Δέκα «τρικ» που θα μας αλλάξουν τη ζωή

Σε επιστημονικά εργαστήρια της Βόρειας Αμερικής, της Ευρώπης και της Ιαπωνίας,
ερευνητές της πληροφορικής, της βιολογίας, της ιατρικής, της επικοινωνίας και
της ενέργειας σχεδιάζουν τεχνολογίες και συσκευές που υπόσχονται ένα καλύτερο
μέλλον. Οι ειδικοί του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης ανακάλυψαν
και παρουσιάζουν στην «Τεχνολογική Επιθεώρηση» του MIT τις δέκα σημαντικότερες
νέες τεχνολογίες και τους πρωτοπόρους επιστήμονες που τις αναπτύσσουν.

Οικουμενική μετάφραση

Αναπτυγμένα προγράμματα μετάφρασης σε πολλές γλώσσες ετοιμάζονται για υπολογιστές και ηλεκτρονικές ατζέντες

H Γιουκίνγκ Γκάο, ειδική στους υπολογιστές στο ερευνητικό κέντρο της IBM έξω
από τη Νέα Υόρκη, σχεδιάζει ένα πρόγραμμα «οικουμενικής μετάφρασης», το οποίο
θα μεταφράζει ολόκληρες φράσεις από μία γλώσσα σε κάποια άλλη. Υπολογίζεται
ότι θα είναι έτοιμο για εμπορική εκμετάλλευση στο τέλος του χρόνου. Ολοένα και
περισσότεροι επιστήμονες προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν μαθηματικά μοντέλα και
τεχνικές επεξεργασίας της γλώσσας για να βελτιώσουν την αυτοματοποιημένη
μετάφραση. H Γκάο έχει ετοιμάσει ένα πιλοτικό πρόγραμμα κινεζο-αγγλικής
μετάφρασης για φορητό υπολογιστή και ηλεκτρονική ατζέντα. Περιέχει χιλιάδες
λέξεις, καθημερινές εκφράσεις και ιατρική ορολογία για συνεννόηση ασθενών –
γιατρών. Παρόμοια προγράμματα χρησιμοποιούνται από τους Αμερικανούς στρατιώτες
στο Αφγανιστάν, το Ιράκ και άλλες χώρες για να συνεννοούνται με τους
κατοίκους.

Επιχειρηματικά συμφέροντα και αυξημένο ενδιαφέρον στον τομέα ασφαλείας έχουν
δώσει μεγάλη ώθηση στην τεχνολογία της μετάφρασης. Το μεταφραστικό πρόγραμμα
της Γκάο βασίζεται στην εννοιολογική ανάλυση και όχι στη λέξη προς λέξη
μετάφραση.

Προγραμματισμός των κυττάρων!

Ο Ρον Γουάις στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον προγραμματίζει τη συμπεριφορά των
κυττάρων, όπως ακριβώς προγραμμάτιζε τους υπολογιστές όταν ξεκίνησε την
καριέρα του. Είναι ένας από τους λίγους επιστήμονες που εργάζονται στον νέο
κλάδο της συνθετικής βιολογίας, συναρμολογώντας δίκτυα από γονίδια. Τα δίκτυα
αυτά υποχρεώνουν τα κύτταρα να συμπεριφερθούν όπως θέλει ο προγραμματιστής
τους.

Συνδυαζόμενα με απλά βακτήρια, τα δίκτυα θα μπορούσαν π.χ. να χρησιμοποιηθούν
για την ανίχνευση ναρκών. Αντικαθιστώντας τα βακτήρια με ανθρώπινα κύτταρα, οι
ερευνητές θέλουν να δημιουργήσουν όργανα προς μεταμόσχευση. «Θέλουμε να
φτιάξουμε ένα σετ βιολογικών συστατικών, κασέτες DNA που μπαίνουν και βγαίνουν
εύκολα και ταιριάζουν απόλυτα μεταξύ τους όπως τα κομμάτια Λέγκο», εξηγεί ο
Τομ Νάιτ, μηχανικός υπολογιστών και βιολόγος στο MIT και σύμβουλος του Γουάις.

