Nejslibnější inovace

Rok v informačních technologiích

Způsob, jakým používáme internet, se mění. Před pár lety sestával internet především ze statických obchodních prezentací. Teď převažují multimédia - poslední dobou hlavně video - a mění se zvyky uživatelů. Lidé víc než kdy předtím vyhledávají video, podílejí se na jeho tvorbě, sdílení i editování. Právě to se dá označit za nejvýraznější změnu v chování uživatelů informačních technologií. Co se technologií samotných týče, vybrali jsme šest nejzajímavějších, které charakterizují minulý rok. Mnohé z nich souvisejí právě se změnami v chování uživatelů internetu.

PROHLEDÁVÁNÍ OBRÁZKŮ A VIDEA. Když společnost Google v říjnu koupila provozovatele systému pro sdílení videa YouTube, svět online video dostal velký impuls. Ale jedna zásadní překážka zůstala: najít konkrétní videoklip je stále velmi obtížné. Loni odstartovala řada akademických i firemních projektů s cílem vytvořit nástroj na prohledávání obrázků a videoklipů. Služba Riya, která nabízí možnost sdílet fotografie na internetu, dala k dispozici software k rozpoznávání obličejů. Ten dokáže pročesat sbírky fotografií a najít ty, kde se vyskytuje hledaná tvář. Koncem roku se objevila další služba, Like.com, která na obdobném principu pročesává internet a hledá spotřební zboží zadaného vzhledu, například boty, kabelky nebo hodinky.
Na Pennsylvania State University zase vznikl systém pro automatické "popisování" obrázků. Jde o atributy, které se k obrázku přiřadí hned při jeho vystavení na internetu, aby se podle nich dal později snáz najít. A výzkumníci z britské University of Leeds pracují na systému, který dokáže ve filmu identifikovat tváře ze zadaného okruhu herců.

PROJEKTORY PRO MOBILNÍ TELEFONY. Zatímco mobilní přístroje mají dostatečné schopnosti, jak přenést, uložit i přehrát obrázky i video, stále tyto multimediální soubory neumějí rozumně zobrazovat. Omezením jsou malé displeje - ale to se může brzy změnit. Řešením mají být projekční systémy. Na mikroelektromechanickém projektoru, který by měl dostatečně malé rozměry a dostatečnou účinnost, aby se vešel do mobilního přístroje, pracují například výzkumníci z Cornell University nebo ze společnosti Microvision. Ti druzí již mají prototyp, který představí na letošním veletrhu spotřební elektroniky v Las Vegas.

GEOTAGGING. GPS je čím dál běžnější součástí mobilních telefonů, kamer a aut. Výsledkem je, že lidé, obrázky a auta mohou zanechávat stopu na mapě. Existuje zajímavý projekt společnosti Microsoft, který má umožnit agregaci dat všeho druhu, pokud jsou lokalizované - s cílem vytvořit mapu "obsahu světa" v reálném čase. Systém pro sdílení fotografií Flickr umožňuje přiřazovat ke snímkům informaci o tom, kde byly pořízeny, aby se podle toho daly vyhledat.

NÁSTROJE PRO TVORBU A SDÍLENÍ OBSAHU. Loni se dramaticky rozmohly online fotoalba, doma pořízené videosnímky a multimediální blogy. V principu nejde o nic nového - až na to, že díky uživatelsky přátelským nástrojům jsou tyto vymoženosti dostupné i běžným návštěvníkům internetových stránek. Loni začaly být na internetu dostupné například nástroje pro střih videa - ale nejde jen o multimédia. Například Yahoo spustilo službu Answers, která zprostředkovává kontakt mezi zájemci o informace a těmi, kdo znají odpověď.

ELEKTRONIKA BEZ KŘEMÍKU. Mikroelektronický průmysl stále zmenšuje součástky, ale vědci se už ohlížejí po materiálu, který by nahradil v současné době používaný křemík. Společnost Intel loni postavila tranzistor na bázi antimonidu inditého, který pracuje 1,5násobně rychleji než srovnatelný křemíkový tranzistor. Výzkumníci z MIT představili tranzistor na bázi antimonidu india a galia, který běží dokonce dvaapůlkrát rychleji než srovnatelné dnešní tranzistory.

