As 10 tecnologias mais inovadoras de 2020: a lista do MIT
Tradução livre
MSc Andrezza Torres, Sebrae Nacional
Essa é a esperada lista anual do MIT anual que elenca os avanços tecnológicos que o Instituto acredita que vão fazer diferença real na resolução de problemas importantes.
O MIT sempre evita gadgets e aplicações extravagantes. Em vez disso, o procura os avanços que realmente mudarão a maneira como vivemos e trabalhamos.
A lista veio cheia de tecnologias consistentes para 2020 e os próximos anos. Vamos a ela:
- Internet inviolável
- Medicina hiper-personalizada
- Dinheiro digital
- Medicamentos antienvelhecimento
- Moléculas descobertas por Inteligência Artificial
- Mega-constelações de satélites
- Supremacia quântica
- Inteligência Artificial pequenininha
- Privacidade por diferencial
- Atribuição de mudanças climáticas
- Internet inviolável
No final deste ano, pesquisadores holandeses concluirão uma internet quântica entre Delft e Haia.
Uma internet baseada na física quântica permitirá em breve uma comunicação inerentemente segura. Uma equipe liderada por Stephanie Wehner, da Universidade de Tecnologia de Delft, está construindo uma rede conectando quatro cidades na Holanda inteiramente por meio da tecnologia quântica. As mensagens enviadas por esta rede serão inalteráveis.
A rede de Delft, por outro lado, será a primeira a transmitir informações entre cidades usando técnicas quânticas de ponta a ponta.
A tecnologia depende de um comportamento quântico de partículas atômicas chamadas emaranhamento. Fótons emaranhados não podem ser lidos sem interromper seu conteúdo.
Porém, partículas complicadas são difíceis de criar e ainda mais difíceis de transmitir por longas distâncias. A equipe de Wehner demonstrou que pode enviá-los a mais de 1,5 quilômetros (0,93 milhas), e eles estão confiantes de que podem estabelecer um vínculo quântico entre Delft e Haia até o final deste ano. Garantir uma conexão ininterrupta em distâncias maiores exigirá repetidores quânticos que estendam a rede.
Atualmente, esses repetidores estão sendo desenvolvidos em Delft e em outros lugares. O primeiro deve ser concluído nos próximos cinco a seis anos, diz Wehner, com uma rede quântica global seguida até o final da década.
– Russ Juskalian
Sobre a Internet inviolável, o MIT diz:
Por que isso importa?
A internet está cada vez mais vulnerável a hackers; um quantum seria inatacável.
Principais atores:
Universidade de Tecnologia de Delft
Quantum Internet Alliance
Universidade de Ciência e Tecnologia da China
Quando: em 5 anos
- Medicina hiper-personalizada
Novos medicamentos estão sendo projetados para tratar mutações genéticas únicas.
Aqui está uma definição de um caso sem esperança: uma criança com uma doença fatal tão excessivamente rara que não apenas não há tratamento, como também não há ninguém estudando. “Raro demais para se importar”, diz o mercado.
Isso está prestes a mudar, graças a novas classes de medicamentos que podem ser adaptados aos genes de uma pessoa. Se uma doença extremamente rara é causada por um erro específico de DNA – como milhares são – agora há pelo menos uma chance de luta por uma correção genética.
Um desses casos é o de Mila Makovec, uma garotinha que sofre de uma doença devastadora causada por uma mutação genética única, que adquiriu um medicamento fabricado apenas para ela. Seu caso foi publicado no New England Journal of Medicine em outubro, depois que os médicos passaram da leitura de seu erro genético para um tratamento em apenas um ano.
O tratamento não curou Mila. Mas parece ter estabilizado sua condição: reduziu suas convulsões e ela começou a se levantar e andar com assistência.
