By Kemija, molekularna biologija i biotehnologija neke su od znanosti koje su nam omogućile razumijevanje funkcioniranja živih bića na molekularnoj razini. Pri tome je tehnološki napredak drastično unaprijedio ljudske spoznajne mogućnosti. U tom pogledu jedan od revolucionarnih tehničkih izuma predstavlja otkriće, bolje reći, izrada elektronskog mikroskopa 1933. godine u Njemačkoj. Konstruktor mikroskopa bio je Ernst Ruska. U biološkim istraživanjima šira upotreba toga uređaja započinje 50-ih godina 20. stoljeća.
Razvoj elektronskoga mikroskopa nadvladao je ograničenja optičkih mikroskopa. Smatra se kako su prvi optički mikroskopi razvijeni iz prvih teleskopa s kraja 16. stoljeća. Ipak, njihov je puni doprinos znanosti ostvaren tek u 17. stoljeću, radovima Roberta Hookea i oca mikrobiologije Antoinea van Leuwenhocka. Transmisijski elektronski mikroskop omogućio je veliki napredak u medicini i srodnim znanostima snimanjem strukture stanica i virusa, te u tehnologiji i fizici otkrivanjem atomske strukture materijala.
Drexlerov doprinos
Vizualizacija molekularne strukture potakla je razmatranja vezana za razvoj molekularnoga inženjeringa. Pionir u tim znanstvenim istraživanjima bio je Kim Eric Drexler koji je 1981. godine objavio znanstveni tekst Molecular Engineering : An Approach to the Development of General Capabilities for Molecular Manipulation ( Moelkularni inženjering : pristup razvoju općih mogućnosti molekularne manipulacije). Tijekom 1980-ih godina Drexler sa suradnicima razmatra mogućnosti i posljedice primjene takve tehnologije, a 1986. godine objavljuje knjigu, u kojoj analizira tu problematiku, pod nazivom Engines of Creation : The Coming Era of Nanotechnology (Strojevi stvaranja : nadolazeća era nanotehnologije). Knjiga je prva javno promovirala termin nanotehnologija, koji su Drexler i istraživači, okupljeni oko njega, interno koristili tijekom 80-ih godina prošloga stoljeća.
Drexler u knjizi napominje kako se moderna tehnologija sve donedavno u velikoj mjeri zasnivala na antičkoj tradiciji. Afirmacija mikroelektronike koja započinje prije nešto više od 70-ak godina uvodi nova tehnološka načela koja, pored ostaloga, obuhvaćaju kontinuiranu minijaturizaciju. Riječ je o fenomenu koji olakšava integraciju brojnih tehnoloških uređaja u svakodnevni život generirajući nove društvene procese. Primjerice, računala su u početku bila velika i teška. Tako je ENIAC, kratica engleske složenice Electronic Numerical Integrator And Computer, prvo elektroničko računalo konstruirano u SAD-u pri Sveučilištu Pennsylvania, bilo teško 30 tona i zauzimalo prostor od 167 četvornih metara. ENIAC je predstavljen široj javnosti 14. veljače 1946. godine.
Danas su osobna računala sastavni dio svakodnevnoga života i poslovanja, jer su svojom veličinom i težinom postala iznimno praktična. Ujedno su neusporedivo brža i učinkovitija od ENIAC-a. Tu minijaturizaciju pratilo je i drastično smanjivanje cijena, pa su današnji računalni uređaji dostupni, u prosjeku, za oko 1.000 USD, dok je, primjerice, ENIAC koštao nekoliko milijuna USD. Tehnološki razvoj omogućava obaranje cijena uređaja i procesa na gotovo svim područjima. Tako je, primjerice, trošak mapiranja prvog genoma iznosio 2,7 milijardi USD, a tijekom sljedećih 10 godina taj je trošak smanjen za milijun puta.
Smatram kako je Drexler smioni vizionar koji je, među prvima, prepoznao potencijale molekularnoga svijeta, te mogućnost sinteze bioloških, medicinskih i inženjerskih znanosti. Tako je u svojoj knjizi Strojevi stvaranja iznio ideju o konstruiranju proteinskih strojeva koja se nakon 20-ak godina od objave knjige, počela ostvarivati. Naime, u studenome 2001. godine, istoga dana kada je tvrtka Advanced Cell Technology objavila kako je klonirala prvi ljudski embrij, skupina izraelskih znanstvenika objavila je gotovo jednako zapanjujuću vijest. Pomoću bioloških molekula stvorili su maleno računalo koje se može programirati. Toliko je sićušno da ih milijardu može stati, te istodobno raditi, u kapi veličine desetine mililitra vodene otopine, pri sobnoj temperaturi. Hardver toga računala činili su prirodni enzimi koji utječu na DNK.
Sveti Gral
Znanstvena istraživanja i manipulacije na razini atoma i molekula s vremenom postaju iznimno važna, a kontinuirano se širi spektar njihove moguće upotrebe. Znanost postaje prvorazredni generator ekonomskoga razvoja, a umrežavanje znanstvenika omogućava eksponencijalni razvoj, ne samo spoznaja, već i brojnih praktičnih tehnologija. S tim procesima skladno se nadopunjuje računarstvo i računalno umrežavanje.
