Migliorare cervelli e ossa

New Scientist ha un articolo che parla dei progressi per comprendere come accelerare il cervello. Il team del Dr. Van den Heuvel ha ricostruito le reti di connessioni del cervello di alcuni volontari. Questo ha mostrato che il IQ è legato non tanto al numero di connessioni esistenti in queste reti, ma a quanto queste reti sono connesse tra di loro in modo efficiente (quanti passi deve fare un segnale per passare da una zona ad un’altra).

Un articolo sul MIT Technology Review parla degli individui con caratteristiche estreme, come un paziente che alla fine degli anni ‘90 ebbe un incidente di moto nel Connecticut e venne ricoverato. Non solo non aveva ossa rotte, ma il radiologo che lo esamino scopri che aveva una densità ossea 8 volte superiore alla norma; ossa praticamente indistruttibili. Nel 2002 un genetista, Richard Lifton, scopri che la causa di ciò era un gene condiviso da tutto la famiglia dell’uomo. Normalmente anomalie di questo gene hanno conseguenze negative, ma in questo caso l’unico problema era l’incapacità di galleggiare in acqua. Dopo sette anni di studio della via metabolica modificata da questo gene, una serie di farmaci per la cura della osteoporosi sono in avanzato stato di sviluppo.

Con la diminuzione dei costi e dei tempi di sequenzializzazione del DNA sarà possibile individuare un maggior numero di individui dalle caratteristiche estreme e determinare la causa genetica e metabolica di questa differenza. Questo significa che sarà possibile trovare la cura per un maggior numero di malattie e, nello stesso tempo, trovare un maggior numero di fattori desiderabili da trasmettere alla propria progenie.

Ma non si tratta solo di genetica, comprendere come funziona il cervello umano permetterà di sviluppare tecniche di insegnamento efficaci e di screditare definitivamente tecniche di insegnamento inefficaci ma politicamente corrette. Ad esempio, la maturazione del cervello avviene per stadi e ad ogni stadio l’insegnamento delle materie adatte e l’utilizzo dei sistemi adatti permette di massimizzare l’apprendimento e la capacità cognitiva oltre che le funzioni esecutive. Ad esempio, lo studio di uno strumento musicale a due mani durante l’infanzia aiuta a migliorare la connessione tra varie aree del cervello e la sincronizzazione tra di loro, migliorando le prestazioni generali della persona. Lo stesso vale per il ballo e altre discipline.

Next Big Future: Enhancing Brains and Bones

New Scientist covers progress in understanding how to speed up the brain.

The genomes of outlier (extreme people) can be examined for the biology of how we can modify other people.

Sequenzializzazione del genoma umano per 48.000 $

Nel 2007, la sequenzializzazione completa del genoma di  James Watson costò 2 milioni di $. Nel 2009, la sequenzializzazione completa del DNA di una persona costerà solo 48.000 $ presso Illumina. In due anni il prezzo è sceso di 40 volte. Knome offriva già lo stesso servizio (più l’interpretazione dei dati) per 100.000 $, ma aveva iniziato offrendolo a 350.000$ nel settembre 2008. Complete Genomics ha annunciato la futura sequenzializzazione del genoma completo per 5.000$, ma solo per soggetti istituzionali e non verso privati.

Illumina si concentrerà solo sulla sequenzializzazione del DNA, lasciando a servizi come Knome, 23andMe, Navigenics, e Decode il compito di analizzare i dati per il cliente. Ogni azienda svilupperà il suo pacchetto di servizi ed analisi e il cliente sceglierà quello che preferisce.

Illumina sta anche realizzando una applicazione per iPhone che permette agli utenti di interagire in modi differenti con le informazioni sul loro genoma (ad esempio, determinare quale statina prendere).

La mia impressione è che se la riduzione del prezzo continua di questo passo, a metà del 2011 il prezzo della sequenzializzazione sarà di 1.000$ (range di costo di un iPhone) e altri costi cominceranno a essere più importanti (costi di marketing, distribuzione, etc.). Altri due anni (2013)e il costo di una sequenzializzazione dovrebbe scendere intorno ai 25$ rendendo estremamente economiche e quindi possibili e desiderabili una serie di applicazioni pratiche rivoluzionarie quali lo screening genetico di ogni embrione prodotto e quindi permettendo ai futuri genitori di evitare di avere figli con difetti genetici e scegliere le caratteristiche genetiche più desiderabili da trasmettere loro.

