558 Ventil 16 /2010/ 6 ALI STE VEDELI Trendi tehnoloøkega razvoja Œeprav je teæko napovedati prihodnost, vseeno æe danes obstajajo zelo zanimive smernice tehnoloøkega razvoja. Za izhodiøœe lahko upoøtevamo poroœilo svetovnega gospodarskega foruma, ki pravi, da bodo glavna podroœja za razvoj tehnologij prihodnosti: zdravje, uœinkovita proizvodnja in raba energije, novi viri energije ter izjemen razvoj informacijsko- komunikacijskih tehnologij. Zdravje kot podroœje so na forumu razdelili na diagnostiko bolezni v zgodnji fazi (IT, mapiranje genoma), osredotoœeno doziranje zdravil v ra- kaste oziroma obolele celice (nano- tehnologije), uœinkovito zdravljenje bolezni (regeneracija celic, biome- hatronika z inteligentno protetiko in vsadki) ter sodobno proizvodnjo in pridelavo zdrave hrane ter razliœnih æivil. Na podroœju energije je pouda- rek na uœinkoviti rabi sonœne energije, uœinkovitem œiøœenju vod, nuklearni fuziji, zmanjøanju porabe fosilnih gra- div, razgradnji in zmanjøanju ogljiko- vega dioksida v zraku. Na podroœju informacijskih tehnologij (IKT) je po- udarek na socialnih mreæah, izme- njavi znanja in izkuøenj med podjetji v realnem œasu, varnosti sistemov IKT in veœpredstavnosti. Kot panoge prihodnosti so posebej izpostavlje- ne: interdisciplinarne tehnologije, œezmejno sodelovanje, biotehnolo- gija, novi materiali, nanotehnologije, IKT ter veliko prepletanje tehniœnih in druæboslovnih znanosti. Seveda pa naøo tehnoloøko prihodnost napove- dujejo tudi multinacionalke, ki imajo za to posebej usposobljene ekipe, ki skuøajo identificirati tehnologije z velikimi moænostmi rasti, prepozna- ti pomembne tehnoloøke preboje in predvideti prihodnje potrebe svojih strank øe zlasti po novih izdelkih. Multinacionalke se namreœ zavedajo pomembnosti odkrivanja obetavnih zamisli, novih pristopov æe na zgodnji stopnji naœrtovanja postopkov, gra- dnje in inovativnih usmeritev. Velik izziv pomeni naraøœanje prebivalstva. Œe se zazremo nekoliko v prihodnost, pridemo do skrb vzbujajoœega podat- ka, da bo leta 2030 na zemlji æivelo æe skoraj 8 milijard ljudi, od tega œez 90 odstotkov v mestih. To bo œloveøtvo postavilo v teæko preizkuønjo, kako pokriti energetske potrebe, ogreva- nje in preskrbo z drugimi viri ener- gije ter kako vzpostaviti uœinkovito komunikacijo in nadzor nad vsemi sistemi. Nekaj smeri razvoja lah- ko napovemo æe danes: sooœenimi bomo z veœpredstavnostnimi tehno- logijami, vsepovsodnimi komunika- cijami in mreænim povezovanjem podatkov, informacij in znanja, ki bodo trajno vplivali na naøe æivljenje v sluæbi, doma, v industriji, zdravstvu in izobraæevanju. Gonilna sila spre- memb se odraæa tudi v nenehnem poveœevanju moœi mikroœipov, ko- munikacijskih sistemov, program- ske opreme, ki jo spremlja nenehna miniaturizacija s prehajanjem iz mi- kro- v nanodimenzije. Ni zanemarljiv podatek, da sta se v zadnjih 15 letih moœ mikroprocesorjev in zmoglji- vost pomnilnikov poveœali za veœ kot tisoœkrat. Z razvojem nanotehnologi- je in optiœne obdelave podatkov bo ta razvoj øe veliko intenzivnejøi. K bistvenemu napredku bo pripomogla izjemno se razvijajoœa fotonika in øe zlasti bionika, to je veda, ki prouœuje funkcije æivih bitij in v njih iøœe reøitve za tehniœne probleme. Pri bio- niki seveda upoøtevamo vse tri smeri: bioloøko, teoretiœno in tehniøko bio- niko. Bioloøka se ukvarja s procesi v bioloøkih sistemih, teoretiœna bioni- ka razœlenjuje matematiœne modele teh procesov, tehniøka bionika pa uporablja modele teoretiœne bionike za reøevanje zahtevnih inæenirskih nalog. Vsekakor je bionika tesno po- vezana z biologijo, fiziko, kemijo, kibernetiko in tehniøkimi znanostmi, elektroniko, mehatroniko, biomeha- troniko in drugimi znanostmi. V pri- hodnosti pa bo povezana s poklici, ki øele nastajajo. Kakøne bodo v prihodnosti tovarne? Velike spremembe se v prihodnosti priœakujejo tudi pri individualizaciji proizvodnje, ki bo prilagojena upo- rabnikom. Za tovrstno proizvodnjo bo potrebna viøja raven kakovosti, zanesljivosti, nov koncept informa- cijsko-komunikacijskih reøitev za so- dobne