U tom kontekstu možemo spomenuti kako je, primjerice, kinesko Državno vijeće odredilo genetičko istraživanje kao ekonomski stup kineskih industrijskih ambicija u 21. stoljeću. Kina je za svega nešto više od 10-ak godina, nakon što je u lipnju 2000. godišnje tadašnji američki demokratski predsjednik Bill Clinton objavio završetak prve grube skice ljudskoga genoma, a tri godine nakon kompletnog završetka toga projekta, postala svjetski lider u genetičkim istraživanjima. Pekinški genetički institut danas je najveći genetički istraživački centar na svijetu.
Drexler je još 80-ih godina prošloga stoljeća bio svjestan konvergencijskih silnica u znanosti i tehnologiji. U svojoj knjizi Strojevi stvaranja prezentirao je revolucionarnu ideju o uređaju koji je nazvao artificial molecular replicator (umjetni molekuralni replikator – sastavljač). Riječ je o uređaju veličine otprilike kao nit DNK, koji bi bio u stanju pomicati pojedinačne atome i stavljati ih na točno određena mjesta. Taj jedinstveni stroj predstavlja znanstveni i tehnološki Sveti Gral, jer omogućava proces samorepliciranja. Riječ je o uistinu o kreativnom procesu koji do sada nije postojao u ljudskoj povijesti, a može se ostvariti uz pomoć nanotehnologije.
Dosege samoreplikacije opisuje Bill McKibben u knjizi Dosta, pa tako, pored ostaloga ustvrđuje :“ U teoriji biste na jedan kraj takvoga univerzalnoga sastavljača mogli ubaciti vlati trave. Replikatori bi izdvojili ugljik, prekinuli određene kemijske veze i uspostavili druge, sve prema planu. Riječima znanstvenoga pisca Eda Regisa – nakon nekog biste vremena otvorili kutiju iz nje izvadili komad svježe govedine – ili papir, ormariće, krumpire.“ Drexler priznaje da su u izravnoj manipulaciji atomima mogući problemi s vibracijama i toplinom. Ali dodaje :“Još nisam naišao na veću tehničku kritiku temeljnih postavki nanotehnologije koja se po razmatranju nije rasplinula.“ Poznati američki izumitelj i futurist Ray Kurzweil sažeto je konstatirao :“Replikatori bi riješili materijalne potrebe čovječanstva.“
Konstruiranje replikatora ovisi o kapacitetima generiranja novih spoznaja i naprednih tehnoloških rješenja. Danas se ljudska spoznajna moć drastično povećava, donedavno nezamislivim tehnološkim sposobnostima prikupljanja, obrade i analize podataka, kao i mogućnostima umrežavanja ljudi, ali i strojeva. Tako postupno nastaju pretpostavke za izradu sastavljača.
Digitalizacija je povećala mogućnost prikupljanja podataka na fascinantan način. Čak više od 90 posto digitalnih podataka u svijetu generirano je u posljednje dvije godine. Godišnje količina digitalnih podataka poraste za 50 posto. Tvrtke u realnom sektoru ugrađuju senzore u svoje proizvode kako bi optimalno učinkovito upravljale svojim lancima ponude i logistikom.
Umrežavanje odnosno mreža postala je ne samo dominantna strukturalna arhitektura, već i ključni proces u svim segmentima društva, a prije svega u proizvodnom sektoru koji osigurava maksimalno generiranje nove vrijednosti. Primjerice, umreženi u oblak, roboti mogu pristupiti velikoj količini vrijednih podataka i podijeliti iskustva kako bi poboljšali vlastito funkcioniranje odnosno realizaciju radnih zadaća.
U razdoblju od 2015. do 2020. godine broj bežično povezanih uređaja narastao je sa 16 milijardi na 40 milijardi. Riječ je o novom fenomenu poznatom kao internet stvari, čija se tržišna vrijednost procjenjuje na preko 20 tisuća milijardi USD. Napominjem kako BDP čitavoga svijeta danas iznosi nešto više od 100 tisuća milijardi USD.
Kvantni skok u kognitivnom razvoju robota omogućila je tehnologija big data odnosno analiza velikih količina podataka. Ta tehnologija srodna je sa strojnim učenjem te umjetnom inteligencijom, koje su već danas okosnica spoznajnih procesa u znanosti i gospodarstvu. Možemo samo zamišljati kakav bi revolucionarni iskorak napravila ljudska vrsta kada bismo svi odjednom dobili izravnu vezu sa znanjem i iskustvima svih drugih na Zemlji.
Naveli smo samo neke od revolucionarnih tehnologija koje utiru put razvoju novih revolucionarnih uređaja poput, primjerice, replikatora i novih strukturalnih formi kao što su mreže. Ujedno se afirmiraju nove znanstvene discipline kao što su genetski inženjering, biomedicina, napredni materijali i nanotehnologija koje drastično ubrzavaju razvoj novih tehnologija.
U skoroj budućnosti visoke tehnologije radikalno će redizajnirati svijet u kojemu živimo afirmirajući nove modele života i rada. Treba naglasiti kako to ne podrazumijeva automatsko rješavanje problema s kojima se čovječanstvo susreće kao što su siromaštvo, zarazne bolesti i klimatske promjene, ali bi kreiranje Svetog Grala nanotehnologije – sastavljača, drastično povećao mogućnosti njihova rješavanja.
Mr.sc. Marinko Kovačić
Comments