فناوری و آینده

فناوری و آینده

اسلاید 1: فنآوری و آیندهفهرست مطالبعصر دانش: پیش به سوی انقلاب صنعتی دوممهندسی معکوس مغزفنآوری زیستی و نانومهم ترین فنآوری های رایج تا سال 2020 فنآوری آموزشاندیشکده وحید http://www.vahidthinktank.com

اسلاید 2: عصر دانشانقلاب صنعتي اول: استفاده از ماشين ها و ابزار آلات تقویت کننده و گسترش دهنده توانمندي هاي فيزيکي انسان ها به کمک اين ماشين هاي جديد توانستيم کارهايي با اشياء و مواد بکنيم که خارج از توان عضلات و ماهيچه هاي ما بود. همچنين کارهاي خود را با سرعتي انجام داديم که پيش از آن ميسر نبود. در نتيجه در خلال اين دوران جهان به معني واقعه کلمه تشنه مواد خام و نيروي کارگر بودانقلاب صنعتي دوم: برپايه ماشين هايي استوار است که توانمندي هاي ذهني انسان ها را گسترش داده و تقويت مي کنند. در انقلاب صنعتی دوم سهم منابع طبيعي بسیار ناچیز است.برای ساخت تراشه هاي سيليکوني رايانه ها از مقادير بسيار ناچيز شن و ديگر مواد تقريبا بي ارزش استفاده مي شود. سهم مواد خام در ارزش نهايي يک تراشه رايانه اي کمتر از دو درصد است.سهم مواد خام در ارزش نهايي يک رايانه کمتر از پنج درصد است. هزينه مواد خام کمتر از ۴۰ درصد کل هزينه ساخت خودرو مولفه دانش موجود در محصولات و خدمات به سمت ۱۰۰ درصد مجانب مي شود و در سال ۲۰۳۰ اين مولفه اساسا ۱۰۰ درصد خواهد شد.

اسلاید 3: عصر دانشعصر دانش در واقع نتيجه انباشته شدن تدريجي پيشرفت هاي عصر اتوماسيون است که دويست و پنچاه سال پيش همزمان با ظهور صنعت نساجي در انگلستان آغاز شد.نتیجه عمده این تغييرات دگرگونی اساسی در ماهيت کار و شغلاضافه شدن پله هاي بالاتر و جديدي به نردبان مهارت هااشغال شدن پله های پائین تر توسط رایانه ها و سیستم های خودکار امروزه دانش صرفا موجب افزايش ثروت يا قدرت نمي شود بلکه دانش خود ثروت و قدرت است.

اسلاید 4: عصر دانششتاب آهنگ تغييرات بسیار زیاد استقرن ها پيش مردم اصلا فكر نمي كردند كه جهان در حال تغييراست. البته حق هم داشتند چون زندگي اجدادشان خيلي با آنها تفاوت نداشت و انتظار داشتند كه نوادگانشان هم مانند خودشان زندگي كنندهیچ شواهدی مبنی بر کند شدن یا توقف پیشرفت های در بخش های مختلف علم و فنآوری دیده نمی شود!۲۰ سال گذشته به هيچ وجه راهنماي خوبي براي ۲۰ سال آينده نيست.در هر دهه نرخ تغيير پارادايم ها و نرخ پيشرفت دو برابر مي شود. بر حسب نرخ كنوني تغييرات، همه تغييرات قرن بيستم فقط به اندازه ۲۵ سال كنوني است. به بيان ديگر ظرف بيست و پنج سال آينده ما به اندازه ۴ برابر قرن بيستم پيشرفت خواهيم كرد و همچنين در كل قرن بيست ويكم به اندازه ۲۰۰۰۰ سال در توسعه فنآوري پيشرفت خواهيم كرددانش اساساً نامتناهي است. هر‌چقدر افراد بيشتري با هم از دانش استفاده كنند، دانش بيشتري مي‌آفرينند. رشد اقتصادی مستلزم وجود دو شالوده اساسی است یکی زیر ساخت مناسب برای جریان اثربخش دانش و دیگر حکومت داری خوب و با ثبات

اسلاید 5: مهندسی معکوس مغز10به توان 10نورونهر نورون با 1000تا 10000سیناپس پیوند دارد100 هزار میلیارد سیناپسمغز شامل دو سیناپس: دو به توان دو وضعیت ذهنی مغز انسان : دو به توان 100 هزار میلیارد وضعیت ذهنی!تعداد کل الکترون ها و پروتون های کره زمین کمتر از این است!امروزه نرم افزار ما نمی تواند رشد کند چون درون این سیناپس های گیر افتاده استنابودی سخت افزار مقارن است با نابودی نرم افزار

