Начиная с 2001 года, журнал MIT Technology Review составляет список самых невероятных технологических достижений, которые, по его мнению, определят нашу жизнь на многие годы вперед.
Не все они широко известны, но некоторые близки к тому, чтобы выйти на рынок.
1. Металлическая 3-D печать
• Прорыв. Теперь принтеры могут быстро и дешево изготавливать металлические предметы.
• Почему это важно? Возможность производства больших и сложных металлических объектов может оптимизировать производство.
• Ключевые игроки. Markforged, Desktop Metal, GE.
• Доступность. Уже доступно.
Печать из металла становится дешевой и достаточно легкой.
В краткосрочной перспективе изготовителям не нужно будет иметь большие запасы — они смогут просто распечатать объект, например, запасную часть для стареющего автомобиля, когда кому-то это понадобится.
В более долгосрочной перспективе крупные заводы, производящие ограниченный диапазон деталей, могут быть заменены более крупными, адаптируясь к изменяющимся потребностям клиентов.
Технология может создавать более легкие, более прочные детали и сложные формы, которые невозможны при использовании обычных методов изготовления металлов.
3D-принтеры разработали трехмерная печатная компания Markforged и GE. Последняя планирует начать продажу принтера в 2018 году.
2. Искусственные эмбрионы
• Прорыв. Без использования яиц или сперматозоидов исследователи сделали эмбриоподобные структуры только из стволовых клеток, обеспечивая совершенно новый путь к созданию жизни.
• Почему это важно? Искусственные эмбрионы облегчат исследователям изучение таинственных начал человеческой жизни, но они вызывают новые биоэтические дебаты.
• Ключевые игроки. Кембриджский университет, Университет Мичигана, Университет Рокфеллера.
• Доступность. Уже доступно.
Исследователи аккуратно размещали клетки в трехмерном каркасе и наблюдали, как они начинали общаться и вписываться в характерную форму эмбриона мыши несколько дней спустя.
Следующий шаг – создание искусственного эмбриона из человеческих стволовых клеток, над этим работают в Университете Мичигана и Университете Рокфеллера. Лаборатории смогут «редактировать» гены, чтобы исследовать их по мере роста.
Однако искусственные эмбрионы ставят этические вопросы. Что если их невозможно будет отличить от настоящих эмбрионов? Как долго их можно выращивать в лаборатории, прежде чем они станут чувствительными к боли? Биохимики говорят, что нужно решать эти вопросы до того, как наука пойдет дальше.
3. Чувствительный город
• Прорыв. Торонто — это первое место, где можно успешно интегрировать ультрасовременный городской дизайн с использованием современных цифровых технологий.
• Почему это важно? Умные города могут сделать городские районы более доступными, пригодными для жизни и безвредными для окружающей среды.
• Ключевые игроки. Sidewalk Labs и Waterfront Toronto.
• Доступность.Проект объявлен в октябре 2017 года; строительство может начаться уже в 2019 году.
Многочисленные схемы смарт-городов сталкивались с разными препятствиями, в том числе с недостатком финансирования. Новый проект в Торонто, названный Quayside, надеется изменить эту модель, переосмыслить городской квартал с нуля и перестроить его по новейшим цифровым технологиям.
Alphab’s Sidewalk Labs, базирующаяся в Нью-Йорке, сотрудничает с правительством Канады в высокотехнологичном проекте, предназначенном для промышленной набережной Торонто. Она будет оснащена обширной сетью датчиков, которые собирают данные по всему: от качества воздуха до уровня шума до деятельности людей.
Sidewalk Labs заявляет, что откроет доступ к программному обеспечению и системам, которые он создает, и другие компании могут создавать сервисы поверх них, так как создают приложения для мобильных телефонов.
Компания намерена внимательно следить за общественной инфраструктурой, и это вызывает обеспокоенность в отношении управления данными и конфиденциальности. Но Sidewalk Labs считает, что он может работать с сообществом и местным правительством, чтобы решить эти проблемы.
4. Искусственный интеллект для всех
• Прорыв. Cloud-based AI делает технологию более дешевой и простой в использовании.
• Почему это важно? Как облачный сервис, ИИ может быть широко доступен для многих, даже небольших компаний, что дает импульс развитию экономики.
• Ключевые игроки. Amazon, Google, Microsoft.
• Доступность. Уже доступно.
Искусственный интеллект до сих пор был главным образом игрушкой крупных технологических компаний, таких как Amazon, Baidu, Google и Microsoft, а также некоторые стартапов. Для многих других компаний и частей экономики системы ИИ слишком дороги и слишком сложны для полной реализации.
