POKALBIS Apie XXIjo amiaus BIOININERIJ ir ateities technologijas
POKALBIS Apie XXI-jo amžiaus BIOINŽINERIJĄ ir ateities technologijas Prof. Dobilas KIRVELIS 2014 lapkričio 18 d.
KUR EINI - ŽMOGAU !? D. Kirvelis. KIBERNETINĖ BIOPSICHOLOGIJOS SAMPRATA
INFORMACIJOS, ŽINIŲ, ŽINOJIMO ar MOKSLO-TECHNOLOGIJŲ KŪRYBOS VISUOMENĖ ? ŽMOGAUS EVOLIUCIJA INDUSTRINĖ => INFORMACIJOS => FEODALINĖ PLĖŠROS EPOCHA EPOCHOS => KŪRYBINĖ ? GINKLŲ TECHNOLOGINĖ RAIDA DARBO ĮRANKIŲ KŪRYBOS RAIDA =>?
MAN - You. Tube Prieš 500 000 metų ŽEMĖJE
MAN - You. Tube Rytoj ŽEMĖJE, taip bus jei gyvensime pagal negyvosios gamtos mokslų – fizikos ir chemijos inžinerinę paradigmą
Jeremy Rifkin „Trečioji pramonės revoliucija“ 2011 m.
Jeremy Rifkin „Trečioji pramonės revoliucija“ Trečiosios pramonės revoliucijos atraminiai stulpai: 1) Perėjimas prie atsinaujinančios energijos; 2) Pastatų visuose žemynuose pavertimas mikrojėgainėmis atsinaujinančiai energijai gaminti vietoje; 3) Energijos laikymo technologijų (vandenilinės ir kitokių) įdiegimas visuose pastatuose ir visoje infrastruktūroje su pertrūkiais gaminamai energijai kaupti ir laikyti; 4) Internetinės technologijos naudojimas elektros tinklams visuose žemynuose transformuoti į energijos mainų tinklą, kuris veiktų interneto principu (kai milijonai pastatų gamins mažus energijos kiekius, jie galės jos perteklių atiduoti į tinklą, dalintis juo su tinklo kaimynais); 5) Transporto priemonių pakeitimas elektra bei kuro elementais varomomis transporto priemonėmis, kurios galėtų pirkti ir parduoti elektrą išmaniajame, apimančiame visą žemyną, sąveikaujančiame elektros tinkle.
SAULĖS SPINDULIAVIMO Į ŽEMĘ ENERGIJOS BALANSAS Debesų atspindima energija 52 000*1012 W ~30 % Saulės spinduliavimas į Žemę 175 000*1012 W 100 % ~20 % atsispindi ir grįžta į kosmosą Žemės ir aplinkos šiluma 81 000*1012 W ~50% Debesų energija 40 000*1012 W ~20 % ~30% virsta šiluma, Žemės fotosintezė 40*1012 W ~0, 02 %
INFORMACIJOS, ŽINIŲ ar KŪRYBINĖ VISUOMENĖ ? Kaip GENOMIKA – ir kitos bioinformacinės technologijos keičia mūsų darbą, sveikatą, gerovę ir net politiką (2001 m. ) SINTETINĖS BIOLOGIJOS PRADŽIA
Bet. . . Atrodo, kad: • tiek J. Rifkin’o, • tiek pradinės Sintetinės Biologijos koncepcijų, strateginiu mokslo – Žmonijos ateities požiūriu jau nebetenkina
Carlota Perez, prof. of Technology and Socio-Economic Development “Technological Revolutions and Financial Capital” (2002).
