La historia del ser humano está marcada por avances científicos que han transformado nuestra evolución, desde la invención de la rueda hasta el descubrimiento de la penicilina. Algunos de estos hallazgos fueron resultado del conocimiento acumulado, mientras que otros surgieron como auténticas serendipias. 

Sin embargo, cada uno de estos avances ha dejado una huella imborrable en nuestro mundo.En la actualidad, el crecimiento exponencial de los descubrimientos científicos es asombroso. 

Según el renombrado científico Ray Kurzweil, los avances que presenciaremos en el siglo XXI equivaldrán a un salto tan significativo como pasar de pintar las cuevas de Altamira a pisar la Luna en una sola generación. 

Este ritmo vertiginoso nos lleva a destacar ocho progresos clave en ciencia y tecnología que definirán nuestro rumbo como especie:

1. Inteligencia artificial

2. Big data

3. Computación cuántica

4. Smart cities

5. Nanotecnología

6. CRISPR y la edición genética

7. Metamateriales

8. La conquista del espacio exterior

Estos avances representan hitos fundamentales en nuestra búsqueda continua por comprender y dominar el mundo que nos rodea, abriendo nuevas posibilidades para el futuro de la humanidad.

1. Inteligencia artificial.  Estas son algunas de las aplicaciones más prometedoras:​

• Industria manufacturera: El uso de robots con IA en fábricas o su aplicación en logística multiplicará la productividad industrial.
  
• Salud: La IA podrá ayudar a los especialistas médicos en el análisis de imágenes para detectar dolencias.
  
• Agricultura: Las capacidades predictivas de la IA permitirán prevenir plagas y optimizar el uso de recursos hídricos y fertilizantes.
  
• Energía: La aplicación de la inteligencia artificial a las Smart Grids conducirá a una asignación más eficiente de los recursos energéticos.
  
• Arqueología: La IA podrá analizar imágenes por satélite para detectar patrones de actividad humana y antiguos asentamientos.
  
• Protección medioambiental: La IA es una herramienta formidable a la hora de generar modelos climáticos y monitorizar niveles de contaminación.
  
  2. Big data
  

Si la inteligencia artificial ha podido despegar de la manera mencionada, ha sido en gran parte gracias al big data, es decir, la existencia de datos masivos estructurados y no estructurados que crecen de forma exponencial y que pueden analizarse para detectar patrones o anticipar eventos. En la actualidad, los gobiernos y las empresas se sirven del big data para atender a ciudadanos y consumidores de manera más eficaz. Estos son algunos de los ejemplos más destacables:​​

• Sistemas de navegación y mapas: Ofreciendo rutas precisas y estimaciones de tiempo en tiempo real.
  
• Medicina personalizada: Ayudando a analizar datos genómicos para tratamientos personalizados.
  
• Ciudades inteligentes: Optimizando el tráfico, la gestión de residuos y la seguridad usando datos urbanos.
  
• Industria y fabricación: Monitorizando maquinaria para prevenir fallos y optimizar la producción.
  
• Comercio electrónico: Analizando datos de compra para ofrecer recomendaciones y predecir tendencias en plataformas como Amazon.

La computación cuántica: un salto hacia el corazón de la materia

En marzo de 2023 Intel y la Fundación Betty Moore anunciaron la muerte de la Ley de Moore. Su planteamiento, formulado en 1965, vaticinó que el número de  transistores que caben en un chip se duplicaría cada dos años. Sin embargo, los límites en la miniaturización, que ya alcanza los dos nanómetros, implican la necesidad de alternativas para seguir avanzando en la potencia de computación.

El salto de los bits –los actuales sistemas binarios de ceros y unos– a los cúbits, es decir, la adición de un estado indeterminado al cero y el uno bajo los principios de la física cuántica, es la solución a medio plazo. El avance de esta tecnología es imparable como demuestra el anuncio de la empresa Atom Computing que en 2023 presentó el primer ordenador en superar los 1000 cúbits. Este tipo de ordenadores podrá ejecutar tareas como las siguientes con una potencia inédita:​

• Simulaciones para el desarrollo de nuevos fármacos
  
• Mejora en procesos de inteligencia artificial
  
• Optimización de rutas y logística
  
• Encriptado seguro
  
• Pronósticos meteorológicos más precisos
  

Smart Cities: ciudades con cabeza

El desarrollo del Internet de las Cosas ha propiciado la llegada de los hogares inteligentes que automatizan parámetros como la temperatura o la humedad y se pueden manejar desde un teléfono móvil. Sin embargo, de sensores conectados que se hablan entre sí quienes saben cada vez más son las ciudades. Las Smart Cities se presentan precisamente como eso, inteligentes, porque están siendo capaces de optimizar sus procesos gracias al IoT.

Ejemplos como la gestión eficiente del agua en ciudades como Burgos son solo un botón de muestra. Estamos a punto de disfrutar de autobuses capaces de evitar el tráfico, lograr que la energía sea gestionada por Virtual Power Plants, y muchas aplicaciones tecnológicas más para crear ciudades más sostenibles y eficientes.

