إليك 6-10 تقنيات رائدة، إذا كنت تريد معرفة 1-5 تقنيات رائدة،انقر هنا!

الآن دعونا نستمر.

6. وقود طائرات أنظف

دلالة:ومن المتوقع أن يتم تحويل النفايات الصناعية وثاني أكسيد الكربون إلى وقود طيران صديق للبيئة، مما يقلل الانبعاثات بشكل كبير.

المشاركون الرئيسيون:جيفو، لانزاجيت، مصادر الطاقة المتجددة في مونتانا، نيست، الطاقة العالمية

مرحلة النضج:الآن

في عام 2024، استهلكت صناعة الطيران العالمية ما يقرب من 100 مليار جالون من وقود الطائرات، ومن بينها 0.5% فقط من الوقود الصديق للبيئة. ومع ذلك، فإن هذا الوضع سوف يتغير.

تُظهر البيانات أن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في صناعة الطيران تمثل حوالي 4% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية، ومن المتوقع أن تُقلل أنواع الوقود البديلة الجديدة من انبعاثات الطيران بشكل كبير. يمكن تصنيع أنواع الوقود الجديدة من المواد الخام، بما في ذلك نفايات الزيوت من صناعة المطاعم، وقش المحاصيل، والنفايات الصناعية، وثاني أكسيد الكربون المُلتقط من الهواء. اعتمادًا على المواد الخام المختلفة، يمكنها تقليل انبعاثات الكربون إلى النصف أو القضاء عليها تمامًا تقريبًا. والأهم من ذلك، يمكن للطائرات الحالية استخدام هذه الأنواع من الوقود دون تعديل، مما يعني أن تأثير خفض الانبعاثات يمكن أن يتجلى بسرعة.

وقد بدأت المزيد والمزيد من الحكومات أيضًا في إعطاء أهمية لهذا المجال وأصدرت تشريعات تلزم شركات الطيران باستخدام الوقود البديل، المعروف أيضًا باسم وقود الطيران المستدام (SAFS). وبدءًا من عام 2025، ستشكل الوقود البديل ما لا يقل عن 2% من الوقود المستخدم في المطارات في الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة. وسوف يزداد هذا الشرط الإلزامي تدريجيًا في العقود القليلة القادمة، ويتطلب الاتحاد الأوروبي أن يصل إلى 70% بحلول عام 2050.

حاليًا، تأتي الوقود البديلة المتاحة في السوق بشكل أساسي من الشحوم المهدرة. وقد حصلت شركة Montana Renewals مؤخرًا على دعم قرض بقيمة 1.44 مليار دولار من وزارة الطاقة الأمريكية لتوسيع مرافق إنتاجها. ومع ذلك، فإن إمدادات الشحوم المهدرة محدودة ومن الصعب تلبية الطلب المستقبلي.

ولحسن الحظ، تتطور طرق تكنولوجية أخرى بسرعة أيضًا. ففي بداية عام 2024، أكملت شركة لانزاجيت بناء أول مصنع تجاري لتحويل الإيثانول إلى وقود طائرات بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 9 ملايين جالون. وعلى الرغم من أن الوقود الاصطناعي المصنوع من ثاني أكسيد الكربون لم يصل بعد إلى نطاق تجاري، فمن المتوقع أن يوفر خيارات جديدة لصناعة الطيران.

إن التحدي الرئيسي الذي يواجه هذا المجال حاليًا هو قضية التكلفة. ففي الوقت الحاضر، يبلغ متوسط ​​سعر وقود الطيران المستدام ما يقرب من ثلاثة أضعاف سعر الوقود التقليدي. ومع دخول المزيد من الشركات إلى هذا المجال، من المتوقع أن ينخفض ​​السعر، ولكن تكلفة الوقود الجديد قد تظل أعلى.

7. التعلم السريعالروبوتات

دلالة:لقد أدى الذكاء الاصطناعي إلى تحسين سرعة تعلم الروبوتات للمهارات الجديدة بشكل كبير.

المشاركون الرئيسيون:المرونة، أمازون، المتغير، القوة، معهد أبحاث تويوتا

مرحلة النضج:الآن

إن الذكاء الاصطناعي التوليدي يغير تماما الطريقة التي يتم بها تدريب الروبوتات، ويبدو أن الروبوتات القوية في الخيال العلمي تقترب منا أكثر فأكثر.

