10 Tecnologias Inovadoras de 2019, segundo Bill Gates – Parte II

MIT Technology Review, revista do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, convidou Bill Gates para listar 10 Tecnologias Inovadoras de 2019. Na primeira parte do post (que pode ser lido aqui) você conferiu a introdução da publicação – escrita por Bill Gates e que faz uma reflexão muito interessante voltada para tecnologias focadas em quantidade e qualidade de vida – e as 3 primeiras tecnologias da lista. Hoje, você descobre quais são as outras 7 tecnologias inovadoras de 2019 selecionadas por Bill Gates:

Sonda gastrointestinal em pílula

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Por que é importante: O dispositivo facilita a pesquisa e o rastreamento de doenças intestinais, o que impede milhões de crianças em países pobres de crescer adequadamente

Principal player: Hospital Geral de Massachusetts

Disponibilidade: Agora usado em adultos; teste em crianças começa em 2019

Um pequeno dispositivo é ingerido e capta imagens detalhadas do intestino sem anestesia, mesmo em bebês e crianças.

Disfunção entérica ambiental pode ser uma das doenças mais caras das quais você nunca ouviu falar. Caracterizada por intestinos inflamados que estão com vazamentos e absorvem nutrientes insuficientemente, é muito comum em países pobres e é uma das razões pelas quais muitas pessoas são desnutridas, têm atrasos no desenvolvimento e nunca atingem uma altura normal. Ninguém sabe exatamente o que causa a disfunção entérica ambiental, nem como ela pode ser prevenida ou tratada.

A triagem prática para detectá-la ajudaria os médicos a saber quando e como intervir. Tratamentos já estão disponíveis para crianças, mas o diagnóstico e o estudo de doenças na parte interna dessas crianças requer, muitas vezes, a anestesia e a inserção pela garganta de um tubo, chamado endoscópio. É caro, desconfortável e não é prático em áreas do mundo onde a disfunção entérica ambiental é predominante.

Assim, Guillermo Tearney, patologista e engenheiro do Hospital Geral de Massachusetts, em Boston, está desenvolvendo pequenos dispositivos que podem ser usados para inspecionar o intestino em busca de sinais de disfunção entérica ambiental e até mesmo obter biópsias de tecido. Ao contrário dos endoscópios, eles são simples de usar em uma consulta de atenção primária.

As cápsulas de Tearney, que podem ser engolidas, contêm microscópios em miniatura. Eles estão ligados a uma corda flexível que fornece energia e luz ao enviar imagens para um console que é como se fosse uma pasta com um monitor. Isso permite que o profissional de saúde pause a cápsula em pontos de interesse e retire-a quando terminar, possibilitando que ela seja esterilizada e reutilizada. Ela também pode transportar tecnologias que criam imagens de toda a superfície do trato digestivo na resolução de uma única célula ou capturam seções transversais tridimensionais com alguns milímetros de profundidade.

A tecnologia tem várias aplicações; no Hospital Geral de Massachusetts, está sendo usada para rastrear o Esôfago de Barrett, um precursor do câncer de esôfago. Para a disfunção entérica ambiental, a equipe de Tearney desenvolveu uma versão ainda menor para uso em bebês que não conseguem engolir uma pílula. Ele foi testado em adolescentes no Paquistão, onde a disfunção entérica ambiental é prevalente e o teste em crianças está planejado para 2019.

Vacinas contra câncer personalizadas

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Por que é importante: as quimioterapias convencionais têm um grande impacto nas células saudáveis e nem sempre são eficazes contra tumores

Principais players: BioNTech, Genentech

Disponibilidade: em testes humanos

O tratamento incita as defesas naturais do corpo para destruir apenas as células cancerígenas, identificando mutações únicas em cada tumor.

Os cientistas estão à beira de comercializar a primeira vacina personalizada contra o câncer. Se funcionar como esperado, a vacina, que aciona o sistema imunológico de uma pessoa para identificar um tumor por meio de suas mutações únicas, pode efetivamente impedir muitos tipos de câncer.

Ao usar as defesas naturais do corpo para destruir seletivamente apenas as células tumorais, a vacina, ao contrário das quimioterapias convencionais, limita os danos às células saudáveis. As células do sistema imunológico que atacam também podem estar atentas ao detectar quaisquer células cancerígenas isoladas após o tratamento inicial.

A possibilidade de tais vacinas começou a tomar forma em 2008, cinco anos após a conclusão do Projeto Genoma Humano, quando geneticistas publicaram a primeira sequência de uma célula tumoral cancerígena.

