Az év első hetei hagyományosan az előretekintésről szólnak. Ilyenkor terveket készítünk, fogadalmakat teszünk, és megpróbáljuk kitalálni, mit hoz a jövő - akár a következő tizenkét hónap, akár a következő néhány évtized. Ez alól a kutatók és tudósok sem kivételek. De mennyire lehet komolyan venni ezeket az előrejelzéseket? A jövő ugyanis gyakran apró, jelentéktelennek tűnő ötletekben bújik meg, és a mi feladatunk, hogy ezeket felfedezzük és kibontakoztassuk.
A mesterséges intelligencia kihívásai és lehetőségei
Ugyan még nemrégóta érezhetjük a saját bőrünkön, a mesterséges intelligencia (MI), annak térnyerése vagy éppen öntudatra ébredése már hosszú évtizedek óta foglalkoztatja a kutatókat. Eddig azonban arról kevés szó esett, hogy immáron az ő munkájukat is fenyegetheti a technológia. Nem véletlen, hogy Nick Bostrom jövőkutató szerint sem kizárt, hogy 2050-re az összes komoly tudományos kutatást szuperintelligens mesterséges intelligenciák végzik majd.
Ez elsőre talán túlzásnak hangzik, de a mesterséges intelligencia fejlődési ütemét látva nehéz teljesen elvetni az ötletet. Már ma is algoritmusok elemeznek adatokat, terveznek kísérleteket, sőt egyre gyakrabban robotok végzik el azokat az ember helyett. A tudomány fejlődése azonban nem légüres térben zajlik. A populizmus erősödése, a rövid távú politikai érdekek és a szűkülő költségvetések mind nyomást gyakorolhatnak majd a kutatókra.
AI és a jövő munkaerőpiaca
Klímaváltozás és geoengineering: a fenyegetések és megoldások
Ha van terület, ahol a jövőkutatók kevésbé viccelődnek, az a klímaváltozás. Guy Brasseur, a Max Planck Meteorológiai Intézet kutatója szerint 2050-re a helyzet sokkal rosszabb lehet, mint amit ma elképzelünk. A kérdés inkább az lesz, hogy mit tegyünk ellene. Egyes forgatókönyvek szerint országok - vagy akár vállalatok - önállóan próbálkozhatnak majd geoengineering megoldásokkal, például a légkörbe juttatott részecskékkel, amelyek visszaverik a napfényt.
A gond csak az, hogy ezek a módszerek továbbra is kísérletinek számítanak, és könnyen felboríthatják a csapadékmintákat vagy más időjárási folyamatokat. Van azonban ennél optimistább forgatókönyv is. 2050-re a szén-dioxid kivonása a levegőből akár üzletileg is megérheti. Elina Hiltunen jövőkutató szerint ugyanis elképzelhető, hogy műanyagokat, üzemanyagokat vagy akár gyógyszereket gyártunk majd „levegőből”.
A geopolitikai feszültségek azt jelentik, hogy a 2050-ig tartó jövőbeli éghajlatra vonatkozó előrejelzéseknek egyre inkább a légkörfizikán túlmutató tényezőket kell figyelembe venniük - mutatta Brasseur egy 2025-ös tanulmányban. Egy évtizeddel ezelőtt a klímakutatók még a párizsi megállapodással ünnepelték a klímaváltozás globális elismerését. Ma azonban az Egyesült Államokban például a tudósok kénytelenek törölni a kifejezést a kormányzati jelentésekből és weboldalakról. „Ha klímatudományról beszélünk, az emberek egyszerűen nem akarnak hallani róla, mert sokkal jobban félnek más problémáktól” - mondja Brasseur.
Az űrkutatás és a kozmikus titkok felfedezése
Ahogyan már napjainkban sem telik el nap anélkül, hogy a világűr szóba kerüljön, 2050-re az űrkutatás is kulcsszerephez jut. Politikusok és techmilliárdosok rendre ígérgetik az emberes Mars-utazást, de nem mindenki ilyen lelkes. A kozmológia és a kvantumtechnológia házassága viszont igazi tudományos áttöréseket hozhat az évszázad feléhez érve. Ez közelebb vihet a sötét anyag és a sötét energia megértéséhez, sőt akár a jelenlegi kozmológiai standardmodell leváltásához is.
Na de végre kiderül, hogy egyedül vagyunk-e az univerzumban? A jelenlegi tempót nézve 2050-re akár 100 millió exobolygót is megismerhetünk. A kérdés persze továbbra is az, hogy végre találunk-e köztük életre utaló nyomokat a világűrben... Lehetséges, hogy igen, de az biztos, hogy a felfedezések elfogadása hosszú vitákat eredményez majd.