اسلاید 6: مهندسی معکوس مغزعمر نرم افزار ما در آينده ديگر به بقاي مدار محاسباتي مغزمان وابسته نخواهد بود.در واقع روزي خواهد رسيد كه هويت و بقاي انسان از سخت افزار و بقاي آن مستقل خواهد شد. جهاني را مجسم كنيد كه تفاوت بين انسان و ماشين محو مي شود. جهاني كه مرز ميان بشريت و تكنولوژي رنگ مي بازد.Human Cognome Project

اسلاید 7: مهندسی معکوس مغزپارادایم شیفت ماشين حساب هاي الكترومكانيكي، رايانه هاي مبتني بر رله،رايانه هاي با لامپ هاي خلا، و نهايتا رايانه هاي ترانزيستوري لامپ هاي خلا ---- كوچكترين اندازه ممكن ----------- ظهور ترانزيستورها ظرف ۱۲ سال آينده قانون مور نيز از رده خارج مي شودابعاد ترانزيستورها فقط به اندازه چند اتم خواهد بود و ديگر نمي توان بيشتر از اين آنها را كوچك كرد. بنابراين اين پارادايم خاص نيز جاي خود را به پارادايم بعدي خواهد داد. بعدی؟رایانه های کوانتومی: ضبط و خواندن اطلاعات بر اساس اسپین الکترون منفرد!پردازش و محاسبه موازي و سه بعدي!

اسلاید 8: روش الكتروشيمايي پردازش اطلاعات توسط دستگاه عصبي انسان 10 ميليون بار كند تر و آهسته تر از روش الكترونيكي رايانه ها است. اما به خاطر معماري سه بعدي مغز انسان، قدرت پردازش ماشين کمتر از مغز استمی توان کل حافظه، اطلاعات، و دانش یک انسان را بر روی یک لوح فشرده ( سی دی ) کپی کرد: فقط چند صد مگابایت مغز انسان به خاطر معماری سه بعدی می تواند در آن واحد يك صد هزار ميليارد كار را انجام دهداما رایانه های امروزی حتي اگر به شدت فشرده باشند، تخت و دو بعدي هستندظرف ۱۵ يا ۲۰ سال آينده رايانه ها قادر به پردازش موازي شده و از طريق درك چگونگي كاركرد مغز، مدل هاي سخت افزاری با الهام از طبيعت ساخته خواهند شد.مهندسی معکوس مغز

اسلاید 9: فنآوري لازم براي تصويربرداري از مغز رشد تصاعدي داردهر روزه مدل هاي رياضي مفصل تري از نورون هاي عصبي تهيه مي شودهر چند ماه یکبار دانش عصب شناسی دو برابر می شودفنآوری MRI میزان فعالیت بخش های مختلف مغز را نشان می دهدبزرگی بخش مربوطه و همچنین چگالی نورون ها نشان دهنده نقش و اهمیت آن بخش در حیات ارگانیسم استتفاوت های مغز زن و مرد، آخرین یافته ها: واکنش به استرس و یادگیری، حافظه اقلام محیطی، جهت یابی، پردازش کلمات Smart Pills قرص های تقویت دید در شب برای افراد مسن، قرص های تقویت حافظه کوتاه مدتهوش بر پایه سیلیکون: قدرت ضبط و خواندن اطلاعات ، رایانه، دانلود ( انتقال دانش بین ماشینی)هوش بر پایه کربن: قدرت ضبط و خواندن اطلاعات، انسان، دانلود؟ (انتقال دانش بین انسانی)مهندسی معکوس مغز

اسلاید 10: یک لحظه تجسم کنید!اگر روزی با استفاده از فنآوری نانو و دیگر فنآوری ها بتوانیم ماهیت عملکرد سلول های مغزی و عصبی خودمان را در ذخیره سازی، خلق و تولید اطلاعات دریابیم می توانیم به مغز اطلاعات وارد و از آن استخراج کنیم. اگر چنین پدیده ای ظهور کند از جمله مسائلی که دیگر معنی نخواهد داشت موضوع  آموزش و یادگیری است زیرا می توان اطلاعات مختلف را فقط در مدت زمان بسیار کوتاهی به مغز و ذهن کودکان و یا هر کس دیگر منتقل کرد. کسانی که فیلم ماتریکس را دیده اند به خوبی صحنه ای را به یاد می آورند که یکی از شخصیت های فیلم قصد پرواز با هلیکوپتر دارد. برای یک فرد عادی بی سواد گذراندن 12 سال دروس پایه و 8 سال دروس تخصصی برای کسب مهارت خلبانی الزامی و یک نیاز است ولی در این صحنه این شخصیت فیلم فقط با وصل کردن مغز خود به  منبع اطلاعات مهارت خلبانی را در عرض چند دقیقه بدست می آوردآیا افراد برای مغز خود Password خواهند گذاشت؟مهندسی معکوس مغز