Неясно, какая из этих компаний станет лидером в предоставлении облачных сервисов ИИ. Но это огромная бизнес-возможность для победителей.
Эти продукты будут важны, если революция искусственного интеллекта будет распространяться более широко в разных частях экономики.
В настоящее время ИИ используется в основном в технологической отрасли. Медицина, производство и энергия также могут быть преобразованы, если они смогут более полно внедрять технологию с повышением экономической производительности.
5. Соревнующиеся Нейронные Сети
• Прорыв. Две системы ИИ могут соревноваться друг с другом, чтобы создать ультра-реалистичные оригинальные изображения или звуки, то, что никогда не умели машины.
• Почему Это Важно? Это дает машинам нечто похожее на чувство воображения, которое может помочь им стать менее зависимыми от людей, но также превращает их в мощные инструменты для цифровой подделки.
• Ключевые игроки. Google Brain, DeepMind, Nvidia
• Доступность. Уже доступно.
Решение впервые пришло в голову Иэну Гудфеллоу, Аспиранту Монреальского университета, во время академической дискуссии в баре в 2014 году. Этот подход, известный как генеративная состязательная сеть, или GAN, использует две нейронные сети—упрощенные математические модели человеческого мозга, которые лежат в основе большинства современных машинных обучений,— и сталкивает их друг с другом в цифровой игре в кошки-мышки.
Обе сети обучаются на одном наборе данных. Одна из них – генератор – призвана создавать вариации на изображениях, которые она уже видела. Вторую – дискриминатора – просят определить, похож ли пример, который она видит, на изображения, на которых она был обучена, или это подделка, произведенная генератором.
Со временем генератор может стать настолько хорош в создании изображений, что дискриминатор не сможет обнаружить подделки. Технология стала одним из самых многообещающих достижений в ИИ за последнее десятилетие, способным помочь машинам производить результаты, которые обманывают даже людей.
Результаты не всегда идеальны. Но поскольку изображения и звуки часто поразительно реалистичны, некоторые эксперты считают, что есть чувство, в котором GANs начинают понимать основную структуру мира, который они видят и слышат. И это означает, что ИИ может получить, наряду с чувством воображения, более независимую способность понимать то, что он видит в мире.
6. Наушники «Вавилонская рыба»
• Прорыв. Перевод в режиме, близком к реальному времени, теперь работает для большого количества языков и прост в использовании.
• Почему это важно? В глобальном мире язык по-прежнему является препятствием для общения.
• Ключевые игроки. Google и Baidu.
• Доступность. Уже Доступно.
В культовом научно-фантастическом романе «Автостопом по Галактике», чтобы получить мгновенный перевод на любой язык, нужно вставить в ухо желтую Вавилонскую рыбу. Google придумал промежуточное решение – пару наушников Pixel Buds за 159$. Они работают со своими Пиксельными смартфонами и приложением Google Translate, чтобы переводить практически онлайн.
Один человек носит наушники, а другой — телефон. Владелец наушника говорит на своем языке – английский по умолчанию – приложение переводит разговор и воспроизводит его вслух по телефону. Собеседник отвечает по телефону, и его ответ транслируется и воспроизводится через наушники.
Пока у разработки есть множество недостатков: помехи из-за интершума, неудобство ношения, трудность в настройках взаимодействия с телефоном. Обещают, что все это будет устранено и гаджет сможет сильно облегчить общение.
7. Природный газ с нулевым содержанием углерода
• Прорыв. Электростанция эффективно и дешево улавливает углерод, выделяемый при сжигании природного газа, избегая выбросов парниковых газов.
• Почему Это Важно? Около 22% электроэнергии в мире производится природным газом, что составляет около 19% выбросов углерода в энергетическом секторе.
• Основные игроки. 8 Rivers Capital; Exelon Generation; CB & I
• Доступность. В течение 3-5 лет.
Вероятно, в обозримом будущем мир будет зависеть от природного газа как одного из наших основных источников электроэнергии. Дешевая и легкодоступная, она в настоящее время составляет 22% мировой электроэнергии. И хотя он чище угля, он по-прежнему является огромным источником выбросов углекислого газа. Экспериментальная электростанция недалеко от Хьюстона тестирует технологию, которая может сделать чистую энергию из природного газа реальностью.
Если это так, это будет означать, что мир имеет способ производить безуглеродную энергию из ископаемого топлива по разумной цене.
Net Power-это сотрудничество между фирмой по разработке технологий 8 Rivers Capital, Exelon Generation и энергостроительной фирмой CB&I. Компания находится в процессе ввода в эксплуатацию завода и начала первоначальные испытания. Она намерена обнародовать результаты ранних оценок в ближайшие месяцы.
