Dix grands défis mondiaux que la technologie pourrait résoudre

Illustrations de Tomi Um

Séquestration du carbone
La réduction des émissions de gaz à effet de serre ne suffira pas à elle seule à empêcher une forte augmentation des températures mondiales. Nous devrons également éliminer de grandes quantités de dioxyde de carbone de l'atmosphère, ce qui non seulement serait incroyablement coûteux, mais nous poserait le problème épineux de savoir quoi faire avec tout ce CO2. Un nombre croissant de startups explorent les moyens de recycler le dioxyde de carbone dans des produits, notamment des carburants synthétiques, des polymères, de la fibre de carbone et du béton. C'est prometteur, mais ce dont nous aurons vraiment besoin, c'est d'un moyen bon marché de stocker en permanence les milliards de tonnes de dioxyde de carbone que nous pourrions avoir à extraire de l'atmosphère.

Stockage d'énergie à l'échelle du réseau
Les sources d'énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire deviennent bon marché et plus largement déployées, mais elles ne produisent pas d'électricité lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas. Cela limite la quantité d'énergie que ces sources peuvent fournir et la rapidité avec laquelle nous pouvons nous éloigner des sources stables comme le charbon et le gaz naturel. Le coût de la construction de suffisamment de batteries pour sauvegarder des réseaux entiers pour les jours où les drapeaux de production d'énergie renouvelable seraient astronomiques. Divers scientifiques et startups travaillent à développer des formes moins chères de stockage à l'échelle du réseau qui peuvent durer plus longtemps, notamment des batteries à flux ou des réservoirs de sel fondu. Quoi qu'il en soit, nous avons désespérément besoin d'un moyen moins cher et plus efficace de stocker de grandes quantités d'électricité.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mars 2019

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Vaccin universel contre la grippe
La grippe pandémique est rare mais mortelle. Au moins 50 millions de personnes sont mortes lors de la pandémie de grippe H1N1 de 1918. Plus récemment, environ un million de personnes sont mortes lors des pandémies de 1957-1958 et de 1968, tandis qu'environ un demi-million sont décédées lors d'une récurrence du H1N1 en 2009. Le nombre de décès récents est inférieur en partie parce que les virus étaient des souches plus douces. Nous n'aurons peut-être pas autant de chance la prochaine fois - une souche particulièrement puissante du virus pourrait se répliquer trop rapidement pour qu'un vaccin sur mesure puisse le combattre efficacement. Un vaccin antigrippal universel qui protège non seulement contre les variantes relativement moins nocives, mais aussi contre une épidémie catastrophique qui se produit une fois par siècle, est un défi crucial pour la santé publique.

Traitement de la démence
Plus d'un Américain sur 10 âgé de plus de 65 ans est atteint de la maladie d'Alzheimer ; un tiers des plus de 85 ans le font. À mesure que la durée de vie des gens s'allonge, le nombre de personnes vivant avec la maladie, aux États-Unis et dans le monde, est susceptible de monter en flèche. La maladie d'Alzheimer reste mal comprise : des diagnostics concluants ne sont possibles qu'après la mort, et même alors, les médecins débattent de la distinction entre la maladie d'Alzheimer et les autres formes de démence. Cependant, les progrès des neurosciences et de la génétique commencent à nous éclairer. Cette compréhension fournit des indices sur la façon dont il pourrait être possible de ralentir ou même d'arrêter les effets dévastateurs de la maladie.

Nettoyage de l'océan
Des milliards de minuscules morceaux de plastique, appelés microplastiques, flottent désormais dans les océans du monde. Une grande partie de ces déchets provient de sacs ou de pailles qui ont été brisés au fil du temps. Il empoisonne les oiseaux, les poissons et les humains. Les chercheurs craignent que les effets sur la santé humaine et l'environnement ne soient profonds, et il faudra peut-être des siècles pour nettoyer les centaines de millions de tonnes de plastique qui se sont accumulées au fil des décennies. Parce que la pollution est si diffuse, il est difficile de la nettoyer, et bien qu'il existe des méthodes prototypes pour s'attaquer aux énormes plaques de déchets océaniques, il n'y a pas de solution pour les côtes, les mers et les voies navigables.