Το πιο φιλόδοξο και δύσκολο από τα προγράμματα που ετοιμάζει ο Γουάις είναι ο
προγραμματισμός ενήλικων βλαστικών κυττάρων. Τα ανειδίκευτα αυτά κύτταρα
βρίσκονται παντού στο σώμα και εξελίσσονται σε ώριμα κύτταρα. Οι επιστήμονες
προσπαθούν να μετατρέψουν κάποια σε οστά, άλλα σε μυς ή χόνδρους, ώστε να
φτάσουν στο σημείο να τα «διατάζουν» να επουλώσουν πληγές ή όργανα του
σώματος.

Σωτήρια νανοκαλώδια

H νανοτεχνολογία βρίσκεται πρώτη στη λίστα με τις περισσότερα υποσχόμενες νέες
τεχνολογίες και με τη δυνατότητα να αλλάξει ριζικά δεκάδες κλάδους – από την
παραγωγή ενέργειας μέχρι τη διαγνωστική ιατρική. Ένα από τα σημαντικότερα
συστατικά για τη λειτουργία των νανοσυσκευών είναι τα νανοκαλώδια και οι
ερευνητές που ασχολούνται με τον σχεδιασμό τους είναι περιζήτητοι. Από τους
πρωτοπόρους θεωρείται ο Πίντονκ Γιανγκ στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ στην
Καλιφόρνια.

Με διάμετρο 10.000 φορές μικρότερη από την ανθρώπινη τρίχα και μήκος που
κυμαίνεται από πέντε ώς εκατοντάδες νανόμετρα, τα νανοκαλώδια κατασκευάζονται
από οξείδιο του κασσίτερου, πυρίτιο ή νιτρίδιο του γαλλίου. Μία από τις πρώτες
τους εφαρμογές ίσως είναι η ψύξη μικροτσίπ για υπολογιστές. Αργότερα, οι
επιστήμονες σχεδιάζουν τη χρήση τους σε πηγές ενέργειας που παράγουν
ηλεκτρισμό από τα καύσιμα των αυτοκινήτων ή τον ήλιο.

Διεισδυτικές «Ακτίνες T»

Οι ακτίνες T διαπερνούν υλικά χωρίς το ρίσκο για την υγεία που εγκυμονούν οι
ακτίνες X και γι’ αυτό οι επιστήμονες ερευνούν με μεγάλο ενδιαφέρον το πεδίο
αυτό, με εφαρμογές στην ασφάλεια, την ιατρική, τον έλεγχο ποιότητας τροφίμων
και προϊόντων. Οι ακτίνες δεν φανερώνουν μόνο το σχήμα, αλλά και τη σύνθεση
των υλικών προς εξέταση, όπως για παράδειγμα έναν κακοήθη όγκο. Ο Ντον Άρνον,
ερευνητής στα εργαστήρια της Τοσίμπα στο Κέμπριτζ της Αγγλίας, δημιούργησε το
καλοκαίρι ένα σκάνερ που μοιάζει με φωτοτυπικό μηχάνημα και αποτυπώνει το
εσωτερικό των αντικειμένων. Πολλές εταιρείες έτρεξαν να το δοκιμάσουν, μια που
το μηχάνημα μπορεί να εντοπίσει προβλήματα σε συσκευασμένα τρόφιμα, αλλά και
κατασκευαστικά λάθη σε δεκάδες αντικείμενα. H NASA, για παράδειγμα, το
χρησιμοποιεί για να εντοπίζει κενά στη μόνωση των διαστημικών λεωφορείων.

Οι ακτίνες T μπορούν να αλλάξουν τα μέτρα ασφαλείας στα αεροδρόμια, αφού
μπορούν να εντοπίσουν κρυμμένα υλικά, όπως ξυράφια ή εκρηκτικές ύλες από
πλαστικό. Αλλά και στη διάγνωση καρκίνου θα αποδειχθούν επαναστατικές. Μπορούν
να εντοπίζουν όγκους και να βοηθούν τους γιατρούς να αφαιρούν καρκινικά
κύτταρα με μεγάλη ακρίβεια.

