現在、世界中で解決を待っている上位 10 の課題は何ですか?

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1. 炭素隔離

地球規模で見れば、温室効果ガスの排出量を減らすだけでは気温の急上昇を抑えることはできず、大気中に残留する大量の二酸化炭素を除去することも必要です。これには莫大な資本投資が必要なだけでなく、この二酸化炭素をいかに効果的に処理するかというさらに難しい問題があります。現在、大気中の二酸化炭素をリサイクルし、合成燃料、ポリマー、炭素繊維、コンクリートなどの製品の製造に使用する方法を模索しているスタートアップ企業が増えています。このリサイクル方法は地球環境保護にとって大きな意義がありますが、私たちが今後も考え続けていくべきは、大気中に残留する何十億トンもの二酸化炭素をより経済的な方法で貯蔵する方法です。

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2. グリッドエネルギー貯蔵

今日、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源はますます安価になり、広く使用されるようになっていますが、これらのエネルギー源自体には一定の限界があり、特に曇りや無風の天候では効果を発揮できません。これにより、風力や太陽光発電で供給できる電力の量が制限され、人類は石炭や天然ガスなどのより安定したエネルギー源にさらに依存することになります。再生可能エネルギーには限界があるため、電力の安定性を確保するには電力網に十分な数のバッテリーを設置する必要があり、そのコストは天文学的な額になります。現在、さまざまな分野の科学者や科学技術企業は、フロー電池や溶融塩タンクなど、より経済的で安定性と耐久性に優れたグリッドエネルギー貯蔵方法の開発に取り組んでいます。つまり、より安価で効率的な電力貯蔵方法が早急に必要だということです。

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3. ユニバーサルインフルエンザワクチン

インフルエンザが世界規模で感染することはまれですが、発生した場合には致命的となる可能性があります。 1918年、H1N1インフルエンザが広範囲に蔓延し、5,000万人以上が死亡しました。 1957～58年と1968年のパンデミックでは約100人が死亡し、2009年のH1N1インフルエンザの流行では約50万人が死亡した。時間の経過とともに、伝染病による死亡者数は徐々に減少しているが、これはウイルスの毒性が低下したためでもある。しかし、耐性のあるウイルスの中には急速に増殖し、変異して特定のワクチンに抵抗するウイルスもあるため、この「幸運」が永遠に続くという保証はない。人類が本当に必要としているのは、変異ウイルスから身を守ることができる「カスタマイズされた」ワクチンではなく、100年に一度の壊滅的なインフルエンザから身を守ることができる万能ワクチンです。これは全人類にとって重大な公衆衛生上の課題です。

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4. アルツハイマー病の治療

統計によると、65歳以上のアメリカ人のうちアルツハイマー病患者の割合は10人に1人を超え、85歳以上のアメリカ人ではこの割合は3人に1人に達します。人々の寿命が延びるにつれ、世界中でアルツハイマー病患者の数は爆発的に増加すると予想されます。現在、アルツハイマー病についてはまだほとんどわかっておらず、患者によっては死後まで診断されない場合もあります。良いニュースとしては、神経科学と遺伝学の研究が活発化しており、アルツハイマー病の治療にさらなる希望がもたらされていることです。

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5. 海洋クリーンアップ

数十億個の小さなプラスチック片、いわゆる「マイクロプラスチック」が現在、世界中の海に漂っており、海洋環境の急速な悪化を引き起こしています。マイクロプラスチックのほとんどは、破れたビニール袋やストローから発生し、鳥や魚の生息環境を深刻に危険にさらしています。研究者たちは、この汚染が人間の健康に及ぼす影響は極めて広範囲に及ぶだろうと懸念している。数十年にわたって蓄積された数億トンのプラスチック廃棄物を浄化するには、数世紀かかるかもしれない。マイクロプラスチック汚染は分散しているため、浄化はさらに困難だ。大規模な海洋ゴミに対処する方法は存在するものの、海中に拡散したマイクロプラスチックを除去する効果的な解決策は存在しない。

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6. 省エネ型海水淡水化

地球上の海水の総量は淡水の総量の約50倍です。世界の人口が増加し、気候による干ばつが深刻化するにつれ、人類の淡水に対する需要は増加し続けています。イスラエルは世界最大の逆浸透淡水化施設を建設し、国内の水のほとんどを海水から得ているが、この方法はエネルギーを大量に消費するため、世界規模で導入することはできない。新しい膜技術と電気化学技術により、灌漑用に海水を淡水化することは可能だが、現在の気候変動の速度では、日常の飲料用に海水を淡水化することはより緊急の課題となるはずだ。

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7. 安全な自動運転車

自動運転車はこれまでに公道で何百万マイルものテスト走行を記録している。米国のフェニックス市は、郊外で自動運転車を使った宅配便やタクシーサービスの試験プログラムを開始しようとしている。しかし、自動運転車は、混沌とした交通状況や、雨、雪、霧などの極端な気象条件に対応できないため、まだ広く普及する準備ができていません。無人運転車が本当に安全で信頼できるものであれば、大規模導入も間近に迫っているだろう。自動運転車は交通渋滞の緩和につながると期待されており、駐車場のレイアウトにも新たな変化をもたらすだろう。さらに重要なのは、自動運転車が広く普及すれば、毎年交通事故で亡くなる人の数が大幅に減る可能性があることだ。

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8. ロボットの応用

昨年の秋、アトラスロボットのビデオが世界中で話題となった。アトラスはボストン・ダイナミクス社が設計した先進的な知能ロボットです。ビデオでは、アトラスは兵士のように歩いたりジャンプしたりしています。 2年前、AlphaGoは世界最高の囲碁プレイヤーを破った。 Atlas と AlphaGo はまったく異なるタイプのロボットです。Atlas は囲碁をプレイできません (Atlas はヒューマノイド ロボットですが、インテリジェント ロボットではありません)。また、AlphaGo は歩くことも走ることもできません (AlphaGo はインテリジェント ロボットですが、実際の「体」がありません)。では、AlphaGo の心を Atlas の体に移したら何が起こるでしょうか?多くの研究者は、真の人工知能とは、内部の計算プロセスを物理世界の実際のものと結び付ける能力を指し、ロボットは物理世界で人間と動物がどのように相互作用するかを学習することによってこの能力を獲得できると述べています。

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9. 地震予知

2010年、ハイチ地震により10万人以上が死亡しました。 2004年、大地震がインド洋津波を引き起こし、インドネシア、スリランカ、インドなどの地域で約25万人が死亡しました。ハリケーンの到来は数週間前に予測できますが、地震の正確な予測は依然として困難です。地震を早期に予測することで、人々は効果的な対応計画を立てるのに十分な時間を持つことができます。たとえ数時間前に警告が出ても、人々は間に合うように安全な場所に避難することができ、何百万人もの命を救うことさえできます。

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10. 脳の解読

人間の脳の構造は神経科学者にとって未だ謎のままです。私たちが考え、記憶するすべてのこと、そして私たちのすべての動作は、何らかの形で脳内の何十億ものニューロンにコード化されています。では、脳はどのように符号化するのでしょうか?脳がどのように情報を保存し、表現するかについての私たちの理解には、まだ多くの未知の点と混乱が残っています。脳の暗号を解読することは、統合失調症などの精神疾患の治療に重要な意味を持つ可能性があるほか、脳をコンピューターや他の人の脳にリンクさせることもでき、怪我や病気で麻痺した患者を助けることも可能になるかもしれない。

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