O tratamento de Mila foi possível porque a criação de um medicamento genético nunca foi tão rápida e teve chance tão grande de funcionar. Os novos medicamentos podem assumir a forma de substituição de genes, edição de genes ou “antisense” (o tipo que Mila recebeu), uma espécie de apagador molecular, que apaga ou corrige mensagens genéticas errôneas. O que os tratamentos têm em comum é que eles podem ser programados, de maneira digital e com velocidade digital, para corrigir ou compensar doenças herdadas, parte por parte de DNA.
Quantas histórias como a de Mila existem? Até agora poucas. Mas mais estão a caminho. Onde os pesquisadores já viram obstáculos e disseram “me desculpe”, agora veem soluções no DNA e pensam que talvez possam ajudar.
O verdadeiro desafio dos tratamentos “n-de-1” (uma referência ao número de pessoas que recebem o medicamento) é que eles desafiam quase todas as noções aceitas de como os produtos farmacêuticos devem ser desenvolvidos, testados e vendidos. Quem pagará por esses medicamentos quando ajudar uma pessoa, mas ainda precisará de grandes equipes para projetar e fabricar?
– Antonio Regalado
Sobre a Medicina hiper-personalizada, o MIT diz:
Por que é importante?
Medicina genética adaptada a um único paciente significa esperança para pessoas cujas doenças eram anteriormente incuráveis.
Principais atores:
Projeto infantil A-T
Hospital infantil de Boston
Ionis Pharmaceuticals
Administração de medicamentos e alimentos dos EUA
Quando? Agora
- Dinheiro digital
A ascensão da moeda digital tem ramificações enormes para a privacidade financeira.
Em junho passado, o Facebook lançou uma “moeda digital global” chamada Libra. A ideia desencadeou forte reação e a Libra pode nunca ser lançada, pelo menos não da maneira como foi originalmente prevista. Mas ainda fez a diferença: apenas alguns dias após o anúncio do Facebook, o Banco Popular da China sugeriu que aceleraria o desenvolvimento de sua própria moeda digital em resposta. Agora, a China está pronta para se tornar a primeira grande economia a emitir uma versão digital de seu dinheiro, que pretende substituir o dinheiro físico.
Os líderes da China aparentemente vêem na Libra, destinada a ser apoiada por uma reserva em dólares dos EUA, como uma ameaça: poderia reforçar o poder desproporcional da América sobre o sistema financeiro global, que decorre do papel do dólar como a moeda de reserva de fato do mundo. Alguns suspeitam que a China pretenda promover sua moeda digital internacionalmente.
Agora, o discurso da Libra no Facebook se tornou geopolítico. Em outubro, o CEO Mark Zuckerberg prometeu ao Congresso Americano que a Libra “estenderá a liderança financeira dos Estados Unidos, bem como nossos valores democráticos e supervisão em todo o mundo”. As guerras do dinheiro digital apenas começaram.
– Mike Orcutt
Sobre Dinheiro digital, o MIT diz:
Por que é importante?
Como o uso de dinheiro físico diminui, o mesmo acontece com a liberdade de realizar transações sem intermediário. Enquanto isso, a tecnologia da moeda digital poderia ser usada para fragmentar o sistema financeiro global.
Principais atores:
Banco Popular da China
Quando? 2020
- Medicamentos antienvelhecimento
Drogas que tentam tratar doenças buscando um processo natural de envelhecimento no corpo têm se mostrado promissoras.
A primeira onda de uma nova classe de medicamentos antienvelhecimento iniciou testes em humanos. Esses medicamentos não permitem ainda que se viva mais, mas têm como objetivo tratar doenças específicas, retardando ou revertendo o processo fundamental de envelhecimento.
Os medicamentos são chamados senolíticos – eles funcionam removendo certas células que se acumulam à medida que envelhecemos. Conhecidas como células “senescentes”, elas podem criar inflamação de baixo nível que suprime os mecanismos normais de reparo celular e cria um ambiente tóxico para as células vizinhas.
