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Che cosa accadrà domani?

by Lettere21

Energia ricavata dalle centrali spaziali, robot contadini, farmaci personalizzati e controllo del clima con la geoingegneria, ecco come sta per cambiare la nostra vita di tutti i giorni

L’antica domanda “cosa accadrà domani?” è posta allo scienziato moderno in maniera sempre più pressante. Sono molte le aspettative sui progressi che si faranno nei prossimi decenni di questo secolo. Potremo sapere che probabilità abbiamo di soffrire di certe malattie e porvi rimedio in anticipo? Disporremo di farmaci infallibili per curare i tumori? Ricaveremo energia illimitata dallo spazio? Riusciremo a produrre abbastanza cibo per un Pianeta sempre più affamato? I robot diventeranno davvero più affidabili e intelligenti? Ecco cosa potremo ragionevolmente aspettarci in alcuni settori della ricerca che ci riguardano più da vicino.

Sarà più facile prevenire le malattie

La possibilità di analizzare l’intero genoma umano, cioè la totalità del nostro materiale genetico che ci rende unici, porterà a scoprire i più intimi segreti scritti nel Dna di ciascuno di noi. L’analisi di questi dati potrebbe, un giorno non troppo lontano, portare nella vita di tutti i giorni la medicina personalizzata, cioè adattata al profilo genetico di ciascuno. In primo luogo sarà possibile formulare diagnosi più accurate delle malattie più comuni o mettere in guardia le persone dai principali fattori di rischio associati a particolari patologie. Sapendo, per esempio, di avere una predisposizione per la pressione alta si potrebbe decidere di adottare un’alimentazione più adatta e fare più attività fisica prima ancora che questa si manifesti. In questo modo la medicina si sposterebbe dalla cura alla previsione e alla prevenzione. Sviluppando una maggiore comprensione del comportamento dei geni sarà comunque possibile adottare le terapie migliori: le cure, farmacologiche e non, potranno essere calibrate sul singolo paziente invece che, come accade oggi, essere “tarate” sulla media delle risposte di un gran numero di individui.

Dal mare le cure anticancro

Tra spugne, coralli e pesci, organismi spesso dalle origini molto antiche, è nascosta una potenziale farmacia che ci fornirà una miniera di sostanze utili contro numerose malattie, soprattutto i tumori. In particolare gli invertebrati, che sono privi di corazze e quindi non dispongono di una difesa meccanica contro i predatori, hanno elaborato al loro interno nel corso dell’evoluzione una serie di “armi chimiche” dalla struttura complessa. Queste sostanze, che hanno il pregio di essere biologicamente molto diverse dalle varie sostanze chimiche usate attualmente come farmaci, rappresenteranno una fonte preziosa per “inventare” medicinali capaci di operare in modi assolutamente nuovi. Per esempio agendo direttamente sul Dna delle cellule tumorali.

I robot penseranno come noi…

Non è lontano il momento in cui i robot saranno capaci di comprendere nuove situazioni, di imparare e agire di conseguenza: cioè di pensare. Ci lavorano i ricercatori del Personal Robotic Laboratory dell’Università di Cornell (Usa) che hanno creato un sistema basato sul riconoscimento degli oggetti e delle azioni umane. In questo modo i robot potranno valutare l’abituale comportamento di una persona e riuscire a capire come e quando intervenire per essere d’aiuto. Di macchine del genere ce ne saranno di ogni dimensione. Alcuni non saranno più alti di una quindicina di centimetri, tanto da poter stare in una tasca, e svolgeranno i compiti per cui oggi utilizziamo gli smartphone. Altri voleranno nello spazio: capaci di ripararsi da soli e di autoreplicarsi, apriranno la strada all’esplorazione umana. Altri ancora saranno così piccoli e morbidi da essere usati in campo medico per trasportare i farmaci direttamente dove sono necessari, riaprire vasi sanguigni ostruiti o contribuire alla chiusura delle ferite.

… e faranno i contadini nei campi

Per far fronte alle esigenze di un mondo sempre più affamato l’agricoltura affinerà le tecniche produttive facendo ricorso a satelliti e a mappature digitali per controllare in ogni dettaglio semina, irrigazione e uso di pesticidi da somministrare pianta per pianta. Modelli speciali di robot rappresenteranno l’elemento chiave della fattoria del futuro. Ai loro computer di bordo spetterà di mappare il campo di lavoro valutando le zone a più alto rendimento in modo da programmare correttamente il raccolto. Per monitorare lo stato di salute e il grado di maturazione delle coltivazioni i robot saranno dotati di una telecamera multispettrale capace di individuare le zone colpite dai parassiti, le eventuali patologie delle piante e il loro grado di maturazione. Per far fronte al crescente inurbamento della popolazione le città saranno sempre più spesso dotate di “fattorie verticali”: invece di ricorrere allo sfruttamento di vasti appezzamenti di terreno, architetti e agronomi stanno studiando rivoluzionari edifici da erigere negli spazi cittadini dove sarà possibile coltivare ortaggi su strutture a più piani e a più livelli per ogni piano. Così si produrrà tutto l’anno, indipendentemente dalle stagioni, dal maltempo o dalla siccità.

