Britská agentura pro inovace Innovate UK vydala začátkem prosince loňského roku analytickou zprávu, v níž představila 50 nově vznikajících technologií, které budou formovat britskou ekonomiku v roce 2040 a letech dalších. Zpráva, vytvořená s přispěním širokého spektra odborníků, identifikuje a dále zkoumá tyto rozvíjející se technologie v různých oblastech – od umělé inteligence a kvantové technologie přes environmentální a biotechnologie až po robotiku a vesmírné technologie – s cílem podnítit diskuzi a zájem o budoucí inovace mezi podniky, výzkumníky a vládou ohledně jejich budoucího vývoje a využití pro strategickou výhodu Spojeného království.

Přestože zpráva cílí primárně na byznys, neznamená to, že by neměla zajímat také sektor vzdělávání. Vzdělávací instituce a zejména její učitelé hrají zásadní roli v přípravě žáků na budoucnost, a proto je nezbytné, aby byli nejen oni, ale také další lidé z tohoto sektoru obeznámeni s klíčovými technologickými trendy, a především hledali cestu, jak tyto nastupující technologie a jejich další vývoj začlenit do vzdělávání.

Zahrnutím uvedených témat do výuky můžeme u žáků rozvíjet kritické myšlení, vědeckou i digitální gramotnost, pomoci jim pochopit budoucí výzvy a příležitosti, a současně jim více přiblížit propojení technologií do všech oblastí našich životů s důrazem nejen na technické aspekty, ale také na jejich etické a sociální důsledky.

Pojďme si je nyní postupně všechny přestavit v rámci jednotlivých oblastí včetně jejich stručného popisu.

50 nově vznikajících technologií podle Innovate UK

Umělá inteligence, digitální a výpočetní technologie

1. Rozpoznávání emocí a výrazů pomocí AI

Vývoj AI, která rozpoznává a interpretuje lidské emoce, je zajímavý pro zlepšení interakce mezi lidmi a stroji a pro aplikace v oblastech, jako je péče o druhé a poskytování společnosti.

2. Umělá všeobecná inteligence (AGI)

AGI, neboli AI schopná se učit intelektuální úkoly stejně jako lidé s lidskou flexibilitou a vynalézavostí, otevírá nové možnosti v kreativitě strojů a interakci člověka s nimi.

3. Biologicky inspirovaná AI

Tento směr AI čerpá inspiraci z biologických struktur a procesů, což by mohlo vést k novým algoritmům pro plánování, paměť a vizuální stimulaci a urychlit vývoj AI.

4. Technologie rozhraní mozek–stroj (BMI)

Technologie, které propojují mozek s počítačem a umožňují překládat myšlenky do příkazů, mají potenciál v medicíně, pro stárnoucí společnost, ve sportu, armádě a průmyslu.

5. Kvantové algoritmy

Kvantové algoritmy jsou klíčové pro využití potenciálu kvantových počítačů, které by mohly překonat možnosti standardních počítačů v oblastech jako kryptografie a optimalizace.

6. Ukládání dat do DNA

Tato technologie by mohla exponenciálně zvýšit kapacitu ukládání dat a teoreticky data uchovat na neomezeně dlouhou dobu, což je důležité pro rostoucí nároky na ukládání dat, zejména v souvislosti s AI.

7. Nové výpočetní modely

Nové výpočetní techniky, které nejsou založeny na tradiční elektronice, jako jsou např. biologické, fotonické a neuromorfní výpočty, nabízejí řádově vyšší výkonnost a umožní vědcům odpovídat na dnes nemožné otázky.

8. Nová imerzivní rozhraní

Tato rozhraní nabízejí nové způsoby interakce, vytváření a zobrazování obsahu a zážitků pomocí rozšířené a virtuální reality a mohou zlepšit přístupnost a rovnost ve světě.

Pokročilé materiály a výroba

9. 4D tisk

Technologie, která umožňuje 3D tištěným objektům měnit svůj tvar v čase v reakci na vnější podněty, nabízí možnosti pro chytré materiály se schopností samoopravy a výrobu v náročných prostředích.

10. Biomimetické materiály

Syntetické materiály inspirované přírodou často vykazují vyšší strukturální výkonnost s nižší energetickou náročností a jsou snadněji recyklovatelné, což přispívá k udržitelnějším řešením.

11. Výroba nanočástic

Efektivnější a levnější metody výroby nanočástic jsou klíčové pro rozšíření využití nanotechnologií v mnoha průmyslových odvětvích a pro vývoj pokročilejších materiálů a systémů.

12. Metamateriály

 Inženýrsky vytvořené struktury s vlastnostmi, které se v přírodě nevyskytují, umožňují neobvyklé interakce s elektromagnetickým zářením a otevírají nové možnosti v senzorice, zobrazování a energetice.

Elektronika, fotonika a kvantové technologie

13. Alternativní a nové polovodičové systémy

Polovodiče nové generace, které nepoužívají pouze křemík, ale i složené polovodiče, mají lepší fyzikální vlastnosti vhodné pro technologie, jako je 6G, fotonika a výkonová elektronika.