اسلاید 11: فنآوری زیستی و نانوترکیب دانش زيستي با فنآوري پردازش اطلاعات ژنوم یک کرم خاکی کتاب هزار صفحه ای ACTGATTGCTTAGژنوم یک انسان : چندین هزار جلد کتاب هزار صفحه اینقشه ساخت ارگانیسم ------ نقشه ساختمان درک بهتر فرآيند هاي زيستي اداره کننده رشد ارگانیسم و تسلط بر آنهاریشه کنی بيماري های ارثی: ژن درمانی

اسلاید 12: بحث داغ فللسفی – مذهبی : حق و اجازه انتخاب جنسیت، انتخاب قد، انتخاب رنگ چشم، و ...خدا؟ طبیعت؟ تصادف و شانس؟ حکومت؟ والدین؟عدم استخدام یا عدم تامین اجتماعی به خاطر نقشه ژنتیکی شما! تبعیض ژنتیکی و ژن پرستیبحث داغ فلسفی – مذهبی: تعریف حیات، زندگی، موجود زنده، طبعیت و سرشت انسان چیست؟سقط جنين: حيات همزمان با تشكيل نطفه آغاز مي شود؟ حیات در 4 ماهگی آغاز می شود؟ حيات پس از زايمان آغاز مي شود؟ در آینده طيف تعاريف مربوط به حيات انسان به صورت بنيادين تغيير خواهد كرد. استاندارد شدن شبیه سازیرایج شدن شبیه سازی: نظام های اخلاقی و مذهبیادیان مسیحی، مسلمان، یهودیبی دین ها و دیگر ادیان: چین و هند، سونوگرافی، سقط دخترهافنآوری زیستی و نانو

اسلاید 13: ما خواهيم توانست بدون عبور از مرحله تخمك بارورشده با اسپرم، سلول هاي بنيادي را بسازيم. تفاوت بين سلول پوست انسان، كه همه ژن ها را دارد، با يك تخمك بارورشده در چيست؟ تنها تفاوت اين دو وجود برخي پروتئين ها و عوامل ارسال سيگنال در تخمك است كه هنوز كاملا آنها را درك نمي كنيم اما به هر حال اينها اساسا يك سري پروتئين هستند. روزي خواهد رسيد كه ما حجمي از پروتئين ها خواهيم ساخت كه فقط مجموعه اي از مواد شيميايي است و نه انسان. اين حجم پروتئين را مي توان به سلول پوست اضافه كرد و از آن سلولي درست كرد كه مانند نطفه قابليت تبديل شدن به همه سلول هاي بدن را دارا باشد. در چنين دنيايي هنگامي كه مثلا شما حمام مي رويد و پوست بدنتان را تميز مي كنيد عملا هزاران انسان بالقوه را از بين مي بريد. در واقع برخلاف گذشته مرز مشخصي براي تعريف حيات و انسان وجود نخواهد داشت.فنآوری زیستی و نانو

اسلاید 14: ترمیم بافت: طبیعیمهندسی بافت: مصنوعیپزشکی امروز: تشخیص همراه با خطا، داروی شیمیائی با عوارض جانبی یا جراحیپزشکی آینده: تشخیص درست، داروهای هوشمند، قطعات یدکی بدن، غیر تهاجمی، نقاهت کوتاهترپروژه ژنوم انسان: مهندسی ژنتیک سوماتیک( قابل پذیرش)، مهندسی ژنتیک جرم لاین (مناقشه برانگیز)افراد روئین تن؟افراد چند صد ساله؟ فنآوری زیستی و نانو

اسلاید 15: یکی از روندهای حاکم بر مسیر تکامل فنآوری حرکت به سمت کوچکتر سازی یا ریزتر کردن استدانشمندی به نام اریک درکسلر در MIT در سال 1986 کتابی تحت عنوان موتورهای آفرینش نوشت. او در این کتاب نحوه ساخت پروتئین در سلول ها را  شرح می دهد. در سلول های بدن جانداران یک ماشین مولکولی به نام ریبوزوم وجود دارد. هر ریبوزوم یک ماشین مولکولی بسیار کوچک با عرض 20 نانو متر است که پروتئین های لازم را برای بدن  می سازد. در واقع ریبوزوم با استفاده از اطلاعات ژنتیکی هر فرد مولکول ها و اتمهای هیدروژن، اکسیژن، کربن و غیره را که در سیتوپلاسم سلول وجود دارند به هم می بافد و زنجیره اسیدهای آمینه را تشکیل می دهد ماشین های مولکولی------الگو برداری و تقلید از چنین مکانیزمی در دنیای غیر زنده فنآوری زیستی و نانو