FLASH PAMĚTI. Přehrávač iPod Nano, který používá flash paměť k uložení tisícovek hudebních nahrávek, otevřel tomuto typu paměti dveře k běžnému používání i pro větší skladovací kapacitu. Flash paměti jsou alternativou k pevným diskům a velké firmy jako Intel, Freescale Semiconductor nebo Samsung investují miliardy dolarů do produkčních kapacit. Investují také do vývoje s cílem dál zvětšit hustotu ukládaných dat. Freescale zkoumá využití nanokrystalů, Samsung zase pracuje na zdvojnásobení kapacity čipů přidáním další křemíkové vrstvy. Šéf firmy oznámil plán na vytvoření flash čipu s osmi vrstvami a kapacitou jednoho terabytu.

Aplikace flash pamětí jdou daleko za MP3 přehrávače. V hledáčku výrobců počítačů jsou laptopy s flash pamětí místo pevného disku. Anebo velké paměti, připojitelné přes USB, které by mohly obsahovat operační systém, aplikace i data, takže na přívěsku ke klíčům byl bylo možné spustit vlastní počítač v práci nebo v internetové kavárně.

Rok v biotechnologiích

V loňském roce se vědci soustředili na praktické využití výsledků vědeckého bádání, zvláště v oblasti medicíny. Velké pokroky zaznamenává genová terapie. Šest témat z našeho přehledu představuje nejzajímavější loňské inovace nebo studie.

NADĚJE NA DLOUHOVĚKOST. Resveratrol, jedna ze složek červeného vína, byl již dlouho spojován s dlouhověkostí. Tato látka dokázala prodloužit život kvasinkám, škrkavkám, muškám octomilkám nebo rybám. A v listopadu vědci zjistili, že funguje i u myší. Ukázalo se, že účinky resveratrolu eliminují negativní vliv nezdravé stravy. Myši, které dostávaly hodně tuků i kalorií, což jim dříve oproti myším na zdravé stravě spolehlivě zkracovalo život, se při podávání vysokých dávek této látky dožívaly stejného věku. Přestože byly tlusté, vykazovaly stejnou citlivost k inzulínu a stejně dobrou funkci srdce i jater. Společnost Sirtris Pharmaceuticals, která se na výzkumu podílí, už vyvíjí lék na bázi resveratrolu, který by měl zpomalovat nemoci spojené se stárnutím, hlavně cukrovku.

OBNOVA ZRAKU. Pronikavý úspěch ve výzkumu kmenových buněk dává naději lidem, postiženým degenerací buněk sítnice, což je onemocnění, které představuje zdaleka nejčastější příčinu ztráty zraku. U myší, vyšlechtěných na sklon k degeneraci buněk sítnice, se vědcům podařilo obnovit vidění. Dosáhli toho tak, že z kmenových buněk vypěstovali buňky sítnice, které pak myším implantovali. Buňky se úspěšně integrovaly do tkáně sítnice, vytvořily funkční spojení s existujícími buňkami - a dříve slepá myš byla zase schopna reagovat na optické podněty.
Zatím není jisté, jestli stejný postup bude fungovat i u lidí, ale je to pravděpodobné. K nasazení této metody do lékařské praxe je ještě dlouhá cesta, ale vědcům se již podařilo vyvinout metodu pro pěstování buněk sítnice z lidských kmenových buněk.

BIOLOGICKÉ STROJE. Na poli syntetické biologie se loni vědcům podařilo dosáhnout zajímavých úspěchů. Konečným cílem tohoto oboru je vytvořit biologické stroje, které by dokázaly vykonávat užitečné funkce, jako například generovat energii nebo útočit na nemocné buňky v organismu. K bakteriím, schopným zabíjet rakovinné buňky, je ještě dlouhá cesta, ale biologové-inženýři již pracují na "biologických součástkách", z nichž se složité stroje budou skládat. Každá taková součástka je vlastně sekvence DNA, která vložena do živého organismu "naučí" svého hostitele například svítit nebo naopak detekovat světlo.
Na Massachusetts Institute of Technology vznikl registr biologických součástek a vědci tam již přihlašují své výtvory. Tato disciplína je teprve v plenkách, takže za úspěch lze považovat například modifikaci bakterií která způsobí, že E. Coli, místo aby odporně páchla, voní po banánech.