Steve Murphy a The Gene Sherpa lamenta che quale che sia il costo della sequenzializzazione il problema saranno i falsi positivi prodotti dai servizi diretti al consumatore e non filtrati da un medico, in quanto per parecchi anni non saremo esattamente sicuri della relazione tra i geni e una patologia. Personalmente, nei prossimi 5 anni e oltre, mano a mano che la tecnologia si raffina e si diffonde, il problema sarà trovare dei medici in grado di dare un senso alle informazioni genetiche di cui saremo in possesso. Quindi, ben vengano i servizi di interpretazione del genoma diretti al consumatore e le applicazioni per iPhone. Più informazioni abbiamo è più velocemente saremo in grado di dare loro un senso pratico e utile ed usarle a nostro vantaggio.

Technology Review: The Human Genome: Yours for $48,000

Touch Screens con pulsanti pop-up

Il filmato è certamente impressionante.

Technology Review: Touch Screens with Pop-up Buttons

Le prime nanofabbriche e il governo mondiale

Scatenato da un post di Britt Gillette (Why Global Government Is Inevitable) è iniziata una discussione tra vari blog e blogger che seguo: Accelerating Future, Next Big Future, Nanodot.

La tesi di Britt Gillette (il suo blog si interessa delle interpretazioni bibliche del futuro in relazione all’innovazione tecnologica da un punto di vista cristiano) è che l’introduzione della manifattura molecolare (MM o Molecular Manifacturing) produrrà l’instaurazione di un governo globale. Michael Anissimov di Accelerating Future ha definito una stupidaggine l’affermazione che la MM sarà sviluppata entro 10 anni, sebbene concordi che l’introduzione della MM produrrà la formazione di un qualche genere di governo mondiale.

Questo ha prodotto la risposta di Brian Wang (Next Big Future)  che ha puntualizzato come questa idea è già stata sostenuta in passato e ci siano seri problemi nella realizzazione di questo scenario.  Il punto in cui i due concordano è che la MM provocherà una corsa allo sviluppo delle capacità tecnologiche. Dove non concordano è su come questa corsa evolverà. Brian Wang considera che ogni gruppo minore che tenti di entrare in competizione tecnologica con i grossi calibri (USA, Giappone, Cina, Russia, UK, Francia, etc.) sarà sempre in una posizione minoritaria e che i grossi calibri saranno bloccati in una competizione permanente nello sviluppare tecnologie di attacco e di difesa sempre migliori, dove chi si ferma è presto sorpassato. Anissimov sostiene invece che il timore di essere superati tecnologicamente spingerà i “grossi calibri” a estendere il loro controllo diretto su altre nazioni, in quanto il costo di un attacco di sorpresa in grado di obliterare l’avversario sarebbe molto inferiore a quello di implementare una difesa adeguata a contrastare questo attacco.

Nello scambio, a questo punto, si è introdotto anche J.Storr Hall, Presidente del Foresight Insitute, che ha preso spunto dall’affermazione di Anissimov che “le prime nanofabbriche saranno sia impressionanti, per le loro capacità esponenziali e di produzione che banali per le limitazioni al tipo di produzione possibile e i requisiti richiesti per utilizzarle (energia, materiali, abilità, etc.)”. Storr ha sostenuto che le prime nanofabbriche saranno l’equivalente dell’ENIA del 1946. Un grosso computer che necessitava di moltissimo lavoro umano per funzionare e che funzionava a malapena a causa dei continui guasti. Ci vorranno parecchie generazioni di nanofabbriche prima di ottenere dei dispositivi facili da usare ed effettivamente utili. La gente che avrà per prima le nanofabbriche sarà la stessa che ha già adesso armi nucleari e simili. Anche se qualcuno avesse a disposizione una nanofabbrica oggi, continua Storr, si troverebbe nella stessa situazione degli scienziati del 1946 che avessero a disposizione un supercalcolatore IBM Blue Gene senza software e con una interfaccia formata da un pannello con luci e interruttori (solo programmazione in binario, niente riga di comando o interfaccia grafica). Dato che la prima cosa che sarà sviluppata con la MM saranno i computer e che una Inteligenza Artificiale renderà più facile sviluppare MM avanzata, questo implica che qualsiasi gruppo tenti di usare la MM per produrre armi nanotecnologiche si troverà di fronte contromisure già pronte per questo e per altri problemi (quando dei nano-assassini saranno pronti a fluttuare nell’aria, ci saranno già dei nano-poliziotti ad aspettarli, mentre si occupano anche della salmonella e di altri batteri).

