- Nová vědecká analýza varuje, že rozmach nositelné zdravotnické elektroniky může do roku 2050 vygenerovat přes 100 milionů tun emisí CO2
- Klíčovým zdrojem znečištění nejsou ani tak plastové obaly, ale desky s plošnými spoji, které tvoří více než 70 % celkové uhlíkové stopy zařízení
- Vědci navrhují radikální změnu designu směrem k modularitě a nahrazení drahých kovů, jako je zlato, dostupnější mědí či hliníkem
Nová vědecká komunita přichází s poměrně zásadním varováním. Revoluce v digitálním zdravotnictví, která slibuje zachraňovat životy prostřednictvím nepřetržitého monitoringu pacientů, má svou odvrácenou a velmi stinnou stranu. Podle rozsáhlé studie vědců z University of Chicago a Cornell University, publikované v prestižním časopise Nature, čelí lidstvo hrozící ekologické krizi vyvolané právě těmi technologiemi, které nás mají chránit.
Predikce roku 2050: 2 miliardy zařízení ročně
Pokud prý nedojde k okamžité transformaci výrobních procesů a designu, sektor zdravotnické elektroniky vyprodukuje do roku 2050 přes 100 milionů tun emisí oxidu uhličitého a více než milion tun elektronického odpadu.
Výzkumný tým modeloval budoucí vývoj trhu na základě současných trendů v telemedicíně a biometrických senzorech. Výsledky jsou nehezké, mírně šokující a popravdě dost alarmující. Poptávka po zdravotnických nositelných zařízeních by totiž měla vzrůst až na 42násobek dnešní úrovně. To v praxi znamená, že se ročně vyrobí a spotřebuje přibližně 2 miliardy těchto přístrojů.
Nevyhnutelný boom je poháněn snahou lékařů o včasnou diagnostiku a prevenci krizových stavů. Schopnost kontinuálně sledovat krevní tlak, hladinu glukózy nebo srdeční rytmus bez nutnosti hospitalizace je pro moderní medicínu poměrně klíčová.
Jenže poměrně velkým problémem zůstává životní cyklus takových zařízení. Většina z nich je totiž navržena jako jednorázová. Paradoxně právě z důvodu bezpečnosti a hygieny, aby se předešlo riziku infekcí nebo nepřesnosti senzorů vlivem opotřebení. Což je pochopitelně žádoucí, jenže to má na druhou stranu taky nepříjemný dopad na prostředí.
Mýtus o plastovém problému
Dosavadní debaty o udržitelnosti se v technologickém sektoru často omezovaly na problematiku plastů a rozložitelnosti obalů obalů. Studie z Chicaga ale tenhle narativ poměrně razantně vyvrací. Výzkumníci totiž zjistili, že pokud by výrobci nahradili veškeré plasty v biosenzorech za ekologicky odbouratelné verze, celková environmentální stopa by se snížila o zanedbatelná 3 %.
Skutečným jádrem pudla je totiž vnitřní elektronika, konkrétně deska s plošnými spoji. Tato komponenta, která slouží jako procesorový mozek zařízení, dominuje environmentálnímu dopadu s drtivým podílem přesahujícím až 70 %. Většina uhlíkové stopy zařízení pochází právě z těchto desek, jak se můžeme dočíst ve studii.
Problém tak spočívá hlavně v extrémní energetické náročnosti těžby vzácných a drahých kovů, jako je zlato, které jsou pro fungování dnešních čipů nezbytné. I když je množství kovu v jednom čipu nepatrné, kumulativní dopad těžby, rafinace a následného odpadu je při objemu miliard kusů devastující.
Cesta k nápravě? Chemie a modulární inženýrství
Výzkumný tým ale nenabízí jen pesimistické vyhlídky. Definuje i konkrétní inženýrský rámec pro zodpovědný vývoj nové generace elektroniky. Navrhují dvě hlavní řešení, která mohou zásadně změnit ekologickou bilanci sektoru.