14. Nové mikroskopické techniky

Pokroky v mikroskopii, jako je elektronová mikroskopie, umožňují detailnější zobrazení biologických a materiálových struktur v prostoru a čase, což vede k novým poznatkům a vývoji.

15. Hyperspektrální zobrazování

Tato technika analyzuje široké spektrum světla a poskytuje detailní informace o složení objektů, což má potenciál v zemědělství, monitorování životního prostředí a zdravotnictví.

16. Milimetrové a terahertzové technologie

Elektromagnetické vlny o velmi krátké vlnové délce nabízejí potenciál pro neinvazivní snímání a zobrazování, vysokorychlostní přenos dat a analýzu materiálů.

17. Generátory fotonů

Vývoj nových a kontrolovatelných zdrojů světla emitujících jednotlivé fotony je zásadní pro využití kvantových technologií.

18. Plazmonika

Plazmonika, zaměřující se na interakci světla a elektronových nábojů v kovových nanostrukturách, je důležitá pro vývoj dalších vznikajících technologií.

19. Postkvantová kryptografie

Vývoj kryptografických systémů odolných vůči kvantovým i klasickým počítačům je nezbytné pro zajištění bezpečnosti komunikace v budoucnosti.

20. Supravodiče pokojové teploty

Objev supravodiče, který by fungoval za normálních tlaků a vyšších teplot, by umožnil přenos elektřiny bez ztrát energie a radikálně by změnil energetiku.

Energetické a environmentální technologie

21. Recyklace zesítěných polymerů

Vývoj metod umožňujících recyklaci obtížně recyklovatelných zesítěných polymerů je důležitý pro snížení množství odpadu a znečištění životního prostředí.

22. Bezdrátový přenos a nabíjení energie

Bezdrátový přenos elektrické energie na velké vzdálenosti by mohl zásadně změnit způsob, jakým využíváme elektrická zařízení a jak funguje energetická přenosová soustava.

23. Hypersonika

Technologie umožňující dosahovat rychlostí vyšších než Mach 5 by mohly zkrátit cestovní časy a transformovat pohyb lidí a zboží po celém světě.

24. Nové pohonné systémy nebo iontové pohony

Iontové pohony pro vesmírné lodě vyžadují méně paliva než chemické pohony a mohou prodloužit životnost satelitů a umožnit hlubší průzkum vesmíru.

25. Nové technologie výroby a skladování vodíku

Vývoj efektivních a cenově dostupných technologií pro výrobu a skladování vodíku je klíčový pro jeho využití jako čistého zdroje energie a dosažení nulových emisí.

26. Nové technologie negativních emisí

Technologie pro odstraňování oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů z atmosféry jsou nezbytné pro boj proti změně klimatu.

27. Jaderná fúze

Jaderná fúze má potenciál poskytnout prakticky neomezené množství čisté, bezpečné a dostupné energie, i když její dosažení v průmyslovém měřítku je stále výzvou.

28. Solární energie z vesmíru

Koncept sběru sluneční energie na oběžné dráze a jejího bezdrátového přenosu na Zemi by mohl zajistit nepřetržitý a čistý zdroj energie nezávislý na počasí.

Biotechnologie

29. Umělé buňky a umělý život

Vytváření umělých struktur napodobujících biologické buňky a potenciálně i syntetických živých organismů by mohlo mít významný dopad na medicínu a biovýrobu.

30. Výroba pomocí bakterií a mikrobů

Využití bakterií a mikrobů k výrobě léčiv, užitečných molekul a biomateriálů je udržitelnou a rostoucí oblastí s širokým spektrem aplikací.

31. Biokatalytické membrány

Membrány inspirované strukturou buněčných membrán mohou zlepšit účinnost chemických reakcí, odstraňování znečišťujících látek a opětovné použití enzymů.

32. Bioelektronika a elektrofarmaceutika

Využití implantovatelných elektronických zařízení k ovlivňování nervové aktivity může nahradit léčbu léky nebo chirurgií a nabídnout nové terapeutické možnosti.

33. Hybridní mikrobiální biotechnologie

Kombinace různých mikroorganismů nebo biologických a umělých komponent k získání mikrobů s novými funkcemi má potenciál v oblasti zelené energie a odstraňování znečištění.

34. Programovatelné buňky

Vytváření buněk, které lze programovat pro různé účely v medicíně a environmentálních aplikacích, otevírá nové možnosti pro cílenou léčbu a biologické výpočty.

35. Biofabrikace v tkáňovém inženýrství

Výroba živých trojrozměrných tkáňových konstruktů by mohla vést k náhradě poškozených tkání a orgánů a zlepšit testování léčiv.

Zdravotní a lékařské technologie

36. Generování dospělých kmenových buněk

Výzkum v této oblasti by mohl umožnit vytváření různých typů buněk z dospělých kmenových buněk, což by otevřelo nové cesty v regenerativní medicíně s menšími etickými obavami.