اسلاید 16: اگر ساختار اتمی خاصی را برای تهیه یک فولاد بسیار مرغوب بدانیم می توانیم اتمهای کربن، آهن وسایر عناصر آلیاژی را با توجه به همان الگوی خاص به طور یک به یک ”به هم بافته“ و به آن فولاد با خاصیت مورد نظر برسیم. وقتی ما بتوانیم اتم یا مولکول ها را به صورت منفرد و مجزا بدست آوریم می توانیم هر آنچه را که اراده می کنیم بسازیم.Bulk Technology روش سنتی ساخت و تولید: ذوب کردن، چکش کاری، قالب گیری: ضایعات زیاد، اتلاف انرژی بالا، پر از نقص و اشکال و کیفیت نه چندان عالیNano Technology روش آینده ساخت و تولید:می توانیم اجسام و قطعات را مانند درخت پرورش دهیم! کیفیت بسیار عالی، زمان کوتاه، انرژی پر بازده، ضایعات صفر!ساخت مواد مقاوم بسیار مرغوب یک صدم وزن فولاد شش برابر مقاوم تر!الیاف و منسوجات هوشمند؟برج های 100 کیلومتری؟کارخانه های رو میزی؟گنجاندن چند میلیون جلد کتاب در حجمی به اندازه یک حبه قند؟فنآوری زیستی و نانو

اسلاید 17: چهار بعدی که انسان با استفاده از فنآوری نانو بر آنها تسلط خواهد یافت عبارتند از:1. جرم یا ماده         2. فضا 3. انرژی 4. زمان در عصر  فنآوری نانو ما می توانیم این چهار بعد را به دلخواه خود طبق هدفی که داریم تغییر دهیم. یعنی با استفاده از فنآوری نانو انسان بر ماده و جرم مسلط خواهد شد، زمان رسیدن به محصول دلخواه کوتاهتر شده و انرژی کمتری برای این کار صرف خواهد کرد. در ضمن فضائی که برای انجام این کارها مورد نیاز است دیگر به اندازه سالن ها و سوله های یک کارخانه بزرگ نیست. شاید گوشه خانه افراد نیز برای همه این کارها کافی باشد. پارادایم نوین ساخت و تولیداین تغییرات اساس باورها و مفروضات چندین هزار ساله همه انسان ها را درهم خواهد کوبید.فنآوری زیستی و نانو

اسلاید 18: 1- انرژی خورشيدي ارزان: سيستم هاي انرژي خورشيدي به اندازه کافي ارزان مي شوند تا به طور گسترده و فراگير در دسترس مردم کشورهاي رو به توسعه و کمتر توسعه يافته و همچنين جوامع عقب مانده از لحاظ اقتصادي قرار بگيرند.2- رتباطات بي سيم برون شهري - روستائی: اتصال گسترده تلفني و اينترنتي بدون نياز به وجود يک زيرساخت شبکه سيمي 3- دستگاه هاي ارتباطي براي دسترسي همه جائي به اطلاعات: دستگاه هاي ارتباطي و ذخيره اطلاعات - اعم از با سيم و بيسيم- که دسترسي چالاک به منابع اطلاعاتي را در هر زماني و هر مکاني ميسر مي سازند. اين دستگاه ها که به طور يکپارچه با پروتکل هاي ارتباطات و ذخيره داده کار مي کنند ظرفيت های رو به افزايشي براي ذخيره نه تنها متن بلکه رسانه هاي فرامتني و اطلاعات لايه لايه اي به شکل تصوير، صدا، موسيقي، ويدئو، و فيلم خواهند داشت. 4- محصولات اصلاح شده ژنتيکي: اين غذاها به خاطر افزوده شدن ويتامين ها و ديگر ترکيبات مغذي ارزش غذائی بيشتری داشته و از طريق سازگاري با شرايط محلي و نيز افزايش مقاومت در برابر آفت ها ميزان برداشت آنها بيشتر و ميزان آفت کش هاي به کار رفته براي آنها کمتر است. 5- دستگاه هاي آزمايش سریع: آزمايش هائي که به سرعت و گاهي اوقات همزمان انجام شده و نشان مي دهند که آيا مواد بيولوژيک مشخصی در جائي وجود دارند يا ندارند. فنآوری های 2020