Em junho, a Unity Biotechnology, com sede em São Francisco, relatou resultados iniciais em pacientes com osteoartrite leve a grave do joelho. Os resultados de um ensaio clínico maior são esperados no segundo semestre de 2020. A empresa também está desenvolvendo medicamentos similares para tratar doenças oculares e pulmonares relacionadas à idade, entre outras condições.
Os senolíticos estão agora na fase de testes em humanos, juntamente com várias outras abordagens promissoras direcionadas aos processos biológicos que estão na raiz do envelhecimento e de várias doenças. Uma empresa chamada Alkahest injeta em pacientes os componentes encontrados no sangue de jovens e diz que espera interromper o declínio cognitivo e funcional em pacientes que sofrem da doença de Alzheimer leve a moderada. A empresa também possui medicamentos para Parkinson e demência em fase de testes em humanos. E em dezembro de 2019, pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Drexel tentaram até ver se um creme, incluindo a droga supressora da imunidade Rapamicina, poderia retardar o envelhecimento da pele humana.
Os testes refletem os esforços crescentes dos pesquisadores para descobrir se as muitas doenças associadas ao envelhecimento – como doenças cardíacas, artrite, câncer e demência – podem ser hackeadas para retardar seu aparecimento.
– Adam Pior
Sobre Medicamentos antienvelhecimento, o MIT diz:
Por que é importante?
Um número de doenças diferentes, incluindo câncer, doenças cardíacas e demência, pode ser tratado com a lentidão do envelhecimento.
Atores principais:
Unidade Biotecnologia Clínica Alkahest
Mayo
Oisín Biotecnologias
SiwaTherapeutics
Quando: Menos de 5 anos
- Moléculas descobertas por IA
Os cientistas usaram a IA para descobrir compostos promissores semelhantes a medicamentos.
O universo de moléculas que podem ser transformadas em drogas potencialmente vitais é de tamanho espantoso: os pesquisadores estimam o número em torno de 10 elevado a potência 60. Isso é mais do que todos os átomos do sistema solar, oferecendo possibilidades químicas praticamente ilimitadas – se os químicos pudessem encontrar os que valem a pena.
Agora, as ferramentas de aprendizado de máquina (machine learning) podem explorar grandes bancos de dados de moléculas existentes e suas propriedades, usando as informações para gerar novas possibilidades. Isso pode tornar mais rápido e mais barato a descoberta de novos candidatos a medicamentos.
Em setembro, uma equipe de pesquisadores da Insilico Medicine de Hong Kong e da Universidade de Toronto deu um passo convincente para mostrar que a estratégia funciona sintetizando vários candidatos a medicamentos encontrados pelos algoritmos de IA.
Usando técnicas como aprendizado profundo e modelos generativos semelhantes aos que permitiam que um computador vencesse o campeão mundial no antigo jogo de Go*, os pesquisadores identificaram cerca de 30.000 novas moléculas com propriedades desejáveis. Eles selecionaram seis para sintetizar e testar. Um deles foi particularmente ativo e mostrou-se promissor em testes em animais.
Os químicos que trabalham na descoberta de drogas frequentemente sonham com novas moléculas – uma arte aperfeiçoada por anos de experiência e, entre os melhores caçadores de drogas, por uma forte intuição. Agora, esses cientistas têm uma nova ferramenta para expandir sua imaginação.
*Go, Weiqi ou Baduk é um jogo estratégico de soma zero e de informação perfeita para tabuleiro em que dois jogadores posicionam alternadamente pedras pretas e brancas. Sua origem remonta à antiga China, há cerca de 2.5 mil anos.
– David Rotman
Sobre Moléculas descobertas por IA, o MIT diz:
Por que é importante?
Comercializar um novo medicamento custa em média US $ 2,5 bilhões. Uma razão é a dificuldade de encontrar moléculas promissoras.