37. Fluxomika

Tato oblast pomáhá pochopit toky živin v buněčných systémech a poskytuje komplexní pohled na molekulární interakce, což může vést k vývoji nových léčiv a personalizované medicíny.

38. Léky proti stárnutí

Léky zaměřené na příčiny stárnutí a nemocí s ním spojených by mohly prodloužit zdravý život a snížit zátěž těchto nemocí na společnost.

39. Náhrady antibiotik

Vzhledem k rostoucí rezistenci bakterií na antibiotika je vývoj alternativních antimikrobiálních řešení zásadní pro prevenci a léčbu infekcí.

40. Terapeutika mikrobiomu

Nové terapie, které ovlivňují střevní mikrobiom, mají potenciál léčit širokou škálu lidských onemocnění.

41. Personalizovaná RNA terapeutika

Využití RNA k poskytování cílených a personalizovaných terapií pacientům s obtížně léčitelnými nemocemi představuje významný pokrok v medicíně.

42. Nástroje pro fázovou analýzu genomu

Tyto nástroje pomáhají zpracovávat a analyzovat velké objemy genomických dat, což urychlí výzkum genetických onemocnění.

43. Senzorové detekční implantáty

Implantáty, které zlepšují nebo umožňují vnímání pocitů, by mohly zlepšit život lidí s poruchami smyslů a také umožnit nové interakce s technologiemi.

44. Zařízení „celé tělo na čipu“

Multiorgánové systémy, které emulují fyziologické reakce člověka na léky, by mohly zlepšit testování léčiv a zvýšit úspěšnost klinických studií.

Robotika a vesmírné technologie

45. Plně autonomní vozidla

Vozidla bez řidiče (úroveň ADAS 5) by mohla zásadně změnit osobní dopravu a zvýšit mobilitu pro všechny.

46. Nanoměřítková robotika

Velmi malé stroje a roboti na úrovni nanometrů mají potenciální využití v medicíně pro cílené podávání léků a opravu tkání na buněčné úrovni.

47. Robotická výroba mimo Zemi

Technologie umožňující výrobu zboží ve vesmíru nebo na jiných planetách jsou nezbytné pro dlouhodobé vesmírné mise a potenciální osídlení jiných planet.

48. Měkká robotika

Roboti vyrobení z ohebných a poddajných materiálů, podobných biologickým tkáním, by mohli rozšířit aplikace robotiky

při pomoci po neštěstích, kde by se se mohli protáhnout do malých prostor a dostat se tak k postiženým.

49. Vesmírná jaderná energie a nové pohonné systémy

Nové pohonné systémy pro kosmické lodě, včetně jaderného a elektrického pohonu, by mohly umožnit delší a vzdálenější vesmírné lety s menší závislostí na konvenčním palivu.

50. Satelity na velmi nízké oběžné dráze (VLEO)

Satelity na velmi nízké oběžné dráze nabízejí výrazně vyšší rozlišení snímků a menší riziko poškození kosmickým smetím, což zlepší monitorování Země.

5 klíčových otázek, jejichž odpovědi formují budoucnost

Tvůrci materiálu v jeho úvodu pokládají čtenářům 5 klíčových otázek s dovětkem, že odpovědi na takového otázky ovlivní naši budoucnost. Jde konkrétně o tyto:

1. Protože technologie jsou stále více součástí našich těl, stane se z lidí něco nového a odlišného?
2. Měla by mít umělá inteligence povoleno rozhodovat naším jménem?
3. Pokud se lidé mohou těšit na století dobrého zdraví, co to znamená pro zaměstnanost, důchody nebo bydlení?
4. Změní posun k čistší a dostupnější energii způsob, jak žijeme a pracujeme?
5. Co bude znamenat rozsáhlé rozšíření našeho chápání světa pro ekonomiku státu?

Otázkou zůstává, zda a jak by na ně dokázali odpovědět naši žáci.

Obecným cílem komplexní zprávy organizace Innovate UK není předpovídat budoucnost, nýbrž podnítit zvědavost, sdílet znalosti a zvážit možnosti, a tím stimulovat diskusi a nápady pro budoucí vývoj a využití uvedených technologií.

A tato diskuze by mohla a měla začít už i v našich třídách.

Poznámka: text vznikl ve spolupráci s Google NotebookLM.

Zdroj: Welcome to the future: Innovate UK’s 50 Emerging Technologies. 2024. [cit. 2025-3-19]. Dostupný z WWW: [1. https://www.ukri.org/publications/insights-report-innovate-uks-50-emerging-technologies/].

Převzato: MAŠEK, Jaroslav. 50 nově vznikajících technologií jako inspirace pro vzdělávání. <em>Metodický portál: Spomocník </em>[online]. 26. 03. 2025, [cit. 2025-04-05]. Dostupný z WWW: <https://spomocnik.rvp.cz/clanek/24144/50-NOVE-VZNIKAJICICH-TECHNOLOGII-JAKO-INSPIRACE-PRO-VZDELAVANI.html>. ISSN 1802-4785.