OŽIVENÍ NEANDRTÁLCI. Nové metody dekódování genomu jsou výrazně rychlejší a levnější než dříve, takže umožňují pohledy do minulosti evoluce. Letos tak byl oznámen začátek prací na rozluštění genomu neandrtálce z třicet let tisíc let staré kosti. Není to jednoduchý úkol, protože analyzovaný biologický vzorek je znečištěn DNA přítomných bakterií. Vědci proto budou muset použít složité postupy, jejichž náročnost odpovídá dvacetinásobnému luštění.
Výsledkem práce má být porovnání částí genetického kódu šimpanzů, neandrtálců a lidí, které se vzájemně liší (jde překvapivě o pouhá čtyři procenta z celkové délky DNA). Cílem je najít, čím přesně se lidé geneticky odlišují.

MOZKOVÉ ČIPY BLÍŽ PRAXI. Loni dostali dva totálně paralyzovaní pacienti nervové implantáty, vyvinuté startupem Cyberkinetics, které mají schopnost převádět mozkovou aktivitu přímo do podoby pohybu. Jeden z pacientů trpí Alzheimerovým syndromem, což je progresivní neurodegenerativní onemocnění, druhý je po mozkové mrtvici, která ochromila tělo, ale mysl nechala nedotčenou. Oba pacienti se dokázali rychle naučit ovládat s pomocí implantátu kurzor na monitoru, a také řídit invalidní vozík.
Vědci pracují na bezdrátovém zařízení, které by na základě nervových vzruchů v mozku přímo stimulovalo odpovídající svaly. To by jednou mohlo umožnit paralyzovaným pacientům opět pohybovat končetinami.

GENETICKÉ ZÁHADY NEMOCÍ. Hledání genetických souvislostí známých nemocí se loni výrazně urychlilo. Vědci dostali k dispozici zařízení (tzv. genový čip), které umožňuje současně detekovat přes půl milionu specifických kombinací genů. S využitím tohoto nového nástroje přišel obrovský boom studií genetických příčin nemocí, jako je třeba autismus nebo Alzheimerova choroba. Výsledky těchto studií, které mohou přiblížit léčebné postupy, na něž netrpělivě čekají miliony nemocných na celém světě, se očekávají již v letošním roce. Předběžné výsledky jsou často překvapivé. Například se ukazuje, že degenerace žluté skvrny, což je v USA nejčastější příčina oslepnutí lidí nad 55 let, má překvapivě co do činění s geny ovlivňujícími imunitní systém, a ne s těmi, které jsou specifické pro oči nebo mozek.


Rok v energetice

Hlavním motorem výzkumu a vývoje v energetice byla loni ekologie. Nejzajímavější objevy se týkají pohonu automobilů a výroby energie z obnovitelných zdrojů.

ETANOL Z BIOLOGICKÉHO ODPADU. Úprava automobilu, aby mohl spalovat etanol, přijde na pár stovek dolarů. Ale spalování etanolu zatím nemá velký smysl, protože se většinou vyrábí ze zemědělských plodin, což je náročné na energii, půdu i vodu. Lepší alternativou je celulóza z hmoty, jako je dřevní odpad nebo sláma. Tyto zdroje celulózy jsou běžně dostupné a velmi levné, protože se jedná o odpad a alternativou k jeho využití pro energetiku je, že bez užitku zetlí.

Ve snaze o využití tohoto odpadu výzkumníci vyvinuli geneticky upravené mikroorganismy, které dokážou dřevní hmotu nebo slámu zkonzumovat, celulózu rozložit na jednoduché sacharidy a ty pak přeměnit na alkohol. Tato technologie už funguje, vědci ji už jen vylepšují. Například dalšími genetickými manipulacemi vytvářejí mikroorganismy odolnější vůči alkoholu. To je důležité, protože alkohol je vlastně odpadním produktem jejich metabolismu a jako takový pro ně představuje jed. Tolerance k vyšší koncentraci alkoholu umožní zvýšit výrobu alkoholu, aniž by bylo třeba zvětšit objem výrobního zařízení. V důsledku tedy odolnější bakterie umožní snížit náklady na výrobu.
Výzkum přeměny celulózy na etanol už pokročil do té míry, že v USA plánují stavbu prvních továren na zpracování odpadního dříví a slámy.

