10 прорывных технологий 2018 года по версии MIT

Журналисты из MIT Technology Review опубликовали ежегодный список технологий, которые, по их мнению, будут стремительно развиваться в ближайшие годы. Некоторые из них уже существуют, а другие только разрабатываются, но следить за ними мы будем уже сейчас. Предлагаем вам взглянуть на эти технологии.

1) 3D-печать из металлов

3D-печать из металлов

Хотя трехмерная печать существует уже несколько десятилетий, долгое время она оставалась уделом экспериментаторов и дизайнеров, создающих одноразовые прототипы. Однако в последние годы ситуация меняется: всё больше компаний разрабатывают недорогие 3D-принтеры, ориентированные на изготовление крупных металлических деталей. Например, в 2017 году американский стартап Markforged выпустил свой первый принтер для 3D-печати из металла стоимостью менее $100 тыс. А компания Desktop Metal разработала программное обеспечение, которое самостоятельно проектирует модель детали и позволяет ускорить производство в 100 раз. В этом же году компания General Electric, которая давно тестирует трехмерную печать для авиапроизводства, показала прототип 3D-принтера, предназначенного для печати деталей диаметром до 1 метра. Компания планирует начать продажу принтера в 2018 году, параллельно разрабатывая принтер для создания более крупных деталей.

2) Искусственные эмбрионы

искусственные эмбрионы

В этом году исследователи из Кембриджского университета впервые вырастили эмбрион из стволовых клеток — без использования яйцеклетки и сперматозоида. Эксперимент проводился на мышах, но теоретически его возможно повторить и на клетках человека.

Учёные использовали эмбриональные стволовые клетки и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки мыши, из которых формируется плацента, а также внеклеточный матрикс — трёхмерный каркас, на котором клетки могут вне организма развиваться и образовывать ткани. Через 96 часов эксперимента клетки сформировали структуру с такими же характеристиками, как и эмбрион мыши через 96 часов после оплодотворения. «И эмбриональные, и экстраэмбриональные клетки взаимодействуют друг с другом и организовываются в структуру, которая выглядит и ведет себя как эмбрион. Он имеет анатомически правильные отделы, которые развиваются в нужном месте и в нужное время», — объясняет главная исследовательница проекта Магдалена Зерницка-Гетц.

После 96 часов развитие эмбриона замерло, так как он не имел источника кислорода и питательных веществ. В последующих экспериментах ученые собираются поместить на 3D-каркас также стволовые клетки желточного мешка, которые, по предварительным подсчётам, могут продлить развитие эмбриона до начала формирования органов.

3) «Чувствующий город»

Чувствующий город

В октябре дочерняя компания холдинга Alphabet под названием Sidewalk Labs заявила о планах построить в прибрежной прибрежной части Торонто высокотехнологичный квартал Quayside — «чувствующий город», который будет покрыт сетью датчиков для сбора подробных данных о функционировании города — от состава воздуха до уровня шума. На основе этих данных Sidewalk Labs собирается разрабатывать программное обеспечение для оптимизации работы города — например, для управления трафиком. Всё программное обеспечение, созданное для Quayside, компания обещает публиковать в открытом доступе, чтобы другие разработчики могли его использовать в своих проектах умных городов.

Согласно плану, все транспортные средства в нём будут автономными и доступными для совместного использования. Рутинную работу, такую как доставка почты, будут выполнять роботы. В Quayside также будут тестировать модульное строительство, которое, как ожидается, поможет справиться с жилищным кризисом в Канаде. Бюджет проекта — $1 млрд, начало строительства намечено на 2019 год.

Также в прошлом году Билл Гейтс инвестировал $80 млн в строительство «умного» города в Аризоне. Он утверждает, что этот город станет идеальной площадкой для развития новейших технологий, таких как беспилотные автомобили, «умные» перекрёстки, центры обработки данных и высокоскоростные коммуникационные сети.

4) «Искусственный интеллект для всех»

искусственный интеллект для всех
До недавнего времени разработки в сфере искусственного интеллекта были привилегией крупных технологических компаний, таких как Amazon, Baidu, Google и Microsoft. Однако развитие облачных технологий делает ИИ-разработки доступными даже для стартапов без серьёзного финансирования. Компания Microsoft, у которой есть собственная облачная платформа Azure, объединилась с Amazon, чтобы создать библиотеку глубокого обучения с открытым исходным кодом Gluon. Предполагается, что с мощностью Gluon создавать нейросети будет также легко, как стандартные приложения для смартфона. Компания Google также анонсировала запуск облачной системы для ИИ-разработок Cloud AutoML.

Как пишет MIT, появление доступных облачных платформ позволит активнее внедрять ИИ-технологии в медицины, энергетику и промышленность.

5) Состязательные нейронные сети

нейронные сети

В 2017 году нейронные сети научились не только с высокой точностью распознавать изображения, но и создавать по их подобию новые — порой неотличимые от реальных фотографий.

Генеративные состязательные нейросети (GAN), используемые для этой цели, состоят из двух частей: генератора и дискриминатора. Они обучаются на одном наборе данных — в эксперименте компании Nvidia, например, на фотографиях голливудских звёзд. Затем генератор учится создавать новые изображения по их подобию, дискриминатор проверяет их на «реалистичность». «Основная идея состоит в том, чтобы постепенно увеличивать генератор и дискриминатор, начиная с изображений с низким разрешением, а затем, по мере обучения, добавлять новые слои, которые касаются деталей с более высоким разрешением», — объясняют представители Nvidia.

