Zehn große globale Herausforderungen, die Technologie lösen könnte

Konzeptionelle Illustration der Grand Challenge

Demenzbehandlung
Mehr als einer von 10 Amerikanern über 65 Jahren hat Alzheimer; ein Drittel der über 85-Jährigen tu es. Wenn sich die Lebensspanne der Menschen verlängert, wird die Zahl der Menschen, die mit der Krankheit leben — in den USA und auf der ganzen Welt — wahrscheinlich in die Höhe schnellen. Alzheimer bleibt schlecht verstanden: schlüssige Diagnosen sind erst nach dem Tod möglich, und selbst dann diskutieren Ärzte die Unterscheidung zwischen Alzheimer und anderen Formen der Demenz. Fortschritte in den Neurowissenschaften und der Genetik beginnen jedoch, mehr Licht ins Dunkel zu bringen. Dieses Verständnis liefert Hinweise darauf, wie es möglich sein könnte, die verheerenden Auswirkungen der Erkrankung zu verlangsamen oder sogar zu beenden.

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Ocean clean-up
Milliarden winziger Plastikstücke — sogenanntes „Mikroplastik“ – schwimmen jetzt in den Weltmeeren. Ein Großteil dieser Abfälle stammt aus Säcken oder Strohhalmen, die im Laufe der Zeit aufgebrochen wurden. Es vergiftet Vögel, Fische und Menschen. Forscher befürchten, dass die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt tiefgreifend sein werden, und es kann Jahrhunderte dauern, bis die Hunderte von Millionen Tonnen Plastik, die sich im Laufe der Jahrzehnte angesammelt haben, beseitigt sind. Weil die Verschmutzung so diffus ist, ist es schwierig, sie zu beseitigen, und obwohl es viele Methoden gibt, um die massiven ozeanischen Müllflecken zu bekämpfen, gibt es keine Lösung für Küsten, Meere und Wasserstraßen.

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Energieeffiziente Entsalzung
Es gibt etwa 50 mal so viel Salzwasser auf der Erde wie Süßwasser. Da die Weltbevölkerung wächst und der Klimawandel Dürren verstärkt, wird der Bedarf an Süßwasser akuter. Israel hat die weltweit größten Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen gebaut und bezieht nun den größten Teil seines Haushaltswassers aus dem Meer, aber diese Methode ist zu energieintensiv, um weltweit praktikabel zu sein. Neue Arten von Membranen könnten helfen; Elektrochemische Techniken können auch dazu beitragen, Brackwasser für die Bewässerung nützlich zu machen. Bei den Technologien zur Anpassung an den Klimawandel sollte die Trinkwassergewinnung aus dem Meer oberste Priorität haben.

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Sicheres fahrerloses Auto
Autonome Fahrzeuge wurden Millionen von Kilometern auf öffentlichen Straßen getestet. Pilotprogramme für Liefer- und Taxidienste sind in Orten wie den Vororten von Phoenix im Gange. Aber fahrerlose Autos sind immer noch nicht bereit, Straßen im Allgemeinen zu übernehmen. Sie haben Probleme mit chaotischem Verkehr und Schwierigkeiten mit Wetterbedingungen wie Schnee und Nebel. Wenn sie zuverlässig sicher gemacht werden können, könnten sie eine umfassende Neugestaltung des Transports ermöglichen. Staus könnten beseitigt werden, und Städte könnten sich verändern, wenn Parkplätze neuen Entwicklungen weichen. Vor allem sollen selbstfahrende Autos, wenn sie weit verbreitet sind, die meisten der 1,25 Millionen Todesfälle pro Jahr durch Verkehrsunfälle beseitigen.

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Verkörperte KI
Im vergangenen Herbst fegte ein Video von Atlas, entworfen von Boston Dynamics, das Internet. Es zeigte den Roboter, der wie ein Kommando Schritte hochsprang. Dies geschah nur zwei Jahre, nachdem AlphaGo den besten Go-Spieler der Welt besiegt hatte. Atlas kann Go nicht spielen (es ist verkörpert, aber nicht intelligent), und AlphaGo kann nicht laufen (es ist auf seine Weise intelligent, aber es fehlt ein Körper). Was passiert also, wenn Sie Alphagos Geist in Atlas’Körper stecken? Viele Forscher sagen, dass echte allgemeine künstliche Intelligenz von der Fähigkeit abhängen könnte, interne Rechenprozesse mit realen Dingen in der physischen Welt in Beziehung zu setzen, und dass eine KI diese Fähigkeit erwerben würde, indem sie lernt, mit der physischen Welt zu interagieren, wie es Menschen und Tiere tun.

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Wir können Hurrikane Tage und manchmal Wochen im Voraus vorhersagen, aber Erdbeben kommen Sie als Überraschung. Sie mit Zuversicht vorherzusagen, könnte Millionen von Menschenleben retten.

Erdbebenvorhersage
Beim Erdbeben in Haiti 2010 starben über 100.000 Menschen, und der Tsunami im Indischen Ozean 2004 — ausgelöst durch eines der stärksten Erdbeben, die jemals aufgezeichnet wurden — tötete fast eine Viertelmillion Menschen in Indonesien, Sri Lanka, Indien und anderswo. Wir können Hurrikane Tage und manchmal Wochen im Voraus vorhersagen, aber Erdbeben sind immer noch eine Überraschung. Die mittelfristige Vorhersage von Erdbeben mit einiger Zuversicht würde es den Planern ermöglichen, dauerhafte Lösungen zu finden. Zumindest eine Warnung von wenigen Stunden würde es den Menschen ermöglichen, unsichere Gebiete zu evakuieren, und könnte Millionen von Menschenleben retten.

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Gehirndecodierung
Unser Gehirn bleibt für Neurowissenschaftler ein tiefes Rätsel. Alles, was wir denken und uns erinnern, und alle unsere Bewegungen müssen irgendwie in den Milliarden von Neuronen in unseren Köpfen kodiert sein. Aber was ist dieser Code? Es gibt immer noch viele Unbekannte und Rätsel, wie unser Gehirn unsere Gedanken speichert und kommuniziert. Das Knacken dieses Codes könnte zu Durchbrüchen bei der Behandlung psychischer Störungen wie Schizophrenie und Autismus führen. Es könnte uns ermöglichen, direkte Schnittstellen zu verbessern, die direkt von unserem Gehirn zu Computern oder sogar zu anderen Menschen kommunizieren – eine lebensverändernde Entwicklung für Menschen, die durch Verletzungen oder degenerative Erkrankungen gelähmt sind.

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