دانشمندان زیر ۳۰ سال که آینده علم و فناوری را رقم می‌زنند

در جهان محل زندگی ما جوانانی حضور دارند که نشان داده‌اند سن فقط یک عدد است. آن‌ها با نوآوری‌های خود در حوزه‌های مهم علم و فناوری، آینده روشنی را رقم می‌زنند و به الگوی همسالان خود تبدیل می‌شوند. 

به گزارش ایسنا، شاید تصور سنتی از دانشمند، شخص مسنی باشد که سال‌های زیادی از عمر خود را برای آموختن علم و دستیابی به اکتشافات جدید صرف کرده است، اما بسیاری از جوانان این تصور را از بین برده‌اند و تعریف جدیدی را برای واژه دانشمند ارائه داده‌اند. 

در این گزارش به معرفی برخی از این جوانان به انتخاب فوربس و دستاوردهای آن‌ها می‌پردازیم. 

یقینا این گزارش فقط شرح حالی را از برخی از این افراد ارائه خواهد داد و به این معنا نیست که همه دانشمندان جوان دنیا به همین فهرست ختم می‌شوند. 

۱. «ایتن باراجاس» (Ethan Barajas) و «جیمی پالمر» (Jamie Palmer) 

فضانوردان کارهای طاقت‌فرسایی را مانند نگهداری روزمره و سازمان‌دهی محموله‌ها انجام می‌دهند. این کار به معنای اتلاف وقت گرانبهای فضانوردان و هدر رفتن پول مالیات‌دهندگان است. نگه داشتن فضانوردان در مدار حدود ۱۳۰ هزار دلار در ساعت هزینه دارد. شرکت «ایکاروس رباتیکس» (Icarus Robotics) باراجاس قصد دارد این وظایف پیش‌پاافتاده را به ربات‌ها واگذار کند. 

این استارت‌آپ مستقر در نیویورک که در سال ۲۰۲۴ با همکاری پالمر تأسیس شد، در حال ساخت ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی است تا کارهای روزمره را انجام دهند و بدین ترتیب، انسان‌های آموزش‌دیده بتوانند روی اکتشافات پیشگامانه‌ای تمرکز کنند که تنها فضانوردان می‌توانند انجام دهند. در وب‌سایت این استارت‌آپ آمده است: نیروی کار به یک تنگنای مبرم در ماموریت‌های فضایی تبدیل شده است، زیرا فضانوردان بیشتر وقت خود را برای کارهای پیش‌پاافتاده‌ای مانند جابه‌جایی بار و بررسی تجهیزات صرف می‌کنند. 

باراجاس ۲۳ساله یک مهندس مکانیک است که در دوران دبیرستان، نانوآزمایشگاه‌های کشاورزی را برای ناسا و ایستگاه فضایی بین‌المللی طراحی کرده و با همکاری «آزمایشگاه پیش‌رانش جت» ناسا در «مؤسسه فناوری کالیفرنیا» (Caltech)، ماه‌نوردهایی را ساخته است. او هنگامی که ۱۷ساله بود، در ناسا کارآموزی کرد و پس از سه سال از مؤسسه فناوری کالیفرنیا خارج شد تا ایکاروس را بسازد. 

پالمر ۲۶ساله یک متخصص رباتیک از آزمایشگاه «ROAM» در «دانشگاه کلمبیا» (Columbia University) است که روی سیستم‌های رباتیک خودکار تمرکز دارد و مدیر ارشد فناوری در ایکاروس رباتیکس است. او چندین نمونه اولیه ساخته و با ناسا و توسعه‌دهندگان اصلی ایستگاه فضایی تجاری همکاری‌هایی داشته است. 

به نقل از وب‌سایت رسمی ایکاروس رباتیکس، این استارت‌آپ در حال ساخت نیروی کار رباتیک برای فضاست و با استفاده از عامل مجسم هوش مصنوعی، تنگنای روبه‌رشد نیروی کار را در مدار زمین حل می‌کند. 

