El siglo anterior fue testigo del desarrollo de grandes avances tecnológicos como la electricidad, los automóviles, los cohetes, el láser, los antibióticos, las computadoras e Internet. Ejemplos del ingenio humano permitieron que la población creciera y se interconectara como nunca antes. Sin embargo, también provocaron un consumo de los recursos del planeta insostenible.
Para discutir los desafíos que esto impone, la Academia Nacional de Ingeniería de los Estados Unidos reunió a un comité de destacados ingenieros y científicos del mundo, quienes propusieron los siguientes retos tecnológicos.
Destaca el cómo hacer la energía solar más barata, considerando que el sol como fuente de energía es capaz de satisfacer las demandas de consumo. Será necesario trabajar en el desarrollo de nuevos métodos para capturar esta energía, convertirla a otras formas y almacenarla para las horas de oscuridad.
Con la obtención de energía a partir de la fusión de dos átomos de hidrógeno , se establecerán plantas eléctricas capaces de convertirse en la principal fuente de energías limpias del futuro.
Esta tecnología existe, el desafío consiste en escalarla a nivel productivo. Sin embargo, es poco probable que en el futuro cercano disminuya la quema de combustibles fósiles, dejando pendiente de resolver problemas como el aumento en el dióxido de carbono en la atmósfera y el calentamiento global.
Por esto, es necesario el desarrollo de sistemas de captura del carbono y su almacenaje seguro lejos de la atmósfera.
El uso excesivo de fertilizantes nitrogenados en la agricultura está provocando graves alteraciones al ciclo del nitrógeno, contaminación de aguas, lluvia ácida y calentamiento global.
Para remediar la disrupción humana en el ciclo del nitrógeno , será necesario incorporar nuevas tecnologías a la agricultura como la fijación biológica, sin afectar la productividad o el suministro de alimentos.
Es urgente proveer acceso al agua limpia y servicios sanitarios a la población. La carencia de agua limpia es responsable de más muertes en el mundo que la guerra y afecta a una de cada seis personas del planeta. Se requieren nuevas tecnologías, limpias, baratas y disponibles, para la purificación, descontaminación y reaprovechamiento de aguas de desecho, la desalinización del agua marina y la irrigación eficiente de cultivos.
Ciudades, salud y otros
Los ingenieros tendrán el enorme desafío de restaurar y modernizar la infraestructura de ciudades que se envejecen y deterioran. Deberán mejorar las técnicas de construcción incorporando los avances en la computación, la robótica y los nuevos materiales así como optimizar la integración de los sistemas de transporte, acueductos, energía, información y manejo de desechos, manteniendo consideraciones ambientales, energéticas y estéticas.
Cada vez será más importante el aseguramiento del ciberespacio , por motivos de seguridad nacional así como de protección de la privacidad de los ciudadanos. Para reducir las vulnerabilidades, serán necesarios nuevos sistemas de autenticación, lenguajes de programación más seguros, sistemas de monitoreo y detección de incidentes así como técnicas forenses para capturar cibercriminales.
El mejoramiento de los sistemas de realidad virtual ofrece grandes aplicaciones en el área terapéutica, el aprendizaje de destrezas, el comercio y el entretenimiento. Representa un desafío tecnológico el poder recrear las emociones y gestos humanos así como integrar los ambientes virtuales con los presenciales.
En salud, será necesario implementar sistemas informáticos robustos para la adquisición, manejo y uso de la información biomédica que permita aumentar la calidad y eficiencia de los servicios médicos así como anticiparse y responder oportunamente ante amenazas de epidemias globales.
Es indispensable personalizar la medicina y mejorar los medicamentos dadas las diferentes susceptibilidades de los pacientes a las enfermedades y sus respuestas a los tratamientos. Es preciso generar evaluaciones rápidas de perfiles genéticos, métodos de movilización dirigida de fármacos, estrategias para superar resistencias a antibióticos y modernizar la manufactura de vacunas.
Como cada mente es distinta, será necesario personalizar el aprendizaje de acuerdo con las inclinaciones cognitivas, habilidades, motivaciones e intereses de cada persona. Existe un espacio de mejora en los métodos de enseñanza así como en el desarrollo de nuevas tecnologías que complementen la adquisición de conocimientos y destrezas.
Por último, el desafío de conquistar la última frontera del cuerpo humano: entender cómo funciona el cerebro . Esto incluye entender cómo aprende, cómo organiza sus redes neuronales y cuál es el lenguaje de transmisión de la información. Esto permitirá desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades mentales, el avance de tecnologías computacionales y la comprensión de procesos como inteligencia, comportamiento y conciencia.