Storr sostiene che una volta prodotta la prima nanofabbrica, il limite principale sarà la quantità di progetti disponibili per produrre cose utili e per aumentare la grandezza e la specializzazione delle nanofabbriche di generazione successiva, quindi aumentando esponenzialmente la loro dimensione e ma anche la velocità di produzione. In ogni caso, una fabbrica da un miliardo di $ sarà più efficiente di una da 1 milione e una da un milione sarà più efficiente di una da 1000. 

Brian Wang conclude con l’idea che ci sarà un “decollo rapido” della MM in quanto il punto difficile sarà passare dalla prova concettuale a sistemi appena utili commercialmente. Dal momento in cui una nanofabbrica potrà essere usata commercialmente in modo proficuo, il passaggio da “appena sufficiente” a “discreto” a “eccellente” sarà estremamente rapido. Il limite non sarà la costruzione dei sistemi stessi, ma la velocità con cui saremo in grado di progettare la generazione successiva.

BrittGillette.com - Why Global Government Is Inevitable

Accelerating Future » Why Global Government Is Inevitable

Next Big Future: Full Blown Nanofactory Molecular Manufacturing, Security, National Sovereignty and Law Enforcement in the Future

Accelerating Future » Response to Global Governance Post by Brian Wang

Foresight Institute » The first nanofactories

Next Big Future: What We Might Expect of Early Nanofactories

Key issues are around reduction of error rates.

Multi-staging to control errors is discussed, which is also related to J Storrs Hall comment about initial work being done with multi-stage process factories.

Next Big Future: Non-desktop Nanofactories and the Bootstrap Pathway

Combattere la recessione con l’introduzione di nuove tecnologie

Le ITC (Information and Communication Technologies) possono avere un effetto positivo e misurabile sull’economia; una serie di studi mostrano come la presenza di una "banda larga” (almeno 100 Mbps simmetrici) può produrre un aumento del PIL fino al 5% (ma potrebbe arrivare anche al 10%). Attualmente l’unica tecnologia che permetta queste velocità è la fibra ottica. Ovviamente noi in Italia viaggiamo con le delle linee ADSL (asimmetriche) nominalmente di vari Mbps, che in realtà danno un servizio inferiore a quello supposto.

I paesi che hanno già un numero elevato di clienti serviti dalla fibra ottica sono Cina, Giappone, Corea. In alcuni casi quasi la maggioranza dei clienti sono serviti da connessioni da 100 Mbps o superiori. La velocità mediana di download negli USA varia tra i 2.3 Mbps e i 8.9Mbps (un po’ meglio che in Italia), mentre quella in Giappone varia tra i 63 Mbps e i 93.7 Mbps, da 10 a 27 volte più veloce.

Uno studio Garter mostra come la California potrebbe aver  ottenuto un aumento del PIL di 376 Miliardi di $ se nel 2006 fosse stata implementata una iniziativa mirata a diffondere capillarmente l’uso di linee da 1 Gbps. Il Giappone ha pianificato di avere una penetrazione della banda larga del 100% entro il 2011. La banda pubblicizzata è di 100 Mbps, ma esistono già linee da 1 Gbps. La OKI Japan ha già testato una connessione in grado di trasmettere 160 Gbps su lunghe distanze e sono già pianificati ulteriori potenziamenti delle linee private a velocità di 10 Gbps. La “banda larga” per le comunicazioni wireless è già pianificata a 10 Mbps. Piani simili esistono in Cina, Singapore, e in altri peasi dell’Asia Orientale.

Non esiste un singolo motivo o “killer application” per la banda larga di 100 Mbps / 1 Gbps o 10 Gbps, a parte comunicare più velocemente.

 

Uno stimolo economico per diffondere la banda larga ripagherebbe velocemente l’investimento da parte dello stato. In generale, la cosa più importante da fare è eliminare la possibilità per l’incumbent (il fornitore di servizi dominante) o di altri (burocrati in cerca di mazzette, verdi, etc.) di bloccare il posizionamento dei cavi da parte di privati e aziende. Non ci sono motivi tecnologici o sociali per accontentarsi di meno banda.