Orvostudományi innovációk: a légzésfunkciós mérőberendezéstől a személyre szabott medicináig
Az orvostudományban hatalmas lehetőségek rejlenek, különösen ha sikerül elegendő adatot gyűjteni. Ehhez viszont emberek millióinak együttműködésére lenne szükség, akik hajlandók megosztani egészségügyi adataikat. Ennek egyik kiváló példája a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) kutatóinak innovatív fejlesztése, amely a légzésfunkciós méréseket forradalmasíthatja.
A Kardiopulmonális Kutatócsoport és a Proof of Concept pályázat
Az SZTE Innovációs Napján rangos elismerésben részesült a Szent-Györgyi Albert Orvostudományi Kar Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet Kardiopulmonális Kutatócsoportjának két kutatója. Dr. Fodor Gergely, az intézet adjunktusa vehette át az Innovációs díjat az egészségügyi fejlesztések kategóriában a 3D nyomtatással személyre szabható légzési áramlásmérők terén Prof. Dr. Peták Ferenccel, az intézet vezetőjével közösen végzett kutatásáért. Ezzel párhuzamosan elnyerték a Proof of Concept pályázat támogatását is, amely projektjük célja egy könnyen kezelhető, hordozható légzésfunkciós mérőberendezés fejlesztése.
A Kardiopulmonális Kutatócsoportot Prof. Dr. Peták Ferenc alapította 20 éve, akit akkori mentora, Prof. Dr. Hantos Zoltán vezetett be a légzőrendszeri kutatások szépségeibe és kihívásaiba. Az évek során a kutatócsoport tevékenysége folyamatosan bővült, különösen a légzőszervi betegségek klinikai diagnosztikáját célzó kutatásokkal, szoros együttműködésben az orvosi szakmával. Dr. Fodor Gergely 2008-ban csatlakozott a csapathoz, miután egyetemi évei alatt Peták professzor felfigyelt tehetségére. Azóta meghatározó tagja a kutatócsoportnak, és a napi operatív feladatokat is ő irányítja.
Az intézet hosszú évek óta zajló kutatásai tehetséges fiatal kutatók bevonásával hozzájárultak ahhoz, hogy olyan innovatív fejlesztések szülessenek, mint a Proof of Concept pályázatban elkészítendő légzésfunkciós mérőberendezés. A projekt végső célja egy hordozható, kis méretű és viszonylag alacsony árú légzésmechanikai mérőeszköz létrehozása.
Az innováció lényege: miniatürizálás és egyszerűség
Maga a módszer nem számít újdonságnak, hiszen már 50-60 éve létezik, és az intézet kutatói is évtizedek óta foglalkoznak vele állatkísérletes és humán vizsgálatokban. Az igazi innováció abban rejlik, hogy ezt a technológiát sikerült egy olyan kisméretű eszközre optimalizálni, amely akár otthoni használatra is alkalmas lehet. „Jelenleg is léteznek hasonló berendezések, de általában nagyobbak, például egy kisebb hordozható tévé méretével vetekednek. Ezek kiválóan működnek szakrendelőkben, viszont otthoni körülmények között kevésbé praktikusak” - magyarázza Peták professzor.
Peták professzor felidézte, hogy a kutatás első szakasza tavaly zárult le. „Ebben a szakaszban azt vállaltuk, hogy az elektronikai komponenseket miniatürizáljuk, és ezt sikerült is megvalósítanunk. Az SZTE Mérnöki Kar két fiatal kollégája, Sarcevic Péter és Bálint Ádám hathatós segítségével zártuk le a munka ezen fázisát. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az eszköz elkészült, mivel a mechanikai komponensek, amelyek túlmutatnak az elektronikán, nem képezték az akkori pályázat részét” - fejtette ki Peták professzor.
A fejlesztés következő szakaszában tovább dolgoznak a Mérnöki Kar munkatársaival az elektronika fejlesztésén, valamint azon, hogy végül egy kézzel fogható, működőképes prototípus készüljön el. Fodor Gergely kiemelte, a következő nagy feladat ennek a prototípusnak a megtervezése lesz, amelyhez az egyetem 3D Központjának segítségét veszik igénybe. „Célunk, hogy a készüléket egy ergonomikus és esztétikus dobozba helyezzük, amely a funkcionalitás mellett a formatervezés szempontjainak is megfelel” - tette hozzá.