P R O B L E M A Ateina šeštoji socialinė-technologinė K-banga 5 -ji BANGA 4 -ji BVP BANGA SKAITMEN. ELEKTRONIKA TINKLAI Bio. NAFTOS 3 -ji CHEMIJA technologijos 6 -ji BANGA 2 -ji Soft. Aviacija KONVERG. ELEKTRA 1 -ji BANGA Kosmoso technologijos NBICE CHEMIKALAI GELEŽIS Garo technologijos Nano. Vandens ENERGIJA vidaus Bio. ENERGIJA Geležinkelis degimo Info. Mechanizacija Plienas mašinos Cogno. Tekstilė Medvilnė Eco Prekyba TECHNOLOGIJOS METAI ATOMAS BITAS 1785 1845 1900 1950 1990 2020 2050 2014 -2016 Krizinė duobė D. Kirvelis. SOCIALINĖS TECHNOLOGIJOS 11
Kondratievo social-ekonominės raidos bangos ar ciklai ir Schumpėterio “kūrybinės destrukcijos” Nikolai Dmitriyevich Kondratiev (1892 - 1938), Russian economist, who was a proponent of the New Economic Policy (NEP) in the Soviet Union. He was executed at the height of Joseph Stalin's Great Purge and "rehabilitated" fifty years later. Joseph Alois Schumpeter (1883 – 1950) Austrian-American economist and political scientist. He popularized the term "creative destruction" in economics
Žmonijos social-technologinė raida pagal Kondratjevą ir Shumpėterį
Pasaulio BVP raidos prognozės „krizinės duobės“ laikotarpiui iki 2020 metų (A. A. Акаев, В. И. Панкин, А. Айвазов, 2004 -2010) NBIC ? NBICE D. Kirvelis. SOCIALINĖS TECHNOLOGIJOS 11
BIOINŽINERINĖ PARADIGMA GYVASIS PASAULIS ir ŽMONIJA JAME yra NATŪRALI KONVERGUOTŲ BIOTECHNOLOGIJŲ SISTEMA
NBICE koncepcija ŽMOGUS BIOINŽINIERIUS jau POTENCIALUS MOKSLO PAGALBA SUKURTI ir ĮGYVENDINTI KONVERGUOTAS Nano-Bio-Info-Cogno-Eco TECHNOLOGIJAS kurios bus HARMONINGAI SUDERINTOS su NATŪRALIOMIS GYVOJO PASAULIO BIOTECHNOLOGIJOMIS
JAV mokslo-technologijų strategijos raida D. Kirvelis. BIOFIZIKA
JAV Nacionalinės Tyrimų Tarybos 2012 -2020 m. STRATEGINĖ PROGRAMA D. Kirvelis. BIOFIZIKA
NANOTECHNOLOGIJOS
NANOTECHNOLOGIJOS ? K. Eric Drexler http: //crnano. org/whatis. htm
Mihail Roco -the chair of the US National Science and Technology Council Strateginės nano-biotechnologijos ideologas
MINIMALI BIOCHEMINĖ LĄSTELĖ Minimalios biocheminės ląstelės modelis sudarytas iš septynių skirtingų biocheminių funkcinių komponenčių, sujungtų į grįžtamojo sąryšio dinaminę sistemą. (A. C. Forster G. M. Church, 2006)
Gamovas ir Yčas ? George Gamow, Fizika, ALA Alexander Rich, Biochemija, ARG Paul Doty, Fizikinė chemija, ASP Robert Ledley, Matematinė biofizika, ASN Martynas Yčas, Biochemija (biologija-biofizika), CYS Robley Williams, Elektroninė mikroskopija, GLU Alexander Dounce, Biochemija, GLN Richard Feynman, Teorinė fizika, GLY Melvin Calvin, Chemija, HIS Norman Simons, Biochemija, ILE Edward Teller, Fizika, LEU Erwin Chargaff, Biochemija, LYS Nicholas Metropolis, Fizika-matematika, MET Gunther Stent, Fizikinė chemija, PHE James Watson, Biologija, PRO Harold Gordon, Biologija, SER Leslie Orgel, Teorinė chemija, THR Max Delbrück, Teorinė fizika, TRY Francis Crick, Fizika, TYR Sydney Brenner, Biologija, VAL
Nano-Bio-Info-Cogno (NBIC) KONVERGENCIJA
MOKSLO-TECHNOLOGIJŲ RAIDOS KONVERGENCIJOS-DIVERGENCIJOS SAMPRATA ENGINEERING D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Gyvybės esmė slypi medžiaginių ir bioinformacinių technologijų konvergencijoje (kodavimo-dekodavimo procedūromis) METABOLIZMO SIGNALŲ
Gyvūnas – organizuota sistema Organizuotų sistemų teorijos požiūriu, gyvūnas sudarytas bent iš trijų hierarchiškai sudarytų uždarųjų kodavimo-dekodavimo kilpų: A INFORMACIJOS SRAUTAI P NERVINIAI TINKLAI A P L L I I HORMONAI N N K K GENAI A A A IŠTEKLIAI MEDŽIAGŲ ir ENERGIJOS VIRSMAI VEIKSMAI 1. Genetinės, 2. Hormoninės, 3. Nervinės D. Kirvelis. KODAVIMAS-DEKODAVIMAS uždaros kilpos principu gyvosiose sistemose ATLIEKOS TARŠA
Gyvybės funkcinė organizacija bei bioinformatika platesniu požiūriu Gyvybės raida aiškintina hierarchiškai besivystančių ir besidauginančių informacinių struktūrų, vykdančių kodavimą-dekodavimą uždarų kilpų principu, visuma. Šios struktūros naudoja įvairiausias technologines priemones, sąlygojančias įvairias gyvybės formas bei sisteminės veiklos lygmenis. Biokibernetikoje ir bioinformatikoje slypi gyvojo pasaulio esmė. D. Kirvelis. KODAVIMAS-DEKODAVIMAS uždaros kilpos principu gyvosiose sistemose
2008 www. verslobanga. lt/lt/patark. full/481 addea 959 c 6. 2 Visur lemiamą vaidmenį atlieka nauji mokslo atradimai, ir kokybiškai kitokių inovacinių technologijų įgyvendinimas D. Kirvelis. SOCIALINĖS TECHNOLOGIJOS 11
William Sims Bainbridge (1940) American sociologist is co-director of Human. Centered Computing at the National Science Foundation (NSF).