La società elettrica norvegese è diventata il maggior fornitore di accesso via fibra ottica alle case norvegesi con un semplice sistema: invece di portare la fibra e poi vendere l’accesso, ha mandato dei venditori porta a porta a proporre di installare la fibra in zone non servite. Quando raggiungeva il 60% di sottoscrizioni iniziavano i lavori per portarla. Ha anche permesso ai clienti di scavare personalmente la trincea dove posizionare il cavo risparmiando 400 € (e lasciando al cliente decidere dove far passare il cavo ed evitando che estranei scavino nel suo giardino).

La ricetta per l’Italia non è differente. Più banda, più reti, più strade, più binari per i treni merci e per i treni passeggeri ad alta e bassa velocità. Meno burocrazia per chi vuole piazzare cavi, tubi, rotaie, etc. Perché oltre ai bit bisogna anche far muovere gli atomi e devono arrivare in tempi certi e brevi.

Next Big Future: Ultra-Broadband Worldwide and GDP Boost

Next Big Future: Anti-Recession Fiber Internet for Multi-Trillion Boost to the Economy

Alluminio duro come l’Acciaio con i nanotubi di carbonio, ma pesa solo un terzo.

La durezza del composto di alluminio e nanotubi e di molte volte superiore a quella dell’alluminio puro, si può ottenere una forza tensile paragonabile a quella dell’acciaio, mentre la resistenza agli impatti e la conduttività termica può essere migliorata in modo significativo[1].

Con questo materiale diventa possibile costruire palazzi più alti, ma anche produrre viti e altri componenti meccanici più leggeri e resistenti, sostituendo metalli più pesanti e costosi come il ferro, il titanio, fibre di carbonio rinforzate da nanotubi, etc. senza modificare i metodi di produzione esistenti. Automobili più leggere (che consumano di meno) e sicure diventano possibili. Tra le altre cose, carbonio e alluminio sono tra i materiali più abbondanti sulla crosta terrestre.

 

Next Big Future: Carbon Nanotubes Make Aluminum as Hard as Steel But One Third the Weight

Ricerca sulla fusione nucleare, nuovi reattori a fissione trasportabili, energie alternative: progressi e novità.

Mentre il progetto ITER, in Europa, sta incontrando i primi seri problemi di budget [1] a causa dei costi fuori controllo, altri progetti meno faraonici stanno facendo interessanti progressi.

