Biotecnologia e ingegneria genetica

Si stanno compiendo progressi significativi nel prolungare la durata della vita umana e alcuni scienziati ritengono che potremmo vedere terapie di inversione dell’età entro la fine di questo decennio ritengono che potremmo vedere terapie di inversione dell’età entro la fine di questo decennio. Altri progetti promettenti includono:

  1. Terapie geniche basate su CRISPR: I progressi della CRISPR-Cas9, in particolare i sistemi di somministrazione migliorati come le nanoparticelle lipidiche, stanno consentendo trattamenti precisi per patologie genetiche come la malattia falciforme, la fibrosi cistica e condizioni rare come la sindrome di Rett. Progetti come quelli di Anavex Life Sciencescon il loro farmaco blarcamesina per l’Alzheimer e la sindrome di Rett, si dimostrano promettenti negli studi clinici, e saranno presentati per l’approvazione normativa più avanti nel tempo.
  2. espansione della tecnologia mRNA: Oltre ai vaccini, si stanno sviluppando piattaforme di mRNA per il cancro, le malattie autoimmuni e i disturbi genetici. L’RNA auto-amplificante, che richiede dosi più piccole per ottenere effetti terapeutici, è un obiettivo chiave per il 2025, con applicazioni nella medicina personalizzata e nell’oncologia.
  3. Biologia sintetica per la produzione sostenibile: I progetti di biologia sintetica, come quelli del kit ALiCE di LenioBio di LenioBio per l’espressione di proteine senza cellule, stanno creando alternative sostenibili per i prodotti farmaceutici, i biocarburanti e la carne allevata in laboratorio. Questi sforzi mirano a standardizzare e scalare la produzione, con il mercato della biologia sintetica che si prevede raggiungerà i 100 miliardi di dollari entro il 2030.
  4. Biorisanamento e biotecnologie ambientali: I progetti di ingegneria microbica utilizzano batteri e funghi geneticamente modificati per affrontare l’inquinamento. Ad esempio, le popolazioni microbiche ingegnerizzate degradano la plastica, puliscono le fuoriuscite di petrolio e disintossicano i metalli pesanti, offrendo soluzioni scalabili per la sostenibilità ambientale.
  5. Bioprinting per i trapianti di organi: Il bioprinting multi-materiale sta avanzando verso la creazione di tessuti ibridi e, infine, di organi funzionali come cuori e reni. Questi progetti mirano a ridurre le liste di attesa per i trapianti, con progressi significativi previsti nel prossimo decennio.

 

Informatica quantistica

Sebbene i computer quantistici possano, in teoria, rappresentare una minaccia per alcuni sistemi tradizionali di sicurezza e crittografia digitale, i vantaggi del salto esponenziale di potenza di elaborazione per la scienza superano di gran lunga gli enigmi legati alla sicurezza. I progetti più importanti in questo campo includono:

  1. Il chip Willow di Google e la scoperta della correzione degli errori: Il team Quantum AI di Google ha sviluppato il chip Willow, raggiungendo una pietra miliare nella correzione degli errori quantistici (QEC), superando la soglia QEC. Questo progetto dimostra la riduzione dei tassi di errore con l’aumento dei qubit fisici, aprendo la strada a computer quantistici scalabili e tolleranti agli errori entro il 2029, con applicazioni nella chimica e nella scienza dei materiali.
  2. Chip Majorana 1 e Iniziativa Quantum Ready di Microsoft: Il chip Majorana 1 che utilizza qubit topologici, mira a scalare fino a un milione di qubit su un singolo chip. La loro Quantum Ready Initiative, in collaborazione con il programma US2QC della DARPA, si concentra su prototipi fault-tolerant per applicazioni aziendali, con l’obiettivo di commercializzarli entro alcuni anni.
  3. Networking quantistico e implementazioni commerciali di IonQ: IonQ sta avanzando nella rete quantistica e ha distribuito il suo sistema Forte Enterprise tramite Amazon Braket. L’acquisizione di Oxford Ionics e le partnership con DARPA e AstraZeneca stanno accelerando le applicazioni pratiche nella cybersicurezza e nella scoperta di farmaci.
  4. Generazione di casualità di Quantinuum per la sicurezza informatica: Quantinuumin collaborazione con JPMorganChase e istituti di ricerca, ha sviluppato un progetto che genera una vera casualità verificabile utilizzando computer quantistici, fondamentali per la crittografia. Questo si basa sulle loro tecniche di virtualizzazione dei qubit, migliorando le applicazioni di cybersecurity.
  5. Piattaforma Atom Neutral di Atom Computing: La piattaforma di Atom Computingche ha superato i 1.000 qubit, utilizza atomi neutri per un calcolo quantistico scalabile e resistente al rumore. La loro collaborazione con Microsoft ha dimostrato la correzione degli errori con 28 qubit logici, facendo progredire le macchine quantistiche commerciali per la scienza dei materiali e non solo.