In arrivo materiali Rivoluzionari

Nuove straordinarie “prestazioni” per gli oggetti di tutti i giorni saranno possibili grazie alla nanotecnologia, la scienza che manipola la materia su scala inferiore al miliardesimo di metro, una lunghezza 10mila volte minore di quella di un capello umano. A queste dimensioni, infatti, si manifestano proprietà chimicofisiche completamente diverse e innovative rispetto a quelle che si riscontrano a dimensioni maggiori, schiudendo nuove possibilità: i metalli migliorano la loro resistenza meccanica, i catalizzatori sono più reattivi, i polimeri presentano più efficienti proprietà elettriche. Alcuni nanomateriali potranno anche autoprogrammarsi per interagire con l’ambiente. Disporremo così di tessuti che cambiano colore al variare della temperatura, liquidi che diventano solidi, teli che convertono la luce del sole in energia e indumenti elettronici per monitorare il nostro stato di salute.

Una centrale solare nello spazio fornirà le nostre case di energia

Accantonata per anni a causa dei costi proibitivi, l’idea di una centrale solare satellitare è tornata alla ribalta grazie all’ex ingegnere della Nasa, John Mankins. Il suo progetto, più economico dei precedenti, potrebbe diventare realtà tra 20 anni e fornire energia a circa un terzo dell’umanità. Al timone della Artemis Innovation Management, una società finanziata anche dall’ente spaziale americano, Mankins ha ideato un’enorme struttura ricoperta di pannelli solari che si ispira alla natura. Simile al calice di un fiore, questa centrale è formata da uno “sciame” di petali coperti da specchi a film sottile, capaci di incurvarsi in modo da concentrare la luce del sole verso un unico elemento fotovoltaico. Quest’ultimo trasmetterebbe poi l’energia verso la Terra sotto forma di microonde. La soluzione basata sulle microonde richiederà la costruzione a terra di un disco ricevitore con un diametro tra i 6 e gli 8 km, progettato però in modo da avere un impatto ambientale minimo, potendo essere installato tra i 5 e i 10 metri dal suolo anche al di sopra di terreni coltivati.

Controlleremo il clima con le tecniche della geoingegneria

Limitare le emissioni di gas serra, e quindi arginare i cambiamenti climatici in atto, sarà un giorno possibile grazie alla geoingegneria o ingegneria del clima: una manipolazione dell’ambiente su vasta scala mirata a compensare gli effetti delle attività umane. Una delle possibili applicazioni riguarda la sottrazione dell’anidride carbonica dall’atmosfera, da effettuare per esempio “catturando” con vari sistemi quella emessa dagli impianti industriali per poi immetterla in particolari formazioni geologiche sotterranee a profondità superiori agli 800 metri. Ma sono allo studio anche idee più rivoluzionarie, come la “fertilizzazione” degli oceani con particelle di ferro o altre sostanze, in modo da favorire la crescita del plancton che a sua volta assorbe CO2 dall’atmosfera e poi la rilascia in mare. Un’altra strategia mira, invece, a ridurre la quantità o l’intensità della radiazione solare in arrivo verso la Terra. Lo scopo potrebbe essere raggiunto posizionando nello spazio degli specchi riflettenti grandi centinaia di km quadrati oppure immettendo nella stratosfera delle particelle schermanti. In quest’ultimo caso si tratterebbe di realizzare una serie di “vulcani artificiali” per ottenere le riduzioni di temperatura che si verificano in modo naturale durante le grandi eruzioni. In Gran Bretagna è stato avviato un progetto dimostrativo per creare un vulcano artificiale in scala ridotta. Si tratta di un pallone aerostatico, grande come un campo di calcio, sospeso a 20 chilometri di altezza e collegato al suolo con un lungo tubo di gomma dal quale pompare nella stratosfera le particelle schermanti. Gli scienziati hanno stimato che 10 o 20 palloni di questo tipo potrebbero rilasciare materiali per 10 milioni di tonnellate: una quantità sufficiente a ridurre di 2 gradi la temperatura media globale.

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