1. La captura de carbono

Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero no será suficiente para prevenir los intensos aumentos de las temperaturas globales. También tendremos que eliminar grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, algo que no solo sería increíblemente  caro, sino que también nos presentará el espinoso problema de qué hacer con todo ese CO₂. Un creciente número de start-ups está investigando formas de reciclar el dióxido de carbono en distintos productos, incluidos combustibles sintéticos, polímeros, fibra de carbono y hormigón. Es algo prometedor, pero lo que realmente necesitamos es una forma barata de almacenar permanentemente los miles de millones de toneladas de dióxido de carbono que probablemente tengamos que sacar de la atmósfera.

2. El almacenamiento de energía a gran escala

Las fuentes de energía renovable, como la eólica y la solar, se están abaratando y su uso se está generalizando, pero no generan electricidad si no brilla el sol o no sopla el viento. Eso limita la cantidad de energía que pueden suministrar estas fuentes y el tiempo que necesitamos para poder alejarnos de las fuentes estables como el carbón y el gas natural. El coste de construir suficientes baterías para respaldar las redes eléctricas completas los días en los que disminuya la generación renovable sería astronómico. Varios científicos y start-ups están trabajando para desarrollar formas más baratas de almacenamiento a escala de red que durarán más tiempo, incluidas las baterías de flujo o los tanques de sal fundida. De cualquier forma, necesitamos desesperadamente una forma más económica y eficiente de almacenar grandes cantidades de electricidad.

3. Hacia una vacuna universal contra la gripe

La gripe pandémica es rara pero mortal. Al menos 50 millones de personas murieron en la pandemia de gripe H1N1 de 1918. Más recientemente, aproximadamente un millón de personas murieron en las pandemias de los años 1957-1958 y 1968, mientras que alrededor de un millón de personas murieron cuando volvió la gripe porcina H1N1 en 2009. Los números recientes de muertes son menores en parte porque los virus eran cepas más leves. Puede que no seamos tan afortunados la próxima vez: una variedad especialmente potente del virus podría replicarse demasiado rápido para que una vacuna hecha a medida pueda combatirla de manera efectiva. Crear una vacuna universal contra la gripe que proteja no solo contra las variantes relativamente menos dañinas sino también contra un brote catastrófico que ocurra una vez en un siglo es un desafío crucial para la salud pública.

4. Un tratamiento para la demencia

Más de uno de cada 10 estadounidenses mayores de 65 años tiene alzhéimer; un tercio de los mayores de 85 años lo sufren. A medida que se alarga la vida de las personas, es probable que aumente el número de personas que viven con la enfermedad en EE. UU. Y en todo el mundo. El alzhéimer sigue siendo poco conocido: los diagnósticos concluyentes solo son posibles después de la muerte, e incluso entonces, los médicos debaten la distinción entre el alzhéimer y otras formas de demencia. Sin embargo, los avances en neurociencia y genética están empezando a arrojar más luz. Esa comprensión proporciona pistas sobre cómo podría ser posible reducir o incluso eliminar los efectos devastadores de la enfermedad.

5. La limpieza del océano

Miles de millones de pequeños pedazos de plástico, llamados "microplásticos", están ahora flotando en los océanos del mundo. Gran parte de estos residuos provienen de bolsas o pajitas que se han disuelto con el tiempo y está envenenando a aves, peces y humanos. Los investigadores temen que los efectos sobre la salud humana y el medio ambiente sean profundos, y la eliminación de los cientos de millones de toneladas de plástico que se han acumulado durante décadas llevará siglos. Como la contaminación es tan difusa, es difícil de limpiar y, aunque existen prototipos para abordar las enormes zonas de basura oceánicos, no hay una solución para las costas, los mares y los cursos de agua.