PASKAITOS BIOFIZIKAMS D. Kirvelis. BIOFIZIKA
KOSMINĖ STOTIS - ORGANIZMAS
James Grier MILLER (1916 -2002) GYVŲJŲ SISTEMŲ TEORIJA Gyvosios sistemos aiškinamos pamatinėmis mokslo vertybėmis: medžiagų, energijos, informacijos, entropijos virsmais erdvėje ir laike, įvairiuose organizuotumo lygiuose – pradedant ląstele, - baigiant žmonių visuomeninėmis-nacionalinėmis struktūromis, pavz. - ES. “LIVING SYSTEMS”, 1978 D. Kirvelis. BIOFIZIKA
NBIC TECHNOLOGIJOS Obama Nano-Bio-Info-Cogno Agenda 2002 m. D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Nano-Bio-Info-Cogno-Socio-Anthro-Philo. HLEG Foresighting the New Technology Wave Converging Technologies – Shaping the Future of European Societies by Alfred Nordmann, Rapporteur Report 2004 Geo-Eco-Urbo-Orbo-Macro-Micro-Nano-
TECHNOLOGIJOS ir INŽINERIJA XXI-jame amžiuje D. Kirvelis. BIOFIZIKA
KONVERGUOJANČIOS Nano-Bio-Info-Cogno-Eco NBICE (Lietuva) technologijos N B I C NBICE
NBICE ir NBIC koncepcijų populerizuotos schemos
Biologinio ir Socialinio pasaulio konvergencinės raidos tendencijos SOCIALINIS LYGMUO PROGRESAS ŽEMĖS LYGMUO ŽMONIJOS PLĖTRA SOCIALINĖS VERTYBĖS ir ŽMOGAUS LYGMUO POREIKIAI PAGRINDINIS ĮRANKIS NBICEE (Nano-Bio-Info-Cogno-Eco) Žmonijos XXI-jo amžiaus gyvenimo esmės – mokslo-technologijų kūrybos ir inovacijų įgyvendinimo ciklinės (spiralinės) raidos schema
JAV Nacionalinės Tyrimų Tarybos 2012 -2020 m. STRATEGINĖ PROGRAMA D. Kirvelis. BIOFIZIKA
D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Nano-Bio-Info-Cogno (NBIC) mokslinio pažinimo bei technologijų kūrybos pamatinė-metodinė nuostata D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Žmogaus lygmens NBIC konvergencinė mokslinio pažinimo bei technologijų kūrybos metodinė nuostata GYVYBĖS KARALYSTĖS XXI-jame amžiuje D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Ekologinio lygmens NBIC konvergencinė mokslinio pažinimo bei technologijų kūrybos metodinė nuostata D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Žmonijos lygmens NBIC konvergencinė mokslinio pažinimo bei technologijų kūrybos metodinė nuostata D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Pasaulio raida organizuotų sistemų teorijos požiūriu Prieš ~2 *109 metų atsirado organizmai – valdomi hormonų Prieš ~1 *109 metų atsirado gyvūnai – valdomi ir nervinių tinklų informacija Prieš ~200 *106 metų atsirado gyvūnai valdomi smegenimis PSYCHE Prieš ~1. 5 106 m. HOMO GAVYBĖ – GYVOJI GAM TA 9 Prieš ~3, 8 *10 metų atsirado KODAVIMODEKODAVIMO TECHNOLOGINĖ SISTEMA, kurioje valdymą vykdė genetinė INFORMACIJA, ir prasidėjo INFORMACIJOS GAMYBA, t. y. KŪRYBA, lėmusi technoraidą EVOLIUCIJĄ RAIDA UGNIES-AKMENS, BRONZOS, GELEŽIES, Didysis INDUSTRINĖ, Sprogimas INFORMACIJOS, prieš 8 -15 109 m. ŽINIŲ ar ? Organiniai polimerai Atomai KŪRYBINĖ Elementariosios VISUOMENĖ dalelės pagal W. Schwemmbler D. Kirvelis. BIOFIZIKA
