از ابتدای قرن 21 تلاش‌های اندیشمندان و محققان برای متحد ساختن علوم مختلف شروع شد. این جهت‌گیری درنهایت منجر به اتحاد فناوری نانو (Nanotechnology)، فناوری بیو (Biotechnology)، فناوری اطلاعات (Information Technology) و علوم شناختی (Cognitive Science) خواهد شد. همگرایی علوم و فناوری‌ها علاوه بر تولید محصولات جدید به پیشرفت و توسعه هرکدام از این حوزه‌ها نیز کمک خواهد کرد. برای مثال همگرایی بایو و نانو علاوه‌بر تولید محصولات و خدمات نوین، منجر به توسعه بیشتر دو حوزه نانو و بایو نیز خواهد شد. محققان فناوری بر این باورند که تحولی که علوم و فناوری‌های همگرا ایجاد خواهد کرد به‌مراتب بزرگ‌تر از تحولی است که ماشین بخار و انقلاب صنعتی در زندگی بشر ایجاد نمود. البته این همگرایی طیفی از اثرات مثبت و منفی را به همراه خواهد داشت.
همگرایی علوم ازنظر فناورانه بسیار جذاب بوده و تحولاتی در زندگی بشر ایجاد خواهد کرد که هم‌اکنون صحبت کردن در مورد آن‌ها به‌مانند داستان‌های علمی تخیلی می‌ماند. ولی این تحولات آثار اجتماعی و فرهنگی به همراه خواهند داشت که هنوز برای ما ناشناخته است. یقیناً اثرات اجتماعی، فرهنگی و زیست‌محیطی علوم و فناوری‌های همگرا بیش از فناوری‌های امروزی است بنابراین توجه به مسائل فرهنگی و اجتماعی آن بسیار حائز اهمیت است. همین امر باعث شده تا قبل از ورود محصولات فناوری‌های همگرا به بازار چندین مقاله در مورد اثرات فرهنگی و اجتماعی NBIC چاپ شود.
همگرایی علوم درصورتی‌که به همراه توجه کافی به مسائل اخلاقی و نیازهای جامعه باشد، می‌تواند پیشرفت‌های شگرفی را در توانایی‌های انسان، بازده صنایع ملی و کیفیت زندگی مردم ایجاد کند. علمی که اساس آن بر پایه علوم همگرا شده باشد و از موادی در مقیاس نانو استفاده کند مکتب جدیدی برای تولید دانش، نوآوری و یکپارچگی فناوری به وجود می‌آورد. ترکیب «فناوری‌های نو همگرا» (Converging New Technologies) که در فارسی به اختصار به آن «شزان» (شناختی، زیستی، اطلاعات، نانو) می گویند، به ادغام سینرژیتیکی چهار فناوری نانو، بیو، اطلاعات و علوم شناختی اشاره دارد (NBIC) که هرکدام از این چهار فناوری با سرعت زیادی در حال رشد و توسعه هستند.
فناوری‌های همگرا یکدیگر را برای رسیدن به هدف مشترک توانمند می‌سازند. این توانمندسازی برای هر فناوری را می‌توان به‌صورت زیر بیان کرد:
فناوری نانو با ایجاد بستر سخت‌افزاری در کوچک‌ترین مقیاس ممکن برای تمامی مسائل مهندسی، سه فناوری دیگر را توانمند می‌سازد. برای مثال فناوری نانو با توسعه تکنیک‌های جدید تصویربرداری و حس‌گرهای مختلف بیوفناوری را توانمند می‌سازد. با تکنیک‌های کوچک‌سازی، به فناوری اطلاعات کمک می‌کند، همچنین نانوچیپ‌ها و نانو حسگرها پیشرفت‌های شگرفی را در دنیای بیوانفورماتیک ایجاد خواهند کرد.
بیوفناوری با‌شناسایی واکنش‌های فیزیکی- شیمیایی، و الگوریتم‌های ساختاری در سیستم‌های دارای حیات، سه فناوری دیگر را توانمند می‌سازد. برای مثال بیوفناوری با کمک سازوکار‌های‌شناسایی سلولی و انتقال هدف‌دار فناوری نانو را توانمند می‌سازد. با معرفی سیستم محاسبات با کمک DNA فناوری اطلاعات را توانا می‌سازد. همچنین سیستم‌های بیومیمتیک و موتورهای سلولی می‌توانند تحقیقات در زمینه نانو اطلاعات و نانو رباتیک را متحول سازد.