Principais atores:
Medicina Insilico
Kebotix Atomwise
UniversidadedeToronto
Benevolent AI Vector Institute
Quando? Em 3 a 5 anos
- Mega-constelações de satélites
Agora podemos construir, lançar e operar de forma acessível dezenas de milhares de satélites em órbita ao mesmo tempo.
Satélites que podem transmitir uma conexão de banda larga aos terminais da Internet. Desde que esses terminais tenham uma visão clara do céu, eles podem fornecer internet a qualquer dispositivo próximo. Só a SpaceX quer enviar mais de 4,5 vezes mais satélites para órbita nesta década do que os humanos já lançaram desde o Sputnik .
Essas mega-constelações são viáveis porque aprendemos a construir satélites menores e lançá-los mais baratos. Durante a era dos ônibus espaciais, o lançamento de um satélite no espaço custa aproximadamente US$24.800 por libra. Um pequeno satélite de comunicação que pesava quatro toneladas custou quase US$200 milhões para voar.
Hoje, um satélite SpaceX Starlink pesa cerca de 227 kg. Arquitetura reutilizável e fabricação mais barata significa que podemos amarrar dezenas deles em foguetes para reduzir muito o custo; hoje, um lançamento do SpaceX Falcon 9 custa cerca de US$1.240 por libra.
Os primeiros 120 satélites Starlink foram lançados no ano passado e a empresa planejava lançar lotes de 60 a cada duas semanas a partir de janeiro de 2020. O OneWeb lançará mais de 30 satélites ainda este ano. Em breve, poderíamos ver milhares de satélites trabalhando em conjunto para fornecer acesso à Internet, mesmo para as populações mais pobres e remotas do planeta.
Mas isso é apenas se as coisas derem certo. Alguns pesquisadores estão espantados porque temem que esses objetos atrapalhem a pesquisa em astronomia. Pior ainda é a perspectiva de uma colisão que pode se transformar em uma catástrofe de milhões de pedaços de detritos espaciais, tornando quase impossíveis os serviços de satélite e a futura exploração espacial. O quase acidente de Starlink com um satélite meteorológico da ESA em setembro foi um lembrete repentino de que o mundo está lamentavelmente despreparado para gerenciar esse tráfego orbital. O que acontece com essas mega-constelações nesta década definirá o futuro do espaço orbital.
– Neel V. Patel
Sobre Mega-constelações de satélites, o MIT diz:
Por que é importante?
Esses sistemas podem cobrir o mundo com Internet de alta velocidade – ou transformar a órbita da Terra em um campo minado cheio de lixo.
Principais atores:
SpaceX
OneWeb
Amazon
Telesa
Quando: Agora
- Supremacia quântica
O Google forneceu a primeira prova clara de um computador quântico superando o clássico.
Os computadores quânticos armazenam e processam dados de uma maneira completamente diferente daquela com a qual estamos acostumados. Em teoria, eles poderiam enfrentar certas classes de problemas que até o supercomputador clássico mais poderoso que se possa imaginar levaria milênios para resolver, como quebrar os códigos criptográficos atuais ou simular o comportamento preciso das moléculas para ajudar a descobrir novos medicamentos e materiais.
Existem computadores quânticos em funcionamento há vários anos, mas é somente sob certas condições que eles superam os clássicos, e em outubro o Google reivindicou a primeira demonstração dessa “supremacia quântica”. Um computador com 53 qubits – a unidade básica de computação quântica – fez um cálculo em pouco mais de três minutos que, segundo o Google, levaria o maior supercomputador do mundo a usar 10.000 anos, ou 1,5 bilhão de vezes mais. A IBM contestou a alegação do Google, dizendo que a aceleração seria mil vezes melhor; mesmo assim, foi um marco e cada qubit adicional tornará o computador duas vezes mais rápido.