کار ربات‌های ایکاروس رباتیکس با کنترل انسانی آغاز می‌شود و سپس از طریق نمایش کارها وظایف خود را یاد می‌گیرند و این امر آن‌ها را قادر می‌سازد که وظایفی را از جابه‌جایی بار گرفته تا ساخت‌وساز مداری بر عهده بگیرند. با واگذاری کارهای روزمره به ماشین‌های هوشمند، فضانوردان می‌توانند روی تحقیقات و اکتشافات با تأثیر بالا تمرکز کنند. 

این شرکت در حال برنامه‌ریزی برای آزمایش ربات‌های خود در یک پرواز بدون جاذبه در سال جاری میلادی و در حالت ایده‌آل، یک آزمایش یک‌ساله در ایستگاه فضایی بین‌المللی است. 

۲. «الکسیس اپلکویست» (Alexis Applequist) 

اپلکویست ۲۷ساله پژوهشگر مقطع دکتری مهندسی زیست‌پزشکی در «دانشگاه آرکانزاس» (UArk) و یکی از بنیان‌گذاران و مدیرعامل شرکت استارت‌آپ «هیومیک بیوسیستمز» (Humimic Biosystems) است. کار پیشگامانه او بر ایجاد انقلابی در نحوه آزمایش داروها پیش از رسیدن به بیماران تأکید دارد. 

اپلکویست در حال ساخت انواع بهتری از دستگاه‌های موسوم به «اندام روی تراشه» است که به پژوهشگران و توسعه‌دهندگان دارو امکان می‌دهند تا روشی سریع‌تر و دقیق‌تر را برای پیش‌بینی واکنش واقعی بدن انسان به درمان‌های جدید بدون آزمایش روی حیوانات داشته باشند. 

اپلکویست در سال ۲۰۲۳ استارت‌آپ هیومیک بیوسیستمز را تاسیس کرد که بر تجاری‌سازی پلتفرم‌های مقلد اندام‌های انسان تمرکز دارد. این شرکت که به عنوان یک زیرمجموعه از آزمایشگاه مکانوبیولوژی و مواد نرم «دانشگاه آلبرتا» (UAlberta) تشکیل شد، بر توسعه مدل‌هایی متمرکز است که از اندام‌های انسان مانند قلب، ریه‌ها و مغز برای کاربردهای گسترده تقلید می‌کنند. 

اپلکویست معتقد است که با ارائه مدل‌های منحصربه‌فرد، قابل اعتماد و کاربرپسند از اندام انسان می‌توان از این فناوری برای مدل‌سازی بیماری‌ها با هدف غربالگری دارو در صنعت داروسازی، آزمایش درمان در صنعت تجهیزات پزشکی و تحقیقات درباره پیشروی بیماری در دانشگاه‌ها استفاده کرد. 

۳. «ناوی آناند» (Navvye Anand) و «تایلر رز» (Tyler Rose) 

آفت‌کش‌ها برای محافظت از محصولات کشاورزی در برابر آلودگی و بیماری طراحی شده‌اند، اما می‌توانند اثرات مخربی بر اکوسیستم‌ها و سلامت انسان داشته باشند. آناند ۱۹ساله و رز ۱۸ساله شرکت «بیندول» (Bindwell) را تأسیس کردند تا از هوش مصنوعی برای ساخت آفت‌کش‌های ایمن‌تر استفاده کنند. آناند مؤسسه فناوری کالیفرنیا را ترک کرد و رز پس از جمع‌آوری ۶ میلیون دلار در سال ۲۰۲۵، دبیرستان را رها کرد تا این شرکت را تأسیس کند. 

به نقل از استوک نیوز، شرکت بیندول مدل‌های هوش مصنوعی را برای کمک به مهندسی آفت‌کش‌ها توسعه می‌دهد. رز معتقد است که استفاده از هوش مصنوعی برای توسعه آفت‌کش‌ها، هزینه تولید را کاهش می‌دهد و شرکت را به عرصه رقابت‌ها وارد می‌کند. 