A mesterséges intelligencia és a telemedicina jövője az eszközben
A modern technológiák térhódítása, mint például a 3D-technológia és a mesterséges intelligencia, újabb lehetőségek előtt tárta ki a kaput a kutatók számára. Bár jelenleg a mesterséges intelligencia közvetlenül még nem része a projektnek, hosszú távú céljuk, hogy ezt is a rendszerbe integrálják. „Szeretnénk megvizsgálni, hogyan segítheti az MI az adatok értelmezését és feldolgozását, hogy a betegek számára még érthetőbb és használhatóbb információkat nyújtsunk” - fogalmazott Fodor Gergely. Hozzátette, egy másik fontos irány a telemedicinás alkalmazások erősítése. Ez lehetővé tenné, hogy az eszközt olyan helyzetekben is használhassák, amikor a beteg és az orvos térben vagy időben távol vannak egymástól, személyesen nem találkoznak. „Az eszközt úgy szeretnénk fejleszteni, hogy akár otthoni mérésekre is alkalmas legyen.”
Az eszköz másik nagy innovatív megoldása egy riasztórendszer bevezetése. Ahogy Fodor Gergely magyarázta, a különböző légzőrendszeri jellemzőknek, mint például a légúti ellenállásnak, van egy normál értéke, ami függ az egyén életkorától, testméreteitől, betegségeitől. „Az eszközzel többszintű riasztásokat végezhetünk el. Az egyik ilyen lehetőség, hogy jelezzen, amikor egy meghatározott időszak átlagértékeihez képest kiugró értékeket tapasztal. Ezeket az eltéréseket az eszköz nem csupán a beteg számára jelzi, hanem orvosának is küldhet róla egy riasztást. Az orvos dönthet arról, hogy az eltérést mutató értékek indokolják-e a beteg soron kívüli behívását, vagy elegendő, ha telemedicinás alkalmazások segítségével távolról módosít például a gyógyszeradagoláson” - mondta el.
A kutató hozzátette, a mesterséges intelligencia segítségével azokat a betegeket is azonosítani lehetne, akik magasabb rizikófaktorral rendelkeznek, még azelőtt, hogy értékeik kiugróvá válnának, amikor a kedvezőtlen folyamatok még csak kezdeti szakaszukban járnak. A hosszútávú célkitűzéseket azonban megelőzik a Proof of Concept pályázatban vállalt rövidtávú célok. Így most az elsődleges egy kézbe fogható prototípus megalkotása lesz a pályázati futamidő végére.
Áttörések és a jövőbeni alkalmazások
Egy ilyen volumenű kutatás számos áttörést és emlékezetes „heuréka-pillanatot” tartogat. Peták Ferenc példaként említette, hogy évtizedekig nagyméretű hangszórókat használtak a légzőrendszer vizsgálatára szolgáló jelek létrehozásához, míg kísérleti jelleggel pénztárca méretű hangszórókat próbáltak ki. Az eredmény meglepő volt: a kisebb eszközök szinte ugyanolyan jó minőségű jelet generáltak, lehetővé téve a rendszer miniatürizálását minőségromlás nélkül. Hasonló áttörésnek számított, amikor egy asztalnyi méretű elektronikai adatgyűjtőt a Mérnöki Kar szakemberei bankkártya nagyságúra zsugorítottak - és az eszköz tökéletesen működött.
Mint Peták professzor hangsúlyozta, az eszköz bárkinek hasznos lehet a háztartásában, aki szeretne egészségtudatosabban élni. „Távlati célunk, hogy minden olyan egészségtudatos embernek legyen ilyen eszköze otthon, akik nem csupán a keringésük állapotára kíváncsiak minden nap, hanem a légzőrendszerük állapotára is. A felhasználók egy szimpla mérésből megtudhatják, hogy az a mért érték normális, vagy abnormális” - magyarázta. Az eszköz kialakításánál az egyszerűség is fontos szerepet játszott. „Azok az eszközök, melyek most a piacon vannak, nagyfokú tudást igényelnek működtetésükhöz. Az általunk fejlesztett eszköz sok szempontból sokkal egyszerűbb, nem csupán méretében, hanem kezelésében is, hiszen általa akár egy gomb megnyomásával megkapjuk a szükséges adatokat” - mondta el.