Dessalement économe en énergie
Il y a environ 50 fois plus d'eau salée sur terre que d'eau douce. À mesure que la population mondiale augmente et que le changement climatique intensifie les sécheresses, le besoin en eau douce va devenir plus aigu. Israël a construit les plus grandes installations de dessalement par osmose inverse au monde et tire désormais la majeure partie de son eau domestique de la mer, mais cette méthode est trop énergivore pour être pratique dans le monde entier. De nouveaux types de membranes pourraient être utiles ; les techniques électrochimiques peuvent également aider à rendre l'eau saumâtre utile pour l'irrigation. En ce qui concerne les technologies d'adaptation au changement climatique, la création d'eau potable à partir de l'océan devrait être une priorité absolue.

Voiture sans conducteur sûre
Les véhicules autonomes ont été testés sur des millions de kilomètres sur les routes publiques. Des programmes pilotes pour les services de livraison et de taxi sont en cours dans des endroits comme la banlieue de Phoenix. Mais les voitures sans conducteur ne sont toujours pas prêtes à prendre le contrôle des routes en général. Ils ont du mal à gérer le trafic chaotique et des difficultés avec les conditions météorologiques comme la neige et le brouillard. S'ils peuvent être rendus sûrs de manière fiable, ils pourraient permettre une réinvention complète des transports. Les embouteillages pourraient être éliminés et les villes pourraient être transformées à mesure que les parkings céderaient la place à de nouveaux développements. Surtout, les voitures autonomes, si elles sont largement déployées, devraient éliminer la plupart des 1,25 million de décès par an causés par les accidents de la circulation.

IA incarnée
L'automne dernier, une vidéo d'Atlas, conçue par Boston Dynamics, a balayé Internet. Il montrait le robot sautant des marches comme un commando. Cela s'est produit seulement deux ans après qu'AlphaGo ait battu le meilleur joueur de Go du monde. Atlas ne peut pas jouer au Go (il est incarné, mais pas intelligent), et AlphaGo ne peut pas courir (il est intelligent, à sa manière, mais n'a pas de corps). Alors que se passe-t-il si vous mettez l'esprit d'AlphaGo dans le corps d'Atlas ? De nombreux chercheurs disent qu'une véritable intelligence artificielle générale pourrait dépendre de la capacité à relier les processus de calcul internes à des choses réelles dans le monde physique, et qu'une IA acquerrait cette capacité en apprenant à interagir avec le monde physique comme le font les humains et les animaux.

Nous pouvons prédire les ouragans des jours et parfois des semaines à l'avance, mais les tremblements de terre surprennent toujours. Les prévoir avec confiance pourrait sauver des millions de vies.

Prédiction des tremblements de terre
Plus de 100 000 personnes sont mortes lors du tremblement de terre de 2010 en Haïti et le tsunami de 2004 dans l'océan Indien, déclenché par l'un des tremblements de terre les plus puissants jamais enregistrés, a tué près d'un quart de million de personnes en Indonésie, au Sri Lanka, en Inde et ailleurs. Nous pouvons prédire les ouragans des jours et parfois des semaines à l'avance, mais les tremblements de terre surprennent toujours. Prévoir les tremblements de terre avec une certaine confiance à moyen terme permettrait aux planificateurs de trouver des solutions durables. Au moins donner quelques heures d'avertissement permettrait aux gens d'évacuer les zones dangereuses et pourrait sauver des millions de vies.

Décodage cérébral
Notre cerveau reste un profond mystère pour les neuroscientifiques. Tout ce que nous pensons et nous souvenons, et tous nos mouvements, doivent d'une manière ou d'une autre être codés dans les milliards de neurones de notre tête. Mais quel est ce code ? Il existe encore de nombreuses inconnues et énigmes dans la compréhension de la manière dont notre cerveau stocke et communique nos pensées. Craquer ce code pourrait conduire à des percées dans la façon dont nous traitons les troubles mentaux comme la schizophrénie et l'autisme. Cela pourrait nous permettre d'améliorer les interfaces directes qui communiquent directement de notre cerveau aux ordinateurs, ou même à d'autres personnes - un développement qui change la vie des personnes paralysées par une blessure ou une maladie dégénérative.

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