1. Polywell Fusion EMC2: Il progetto di ricerca sulla Inertial Electrostatic Fusion, conosciuta anche come Bussard Fusion ha ricevuto un ulteriore finanziamento. Il Naval Air Warfare Center Weapons Division, China Lake, ha firmato un contratto con la(Energy/Matter Conversion Corporation) guidata dal Dr. Nebel, per lo sviluppo e costruzione di un reattore denominato WiffleBall 8 (WB-8), di un cannone ionico più potente e l’opzione di sviluppo e costruzione di una WiffleBall modificata (WB-8.1), che servirà a continuare la validazione del concetto di Polywell Fusion e dovrà essere fornito il progetto di base per la costruzione di una WB-9. Dall’annuncio della notizia, sono stati rivelati alcuni dettagli [2] [3] del contratto, dai quali si può dedurre che lo sviluppo, la costruzione e la sperimentazione della WB-7 sono stati più che soddisfacenti, tanto che il progetto base della WB-8 appare uguale a quello della WB-7, solo più grande nelle dimensioni, nel campo magnetico utilizzato per contenere il plasma e per l’energia prodotta. La WB-8 (spire di 30 cm di diametro, 1 Tesla di campo magnetico), dovrebbe produrre 100 mW, circa 4.000 volte più di quella prodotta dalla WB-7 (WB-6 ne produceva 100 micro Watt) . Se il reattore dovesse scalare come previsto,  allora un reattore di 3 metri di diametro dovrebbe poter produrre 2,5 MW, con un campo magnetico di 10 Tesla (senza ottimizzazioni come l’utilizzo di superconduttori e simili). La WB-8.1 dovrebbe testare la possibilità di fusione tra idrogeno e Boro 11, che produce energia senza emettere neutroni. Che questo venga contemplato implica una grande confidenza nei risultati futuri da parte del committente, in quanto la fusione Boro11-Idrogeno è una delle più difficili da ottenere. Il tutto dovrebbe essere completato e testato e documentato entro il 31/10/2012.
2. Blacklight Power. Si tratta di una società che ha già due contratti commerciali e i cui risultati sono stati replicati da un team della Rowan University. La tecnologia si basa sul concetto di Hydrino, un atomo di idrogeno il cui elettrone viene fatto spostare in una orbita inferiore a quella che nella chimica classica è considerata l’orbita minima. Questa causa un considerevole rilascio di energia, pari a circa 100 volte quella prodotta dalla combustione dell’idrogeno. La società ha appena pubblicato sul suo sito un articolo a sostegno delle sue teorie, che rimangono certamente controverse tra gli addetti ai lavori. Apparentemente, anche altre  società sono interessate a sviluppare tecnologie basate sull’idrino (Chava Energy), sebbene dichiarino di utilizzare e sviluppare differenti tipi di tecnologie rispetto alla Blacklight. IEEE Spectrum, ha un articolo sulla Blacklight Power e sul suo fondatore. Blacklight Power ha dichiarato di aver costruito un prototipo in grado di produrre 50 KW e di prepararsi a commercializzarlo per la fine del 2009. Dato che hanno già 60 milioni di $ di finanziamenti da parte di società private (cifre che difficilmente vengono date al primo che passa), entro il 2010 sapremo se ad affermazioni straordinarie seguiranno prove straordinarie.
3. General Fusion ha ricevuto un ulteriore finanziamento di 13,9 milioni di $ canadesi per completare in 4 anni un progetto di verifica della possibilità di fusione nucleare attraverso onde acustiche. Se il progetto non ha ritardi, dovrebbe essere completato entro il 2011 e un successivo prototipo a 2/3 delle dimensioni di un reattore commerciale dovrebbe essere disponibile antro il 2013 con un ulteriore finanziamento di 50 M di $ canadesi. Il modello commerciale potrebbe essere disponibile entro il 2016-2018 ad un costo stimato di 300-500 M di $ canadesi. Il sistema si basa sulla produzione di plasma e sull’utilizzo di pistoni controllati elettronicamente per produrre delle onde d’urto che comprimano il plasma e producano la reazioni di fusione. Un sistema di validazione del concetto è già stato costruito e testato (con due pistoni). Ovviamente per un sistema funzionante ne serviranno molti, molti di più.
4. Un buon numero di aziende sono in avanzata fase di sviluppo e produzione di reattori basati sulla fissione nucleare che sono trasportabili utilizzando camion o treni. Il vantaggio è di poter produrre questi reattori in fabbrica e poi spedirli la dove devono essere utilizzati, con risparmi notevoli di denaro e tempo, oltre ad avere modo di controllare meglio la qualità della produzione. Inoltre, questi reattori possono essere riforniti di carburante in fabbrica e al termine del loro utilizzo, rispediti alla fabbrica per essere nuovamente riforniti.

   Babcock and Wilcox 150MW Modular LWR (un articolo su Technology Review). Babcock and Wilcox è una azienda che produce reattori nucleari per la marina degli USA da 50 anni. Il reattore in questione è in grado di produrre 150 MW. La società prevede di richiedere la certificazione del progetto nel 2011.
   Nuscale a un progetto per un reattore modulare da 40 MW ad acqua leggera. La certificazione del progetto è prevista nel 2010
   SVBR (Svintsovo-vismutovyi bystryi reaktor) è un progetto russo per un reattore intrinsecamente sicuro raffreddato da metalli pesanti.
   Hyperion Power Generation Uranium Hydride Reactor. I primi reattori commerciali dovrebbero essere installati tra il 2013 e il 2018 (l’azienda ne prevede 4.000). Inizialmente fuori dagli USA a causa dei tempi necessari per ottenere le autorizzazioni necessarie. I clienti che hanno già firmato per acquistare i sistemi, appena saranno pronti, sono la Cechia, la Romania. Trattative sono aperte con le Isole Cayman, Panama e le Isole Bahamas.
   HTR-PM 250 (MW termici) è un reattore ad alta temperatura sviluppato in Cina. Dovrebbero essere prodotti a gruppi di 2 e installati nelle zone che necessitano di energia. Il costo di due reattori e previsto essere il 5% in più rispetto al costo di un singolo reattore da 500 MW termici, ma i problemi tecnici di installazione sarebbero molto inferiori, permettendo una programmazione dell’opera molto più semplice.

 

Hat Tip Next Big Future