digitalne inæenirske sisteme, vkljuœene v dobavne verige. Potrebne bodo obseæne raœunalniøke simula- cije izdelkov in celotne proizvodnje, vrhunska kontrola tovarn in proizvo- dnje v realnem œasu ter razøirjeno izobraæevanje vseh uporabnikov. Po- stopoma se bodo uvedli samoorgani- zacijski in samopopravljivi sistemi ter tehnoloøko inteligentne organizacije. Trend razvoja pa bo brez dvoma øel tudi v smeri miniaturizacije tovarn, prilagajanja farmakologiji, bioteh- nologiji in kemiœni industriji. Mikro- strukturne tehnologije, mikrofluidika, miniaturna tipala in aktuatorji bodo omogoœali izdelavo kompleksnih laboratorijev na ravni enega samega œipa in øe veœ, majhne koliœine kemi- Janez Økrlec, inæenir mehatroni- ke, predsednik Odbora za zna- nost in tehnologijo pri OZS Janez ØKRLEC 559 Ventil 16 /2010/ 6 ALI STE VEDELI kalij in zdravil se bodo proizvajale v minitovarnah, velikih le nekaj centi- metrov. Takøna proizvodnja bo izje- mno uœinkovita z najmanj stranskimi proizvodi. Digitalizacijo postopkov poleg proizvodnje uporabniku pri- lagojenih izdelkov narekuje potreba po resniœnem globalnem sodelova- nju v razvoju, proizvodnji in oskrbi. Strokovnjaki so æe danes prepriœani, da bodo v prihodnosti konkurenœne samo tovarne, ki bodo popolno ko- ordinirale procese s svojimi dobavi- telji, partnerji in potroøniki. Izjemno pomembno vlogo bo odigrala tudi znanost o materialih, ki bo postala eden od pomembnih stebrov indu- strijske druæbe. Mnogi so æe danes prepriœani, da 70 odstotkov bruto domaœega proizvoda temelji na ma- terialih industrijske druæbe. Mnogi so æe danes prepriœani, da 70 odstotkov bruto domaœega proizvoda temelji na materialih in novih usmeritvah, na- notehnologiji, bioinæenirstvu, adap- troniki, raœunalniøkih znanostih in v novih trendih razvoja informacijsko- komunikacijskih tehnologij. Nanotehnologija nam bo v prihodnosti izjemno spremenila æivljenje Osupljiv bo razvoj na øtevilnih pod- roœjih, ki bodo povezana z nano- tehnologijo, øe zlasti na podroœju sintezne biologije in bionanoteh- nologije. Sintezna biologija bo na primer omogoœala pripravo struk- tur z æelenimi lastnostmi, vkljuœno s takønimi, ki v naravi ne obstajajo. Tovrsten pristop bo imel prednost, ker bo njihova priprava zelo cenena. Na osnovi tehnologije DNA-origami se bodo lahko pripravile zelo kom- pleksne strukture. Tehnoloøko øe bolj uporabne pa bodo polipeptidne nano- strukture, ki so danes øele v zaœetnih fazah razvoja. S polipeptidi bomo lahko pripravili nanomateriale, ki se sami sestavijo v mreæe geometrijskih oblik, izdelovali bomo molekulske fil- tre z nastavljivimi lastnostmi in druge sisteme. V inøtitutih in laboratorijih, tudi pri nas v Sloveniji, æe danes se- stavljajo prve DNA-nanostrukture in razvijajo pripravo nanostruktur na osnovi polipeptidov. Te tehnologije je na naøem izjemno uspeønem 6. Nanotehnoloøkem dnevu æe predsta- vil prof. dr. Roman Jerala s Kemijskega inøtituta v Ljubljani. Priœa bomo izje- mnim potencialom te tehnologije za øtevilne naœine industrijske uporabe od dostave zdravil v telesu, katalize, elektronike in drugo. Danes se mora- mo zavedati, da so bioloøki sistemi zgrajeni iz nanometrskih struktur, so Znanstveno raziskovalni inøtitut izjemno raznoliki ter opravljajo struk- turno vlogo in øtevilne druge funkcije. Celice namreœ lahko uporabimo kot tovarne za izdelavo nanostruktur, kjer lahko preprosto zapiøemo navodilo za izdelavo doloœenih nanostruktur, prav tako pa se bodo celice uporabljale tudi za procesiranje informacij, DNK pa za pripravo nanometrskih tranzi- storjev in pozneje tudi vezij. Kakøna bo dejanska uporaba bionanomateria- lov, pa bo seveda pokazal œas. Œe sle- dimo zgoraj navedenim smernicam, se ne moremo izogniti dejstvu, da se bomo sreœevali tudi s øtevilnimi novi- mi poklici in posli, kot so svetovalci na podroœju genetike, izdelovalci in vzdræevalci robotov, nanotehnologi, inæenirji zahtevnih inteligentnih pro- cesnih naprav in sistemov, moæganski analitiki, inæenirji bionike, izdelovalci delov telesa, organizatorji virtualnega æivljenja in drugi.