وقتی او این پروژه را آغاز کرد، از طریق CUDA که یک پلتفرم برنامه‌نویسی توسعه‌یافته توسط شرکت «انویدیا» (Nvidia) است و به نرم‌افزارها امکان می‌دهد از GPU استفاده کنند، سابقه‌ای در تحقیقات یادگیری ماشینی با GPU داشت. رز به همراه آناند، ارائه یک مدل کشف دارو به نام PLAPT را آغاز کرد. توسعه مدل‌های بسیار دقیق و سبک برای کشف دارو، او را به پتانسیل تجاری رساند. این کار به طور ویژه در رابطه با صنایع کشاورزی و آفت‌کش‌ها انجام شد که در پذیرش هوش مصنوعی کندتر بوده‌اند. 

به نقل از وب‌سایت رسمی بیندول، آفت‌کش‌ها ما را ناامید می‌کنند. حتی با این که زمین‌های کشاورزی کاهش یافته‌اند، استفاده از آفت‌کش‌ها از سال ۲۰۰۰ دو برابر شده است. با وجود این، ما هنوز ۲۰ تا ۴۰ درصد از محصولات کشاورزی را به خاطر آفات از دست می‌دهیم. مقاومت، اوضاع را بدتر می‌کند. آفات در برابر آفت‌کش‌ها مقاوم می‌شوند و کشاورزان را مجبور می‌کنند برای رسیدن به همان نتایج، از آفت‌کش‌های بیشتری استفاده کنند. این کار یک چرخه معیوب را از افزایش مقاومت و آسیب‌های جانبی ایجاد می‌کند. نوآوری در این زمینه راکد است. از دهه ۲۰۱۰ کمتر از ۴۰ ماده فعال جدید معرفی شده است. بیشتر آفت‌کش‌های جدید فقط اصلاحات جزئی در مواد شیمیایی موجود هستند. صنعت از رقابت جا مانده، اما هوش مصنوعی در حال متحول کردن روند کشف دارو است. کشف آفت‌کش‌ها نیز به دلیل شباهت بیوشیمی به همین اندازه دیر شده است. ایمنی آفت‌کش‌ها یکی از مشکل‌هاست. آفت‌کش ایده‌آل فقط باید آفات را بکشد و نه چیز دیگری را، اما آفت‌کش‌های کنونی، کل اکوسیستم را به همراه اهدافشان مسموم می‌کنند. 

در ادامه توضیحات وب‌سایت بیندول آمده است: ما از هوش مصنوعی برای ساخت آفت‌کش‌های بهتر استفاده می‌کنیم. ما در حال ساخت شبکه‌های عصبی برای جایگزینی کل یک آزمایشگاه رطوبتی هستیم. آزمایشگاه رطوبتی ما در سن کارلوس، سنجش‌هایی را با توان عملیاتی بالا انجام می‌دهد که داده‌های آموزشی را برای مدل‌های ما تولید می‌کنند. این رویکرد شامل مقیاس‌بندی محاسبات و داده‌ها به جای تکیه بر طراحی دستی، سریع‌ترین مسیر برای توسعه آفت‌کش‌های جدید است. 

۴. «نیکلاس بوینتون» (Nicholas Boynton) 

انسان‌ها سالانه بیش از ۴۰۰ میلیون تن زباله پلاستیکی تولید می‌کنند، اما کمتر از ۱۰ درصد این زباله‌ها بازیافت می‌شوند. هدف بوینتون ۲۸ ساله، حل کردن این مشکل با ایجاد پلاستیک‌هایی است که می‌توانند به موادی با خواص بسیار متفاوت تبدیل شوند. او در طول دوره دکتری خود در «دانشگاه شیکاگو» (UChicago)، رهبری همکاری با ناسا را برای توسعه اولین نمونه اولیه یک پلاستیک کاربردی و پرتوان بر عهده داشت. اکنون کار بوینتون به عنوان شیمیدان ارشد تحقیقاتی در شرکت «۳M»، به ارائه مقاله علمی در نشریات برتر انجامیده است. 

به نقل از وب‌سایت رسمی دانشگاه شیکاگو، تحقیقات بوینتون بر توسعه شبکه‌های پلیمری پویا برای استفاده در کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی به‌ویژه در باتری‌ها و ترموالکتریک‌ها متمرکز است. 