تتمتع الروبوتات بتاريخ طويل مع الذكاء الاصطناعي. لسنوات عديدة، كانت الروبوتات تستخدم الذكاء الاصطناعي لاكتشاف العوائق. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، فتح التطور السريع لنماذج اللغة الكبيرة إمكانيات جديدة لخبراء الروبوتات.

يمكن للنماذج اللغوية الكبيرة "هضم" كميات هائلة من المواد النصية - من الكتب المدرسية إلى القصائد إلى كتيبات التعليمات، ثم إنشاء محتوى جديد حسب الحاجة. يبدو تطبيق هذه الطريقة على الروبوتات واعدًا، لكنه أيضًا أمر صعب للغاية. بعد كل شيء، فإن إنشاء النص شيء، في حين أن توجيه الروبوتات المادية لإكمال الإجراءات المعقدة شيء آخر.

الآن، حقق الباحثون أخيرًا تقدمًا كبيرًا في هذا المجال. لقد وجدوا طريقة لدمج البيانات المختلفة وتحويلها إلى معلومات يمكن للروبوتات فهمها. خذ غسل الأطباق كمثال: يمكن للأشخاص ارتداء أجهزة استشعار لجمع بيانات فعل غسل الأطباق الحقيقية، واستخدام الأذرع الروبوتية للتشغيل عن بُعد وجمع بيانات العرض، وكذلك البحث عن عدد كبير من الصور ومقاطع الفيديو للبشر الذين يغسلون الأطباق على الإنترنت. بعد معالجة هذه البيانات بشكل مناسب وإدخالها في نموذج الذكاء الاصطناعي، يمكن تدريب الروبوت الذي يتمتع بمزايا أكثر من تلك التي تم تدريبها بالطرق التقليدية. بعد تعلم طرق متعددة لإكمال نفس المهمة، يمكن للذكاء الاصطناعي التكيف بشكل أفضل مع التغييرات وإصدار أحكام مناسبة في البيئة الحقيقية.

سيعمل هذا الاختراق على تغيير طريقة تعلم الروبوتات بشكل كامل. وقد بدأت بعض روبوتات المستودعات بالفعل في اعتماد طريقة التدريب المتقدمة هذه، وستشكل الخبرة المتراكمة منها الأساس لبناء روبوتات منزلية ذكية في المستقبل.

8. علاجات الخلايا الجذعية الفعالة

دلالة:قد تصبح الخلايا الجذعية الأمل الجديد لعلاج الأمراض.

المشاركون الرئيسيون:معهد كاليفورنيا للطب التجديدي، نيورونا ثيرابيوتكس، فيرتكس فارماسوتكس

مرحلة النضج:في 5 سنوات

قبل خمسة وعشرين عامًا، نجح العلماء في عزل خلايا جذعية قوية من أجنة تم الحصول عليها من خلال التلقيح الصناعي. ومن الناحية النظرية، يمكن لهذه الخلايا أن تتحول إلى أي نسيج في جسم الإنسان، وبالتالي رأى الناس الأمل في ثورة طبية. تخيل فقط: بغض النظر عن مكان حدوث خطأ ما، يمكنك دائمًا العثور على "قطع غيار".

ومع ذلك، لم تكن الأبحاث المتعلقة بالخلايا الجذعية تسير بسلاسة. وعلى الرغم من أن العلماء وجدوا بسرعة طرقًا لزراعة الخلايا الجذعية دون استخدام الأجنة، فقد كان تحويلها إلى أنسجة ناضجة ووظيفية حقًا أكثر صعوبة مما كان متوقعًا.

ولكن الآن، أصبحت إمكانات الخلايا الجذعية على وشك أن تتحقق أخيراً. خذ على سبيل المثال جاستن جريفز، وهو مريض بالصرع. لقد حصل على عملية زرع خلايا عصبية تم زراعتها في المختبر. تم تصميم هذه الخلايا العصبية خصيصا لقمع التفريغات الكهربائية غير الطبيعية في الدماغ التي تسبب النوبات الصرعية.

منذ أن تلقى العلاج في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو في عام 2023، انخفض معدل نوبات الصرع التي يعاني منها جريفز من مرة واحدة في اليوم إلى مرة واحدة في الأسبوع. وقال: "إنه تغيير لا يصدق. لقد أصبحت الآن تقريبًا من دعاة علاج الخلايا الجذعية".

لا تزال تجربة الصرع التي أجرتها شركة Neurona Therapyics في مراحلها المبكرة. في الوقت الحالي، تلقى 15 مريضًا فقط العلاج، ولكن النتائج الأولية مشجعة.