Prvním pilířem je materiálová revoluce. Vědci apelují na chemiky a inženýry, aby vyvinuli čipy využívající dostupnější a ekologicky méně náročné materiály, jako jsou měď nebo hliník. Ty byly dosud v citlivé zdravotnické elektronice odmítány kvůli své nižší stabilitě a náchylnosti k oxidaci. Studie dokazuje, že moderní metody zapouzdření a ochrany obvodů mohou tyto nedostatky eliminovat bez ztráty výkonu zařízení.
Druhým pilířem je pak zavedení modulárního designu. Současný model, kdy se celé zařízení vyhazuje poté, co doslouží jeho nejkratší článek (např. lepicí náplast nebo baterie), je neudržitelný. Modulární přístup by oddělil hygienickou, jednorázovou část od drahého a energeticky náročného elektronického „mozku“. Pacient by tak po použití vyhodil pouze levný senzorový obal, zatímco procesor by se po jednoduché sterilizaci použil opakovaně.
Regulace a geopolitika surovin
Kromě technických řešení studie otevírá i širší otázku ekonomické a politické odpovědnosti. Současný model výroby elektroniky je silně závislý na globálních dodavatelských řetězcích, kde se suroviny těží v jedné části světa, zpracovávají v druhé a spotřebovávají ve třetí. Tento proces generuje obrovské množství emisí z dopravy a příliš často probíhá v zemích s nízkými ekologickými standardy.
Pokud by se průmysl dokázal přeorientovat na lokálně dostupné materiály, jako je hliník, mohl by se snížit nejen dopad na klima, ale i geopolitická závislost na těžbě zlata a dalších kritických surovin. Navíc se podle studie očekává, že regulační orgány, jako je Evropská unie se svou směrnicí o ekodesignu, začnou brzy vyžadovat přísnější certifikaci i pro zdravotnická zařízení, která byla dosud kvůli své specifické povaze z mnoha ekologických norem vyjmuta.
Dilema bezpečnosti versus udržitelnosti
Jednou z největších překážek na cestě k zelenější digitální medicíně je rigidita zdravotnických norem. Přechod na modulární systémy vyžaduje nové protokoly pro validaci a sterilizaci. Výrobci se často brání změnám z obavy před právní odpovědností v případě selhání zařízení. Studie z Chicaga a Cornellu ale taky argumentuje tím, že riziko plynoucí z globální ekologické degradace a toxického zamoření e-odpadem začíná převažovat nad riziky spojenými s inovací designu.
Je nezbytné, aby certifikační úřady (např. FDA v USA nebo EMA v Evropě) začaly posuzovat zdravotnické prostředky nejen z hlediska okamžité bezpečnosti pro pacienta, ale i z hlediska dlouhodobé bezpečnosti pro planetu. Udržitelnost by tak podle studie už neměla být vnímána jako volitelný doplněk, ale jako základní parametr medicínské kvality.
Inženýrství pro 21. století
Ukazuje se tak, že skutečná inovace v medicíně nesmí končit u přesného algoritmu nebo citlivého senzoru. Skutečně moderní lékařské zařízení by tak mělo být „chytré“ v celém svém životním cyklu. Tedy od chvíle, kdy je měď vytažena ze země, až po okamžik, kdy je modulární čip bezpečně recyklován pro další použití.
Cílem tak prý není omezit rozvoj digitálního zdravotnictví, ale zajistit, aby jeho přínosy nových chytrých zařízení nebyly ve výsledku eliminovány ekologickými škodami. V nepříliš vzdálené budoucnosti se nejspíš blíží doba, kdy budou nosit senzory všemožného typu nejspíš miliardy lidí, ať už půjde o fitness, zdraví, nebo jiný typ zaklínadla jménem wellbeing. Jestli bude taková budoucnost ale dlouhodobě udržitelná a v konečném důsledku i v tom nejširším kontextu zdraví prospěšná, bude záležet právě i na změnách v materiální a strukturální politice při výrobě čipů.