۵. «ییهانگ چن» (Yihang Chen) 

چن ۲۹ساله ایمپلنت‌های کوچکی را توسعه می‌دهد که درون بدن کار می‌کنند تا نه تنها به رصد بیماری‌های مزمن بپردازند، بلکه به طور فعال آن‌ها را درمان کنند. چن یک کاوشگر در مقیاس نانو ساخته است که مولکول‌های داروهای آنتی‌بیوتیک را در جریان خون حیوان ردیابی می‌کنند و همچنین یک حسگر زیستی را برای ردیابی غیرتهاجمی گلوکز خون ساخته است. 

او پنج مقاله را در مجلات برتر مانند «Nature Biomedical Engineering» منتشر کرده است و یک اختراع ثبت‌شده دارد. 

به نقل از وب‌سایت رسمی «دانشگاه استنفورد» (Stanford University)، چن و همکارانش در دانشگاه استنفورد حسگر زیستی ماژولار موسوم به «SENSBIT» را طراحی کردند که پس از کاشت مستقیم در رگ‌های خونی موش‌های زنده، تا یک هفته کاملاً کاربردی باقی ماند. آن‌ها در آزمایش خود نشان دادند که SENSBIT می‌تواند به طور مداوم غلظت دارو را ردیابی کند. این گروه پژوهشی، حداکثر اثربخشی سیگنال را هم در مدل‌های موش زنده و هم در سرم انسان به دست آوردند. چن در توضیح این حسگر گفت: ما به ماده‌ای نیاز داشتیم که بتواند هدف را حس کند و در عین حال، به محافظت از سوئیچ‌های مولکولی بپردازد و آن موقع بود که فکر کردم زیست‌شناسی چگونه این مشکل را حل می‌کند. من معتقدم کار ما به پایه‌گذاری آینده کمک می‌کند و من از این فرصت برای کمک به پیشبرد این مرزها انگیزه می‌گیرم. 

۶. «جوئل پندلتون» (Joel Pendleton) و «برندون سورین» (Brandon Severin) 

رایانه‌های کوانتومی پیامدهای عمده‌ای را برای همه چیز از امنیت سایبری گرفته تا توسعه دارو دارند، اما این فناوری هنوز به سختی قابل توسعه و کنترل است. سورین ۲۸ساله و پندلتون ۲۵ ساله، شرکت «کانداکتور کوانتوم» (Conductor Quantum) را تأسیس کردند تا با توسعه نرم‌افزار کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی، این مشکلات را حل کنند و ایجاد و بهره‌برداری از کیوبیت‌های اسپین را در تراشه‌های سیلیکونی خودکارسازی کنند. 

شرکت آن‌ها با شرکت «SemiQon» در فنلاند همکاری می‌کند تا توسعه رایانه‌های کوانتومی مبتنی بر سیلیکون مقیاس‌پذیر را سرعت ببخشد. 

به نقل از وب‌سایت رسمی کانداکتور کوانتوم، ماموریت این شرکت تبدیل کردن دستگاه‌های کوانتومی نیمه‌رسانا به ماشین‌های قابل اعتماد و تجاری سودمند است که هر کسی بتواند از آن‌ها استفاده کند. 

برندون نیم‌دهه را صرف توسعه هوش مصنوعی برای محاسبات کوانتومی مبتنی بر سیلیکون کرده است. او پیش از این پژوهشگر پسادکتری در «دانشگاه آکسفورد» (University of Oxford) بود و در آن مدت چهار مقاله را در مجله‌های گوناگون «Nature» منتشر کرد. از جمله مقاله‌های او کار کردن روی ساختارهای کیوبیت سیلیکونی با دقت بالا و به توسعه اولین الگوریتم‌های هوش مصنوعی بود که به طور خودکار یک کیوبیت را در یک تراشه نیمه‌رسانا تشکیل می‌دهند. برندون مدرک کارشناسی ارشد مهندسی مواد و مدرک دکتری خود را از دانشگاه آکسفورد گرفته است. 