Logo depois, os pesquisadores começaram a comparar o DNA das células tumorais com o das células saudáveis – e outras células tumorais. Esses estudos confirmaram que todas as células cancerígenas contêm centenas, senão milhares, de mutações específicas, a maioria delas é exclusiva de cada tumor.

Alguns anos depois, uma startup alemã chamada BioNTech forneceu evidências convincentes de que uma vacina contendo cópias dessas mutações poderia catalisar o sistema imunológico do organismo para produzir células T preparadas para procurar, atacar e destruir todas as células cancerígenas que as abrigam.

Em dezembro de 2017, a BioNTech iniciou um grande teste da vacina em pacientes com câncer, em colaboração com a gigante de biotecnologia Genentech. O estudo em andamento tem como alvo pelo menos 10 tipos de cânceres sólidos e visa inscrever mais de 560 pacientes em locais ao redor do mundo.

As duas empresas estão projetando novas técnicas de fabricação para produzir milhares de vacinas personalizadas de forma barata e rápida. O processo será algo complicado porque a criação da vacina envolve a realização de uma biópsia no tumor do paciente, o sequenciamento e a análise do DNA, e o processamento das informações para o local de produção. Uma vez produzida, a vacina precisa ser prontamente entregue ao hospital; atrasos podem ser mortais.

Hambúrguer sem carne

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Por que é importante: a produção pecuária vem causando um desmatamento catastrófico, poluição da água e emissões de gases de efeito estufa.

Principais players: Beyond Meat, Impossible Foods

Disponibilidade: à base de plantas, agora; cultivado em laboratório, por volta de 2020

Ambas as alternativas cultivadas em laboratório e à base de plantas se aproximam do sabor e valor nutricional da carne real sem a devastação ambiental.

A ONU espera que o planeta tenha 9,8 bilhões de habitantes até 2050. E essas pessoas estão ficando mais ricas. Nenhuma dessas tendências é um bom sinal para a mudança climática – especialmente porque, à medida que as pessoas saem da pobreza, elas tendem a comer mais carne.

Até essa data, de acordo com as previsões, os humanos consumirão 70% mais carne do que em 2005. E o problema é que criar animais para consumo humano está entre as piores coisas que fazemos ao meio ambiente.

Dependendo do animal, produzir um quilo de proteína de carne com métodos industrializados ocidentais requer de 4 a 25 vezes mais água, 6 a 17 vezes mais terra e 6 a 20 vezes mais combustíveis fósseis do que produzir meio quilo de proteína vegetal.

A questão é que as pessoas não devem parar de comer carne tão cedo. O que significa que alternativas criadas em laboratório e à base de plantas podem ser a melhor maneira de limitar a destruição.

Cultivar carne em laboratório envolve extrair tecido muscular de animais e cultivá-lo em biorreatores. O produto final é muito parecido com o que você teria de um animal, embora os pesquisadores ainda estejam trabalhando no sabor. Pesquisadores da Universidade de Maastricht, na Holanda, que estão trabalhando para produzir carne cultivada em laboratório em escala, acreditam que terão um hambúrguer em laboratório disponível até o próximo ano. Uma desvantagem da carne cultivada em laboratório é que os benefícios ambientais ainda são incompletos na melhor das hipóteses – um recente relatório do Fórum Econômico Mundial diz que as emissões de carne cultivada em laboratório seriam apenas cerca de 7% inferiores às emissões da produção de carne bovina.

Um cenário ambiental melhor pode ser alcançado com carnes vegetais, como as das empresas Beyond Meat e Impossible Foods (Bill Gates é um investidor em ambas as empresas), que usam proteínas de ervilha, soja, trigo, batatas e óleos vegetais para imitar a textura e sabor de carne animal.

A Beyond Meat tem uma nova fábrica de 2.400 m2 na Califórnia e já vendeu mais de 25 milhões de hambúrgueres em 30.000 lojas e restaurantes. De acordo com uma análise do Centro de Sistemas Sustentáveis da Universidade de Michigan, um hambúrguer da Beyond Meat provavelmente geraria 90% menos emissões de gases do efeito estufa do que um hambúrguer convencional feito a partir de uma vaca.


Leia também: Como vai ser o fast food do futuro?


Coletor de dióxido de carbono

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Por que é importante: Remover CO2 da atmosfera pode ser uma das últimas formas viáveis de impedir a catastrófica mudança climática

Principais players: Carbon Engineering, Climeworks, Global Thermostat

Disponibilidade: 5-10 anos

Maneiras práticas e acessíveis de capturar dióxido de carbono do ar podem absorver o excesso de emissões de gases de efeito estufa.