اسلاید 19: 6- فيلترها و کاتاليزور ها: تکنيک ها و دستگاه هائي که بدون نياز به نيروي کار متخصص مي توانند منابع آب محلي را به سرعت تصيفه و از آلودگي ها پاک و قابل شرب کنند. 7- رسانش هدفمند دارو به سلول ها: داروهاي هوشمندي که تومورها و عوامل بيماري زا در در بدن را هدف گيري کرده و بي آنکه به بافت ها و سلول هاي سالم آسيب برسانند با بيماري ها مبارزه مي کنند. 8- مسکن هاي ارزان و خودکفا: مسکن ها متکي به خود و استطاعت پذير که مطابق شرايط محلي براي مردم سرپناهي فراهم مي کنند و نيز انرژي لازم براي گرما و سرما و آشپزي را تامين مي کنند. 9- ساخت و توليد سبز: فرآيند هاي ساخت و توليد نوين که با رفع کامل يا کاهش شديد جريان هاي فاضلاب صنعتي ضروت استفاده از مواد سمي را از بين مي برند. 10- برچسب گذاري محصولات تجاري و انسان ها با استفاده از تکنيک هاي شناسائي مبتني بر فرکانس راديوئي: کاربرد گسترده برچسب های رادیوئی برای ردیابی محصولات تجاری از کارخانه ها تا مصرف کننده و همچنین ردیابی انسان ها و جابجائی های آنها. 11- خودروهای سوخت ترکیبی (هایبرید): خوردروهای قابل خرید در بازار عمومی که در سیستم قدرت آنها احتراق داخلی با دیگر منابع قدرت ترکیب شده و در عین حال قادر به بازیافت انرژی تلف شده ترمز هستند. فنآوری های 2020

اسلاید 20: 12- حسگر های فراگیر: حضور حسگرهای پیچیده در همه مکان های عمومی و وجود شبکه های حسگری داده ها برای مراقبت آنی و لحظه به لحظه از محیط زندگی. 13- مهندسی بافت سلولی: طراحی و مهندسی بافت های سلولی زنده برای پیوند زدن به افراد بیمار و نیازمند. 14- روش های بهتر تشخیص پزشکی و جراحی: فنآوری های مرتبط با دقت زیاد در تشخیص بیماری و اثربخشی فوق العاده بیشتر در عمل های جراحی بدون شکافتن بدن و با دوران نقاهت کوتاه تر. 15- رایانه های پوشیدنی: ابزارهای رایانه ای که در انواع لباس یا دیگر وسائل همراه مانند کیف دستی یا جواهر آلات تعبیه می شوند. 16- رمزنگاری کوانتومی: روش های مبتنی بر مکانیک کوانتوم که اطلاعات را برای انتقال با امنیت رمزنگاری می کنند. فنآوری های 2020

اسلاید 21: فنآوری آموزشفنآوری های آموزشي ـ ‌تفريحي، شامل برنامه‌هاي رایانه ای كه هم جنبه آموزشي و هم جنبه تفريحي دارند.Education + Entertainment = Edutainmentامروزه تقریبا هیچ یک از فعالان بخش آموزش بازی های رایانه ای و واقعیت مجازی را بخشی از آینده خود نمی دانند و حتی آنها را به عنوان یک فرصت یا تهدید تلقی نمی کنند. اما باید اذعان کرد که آنها اشتباه فکر می کنند. ما هر روزه شاهد استقبال بیشتر از بازی ها به عنوان سکوئی برای نقد و آموزش بویژه توسط هنرمندان و مخترعان جوان هستیم. امروزه از یک سو بسیاری از استعداد های خلاق به سمت طراحی و تولید بازی گرایش یافته اند و از سوی دیگر بسیاری از مخاطبان که قبلا وقت خود را با دیگر انواع رسانه ها پر می کردند به سمت رسانه بازی جذب شده اند. یکی از نشانه های توجه به بازی های جدی اهدای 8 میلیون دلار به “دانشکده سینما و تلویزیون دانشگاه کالیفرنیای جنوبی” برای طراحی و تولید دوره تحصیلات تکمیلی روایت و داستان سرائی با استفاده از بازی ها می باشد. در واقع تخصیص چنین اعتبار قابل توجهی حاکی از آن است که هر روزه بر میزان اعتبار و وجهه فکری- دانشگاهی بازی ها افزوده می شود. VR واقعیت مجازی:فنآوری کلیدی آموزش در قرن جدید