جوئل پس از ترک مقطع دکتری خود در دانشگاه آکسفورد در زمینه یادگیری ماشینی برای مقیاس‌بندی رایانه‌های کوانتومی، شرکت کانداکتور کوانتوم را تأسیس کرد. پیش از این، او پس از ایفای نقش‌هایی در حوزه یادگیری ماشینی و پژوهش در شرکت «کوانتوم موشن» (Quantum Motion)، «C۱۲» و «مرکز نانوفناوری لندن» (LCN)، نرم‌افزار کنترلی مبتنی بر یادگیری ماشینی را برای کیوبیت‌های ابررسانا در شرکت «QuantrolOx» ساخته بود. جوئل مدرک کارشناسی ارشد فیزیک را از «کالج دانشگاهی لندن» (UCL) گرفته است. 

۷. «آنا کرنل» (Ana Cornell) 

آنا کرنل ۲۵ساله دانشجوی رشته مهندسی پزشکی و رشته کارآفرینی در «دانشگاه نورث وسترن» (Northwestern University) است. 

پس از این که پدر کرنل به یک بیماری ژنتیکی مبتلا شد، او می‌خواست ریسک ابتلا به این بیماری را در خود درک کند. آزمایش‌های در دسترس بسیار گران بودند. بنابراین، او تصمیم گرفت خودش این مشکل را حل کند. تلاش او به تأسیس شرکت «آکورن ژنتیکس» (Acorn Genetics) انجامید. 

این شرکت دستگاهی ساخته است که به گفته کرنل، با استفاده از یک دستگاه دستی می‌تواند نتایج آزمایش‌های DNA را در عرض یک ساعت ارائه دهد. 

ارزش این شرکت ۱۸ میلیون دلار است و بیش از ۱۰۰ آزمایشگاه درخواست پیش‌سفارش دستگاه را برای آن فرستاده‌اند. 

۸. «یاهائو دای» (Yahao Dai) 

دای ۲۹ساله دانشجوی فوق دکتری گروه مهندسی زیستی دانشگاه استنفورد است. 

دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت سنتی از ضربان‌سازها گرفته تا کاوشگرهای عصبی معمولاً با قطعات الکترونیکی سفت ساخته می‌شوند که می‌توانند بافت‌ها را تحریک کنند و به مرور زمان از کار بیفتند. دای در زمان تحصیل در دانشگاه شیکاگو، نوع جدیدی از مواد الکترونیکی به نام نیمه‌رساناهای هیدروژلی را توسعه داد که مانند بافت‌های بدن انسان نرم هستند، اما می‌توانند کار مدارهای الکتریکی را انجام دهند. این ماده الکترونیکی، ژل آبی‌رنگی است که مانند عروس دریایی در آب می‌لرزد، اما توانایی نیمه‌رسانایی مورد نیاز را برای انتقال اطلاعات بین بافت زنده و ماشین حفظ می‌کند. 

۹. «کاترین فوربس« (Katherine Forbes) 

فوربس ۲۹ساله دانشجوی فوق دکتری رشته شیمی در «دانشگاه کالیفرنیا، برکلی» (UC Berkeley) است. 

فوربس واکنش‌های شیمیایی جدیدی را ایجاد کرده است که در نهایت می‌توانند به کشف داروهای پیشگامانه کمک کنند. او در حال پژوهش پیرامون قفس‌های مولکولی است که می‌توانند مولکول‌ها را درون خود به دام بیندازند تا واکنش‌های شیمیایی را القا کنند. 

فوربس در یک مقاله منتشرشده در مجله Science که ۸۰ بار به آن استناد شده است، روشی کارآمد را برای تولید نوعی مولکول نشان داد که برای ایجاد طیف گسترده‌ای از محصولات سودمند استفاده می‌شود. 

۱۰. «جسیکا فرای» (Jessica Fry) 

فرای ۲۸ساله دانشجوی دکتری رشته فیزیک در دانشگاه «ام‌آی‌تی» (MIT) است. 

ماده تاریک بخشی از جهان را تشکیل می‌دهد، اما هنوز یک راز باقی مانده، زیرا فقط اثرات آن دیده شده است. فرای برای ساخت یک دستگاه تخصصی جست‌وجوی ماده تاریک تلاش می‌کند تا بفهمد این ماده از چه چیزی ساخته شده است.