Mesmo que reduzamos as emissões de dióxido de carbono, o aquecimento causado pelo gás de efeito estufa pode persistir por milhares de anos. Para evitar um aumento perigoso das temperaturas, o painel climático da ONU agora conclui que o mundo precisará remover até 1 trilhão de toneladas de dióxido de carbono da atmosfera neste século.

Em uma descoberta surpreendente no ano passado passado, o cientista do clima de Harvard, David Keith, calculou que as máquinas poderiam, em teoria, obter menos de US$ 100 por tonelada, por meio de uma abordagem conhecida como captura direta de ar. Isso é uma ordem de magnitude mais barata do que as estimativas anteriores que levaram muitos cientistas a considerar a tecnologia muito cara – embora ainda demore anos para que os custos caiam para qualquer ponto próximo desse nível.

Mas depois de capturar o carbono, você ainda precisa descobrir o que fazer com ele.

A Carbon Engineering, empresa canadense que Keith fundou em 2009, planeja expandir sua planta piloto para aumentar a produção de seus combustíveis sintéticos, usando o dióxido de carbono capturado como ingrediente principal. (Bill Gates também é um investidor na Carbon Engineering.)

A planta de captura de ar da Climeworks, na Itália, produzirá metano a partir de dióxido de carbono e hidrogênio capturados, enquanto uma segunda fábrica na Suíça venderá dióxido de carbono para a indústria de refrigerantes. E o mesmo fará a Global Thermostat, de Nova York, que terminou de construir sua primeira fábrica comercial no Alabama no ano passado.

Ainda assim, se for usado em combustíveis sintéticos ou refrigerantes, o dióxido de carbono acabará voltando para a atmosfera. O objetivo final é bloquear os gases do efeito estufa para sempre. Alguns podem ser inseridos em produtos como fibra de carbono, polímeros ou concreto, mas ele também precisará ser enterrado no subsolo, um trabalho caro que nenhum modelo de negócios parece apoiar.

De fato, retirar o CO2 do ar é, do ponto de vista da engenharia, uma das formas mais difíceis e caras de lidar com a mudança climática. Mas, dada a lentidão com que estamos reduzindo as emissões, ainda não há boas opções.


Leia mais: Valser é a primeira bebida a obter seu CO2 a partir da atmosfera


Um eletrocardiograma no seu pulso

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Avanços tecnológicos estão fazendo com que as pessoas consigam com mais facilidade monitorar continuamente seus corações, usando dispositivos wearable.

Rastreadores de condicionamento físico não são dispositivos médicos sérios. Um treino intenso ou uma pulseira solta pode mexer com os sensores que leem o seu pulso. Mas um eletrocardiograma – o tipo que os médicos usam para diagnosticar anormalidades antes de um derrame ou um ataque cardíaco –requer uma visita ao consultório, e as pessoas muitas vezes não conseguem fazer o teste a tempo.

Relógios inteligentes com eletrocardiograma, possibilitados por novas regulamentações e inovações em hardware e software, oferecem a conveniência de um dispositivo wearable com algo mais próximo da precisão de um dispositivo médico.

Uma pulseira compatível com Apple Watch, da AliveCor, empresa do Vale do Silício pode detectar fibrilação atrial, uma causa frequente de coágulos sanguíneos e derrames, recebeu autorização da FDA em 2017. No ano passado, a Apple lançou seu próprio recurso de eletrocardiograma aprovado pela FDA, dentro do Apple Watch.

Tornar testes cardíacos complexos disponíveis com o apertar de um botão tem conseqüências de longo alcance. A empresa de aparelhos de saúde Withings também anunciou planos para lançar, em breve, um relógio equipado com eletrocardiograma.

Os wearable atuais ainda têm apenas um único sensor, enquanto um eletrocardiograma real tem 12. E nenhum wearable ainda pode detectar um ataque cardíaco enquanto isso acontece. Mas isso pode mudar em breve. No fim do ano passado, a AliveCor apresentou resultados preliminares para a Associação Americana do Coração em um aplicativo e sistema de dois sensores que pode detectar um tipo de ataque cardíaco.

Saneamento sem esgotos

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Por que é importante: 2,3 bilhões de pessoas carecem de saneamento seguro, e muitas morrem por causa disso

Principais players: Duke University, Universidade do Sul da Flórida, Biomass Controls, Instituto de Tecnologia da Califórnia

Disponibilidade: 1-2 anos

Banheiros eficientes em termos de energia podem operar sem um sistema de esgoto e tratar os resíduos no local.