ATEINA TECHNOLOGINĖ PARADIGMA “. . . Konceptualiai vertinant, biologija virsta technologija, o fizikiniu požiūriu – technologija virsta biologija. . . ” D. Kirvelis. BIOFIZIKA 2009
BIOLOGIJA yra TECHNOLOGIJŲ MOKSLAS biology is technology Robert Carlson Harvard University Press, 2010 Best Books of 2010, The Economist "Sophisticated, clear, and eye-opening", Favorite Books of 2010, Foreign. Policy. com "Essential Reading", American Scientist & Chemistry World PROSE Award for Best Engineering and Technology Book of 2010, Association of American Publishers Kirvelis. BIOFIZIKA D. D. Kirvelis. BIOFIZIKA
2009
www. biofizika. gf. vu. lt D. Kirvelis. BIOFIZIKA
www. biofizika. gf. vu. lt D. Kirvelis. NEUROINFORMATIKA
GYVYBĖS KARALYSTĖS XX-jame amžiuje D. Kirvelis. BIOFIZIKA
GYVYBĖS KARALYSTĖS XXI-jame amžiuje D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Jis plačiai žinomas šiandien, už ką ? 2010 gegužės 20 d. D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Kas tai yra (2010) ? D. Kirvelis. BIOFIZIKA
Ką tai vaizduoja (2010) ? D. Kirvelis. BIOFIZIKA
PASKAITOS BIOINFORMATIKAMS ADOMO SUTVĖRIMAS – SIELA ADOMUI Mikelangelo Buoneroti, NEUROINFORMACIJA GENO--INFORMACIJA 1508 -12 Sicsto koplyčia, Vatikanas D. Kirvelis. Neuroinformatika
Next-Generation Digital Information Storage in DNA George M. Church, Yuan Gao, Sriram Kosuri Sciencewww. sciencemag. org Published Online August 16 2012 < Science Express
Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves Author: George M. Church, Ed Regis. Publisher: Basic Books (10/2/2012) August 17, 2012
Harvardo u-to prof. George Church į DNR įrašė dar neišleistą knygą „Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves“, vėliau buvo atliktas knygos nuskaitymas iš DNR į kompiuterį ir spausdinimas KODAVIMAS-DEKODAVIMAS valdoma DNR sintezė ir analizė SAVE-REFERUOJANTI DNR
ŽMOGAUS SUKURTŲ TECHNOLOGIJŲ RAIDA TĘSIA BIOLOGINĘ EVOLIUCIJĄ Pasaulio raidos dėsningumas -TECHNOLOGICAL SINGULARITYpagal R. Kurzweil’ą D. Kirvelis. MOKYTIS – KONSTRUOTI SĄVĄJĄ ŽINOJIMO SISTEMĄ
Kas yra Singularity University ? Silicio Slėnyje Our mission is to educate, inspire and empower leaders to apply exponential technologies to address humanity’s grand challenges. "Singularity University, where the world's brightest minds convene to attack the world's toughest challenges. " —Bloomberg. TV
Informacinių ir dirbtinio proto technologijų raidos prognozės (R. Kurzweil)
Vaikučių gamybos technologinė linija – 2033 m.
Ar šias strategines inovacijas mato EUROPOS SĄJUNGA ir LIETUVA ?
21 -jo amžiaus BIOINŽINERIJĄ ES-je mato tik 3 Mokslo Institutai – po vieną Olandijoje, Vokietijoje ir Austrijoje
ES ir LIETUVOS HORIZON 2020 programose kol kas XXI-jo amžiaus BIOINŽINERIJA dar NEMATOMA
Ačiū už dėmesį
- Slides: 77