فناوری اطلاعات با کمک روش‌های جدید رایانه‌ای برای پردازش اطلاعات و اجرای مدل‌ها، به کمک فناوری‌های نانو، بیو و علوم شناختی می‌آید. این روش‌ها برای هر سه فناوری بسیار حیاتی هستند، به‌طوری‌که با کنترل دقیق الگوسازی و برخورد مولکول‌ها باعث ارتقای فناوری نانو شده و به کمک مدل‌سازی واکنش‌های شیمیایی بیوفناوری را ارتقا می‌دهد.
علوم شناختی می‌توانند از طرق مختلف فناوری‌ها و علوم دیگر را ارتقا دهند. ازجمله آشناترین کاربردهای این علوم در سایر فناوری‌ها می‌توان به استفاده از تئوری بازی برای ماکزیمم‌سازی سود و کاهش هزینه‌ها و یا استفاده از مدل‌های مختلف برای توجیه مسائل اقتصادی اشاره کرد. این علوم در حقیقت با تکیه‌بر علوم آماری و احتمال به تحقیقات کمی و درک بهتر دینامیک اجتماعی کمک می‌کنند.
برخی کاربردهای فناوری‌های همگرا
در ادامه، برخی کاربردهای فناوری‌های همگرا در زمینه‌های مختلف معرفی می‌شوند:
v کره چشم مصنوعی با قابلیت‌هایی فراتر از چشم عادی
هم‌اکنون ابزارهایی مانند عینک آفتابی، عینک دید در شب و حس‌گرهای تشخیص امواج ساخته‌شده‌اند. گام بعدی برای این ابزارها مجتمع ساختن همه این توانایی‌ها در یک کره چشم مصنوعی و استفاده از آن به‌جای کره چشم خود انسان است. با افزایش شناخت از ساختار عصبی بدن و کمک گرفتن از علوم شناختی، دانشمندان قادر خواهند بود چشم‌هایی تولید کنند که انرژی خود را بدون نیاز باتری تأمین کرده و علاوه‌بر داشتن همه ویژگی‌های یک چشم طبیعی، می‌توانند قدرت‌های غیرقابل‌تصوری به انسان بدهند. این چشم‌ها به افراد قابلیت دیدن با رزولوشن بالا، دید در شب یا حتی دیدن امواج رادیواکتیو را خواهند داد.
v افزایش حافظه
بسیاری از افراد از اینکه حافظه بلندمدت خوبی ندارند ناراحت هستند و بارها فراموشی برایشان مشکلات متعددی ایجاد کرده است. عده کثیری هم آرزوی فراموشی داشته و دوست دارند اتفاقات ناگوار گذشته خود را به فراموشی بسپارند. علوم همگرا در آینده به کمک این افراد خواهد آمد و با کمک گرفتن از بیوفناوری و علوم شناختی داروهای حافظه و داروهای فراموشی تولید خواهد نمود. پیش‌بینی می‌شود که بازار این داروها به یکی از جذاب‌ترین بازارها در صنعت دارو تبدیل شود به‌طوری‌که ارزش آن به میزان 10 میلیارد دلار تخمین زده‌شده است. هم‌اکنون حداقل 60 کمپانی مطرح بیوفناوری روی این داروها در حال تحقیق هستند. حاصل این تحقیقات هم‌اکنون به بازار عرضه‌شده ولی هنوز کارایی لازم را ندارند. به نظر می‌رسد در آینده نزدیک شاهد حضور گسترده این داروها در بازار جهانی دارو خواهیم بود.
v Lab on a chip
این فناوری که از همگرایی نانو و بیو منتج شده است، در حقیقت یک آزمایشگاه روی یک چیپ بسیار کوچک است که قدرت تشخیص بالایی داشته و در زمان کوتاهی می‌تواند نتایج خود را به سرور موردنظر ارسال کند. این چیپها زیر پوست فرد کارگذاری می‌شوند و قابلیت چک کردن المان‌های مختلف خون و همچنین تشخیص بیماری‌هایی چون ایدز را خواهند داشت. این چیپها هم‌اکنون به‌وسیله‌ی شرکت‌هایی چون مدیمیت عرضه‌شده‌اند و قابلیت اندازه‌گیری سطح لیتیوم خون را دارند (برای پیشگیری از مسمومیت لیتیوم). مدل‌های دیگر این چیپ نیز قابلیت اندازه‌گیری سطح گلوکز خون را دارند. محققان قصد دارند تا این آزمایشگاه‌های کوچک را در آینده مجهزتر کرده و قابلیت تصویربرداری داخل بدن از سلول‌ها و آنالیز تک‌سلول را نیز به آن‌ها اضافه کنند.