ZAČÍNÁ ÉRA HYBRIDŮ DO ZÁSUVKY. Až dosud to byla doména domácích kutilů: přidávali k hybridním vozům, jako je Toyota Prius, dodatečné akumulátory a palubní nabíječky, aby je pak mohli využívat i v čistě elektrickém režimu. To výrobci zatím neumožňují a jediným zdrojem dobíjecího proudu jsou tak alternátory, poháněné spalovacím motorem nebo odebírající energii při brzdění. Výsledkem je, že slabé zásoby elektřiny dovolují u produkčních vozů spolehnout se na elektromotor jen při rozjezdu nebo při prudké akceleraci, nanejvýš při krátkém popojíždění ve frontě před křižovatkou.

Důvod, proč se automobiloví výrobci dosud zdráhali nabízet své hybridní vozy jako tzv. "plug-in", tedy k dobíjení ze sítě, je prozaický. Řidiči se odmítali starat, jestli mají dostatečně nabité baterie a čistě elektrický pohon si tak nesl stigma něčeho nespolehlivého. Doba se však mění a rostoucí cena benzinu přiměla vědce a vývojáře, aby svou pozornost přenesli od hybridních vozů, kde elektromotor je doplňkovým pohonem ke spalovacímu motoru, k elektromobilům, doplněným o možnost dobíjení pomocí spalovacího motoru. Velký impuls dostaly elektromobily na podzim, kdy byla zveřejněna studie Pacific Northwestern National Laboratory (PNNL), spadající pod americké ministerstvo dopravy. Počítačové simulace ukázaly, že obavy, že by masové dobíjení elektromobilů vedlo ke kolapsům rozvodné sítě, jsou liché. Naopak, dobíjení, protože není akutní a dá se odložit na dobu nízkého odběru, by zatížení sítě stabilizovalo. A navíc, akumulátory právě připojených vozů by se daly využít k vykrytí krátkodobých akutních energetických špiček.

LEPŠÍ BATERIE. Problémy společnosti Sony, která musela vyměnit miliony baterií do notebooků kvůli bezpečnostním závadám, vzbudily velký zájem o výzkum a vývoj akumulátorů. Nejslibnější cestou, aspoň v krátkodobém horizontu, je náhrada materiálů, používaných jako elektrody v lithium-iontových bateriích. Tyto modernizované lithium-iontové baterie slibují až dvojnásobnou kapacitu a delší životnost, takže elektromobily nemusejí čekat, až se případně podaří nějaký zásadní technologický průlom.

LEVNĚJŠÍ SOLÁRNÍ ENERGIE. Solární energie je právem považována za příliš drahou, ale rostoucí cena fosilních paliv a vládní dotace po celém světě tento handicap vyrovnávají. Trh zařízení pro přeměnu energie Slunce na elektřinu tak stále roste. Přestože technologicky stále dominují křemíkové fotovoltaické články, nastupuje průmyslová výroba levnějších článků, založených na mikroskopických vrstvách organických polovodivých materiálů, nanášených revolučními technikami. Druhou cestou je výroba levných zrcadel, která dokážou zkoncentrovat sluneční energii na menší plochu - takže se vyplatí použít účinné, byť drahé, sluneční články. V této oblasti došlo loni koncem roku k průlomu: do výroby se dostal článek, který přeměňuje dopadající sluneční záření na elektrický proud s rekordní účinností 40,7 procenta.

ČISTÉ UHLÍ: POLITICKÁ ZÁLEŽITOST. Hledání revolučních technologií je úžasná věc, ale často stačí využívat ty existující. V energetice je to případ spalování uhlí: existují technologie jako je zplyňování, spalování v čistém kyslíku nebo ukládání oxidu uhličitého do podzemních zásobníků, které by umožnily okamžitě výrazně omezit ekologické dopady využívání tohoto zdroje energie. Je přitom jasné, že uhlí bude, přinejmenším v zemích, jako jsou USA nebo Čína, ještě dlouho dominantním energetickým zdrojem pro výrobu elektřiny.

Copyright © 2007 Massachusetts Institute of Technology.
All Rights Reserved. Distributed by Tribune Media Services.