في يونيو 2024، حقق بحث آخر في مجال الخلايا الجذعية تقدمًا كبيرًا. هذه المرة كان الأمر متعلقًا بمرض السكري من النوع الأول - وهو مرض مناعي ذاتي كان يُطلق عليه سابقًا اسم سكري الأطفال. يهاجم الجهاز المناعي للمريض خلايا بيتا في البنكرياس، مما يؤدي إلى عدم القدرة على التحكم في مستويات السكر في الدم، ويضطر المريض إلى الاعتماد على اختبارات سكر الدم اليومية وحقن الأنسولين للبقاء على قيد الحياة.

وفي الأبحاث الجارية التي أجرتها شركة فيرتكس للأدوية في بوسطن، تمكن بعض المرضى الذين تلقوا عمليات زرع خلايا بيتا المزروعة في المختبر من التوقف عن استخدام الأنسولين الخارجي. ويمكن للخلايا الجديدة في أجسامهم إفراز الأنسولين من تلقاء نفسها عند الحاجة.

لا مزيد من النوبات الصرعية ولا مزيد من الحاجة إلى حقن الأنسولين هي الأخبار التي كان المرضى يتوقون لسماعها. وهذا يعني أن أبحاث الخلايا الجذعية تقترب كثيرًا من "العلاجات الوظيفية"، وسوف تكون أجسام المرضى قادرة على استعادة قدراتها على تنظيم نفسها والعودة إلى الحياة الطبيعية.

9. روبوت التاكسي

دلالة:يتم إطلاق سيارات بدون سائق يمكن استدعاؤها بنقرة واحدة فقط في المزيد من المدن.

المشاركون الرئيسيون:بايدو، كروز، pony.ai، waymo، wayve، Zoox

مرحلة النضج:الآن

إذا كنت تعيش في بعض المدن في الصين أو الولايات المتحدة، فربما تكون قد شاهدت بالفعل سيارات بدون سائق تلتقط وتنزل الركاب، وربما تكون قد شهدت ذلك بنفسك. وهذا تغيير كبير مقارنة بما كانت عليه الحال قبل ثلاث سنوات عندما كانت هذه الخدمات لا تزال تحاول فهم قواعد المرور. وسيتم قريبا تشغيل سيارات الأجرة بدون سائق في المزيد من المدن.

في العديد من المدن في الصين، يمكن للمسافرين اختيار سيارات الأجرة بدون سائق التي تديرها شركات مثل بايدو، وأوتوكس، وويريدي، وبوني.اي. وتخطط هذه الشركات لدخول أسواق سنغافورة، والشرق الأوسط، والولايات المتحدة.

على الرغم من أن السيارات بدون سائق تجمع بيانات التدريب على الطرق الأمريكية منذ سنوات عديدة وتراكمت لديها ملايين الأميال من مسافة القيادة، إلا أنه في الآونة الأخيرة فقط بدأ الجمهور حقًا في ركوب هذه المركبات.

تعد شركة Waymo، التابعة لشركة Alphabet، الشركة الأم لجوجل، الشركة الرائدة في الصناعة الأمريكية. بعد إطلاق خدمات سيارات الأجرة بدون سائق في سان فرانسيسكو ولوس أنجلوس وفينيكس، تخطط الشركة للتوسع إلى أوستن وأتلانتا في أوائل عام 2025 من خلال التعاون مع أوبر. تخطط Zoox، التابعة لشركة أمازون، لإطلاق خدمات سيارات الأجرة بدون سائق للجمهور في لاس فيغاس بالولايات المتحدة في عام 2025، وتجري حاليًا عمليات تجريبية في سان فرانسيسكو وأوستن وميامي أيضًا. تتكيف Wayve، وهي شركة بريطانية ناشئة، مع القيادة على الجانب الأيمن وبدأت في اختبار تقنيتها في سان فرانسيسكو.

ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من المشاكل التي يتعين حلها لتحقيق سيارات الأجرة بدون سائق. في الصين، أثارت الأسعار المنخفضة لسيارات الأجرة بدون سائق معارضة حوالي 10 ملايين سائق سيارة أجرة. في الولايات المتحدة، علقت شركة كروز، التابعة لشركة جنرال موتورز، عملياتها في أكتوبر 2023 بعد أن صدمت إحدى سياراتها أحد المشاة، واستأنفت اختبار المركبات مؤخرًا فقط. تحتاج شركة تسلا إلى إثبات موثوقية تقنيتها والحصول على التراخيص اللازمة قبل أن تتمكن من تحقيق خطتها لإطلاق خدمات نقل الركاب بدون سائق في كاليفورنيا وتكساس في عام 2025.

