiky
při pomoci po neštěstích, kde by se se mohli protáhnout do malých prostor a dostat se tak k postiženým.
Nové pohonné systémy pro kosmické lodě, včetně jaderného a elektrického pohonu, by mohly umožnit delší a vzdálenější vesmírné lety s menší závislostí na konvenčním palivu.
Satelity na velmi nízké oběžné dráze nabízejí výrazně vyšší rozlišení snímků a menší riziko poškození kosmickým smetím, což zlepší monitorování Země.
Tvůrci materiálu v jeho úvodu pokládají čtenářům 5 klíčových otázek s dovětkem, že odpovědi na takového otázky ovlivní naši budoucnost. Jde konkrétně o tyto:
Otázkou zůstává, zda a jak by na ně dokázali odpovědět naši žáci.
Obecným cílem komplexní zprávy organizace Innovate UK není předpovídat budoucnost, nýbrž podnítit zvědavost, sdílet znalosti a zvážit možnosti, a tím stimulovat diskusi a nápady pro budoucí vývoj a využití uvedených technologií.
A tato diskuze by mohla a měla začít už i v našich třídách.
[1]
Poznámka: text vznikl ve spolupráci s Google NotebookLM.
Welcome to the future: Innovate UK’s 50 Emerging Technologies [online]. 2024. [cit. 2025-03-19]. Dostupné z: 1. https://www.ukri.org/publications/insights-report-innovate-uks-50-emerging-technologies/.
Tento materiál je publikován pod licencí Creative Commons – Uveďte původ – Neužívejte komerčně – Nezpracovávejte 3.0 ČR.