Завод помещает углекислый газ, выделяющийся при сжигании природного газа, под высокое давление и тепло, используя полученный сверхкритический CO2 в качестве «рабочей жидкости», которая приводит в действие специально построенную турбину. Большую часть углекислого газа можно непрерывно перерабатывать.
8. Идеальная конфиденциальность в интернете
• Прорыв. Компьютерные ученые совершенствуют криптографический инструмент для доказательства чего-то, не раскрывая информацию, лежащую в основе доказательства.
• Почему Это Важно? Если вам нужно раскрыть личную информацию, чтобы что-то сделать в интернете, это будет проще сделать, не рискуя вашей личной жизни или подвергая себя краже личных данных.
• Основные игроки. Zcash; JPMorgan Chase; ING.
• Доступность. Уже доступно.
Инструмент — это новый криптографический протокол, называемый доказательством нулевого знания. Хотя исследователи работали над этим на протяжении десятилетий, интерес достиг апогея лишь в прошлом году, отчасти благодаря растущей одержимости криптовалютой, большинство из которых не являются частными.
Разработчики Zcash использовали метод, называемый zk-SNARK (для «нулевого знания лаконичного неинтерактивного аргумента знания»), чтобы предоставить пользователям возможность совершать анонимные транзакции. Это обычно невозможно в Bitcoin и большинстве других публичных блокчейнов, в которых транзакции видны всем.
Для банков это может быть способом использования блокчейнов в платежных системах без ущерба для конфиденциальности их клиентов.
Тем не менее, несмотря на все их обещания, zk-SNARKs пока очень сложные и медленные. Они также требуют так называемой «надежной настройки», создающей криптографический ключ, который может поставить под угрозу всю систему, если он попадет в чужие руки. Но исследователи рассматривают альтернативы, которые более эффективно используют доказательства нулевого знания и не требуют такого ключа.
9. Генетические предсказания.
• Прорыв. Ученые теперь могут использовать ваш геном, чтобы предсказать ваши шансы получить сердечные заболевания или рак молочной железы, и даже ваш IQ.
• Почему это важно? Прогнозы на основе ДНК могут стать следующим большим успехом в области общественного здравоохранения, но они повысят риск генетической дискриминации.
• Ключевые игроки. Helix; 23andMe; Myriad Genetics; UK Biobank; Broad Institute
• Доступность. Уже доступно.
Оказывается, что большинство распространенных заболеваний и многие поведения и черты, в том числе интеллект, являются результатом не одного или нескольких генов, но многие действуют сообща. Используя данные крупных текущих генетических исследований, ученые создают так называемые «полигенные оценки риска».
Хотя новые тесты ДНК дают вероятность, а не диагноз, они могут принести большую пользу медицине. Фармацевтические компании также могут использовать баллы в клинических испытаниях профилактических препаратов при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера или болезни сердца. Выбирая добровольцев, которые с большей вероятностью заболеют, они могут более точно проверить, насколько хорошо работают лекарства.
Беда в том, что предсказания далеки от совершенства. Кто хочет знать, что у них может развиться болезнь Альцгеймера? Полигенные оценки также противоречивы, потому что они могут предсказать любую черту, а не только болезни. Например, теперь они могут прогнозировать около 10 процентов производительности человека по тестам IQ. Как улучшить результаты, вполне вероятно, что прогнозы на IQ ДНК станет постоянно доступен. Но как родители и педагоги будут использовать эту информацию?
10. Квантовый Скачок Материалов
• Прорыв. IBM смоделировала электронную структуру небольшой молекулы, используя семициклический квантовый компьютер.
• Почему это важно? Понимание молекул в деталях позволит химикам разрабатывать более эффективные лекарства и улучшать материалы для производства и распределения энергии.
• Ключевые игроки. IBM; Google; Harvard’s Alán Aspuru-Guzik
• Доступность. В течение 5 -10 лет
Одна из вероятных и заманчивых возможностей: точное проектирование молекул.
Химики уже мечтают о новых белках для гораздо более эффективных лекарств, новых электролитах для лучших батарей, соединениях, которые могли бы превратить солнечный свет непосредственно в жидкое топливо, и гораздо более эффективных солнечных элементах.
У нас нет этих вещей, потому что молекулы до смешного трудно моделировать на классическом компьютере.
Но это естественная проблема для квантовых компьютеров, которые вместо цифровых битов, представляющих 1s и 0s, используют “кубиты”, которые сами являются квантовыми системами. Недавно исследователи IBM использовали квантовый компьютер с семью кубитами для моделирования маленькой молекулы, состоящей из трех атомов.