ومع ذلك، لا تزال هذه الصناعة تتقدم إلى الأمام. ويبدأ المزيد والمزيد من الناس في تجربة سيارات الأجرة بدون سائق ويصبحون أكثر اعتيادًا على هذه التكنولوجيا. ومن المتوقع أن يقوم المشاركون الرئيسيون بتوسيع أعمالهم إلى مدن جديدة وبدء المنافسة في الأسعار.

10. الفولاذ الأخضر

دلالة:يتم إنشاء أول مصنع للصلب على نطاق صناعي في العالم بانبعاثات كربونية تقترب من الصفر في السويد.

المشاركون الرئيسيون:بوسطن ميتال، لكاب، ميدريكس، ستيجرا

مرحلة النضج:في سنة واحدة

من المتوقع أن تساعد طريقة استخدام الهيدروجين المنتج من مصادر الطاقة المتجددة في صناعة الصلب في "تنظيف" صناعة تمثل 8% من انبعاثات الكربون العالمية.

في الوقت الحاضر، لا يزال يتم إنتاج معظم الفولاذ في أفران الصهر المعتمدة على الفحم، ويتم إطلاق ما يقرب من طنين أو حتى أكثر من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الفولاذ المنتج. تستخدم تقنية تجارية جديدة نسبيًا تسمى الاختزال المباشر الغاز الطبيعي لتحويل خام الحديد إلى حديد (المكون الرئيسي للصلب)، مما يمكن أن يقلل الانبعاثات بنحو 40٪. ومع ذلك، لا يزال هذا يولد كمية كبيرة من تلوث الكربون.

ولذلك، تعمل العديد من الشركات على تطوير أساليب لإنتاج الحديد عن طريق تفاعل الهيدروجين المنتج من مصادر الطاقة المتجددة مع خام الحديد، وهي الخطوة التي تستهلك أعلى قدر من الطاقة وتتسبب في أخطر التلوث في عملية إنتاج الصلب. ومن الناحية النظرية، يمكن لهذه العمليات تحقيق انبعاثات قريبة من الصفر.

جمعت شركة Stegra السويدية الناشئة (التي أعيدت تسميتها من h2 green steel في سبتمبر 2024) ما يقرب من 7 مليارات دولار لبناء مثل هذا المصنع في بودن، شمال السويد. سيستخدم المصنع الكهرباء النظيفة التي توفرها مزيج من طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية لإنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي للماء. ومن المقرر أن يبدأ المصنع الإنتاج في عام 2026 ومن المتوقع أن يصبح أول منشأة تشغيلية على نطاق صناعي من نوعها.

تستخدم تقنية Hybrit التي طورتها شركة صناعة الصلب SSAB وشركة التعدين LCAB وشركة الطاقة Vattenfall عملية مماثلة لإنتاج الفولاذ الأخضر. تقوم شركة LCAB ببناء مصنع في جاليفاري بالقرب من مناجم خام الحديد الخاصة بها. ومع ذلك، بسبب مشاكل التصاريح البيئية، تم تأجيل هذه الخطط.

هناك طريقة أخرى لصنع الفولاذ الأخضر: عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر خليط من خام الحديد والإلكتروليت لكسر روابط أكسيد الحديد وبالتالي فصل المعدن النقي. إذا تم استخدام الكهرباء النظيفة، يمكن أن تكون انبعاثات الكربون من هذه العملية منخفضة للغاية. تخطط شركة بوسطن ميتال لتسويق هذه التكنولوجيا التي طورتها في عام 2026.

بمجرد تشغيل مصنع ستيغرا بكامل طاقته، من المتوقع أن ينتج 4.5 مليون طن متري من الفولاذ سنويًا، وهو ما يمثل قطرة في بحر مقارنة بمليارات الأطنان المترية من الإنتاج العالمي السنوي. ومع ذلك، سيثبت هذا المشروع أنه يمكن إنتاج الفولاذ دون توليد كميات كبيرة من انبعاثات الكربون، ومن المأمول أن يكون العملاء الراغبون في استخدام المنتجات الخضراء على استعداد لدفع علاوة، وهو ما سيكون بداية جيدة للتحول الأخضر للصناعة بأكملها.