Όχι πια μπλακ άουτ

Τα κέντρα ελέγχου των δικτύων ηλεκτροδότησης θα προλαβαίνουν τα μπλακάουτ χάρη στη νέα μέθοδο του Κρίστιαν Ρέχτατζ

Οι διακοπές ρεύματος πλήττουν όλο τον κόσμο, συχνά προκαλώντας χάος. Τα δίκτυα
ηλεκτροδότησης κατασκευάστηκαν πολύ πριν από τις οπτικές ίνες και τους
μικροεπεξεργαστές και αδυνατούν να αντιδράσουν στις αυξομειώσεις της τάσης. Οι
επιστήμονες προσπαθούν να βρουν μηχανισμούς αυτοάμυνας των δικτύων.

Πρωτοπόρος στον χώρο θεωρείται ο Κρίστιαν Ρέχτατζ στη Ζυρίχη. Με τους
συνεργάτες του αναπτύσσει εξοπλισμό και προγράμματα για να παρακολουθούν τη
ροή σε δίκτυα που εκτείνονται σε ολόκληρες ηπείρους, πολλές φορές ανά
δευτερόλεπτο, να εντοπίζουν σφάλματα και να αναλαμβάνουν δράση. Μπορούν έτσι
να προστατέψουν τα δίκτυα από κακοκαιρία, καύσωνες και τρομοκράτες.

Ιατρικά μόρια επεμβαίνουν στα γονίδια

Φαρμακευτικές εταιρείες ερευνούν τα χαρακτηριστικά του RNA για να δημιουργήσουν φάρμακα για το AIDS, τον καρκίνο και άλλες ασθένειες

Περιπλανώμενα γονίδια δικά μας ή οργανισμών εισβολέων ευθύνονται για ένα σωρό
ασθένειες. Αν υπήρχε μία τεχνική που να μπλοκάριζε συγκεκριμένα γονίδια, οι
ασθένειες αυτές θα θεραπεύονταν.

Ο βιοχημικός Τόμας Τουσλ, παλιότερα στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ της Γερμανίας και
τώρα στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ της Νέας Υόρκης, κατάφερε να εφαρμόσει τη
θεωρία στο εργαστήριο, διασφαλίζοντας μία θέση στις μελλοντικές υποψηφιότητες
για Νόμπελ. Ανακάλυψε ότι μικροσκοπικά μόρια RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ που
υπάρχει σε όλα τα ζωντανά κύτταρα), που βάζουν στόχο ένα συγκεκριμένο γονίδιο
σε ανθρώπινα κύτταρα, μπορούν να σταματήσουν τη δράση του.

Φαρμακευτικές εταιρείες χρησιμοποιούν ήδη την τεχνική στην έρευνά τους για νέα
φάρμακα, μπλοκάροντας ένα προς ένα τα ανθρώπινα γονίδια για να δουν τι
συμβαίνει. Αν, για παράδειγμα, ένα καρκινικό κύτταρο πεθαίνει σταματώντας ένα
συγκεκριμένο γονίδιο, μπορούν να αναπτύξουν φάρμακα που στοχεύουν αυτό το
γονίδιο και τις πρωτεΐνες που κωδικοποιεί.

Στόχος τους είναι η δημιουργία φαρμάκων για το AIDS, τον καρκίνο και άλλες
ασθένειες. Οι αισιόδοξοι λένε ότι θεραπείες αυτές θα βρίσκονται στην αγορά σε
3-4 χρόνια. Ο Τουσλ όμως πιστεύει ότι θα χρειαστούν δέκα.

Οπτικές ίνες από μικρορευστά

Το Ίντερνετ υπερταχείας κυκλοφορίας με οπτικές ίνες, όπου οι ταινίες θα
κατεβαίνουν στον σκληρό δίσκο σε δευτερόλεπτα, απέχει αρκετά χρόνια ακόμα. Για
να γίνει πραγματικότητα, ο φυσικός Τζον Ρότζερς στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόι
βάζει μικροσκοπικές σταγόνες ρευστών σε κανάλια οπτικών ινών ώστε να βελτιώσει
την κυκλοφορία των φωτονίων που μεταφέρουν τα δεδομένα.

Όταν περάσει η κρίση στον χώρο των τηλεπικοινωνιών και μπουν μπροστά τα δίκτυα
οπτικών ινών, η δουλειά του Ρότζερς και των συνεργατών του θα αποκτήσει
μεγαλύτερη ώθηση μια που τώρα χιλιάδες χιλιόμετρα υπόγειων καλωδίων οπτικών
ινών μένουν ανεκμετάλλευτα.