v BMI(Brain Machine Interface)
BMI یا ارتباط مغز انسان با ماشین از دیگر کاربردهای علوم همگراست که هنوز به‌طور کامل آینده کاربرد آن برای بشر مشخص نیست. ولی ازجمله ابتدایی‌ترین کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ü با کمک کاشت چیپ‌های عصبی در مغز، فرد می‌تواند قابلیت کنترل ماشین‌ها و ربات‌های مختلف را از راه نزدیک و حتی راه دور به دست بیاورد. این قابلیت می‌تواند برای افراد معلول بسیار کاربردی باشد به‌طوری‌که فرد می‌تواند پای مصنوعی خود را به کمک مغز خود کنترل کند. این فناوری برای افراد عادی نیز کاربرد دارد، برای مثال فرد می‌تواند ربات‌های مختلف را که در ناحیه‌ای خطرناک قرار دارند با کمک مغز خود از راه دور کنترل کند. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان می‌دهند که این کنترل می‌تواند از طریق اینترنت هم قابل‌اجرا باشد.
ü با کمک فناوری BMI می‌توان برای افراد محیط‌های مجازی ایجاد کرد. این محیط‌های مجازی می‌توانند مبتنی بر واقعیت بوده و برای شبیه‌سازی عمل‌های جراحی و آموزش پزشکان کاربرد داشته باشند. همچنین می‌توان محیط‌هایی غیرواقعی برای درک بیشتر در مورد فیزیک عالم هستی ایجاد کرد.
v Socio-Tech
زمانی که علوم شناختی با فناوری اطلاعات همگرا می‌شوند به کاربرد جدیدی دست می‌یابیم که با استفاده از آن می‌توان رفتار یک جامعه انسانی را پیش‌بینی کرد. این ابزار نتیجه همگرایی علوم رفتاری و اجتماعی جامعه است که اطلاعات خود را با کمک ابزارهایی مانند الگوریتم‌های ژنتیکی افراد و BMI به دست آورده و با کمک تکنیک‌های جدید پردازش رایانه‌ای این اطلاعات را آنالیز می‌کند. نتیجه این امر ابزاری است که با استفاده از آن می‌توانیم رفتار یک جامعه انسانی را پیش‌بینی کنیم. برای مثال می‌توان رفتار یک گروه تروریستی را قبل از حمله به آن‌ها پیش‌بینی کرد و انگیزه‌های آن‌ها را از اجرای عملیاتشان‌شناسایی نمود، یا واکنش جامعه به حمله احتمالی دشمن را پیش‌بینی نمود.
v Affective Computing
رایانش عاطفی در حقیقت تلاش برای‌شناساندن احساسات انسان به رایانه است. این فناوری مثالی از همگرایی فناوری اطلاعات و علوم شناختی است. این فناوری اطلاعات خود را از طریق حس‌گرهای مختلف، الگوهای مختلف چهره، ضربان قلب، تغییرات در پوست و… به دست می‌آورد. هدف از توسعه این فناوری تشخیص احساسات کاربر به‌وسیله‌ی رایانه و پاسخ‌دهی با توجه به شرایط روحی و روانی کاربر است.
این فناوری می‌تواند در زندگی روزمره کاربردهای فراوانی داشته باشد. برای مثال با نصب این فناوری روی اتومبیل‌ها، خودرو شرایط روانی سرنشین خود را‌شناسایی کرده و درصورتی‌که راننده در شرایط عصبی مناسبی نباشد به دیگر اتومبیل‌ها هشدار بدهد. یا رایانه زمانی که کاربر عصبانی است به او هشدار دهد و از ارسال پست الکترونیکی در زمان خشم کاربر جلوگیری کند.
جمع آوری کننده مطلب: معاونت محترم پرورشی سرکار خانم واحدی
تایید کننده مطلب: مدیریت محترم آموزشگاه؛ سرکار خانم ملائکه