No entanto, a demonstração do Google foi estritamente uma prova de conceito – o equivalente a fazer somas aleatórias em uma calculadora e mostrar que as respostas estão corretas. O objetivo agora é construir máquinas com qubits suficientes para resolver problemas úteis. Este é um desafio formidável: quanto mais qubits você tiver, mais difícil será manter seu delicado estado quântico. Os engenheiros do Google acreditam que a abordagem usada pode levá-los a algo entre 100 e 1.000 qubits, o que pode ser suficiente para fazer algo útil – mas ninguém sabe ao certo o que.
E além disso? Máquinas que podem quebrar a criptografia atual exigirão milhões de qubits; provavelmente levará décadas para chegar lá. Mas uma que possa modelar moléculas deve ser mais fácil de construir.
– Gideon Lichfield
Sobre Supremacia quântica, o MIT diz:
Por que isso importa?
Eventualmente, os computadores quânticos serão capazes de resolver problemas que nenhuma máquina clássica pode gerenciar.
Principais atores:
IBM
Microsoft
Rigetti D-Wave
IonQ
Zapata Computing
Quantum Circuits
Quando? Em 5 a 10 anos ou mais
- Inteligência Artificial pequenininha
Agora podemos executar algoritmos avançados de IA em nossos telefones.
A IA tem um problema: na busca de criar algoritmos mais poderosos, os pesquisadores estão usando quantidades cada vez maiores de dados e poder de computação e confiando em serviços de nuvem centralizados. Isso não apenas gera quantidades alarmantes de emissões de carbono, mas também limita a velocidade e a privacidade dos aplicativos de IA.
Mas uma contra-tendência de produção de pequenas IAs está mudando isso. Gigantes da tecnologia e pesquisadores acadêmicos estão trabalhando em novos algoritmos para reduzir os modelos de aprendizado profundo existentes sem perder suas capacidades. Enquanto isso, uma geração emergente de chips de IA especializados promete acumular mais poder computacional em espaços físicos mais restritos e treinar e executar a IA com muito menos energia.
Esses avanços estão começando a ficar disponíveis para os consumidores. Em maio passado, o Google anunciou que agora pode executar o Google Assistant nos telefones dos usuários sem enviar solicitações para um servidor remoto. A partir do iOS 13, a Apple executa os recursos de reconhecimento de fala da Siri e seu teclado QuickType localmente no iPhone. A IBM e a Amazon agora também oferecem plataformas de desenvolvedores para criar e implementar pequenas IAs.
Tudo isso pode trazer muitos benefícios. Os serviços existentes, como assistentes de voz, correção automática e câmeras digitais, ficarão melhores e mais rápidos sem precisar da nuvem toda vez que eles acessarem um modelo de aprendizado profundo. A IA minúscula também tornará possíveis novos aplicativos, como análise de imagens médicas baseada em dispositivos móveis ou carros autônomos com tempos de reação mais rápidos. Por fim, a IA localizada é melhor para a privacidade, pois seus dados não precisam mais sair do dispositivo para melhorar um serviço ou recurso.
Mas à medida que os benefícios da IA são distribuídos, todos os seus desafios também. Pode ser mais difícil combater sistemas de vigilância ou vídeos deepfake, por exemplo, e algoritmos discriminatórios também podem proliferar. Pesquisadores, engenheiros e legisladores precisam trabalhar juntos agora para desenvolver verificações técnicas e leis sobre esses possíveis usos.
– Karen Hao
Sobre Tiny AI, o MIT diz:
Por que é importante?
Nossos dispositivos não precisam mais falar com a nuvem para que possamos nos beneficiar dos mais recentes recursos orientados por IA.
Atores principais:
IBM
Apple
Amazon
Quando? Agora
- Privacidade por diferencial
Uma técnica para medir a privacidade de um conjunto de dados crucial.
Em 2020 o governo dos EUA tem uma grande tarefa: coletar dados sobre os 330 milhões de habitantes do país, mantendo suas identidades privadas. Os dados são divulgados em tabelas estatísticas que os legisladores e acadêmicos analisam ao redigir leis ou conduzir pesquisas. Por lei, o Census Bureau deve garantir privacidade a todos os indivíduos.