Μία άλλη πιθανή εφαρμογή της τεχνολογίας βρίσκεται στη διαγνωστική ιατρική, με
την ανάπτυξη ενός εργαλείου που χρησιμοποιεί το φως για να εντοπίσει
πρωτεΐνες, οι οποίες υποδηλώνουν ασθένειες στο αίμα.

Μηχανές στατιστικής εκμάθησης

H έρευνα της Δάφνης Κόλερ στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ βασίζεται σε έναν
παραμελημένο κλάδο στατιστικής της θεωρίας των πιθανοτήτων στη δημιουργία
προγραμμάτων υπολογιστών. H μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη
μετάφραση ξένων γλωσσών, κατασκευή επεξεργαστών, ανακάλυψη φαρμάκων, έρευνα
γονιδίων και άλλους ποικίλους κλάδους.

H ιδέα που εμπνέει τους ερευνητές της στατιστικής εκμάθησης ξεκίνησε από έναν
Γερμανό ιερέα τον 18ο αιώνα, τον Τόμας Μπάιες. Προγράμματα που βασίζονται σε
πιθανολογικές προσεγγίσεις, όπως η δική του, μπορούν να πάρουν ένα μεγάλο όγκο
δεδομένων και να συμπεράνουν τυχόν σχέσεις που προκύπτουν. Αυτό για παράδειγμα
μπορεί να κάνει πολύ πιο αποτελεσματική και προσωπική την αναζήτηση σε μηχανές
όπως το Google, όπου η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως. Χρησιμοποιήθηκε επίσης
στο Microsoft Outlook 2003.

Το Ίντερνετ γίνεται… σκληρός δίσκος

Ομάδα επιστημόνων από το MIT και το Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ θέλουν να
μετατρέψουν το Ίντερνετ σε ασφαλή αποθήκη για τα αρχεία όλων των χρηστών του.
Έτσι, θα γλιτώσουν από τον πονοκέφαλο του περιορισμένου χώρου στον σκληρό τους
δίσκο. Ο Χάρι Μπαλακρίσναν και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούν το δίκτυο KaZaA
ως παράδειγμα κατανεμημένης μνήμης, μια που τα αρχεία του βρίσκονται διάσπαρτα
σε όλο το δίκτυο και όχι σε κάποιον κεντρικό υπολογιστή. Στόχος τους είναι να
μη βασίζονται τα δεδομένα σε μεμονωμένους υπολογιστές. Υπολογίζουν πως θα
χρειαστούν τουλάχιστον μία πενταετία για την πλήρη εκμετάλλευση της
τεχνολογίας.

H ανάγνωση του DNA μας

Το αλφάβητο του DNA κάθε ανθρώπου διαθέτει τρία δισεκατομμύρια «γράμματα» ή
βάσεις. Το πρόγραμμα για το ανθρώπινο γονιδίωμα διάβασε με τη σωστή σειρά όλα
τα γράμματα για ένα πρότυπο ανθρώπου. Σε κάθε άνθρωπο όμως, κάποια γράμματα
διαφέρουν. Γι’ αυτό και εκδηλώνονται διάφορες ασθένειες που προκαλούνται από
γονίδια. Οι επιστήμονες θα ήθελαν να αναπτύξουν μία μέθοδο για να διαβάζουν
τις διαφορές στο DNA κάθε ασθενούς ώστε να προλαβαίνουν τις ασθένειες ή να τις
θεραπεύουν. Το κόστος της διαδικασίας όμως είναι απαγορευτικό.

Ο Ντέιβιντ Κοξ στην εταιρεία Perlegen στην Καλιφόρνια αναπτύσσει ένα
απλούστερο τεστ, που εντοπίζει τις διαφορές σε μεμονωμένα γράμματα του DNA. Σε
συνεργασία με φαρμακευτικές εταιρείες του κόσμου, αναζητά γενετικές ομοιότητες
μεταξύ εκατοντάδων ασθενών με διαβήτη, καρδιακά προβλήματα και άλλες ασθένειες
και μετά τις συγκρίνει με υγιείς ανθρώπους. Αν οι γιατροί έχουν στα χέρια τους
σε λίγα χρόνια αυτό το τεστ, θα μπορούν να βρουν αμέσως την καλύτερη δυνατή
θεραπεία για κάθε ασθενή.