В этом же году компания применила свою разработку при создании учебного набора для систем управления беспилотного автомобиля. По словам разработчиков, используя состязательные нейросети и неконтролируемое обучение, они смогли развить у алгоритма искусственное «воображение» — способность представлять, как бы выглядел изображённый объект при других условия, например, при другой погоде. Это означает, что в будущем для обучения алгоритмов распознавания не нужно будет собирать и маркировать вручную большие базы данных: им будет достаточно предоставить одно исходное изображение, а генератор самостоятельно обработает его с учётом заданных условий.

Так нейросеть превратила зимнюю дорогу в летнюю, а сухую — в мокрую от дождя.

алгоритмы распознавания

6) Наушники-переводчики

Наушники-переводчики

В научно-фантастическом романе Дугласа Адамса «Автостопом по галактике» для мгновенного перевода неизвестной речи герои вставляли себе в уши вавилонскую рыбку. В этом году Google выпустила похожий гаджет — наушники Pixel Buds стоимостью $159, которые c переводят почти синхронно и знают 40 языков. Пока они работают только в паре со смартфонами Pixel. Чтобы поговорить с носителем другого языка, пользователь должен надеть наушники, а свой телефон держать поближе собеседнику. Купить Pixel Buds можно в США, Великобритании, Австралии и Германии.

Работает устройство на базе программы Google Translate, которая значительно поумнела за последние два года. По данным Google, новая версия под названием Machine Translation Neural допускает на 55-85% меньше ошибок, чем предыдущая версия переводчика.

7) Экологически чистый природный газ

экологически чистый
В США компания Net Power построила экспериментальную газовую электростанцию, которая благодаря новой технологии переработки топлива не будет выбрасывать CO2 в атмосферу. Для сжигания газа используется турбина в 10 раз меньшего размера, чем на обычных станциях. Она помещается в комнату площадью 5,6 квадратных метров, а площадь всей электростанции не превышает размеры футбольного поля.

Большая часть диоксида углерода, выделившегося из природного газа под воздействием высокого давления и температуры, направляется на поддержание работы турбины, а другая — сжимается до плотного состояния. Её можно закапывать в землю, либо продавать другим компаниям — например, для производства цемента, пластмассы и других материалов из углерода.

К сети экспериментальную электростанцию подключат уже в 2018 году. Она будет производить 50 мегаватт энергии — этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 40 тыс. домов. Предполагается, что эффективность станции составит 80%. Для сравнения, обычные электростанции в США в среднем работают с эффективностью 60%.

8) Настоящая онлайн-приватность

онлайн-приватность
Истинная неприкосновенность частной жизни в интернете, наконец, может стать возможной благодаря новому криптографическому протоколу под названием доказательство с нулевым разглашением (zero-­knowledge proof). Благодаря этому протоколу пользователь сможет, например, подтвердить свою платежеспособность, не раскрывая, сколько денег у него на счету. Протокол с нулевым разглашением уже используют американские банки JP Morgan Chase и ING.

Хотя учёные работали над этой технологией уже лет 10, известна она стала только в прошлом году, когда появилась криптовалюта Zcash. В отличие от биткоина и других популярных криптовалют, Zcash предоставляет пользователям максимальную анонимность: все транзакции проходят подтверждение в распределённом реестре, но отследить адреса их участников невозможно. Для этого используется метод криптографии zk-Snark, разработанный израильскими учеными совместно с MIT. Все транзакции проходят подтверждение в сети, но отследить адреса участников операции невозможно.

9) Генетические предсказания судьбы

генетические предсказания судьбы

Благодаря ряду генетических исследований, которые учёные провели за последние годы, теоретически уже сейчас по анализу ДНК человека можно определить его предрасположенность к большинству заболеваний. Например, в Калифорнии врачи тестируют программу, которая по ДНК пациента сможет прогнозировать вероятность развития у него ишемической болезни сердца. Кроме того, в этом году компания Myriad Genetics запустила алгоритм, которая может вычислить шанс заболевания раком груди у любой женщины европейского происхождения. Эти разработки основаны на полигенном анализе — то есть изучении тысяч генов пациента, а не одного, что существенно повышает точность оценки. По прогнозам учёных, в течение трёх лет технологии генетического прогнозирования начнут внедряться в здравоохранение, чтобы позволит индивидуально для каждого пациента подбирать схему вакцинаций и обследований.

Фармацевтические компании также смогут использовать генетические прогнозы при разработке и тестировании своих препаратов. Зная, к каким болезням уязвимо большинство населения, они смогут производить наиболее востребованные лекарства и испытывать их действие на добровольцах с самыми высокими шансами заболевания.

10) Материальный квантовый скачок

квантовый скачок

В 2017 году исследователи начали изучать перспективы создания новых молекул с помощью квантового компьютера — вычислительного устройства, которое которое для передачи и обработки данных использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности, и благодаря этому может производить вычисления в 100 миллионов раз быстрее, чем обычный компьютер.

Учёным из IBM уже удалось создать простую трехатомную молекулу с помощью квантового компьютера мощностью 7 кубитов. MIT предполагает, что в ближайшем будущем ученые смогут создавать более сложные и интересные молекулы, поскольку уже сейчас идет разработка квантовых компьютеров с большим количеством кубитов и более сложными алгоритмами. Так, в этом году компания Microsoft выпустила бесплатную бета-версию набора для разработчиков программного обеспечения, предназначенного для будущего квантового компьютера. В набор входит новый язык программирования Q# (Q Sharp), разработанный компанией специально для квантовых вычислений, и симулятор квантового компьютера мощностью 40 кубитов, который позволит разработчикам тестировать свои программы на обычном компьютере или же через облачную вычислительную платформу Azure. Microsoft уверяет, что все программы, созданные с помощью этого набора, в будущем смогут работать на настоящем квантовом компьютере, разработку которого ведет компания.

Источник: apparat.cc

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.