Nanotecnología: lo esencial es invisible a los ojos

La nanotecnología consiste fundamentalmente en la capacidad de moldear el comportamiento de átomos y moléculas, así como el desarrollo de dispositivos a escala microscópica, los llamados nanorrobots. El pionero en este nuevo enfoque fue el premio Nobel Richard Feynman, que en 1959 planteaba la posibilidad de escribir los veinticuatro volúmenes de la Enciclopedia Británica en la cabeza de una aguja. Esto requería trabajar a escalas nanométricas, es decir, la mil millonésima parte de un metro. Por ejemplo, la estructura helicoidal del ADN tiene un grosor de dos nanómetros. En un nanómetro podrían caber siete átomos de oxígeno.

Hoy la nanotecnología está abriendo la puerta a avances científicos como:​

• Nanorobots en medicina
  
• Energía (paneles fotovoltaicos de alto rendimiento)
  
• Nuevas fibras textiles
  
• Membranas purificadoras
  
• Sensores ultrasensibles
  
• Nuevos materiales como el grafeno
  

CRISPR: La era de la edición genética

El premio Nobel 2020 en química reconoció el trabajo de Charpentier y Doudna en el desarrollo de la técnica de edición de genes CRISPR-Cas9. Si la nanotecnología es la capacidad de desarrollar nuevos materiales y dispositivos a escalas atómicas, CRISPR ofrece algo similar en el terreno de la genética: la posibilidad de clonar, modificar o desactivar cadenas genéticas a voluntad.

Esta técnica permite localizar fragmentos de ADN en una célula y modificarlos con un coste relativamente reducido. Por si te lo preguntabas, el acrónimo CRISPR significa repeticiones palindrómicas breves de interespaciado regular por racimos (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats en inglés). Y estas son cuatro de sus aplicaciones más interesantes:​

• Edición genética: Modificación de genes para corregir mutaciones genéticas o insertar genes específicos para tratar enfermedades hereditarias.
  
• Agricultura: Mejora de cultivos, haciéndolos más resistentes a enfermedades o condiciones ambientales adversas.
  
• Investigación en biología: Análisis de genes y funciones celulares, permitiendo estudiar cómo genes específicos afectan a organismos y procesos biológicos.
  
• Terapia antiviral: Lucha contra los virus, modificando células para que sean resistentes a infecciones virales.
  

Metamateriales: superar los límites de la física

Hoy en día la creación de materiales artificiales, ya sea por medio de nuevas aleaciones o la nanotecnología, está contribuyendo a revolucionar nuestro mundo. La producción de aerogeles ultraligeros o de nitinol, una aleación de níquel y titanio que tiene memoria para volver a su forma original. Son dos ejemplos de un campo casi infinito.

Dicho esto, uno de los avances científicos más prometedores es la creación de metamateriales, o lo que es lo mismo: un material artificial con estructuras microscópicas diseñadas para controlar el movimiento de la luz, el sonido y otras ondas. Gracias a eso, ofrecen propiedades excepcionales como doblar la luz alrededor de objetos o cambiar la dirección del sonido de formas que parecerían imposibles. Estas son algunas de sus aplicaciones más llamativas:​

• Óptica avanzada: la creación de lentes con capacidades inéditas.
  
• Ingeniería de sonido: sistemas de cancelación de ruido o mejora acústica.
  
• Energía fotovoltaica: desarrollo de células solares más eficientes.
  
• Electromagnetismo: creación de escudos magnéticos.  
  

La conquista del espacio exterior

Desde que el ser humano llegó a la Luna en 1969 a lomos del Apolo XI, en el marco de la carrera espacial, la idea de mandar a seres humanos a nuestro satélite o a otros planetas no ha tenido continuidad. Así, hasta principios del siglo XXI los esfuerzos se centraron en la estación espacial internacional (ISS) y en el envío de satélites y misiones no tripuladas a Marte y la Luna.

Hoy, la entrada de empresas privadas en la conquista del espacio exterior y las iniciativas de nuevos actores como India o China están poniendo sobre la mesa la creación de colonias humanas en la Luna o, incluso, en Marte. De hecho, se espera que 2025 sea el año en que una mujer participe por primera vez en una misión lunar. Mientras tanto, el lanzamiento del James Webb, el telescopio espacial más avanzado de la historia sigue ampliando las fronteras de nuestro conocimiento del cosmos. Estos son algunos de los proyectos espaciales más ambiciosos de la actualidad:   ​

• Estudio de la composición del asteroide Psyche por medio de una sonda espacial de la NASA.
  
• Misión Artemis II de la NASA para llevar al ser humano a la Luna de nuevo.
  
• Proyecto JUICE de la Unión Europea para el estudio de Júpiter.
  
• Lanzamiento de la nave nodriza Starship de SpaceX.
  
• Misión Venus Life Finder (VLF) para la detección de vida en la atmósfera de Venus.
  
• Misión VIPER de la NASA para la búsqueda de agua en la Luna.
  

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