Ezáltal otthoni eszköztárunk - ami a legtöbb háztartásban általában a vérnyomásmérőt, vércukormérőt, szaturációmérőt jelenti -, a jövőben kiegészülhet ezzel az eszközzel, melynek köszönhetően bárki otthoni körülmények között hozzáférhet majd a légzőrendszerét érintő információkhoz. Az eszköz viszont nem csupán a krónikus légzőszervi betegségben szenvedőknek nyújthat segítséget állapotuk otthoni felmérésében, de akár orvosi rendelőkben is felhasználható lehet. „Nyilván az egyszerűbb kezelhetőség miatt valamennyivel kevesebb adatot szolgáltat, mint a nagy szakrendelőkben található rendszerek.”
AI és a jövő munkaerőpiaca
Kereskedelmi bevezetés és nemzetközi terjeszkedés
Az eszköz bevezetése azonban nem lesz feltétlenül egyszerű. A projekt előrehaladtával ugyanis már láthatóvá vált, hogy az orvosi eszközök engedélyeztetésének adminisztrációs buktatóinak figyelembevételével és különböző financiális akadályaival az eredetileg eltervezett bekerülési ár nem fenntartható. „Felmerül például a finanszírozás kérdése: vajon a társadalombiztosítás támogatni fogja a betegek számára, vagy sem? Magyarországon valószínűleg nem lenne elég sok olyan vásárló, aki megengedhetné magának, hogy jelentős mennyiségben értékesíteni lehessen. Nyugat-Európában és az Egyesült Államokban viszont sokkal nagyobb igény várható.” Így terveik szerint a hazai piac mellett ráerősítenének a nemzetközi piacra is. „Úgy gondolom, hogy nemzetközileg is kevés konkurenciával találkozunk.”
Felmerül a kérdés, mikor jelenhet meg ez az eszköz a kereskedelmi forgalomban. Mint a kutatók beavattak, az orvosi eszközök piaca rendkívül speciális, bonyolult engedélyeztetési és bevizsgálási folyamatok előzik meg a piacra dobást.
Személyre szabott légáramlásmérők a precíziós medicinában
Fodor Gergely és Peták Ferenc a Proof of Concept pályázaton nyertes légzésfunkciós mérőberendezés mellett egyedileg tervezett légáramlásmérőjével is sikert aratott az SZTE Innovációs Napján, amit a Leginnovatívabb kutatómunkának választottak az egészségügyi fejlesztések területén. Ez egy olyan rendszer, ami megbízhatóan méri a kilélegzett levegő mennyiségét. A fejlesztésre azért volt szükség, mert a kereskedelemben kapható légáramlásmérők kis méretben nem elég pontosak. Jelenleg az áramlásmérők néhány előre gyártott méretben érhetők el, és ezek közül választják ki azt, amelyik a legjobban illeszkedik a pácienshez.
„Kezdetben az volt az ötletünk, hogy 3D nyomtatással készítünk egy olyan légáramlásmérőt, amelyet az állatkísérletes laborunkban is használhatunk, például rágcsálókon végzett méréseinkhez” - mondta Fodor Gergely. Az első prototípus egy nyulak vagy csecsemők számára tervezett áramlásmérő reprodukciója volt az egyetemi 3D Központ segítségével, amely jó eredményeket hozott. Ezt követően a kutatók arra keresték a választ, hogy a megoldás alkalmazható-e kisebb állatok esetében is, illetve hogyan lehetne további felhasználási területeket találni, mint például a humán gyógyászatban.
A projekt során a kutatók látóterébe került a személyre szabott medicina koncepciója, melynek lényege, hogy a betegek egyedi jellemzői alapján alakítják ki a kezelést. „Létrehoztunk egy olyan áramlásmérőt, amelynek paraméterei - például méret és ellenállás - személyre szabhatók. Ez lehetővé teszi, hogy a légzőrendszer egyedi állapotához igazítsuk a berendezést, így pontosabb és megbízhatóbb méréseket végezhetünk” - tette hozzá.
Az egyénre szabott légáramlásmérő készítését Peták Ferenc egy szemüveglencse, ortopéd cipő vagy hallókészülék gyártásához hasonlította, amelyek teljesen az adott személy igényeihez igazodnak. Rámutatott, hogy a felnőttek között is hatalmas eltérések vannak légzési térfogatok és áramlások terén, amit a jelenlegi eszközök nem mindig kezelnek megfelelően. Ezért kell olyan mérőeszközöket fejleszteni, amelyek a testméretekhez és légzési paraméterekhez igazodva pontosabb adatokat nyújtanak az orvosoknak, miközben minimális terhelést jelentenek a betegek számára.
tags: #a #jovot #legkonnyebben #gy #josolhatjuk #meg