Mas existem truques para “des-anonimizar” indivíduos, especialmente se os dados do censo forem combinados com outras estatísticas públicas.
Portanto, o Census Bureau injeta imprecisões ou “ruído” nos dados. Pode tornar algumas pessoas mais jovens e outras mais velhas, ou rotular algumas brancas como negras e vice-versa, mantendo os totais de cada idade ou grupo étnico iguais. Quanto mais “ruído” se injeta, mais difícil decifrar o anonimato se torna.
A privacidade diferencial é uma técnica matemática que torna esse processo rigoroso, medindo o quanto a privacidade aumenta quando o ruído é adicionado. O método já é usado pela Apple e pelo Facebook para coletar dados agregados sem identificar usuários específicos.
Mas muito ruído pode tornar os dados inúteis. Uma análise mostrou que uma versão diferencialmente privada do censo de 2010 incluía famílias que supostamente tinham 90 pessoas.
Se tudo correr bem, o método provavelmente será usado por outras agências federais. Países como o Canadá e o Reino Unido também estão assistindo.
– Angela Chen
Sobre Privacidade por diferencial, o MIT diz:
Por que é importante?
É cada vez mais difícil para o US Census Bureau manter em sigilo os dados coletados. Uma técnica chamada privacidade diferencial poderia resolver esse problema, criar confiança e também se tornar um modelo para outros países.
Principais atores:
US Census Bureau
Apple
Quando?
Seu uso no Censo dos EUA em 2020 será a aplicação de maior escala já feita.
- Atribuição de mudanças climáticas
Os pesquisadores agora podem identificar o papel da mudança climática em condições climáticas extremas.
Dez dias após a tempestade tropical Imelda começar a inundar bairros em toda a área de Houston em setembro passado, uma equipe de pesquisa de resposta rápida anunciou que as mudanças climáticas certamente tinham um papel importante.
O grupo World Weather Attribution comparou simulações em computador de alta resolução de cenários onde as mudanças climáticas ocorreram e não ocorreram. No primeiro, no mundo em que vivemos, a tempestade severa era 2,6 vezes mais provável – e até 28% mais intensa.
No início desta década, os cientistas relutaram em vincular qualquer evento específico à mudança climática. Porém, muitos estudos de atribuição de condições meteorológicas extremas foram realizados nos últimos anos, e as ferramentas e técnicas de aprimoramento rápido os tornaram mais confiáveis e convincentes.
Isso foi possível graças a uma combinação de avanços. Por um lado, o registro prolongado de dados detalhados de satélites está nos ajudando a entender os sistemas naturais. Além disso, o aumento do poder computacional significa que os cientistas podem criar simulações de alta resolução e realizar muito mais experimentos virtuais.
Essas e outras melhorias permitiram aos cientistas afirmar com crescente certeza estatística que sim, o aquecimento global está frequentemente alimentando eventos climáticos mais perigosos.
Ao separar o papel da mudança climática de outros fatores, os estudos estão nos dizendo que tipos de riscos precisamos nos preparar, incluindo quanta inundação esperar e quão severas ondas de calor receberemos à medida que o aquecimento global piorar. Se optarmos por ouvir, eles podem nos ajudar a entender como reconstruir nossas cidades e infraestrutura para um mundo de mudanças climáticas.
– James Temple
Sobre Atribuição de mudanças climáticas, o MIT diz:
Por que isso importa?
Está fornecendo uma percepção mais clara de como as mudanças climáticas estão piorando o clima e o que precisamos fazer para nos preparar.
Atores principais:
Atribuição climática mundial
Instituto Meteorológico da Holanda
Real
Cruz Vermelha
Crescente Vermelho Centro Climático
Universidade de Oxford
Quando? Agora
Texto original:
Todas as imagens pertencem ao texto original.
A tradução é livre.