6. La desalinización energéticamente eficiente 

En la Tierra hay aproximadamente 50 veces más agua salada que agua dulce. A medida que la población mundial crece y el cambio climático intensifica las sequías, la necesidad de agua dulce se hará más aguda. Israel ha construido las mayores instalaciones del mundo de desalinización por ósmosis inversa y ahora obtiene del mar la mayor parte del agua para sus hogares, pero ese método requiere mucha energía para que sea práctico en todo el mundo. Los nuevos tipos de membranas podrían ayudar y las técnicas electroquímicas también podrían hacer que las aguas salobres sean útiles para el riego. En lo que respecta a las tecnologías de adaptación al cambio climático, obtener agua potable del océano debería ser una prioridad.

7. Un coche autónomo totalmente seguro

 Los vehículos autónomos han sido probados a lo largo de millones de kilómetros en las vías públicas. Los programas piloto de entrega y servicios de taxi están en marcha en algunos lugares como los suburbios de Phoenix (EE.UU.). Pero los coches sin conductor aún no están listos para tomar el control de las carreteras en general. Tienen problemas para manejar el tráfico caótico y muestran dificultades con algunas condiciones climáticas como la nieve y la niebla. Si se logra hacer que sean seguros con garantías, podrían reinventar por completo el transporte. Los atascos de tráfico se eliminarían y las ciudades se transformarían, ya que los aparcamientos darían paso a nuevos desarrollos. Por encima de todo, se espera que los coches autónomos, si se usan ampliamente, acaben con las 1,25 millones de muertes anuales causadas por accidentes de tráfico.

8. Una inteligencia artificial dentro de un cuerpo

El otoño pasado, un vídeo de Atlas, diseñado por Boston Dynamics, inundó internet: mostraba al robot saltando como un soldado. Esto ocurrió solo dos años después de que AlphaGo venciera al mejor jugador del Go del mundo. Atlas no sabe jugar al Go (es humanoide, pero no es inteligente), y AlphaGo no puede correr (es inteligente, a su manera, pero carece de cuerpo). Entonces, ¿qué pasa si se junta la mente de AlphaGo y el cuerpo de Atlas? Muchos investigadores creen que la verdadera inteligencia artificial general podría depender de la capacidad de relacionar los procesos computacionales internos con los objetos reales en el mundo físico, y que una IA adquiriría esa capacidad al aprender a interactuar con el mundo físico como lo hacen las personas y los animales.

Podemos predecir los huracanes con días y, a veces, con semanas de antelación, pero los terremotos aún aparecen por sorpresa. Predecirlos con seguridad podría salvar millones de vidas

9. Predicción de terremotos

Más de 100.000 personas murieron en el terremoto de Haití de 2010, y el tsunami del Océano Índico de 2004, provocado por uno de los terremotos más poderosos jamás registrados, mató a casi un cuarto de millón de personas en Indonesia, Sri Lanka, India y otros lugares. Podemos prever los huracanes con días y, a veces, con semanas de antelación, pero los terremotos aún aparecen de sorpresa. Predecir los terremotos con cierta seguridad a medio plazo permitiría a los planificadores encontrar soluciones duraderas. Una advertencia de al menos unas pocas horas permitiría a las personas evacuar las zonas inseguras y podría salvar millones de vidas.

10. La decodificación cerebral

Nuestros cerebros siguen siendo un profundo misterio para los neurocientíficos. Todo lo que pensamos y recordamos, y todos nuestros movimientos, deben estar codificados de alguna forma en los miles de millones de neuronas de nuestras cabezas. Pero, ¿cuál es ese código? Todavía hay muchas incógnitas para llegar a comprender cómo nuestros cerebros almacenan y comunican nuestros pensamientos. Descifrar ese código podría llevar a avances en la forma en que tratamos los trastornos mentales como la esquizofrenia y el autismo. Podría también permitirnos mejorar las interfaces que comunican directamente nuestros cerebros al ordenador, e incluso a otras personas. Esto sería un desarrollo que cambiaría la vida de las personas con parálisis por una lesión o una enfermedad degenerativa.