 

Energia pulita e tecnologia del clima

  1. Soluzioni avanzate di stoccaggio dell’energia: Progetti come il Megapack di Tesla di Tesla e le batterie allo stato solido di nuova generazione stanno affrontando il problema della fornitura intermittente di energia rinnovabile. Questi sistemi di accumulo su scala di rete bilanciano l’offerta e la domanda, e i costi delle batterie agli ioni di litio scenderanno del 40% solo nel 2024, consentendo un’adozione diffusa per l’integrazione del solare e dell’eolico.
  2. Produzione di idrogeno verde: Iniziative come il metodo E-TAC di H2Pro che scinde l’acqua con un’efficienza superiore al 95%, e il progetto Hybrit di Svezia svedese, che utilizza idrogeno privo di fossili per la produzione di acciaio, stanno scalando l’idrogeno pulito per le applicazioni industriali e di trasporto, offrendo accumulo di energia a lungo termine e decarbonizzazione.
  3. Cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS): Aziende come ClimeworksCarbon Cleane Global Thermostat stanno portando avanti le tecnologie di cattura diretta dell’aria (DAC). Anche i progetti CCUS su scala commerciale di Shell e Chevron per i processi industriali stanno guadagnando terreno, sostenuti da un mercato dei crediti di carbonio in crescita e da una pipeline di cattura di CO2 da 88 milioni di tonnellate.
  4. Piccoli reattori modulari (SMR) e fusione nucleare: I progetti nucleari avanzati, tra cui gli SMR di aziende come NuScale e la ricerca sulla fusione di startup come Commonwealth Fusion Systemsstanno progredendo verso la commercializzazione. Questi progetti mirano a fornire energia affidabile e a basse emissioni di carbonio, con un rinascimento nucleare guidato dalla domanda di energia determinata dall’intelligenza artificiale.
  5. Sistemi energetici decentralizzati e microgrids: Progetti come Green Project Technologies‘ Piattaforme di dati ESG e strumenti di gestione energetica guidati dall’AI (ad esempio, AutoGridGrid.io) consentono alle comunità di generare e distribuire energia rinnovabile. Questi sistemi aumentano la resilienza della rete e ottimizzano l’uso dell’energia solare ed eolica, in particolare nelle regioni poco servite.

 

Robotica e automazione

Questo campo sta iniziando a guadagnare una trazione significativa, con grandi aziende come Nvidia e Tesla si stanno già concentrando su di esso. Altri progetti degni di nota sono:

  1. Robot umanoidi per applicazioni industriali e di servizio: Progetti come Apollo di ApptronikNEO Gamma di 1X Technologiese Figure AI’s BotQ si concentrano su robot umanoidi per compiti nei settori della produzione, del magazzino e dei servizi. Questi robot integrano l’AI per il controllo dinamico del movimento e l’adattabilità, e Apptronik ha raccolto 350 milioni di dollari per scalare la produzione per applicazioni automobilistiche e logistiche.
  2. Robot collaborativi (Cobot) con AI potenziata: aziende come Robotnik stanno facendo progredire i cobot con AI e apprendimento automatico per l’adattabilità in tempo reale e la programmazione semplificata, rendendoli accessibili alle PMI. Questi robot eccellono in compiti di precisione come l’assemblaggio e l’imballaggio, con caratteristiche di sicurezza aumentate per la collaborazione uomo-robot in ambienti dinamici.
  3. Manipolatori mobili autonomi: I manipolatori mobili, come RB-KAIROS+ e RB-VOGUI di Robotnik, combinano piattaforme mobili con bracci robotici per compiti come la movimentazione dei materiali e l’ispezione in settori come la logistica e gli impianti nucleari. Questi sistemi migliorano l’efficienza operativa navigando autonomamente in ambienti complessi.
  4. Robotica nell’edilizia e nell’agricoltura: Canvas sta rivoluzionando l’edilizia con strumenti robotici guidati dall’AI per l’installazione di muri a secco, migliorando la velocità e la precisione, con un finanziamento di 43 milioni di dollari. Nel settore agricolo, CNH IndustrialcNH Industrial, con l’acquisizione dei raccoglitori robotici di mele e fragole di Advanced Farm, sta scalando la raccolta automatizzata.
  5. Piattaforme robotiche open source: Evezordi Evezor, i bracci robotici Tobor e SCARA, costruiti su framework open-source come ROS, democratizzano l’automazione con progetti modulari e accessibili e la programmazione drag-and-drop. Allo stesso modo, NVIDIA Isaac Sim e GR00T N1 modello di fondazione di NVIDIA supportano lo sviluppo della robotica generalista, consentendo un’innovazione più ampia in tutti i settori.