Cerca de 2,3 bilhões de pessoas não têm um bom saneamento. A falta de banheiros adequados faz com que as pessoas despejem matéria fecal nas lagoas e córregos próximos, espalhando bactérias, vírus e parasitas que podem causar diarreia e cólera. A diarreia causa uma em nove mortes infantis em todo o mundo.

Agora, pesquisadores estão trabalhando para construir um novo tipo de banheiro, que seja barato o suficiente para o mundo em desenvolvimento, e que possa não apenas descartar o lixo, mas também tratá-lo.

Em 2011, Bill Gates criou o que era essencialmente o Reinvent the Toilet Challenge. Desde o lançamento do concurso, várias equipes colocaram protótipos no campo. Todos processam o lixo localmente, portanto, não há necessidade de grandes quantidades de água para transportá-lo para uma estação de tratamento distante.

A maioria dos protótipos é independente e não precisa de esgotos, mas eles se parecem com banheiros tradicionais alojados em pequenos edifícios ou recipientes de armazenamento. O vaso sanitário NEWgenerator, projetado na Universidade do Sul da Flórida, filtra os poluentes com uma membrana anaeróbica, que possui poros menores que bactérias e vírus. Outro projeto, da Biomass Controls, de Connecticut, é uma refinaria do tamanho de um contêiner de remessa; aquece o lixo para produzir um material rico em carbono que pode, entre outras coisas, fertilizar o solo.

Uma desvantagem é que os banheiros não funcionam em todas as escalas. O produto Biomass Controls, por exemplo, é projetado principalmente para dezenas de milhares de usuários por dia, o que o torna menos adequado para aldeias menores. Outro sistema, desenvolvido na Duke University, deve ser usado apenas por algumas casas próximas.

Portanto, o desafio agora é tornar esses banheiros mais baratos e mais adaptáveis a comunidades de diferentes tamanhos. “É ótimo construir uma ou duas unidades”, diz Daniel Yeh, professor associado da Universidade do Sul da Flórida, que liderou a equipe do NEWgenerator. “Mas, para realmente impactar a tecnologia no mundo, a única maneira de fazer isso é produzir em massa as unidades.”


Leia mais: Nano Membrane Toilet, um vaso sanitário que não utiliza água


Assistentes de inteligência artificial com fala suave

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Por que é importante: os assistentes de IA agora podem realizar tarefas baseadas em conversas, como reservar uma reserva de restaurante ou coordenar uma entrega de pacotes, em vez de simplesmente obedecer a comandos simples.

Principais players: Google, Alibaba, Amazon

Disponibilidade: 1-2 anos

Novas técnicas que capturam relações semânticas entre as palavras estão aprimorando as máquinas para que elas entendam a linguagem natural.

Estamos acostumados a assistentes de IA – como Alexa e Siri –, mas eles não estão não inteligentes o suficiente. Eles deveriam ter simplificado nossas vidas, mas mal fizeram um arranhão. Eles reconhecem apenas uma faixa estreita de diretivas e são facilmente afetados por desvios.

Mas alguns avanços recentes estão prestes a expandir o repertório do seu assistente digital. Em junho de 2018, pesquisadores da OpenAI desenvolveram uma técnica que treina uma AI em texto não rotulado para evitar a despesa e o tempo de categorizar e marcar todos os dados manualmente. Alguns meses depois, uma equipe do Google revelou um sistema chamado BERT que aprendeu a prever palavras perdidas estudando milhões de frases. Em um teste de múltipla escolha, ele e saiu tão bem quanto os humanos ao preencher lacunas.

Essas melhorias, juntamente com uma melhor síntese de fala, estão nos deixando passar de comandos simples aos assistentes de IA para ter conversas com eles. Eles poderão lidar com as minúcias diárias, como fazer anotações, encontrar informações ou fazer compras on-line.

E alguns já estão até entre nós. O Google Duplex, a atualização estranhamente humana do Assistente do Google, pode fazer chamadas para você e até agendar reservas de restaurante ou horários no salão de beleza.

Na China, os consumidores estão se acostumando com o AliMe, da Alibaba, que coordena as entregas de pacotes pelo telefone e discute sobre o preço das mercadorias pelo chat.

Mas enquanto os programas de IA ficaram melhores em descobrir o que você quer, eles ainda não conseguem entender uma frase. As linhas são programadas ou geradas estatisticamente, refletindo o quanto é difícil confundir máquinas com um entendimento verdadeiro da linguagem. Depois de atravessarmos esse obstáculo, veremos outra evolução, talvez de coordenadora de logística para babá, professor – ou, quem sabe amigos?

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