Перспективные технологии. руководитель направления развития IT систем в R&D-центре Сбербанк-Технологий. Технологии ближайшего будущего

Здесь представлен список изобретателей, которые обогатили мир, сделали изобретения, которыми пользуется всё человечество. Помимо имени изобретателя даются годы его жизни и страна (или страны), в которой он жил и работал, а также наиболее значимые … Википедия

Приложение к статье Заслуженный работник торговли Российской Федерации Содержание 1 Республика Башкорто … Википедия

- … Википедия

Это служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы. Данное предупреждение не ус … Википедия

- … Википедия

- … Википедия

В этом списке перечислены институты и другие научные учреждения, входящие в состав Национальной академии наук Украины. Донецкий физико технический институт им. А. А. Галкина (Донецк). Создан в 1965 году. Направления исследований: физика и техника … Википедия

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Логотип трансгуманизма (один из вариантов) Трансгуманизм (от лат. trans сквозь, через, за; лат. humanitas человечность, humanus человечный, homo человек) изменение и развитие человечес … Википедия

Биомедицинская технология комплексная процедура, направленная на создание новых биологических объектов и их продуктов, способных вызывать определенный диагностический, лечебный или профилактический эффект при применении в медицинской… … Википедия

Книги

• Гидравлика. Учебное пособие
• Гидравлика. Учебное пособие , Карташов Борис Александрович, Ловкис Зенон Валентинович, Лаврухин Павел Владимирович. Гидравлика - одна из базовых инженерных дисциплин. В данном учебном пособии, рекомендованном УМО при Российском государственном аграрном университете - МСХА имениК. А. Тимирязева, рассмотрены…

Организация Всемирного экономического форума в Давосе опубликовала список технологий, которые могут резко изменить нашу жизнь. В перечень перспективных изобретений попали открытия, лежащие на стыке биотехнологии, компьютерной техники и инженерного искусства.

Носимая электроника, адаптированная к телу

Практически незаметные устройства, например наушники, которые измеряют частоту сердечных сокращений, датчики в одежде, чтобы следить за осанкой, временные татуировки, которые собирают информацию о жизненных показателях, или обувь с тактильным интерфейсом, вибрацией подсказывающая, как лучше добраться до цели, - все это либо уже появилось, либо вскоре появится на рынке.

Легко найти применение этой технологии: тактильная обувь уже помогает слепым людям ориентироваться, а Google Glass американские онкологи использовали во время операции для доступа к медицинским записям.

Наноструктурные углеродные композиты

Выхлопы быстрорастущей армады автомобилей грозят нарушить климатический баланс, и поэтому повышение эффективности работы транспорта является перспективным направлением работы.

Новые методы формирования наноструктур из углеродных волокон для образования новых композитов найдут применение в производстве транспортных средств. Благодаря им вес автомобилей снизится на 10% или более. Легким автомобилям нужно меньше топлива для работы, то есть вырастет эффективность передвижения людей и товаров и сократятся выбросы парниковых газов.

Металлы из опреснительного рассола

По мере того как запасы пресной воды продолжают сокращаться, опреснение морской воды становится все более важным способом удовлетворять потребности человечества. У технологии есть свои недостатки. Это очень энергоемкий процесс, при котором образуется много отходов: концентрированного рассола, который может повредить жизни в море.

Наиболее перспективным подходом к решению этой проблемы является переработка рассола на ценные ресурсы. В его состав входят литий, магний и уран, а также более распространенные элементы: натрий, кальций и калия.

Хранение электроэнергии в промышленных масштабах

Целый ряд новых технологий приближается к решению этой проблемы. Например, батарейки в будущем будут запасать химическую энергию в больших количествах в жидкостях, а их энергоемкость вырастет до уровня природного газа.

Твердотельные батареи тоже продолжают эволюционировать. В последние годы быстро развивается производство суперкондесаторов на основе графеновых пластин. Они способны хранить огромные объемы энергии, практические мгновенно заряжаться и сохранять свои свойства через десятки тысяч циклов зарядки/разрядки. Другие варианты основаны на использовании кинетической потенциальной энергии, например в больших маховиках или подземном хранении сжатого воздуха.

Нанопроводные литий-ионные батареи

Армированные тончайшими проводами металла литий-ионные батарей заряжаются на 30-40% быстрее существующих сегодня на рынке и способны хранить в полтора раза больше энергии в том же объеме. Новое поколение батарей может помочь преобразовать рынок электрических легковых автомобилей и позволить хранение солнечной энергии в обычных домах.

Изображения без экрана

В 2013 г. эта сфера деятельности бурно развивалась, и произошло несколько крупных прорывов в области создания изображений не на плоском экране, а других поверхностях. Появились бионические контактные линзы и несколько голографических проекторов с большим разрешением.

Лечение человеческого микробиома

Внимание многих исследователей сейчас сосредоточено на колониях кишечных микроорганизмов и других микросимбионтов человека, которые помогают нам переваривать пищу и защищаться от болезнетворных инфекций.

Лечение антибиотиками иногда может нарушить баланс бактерий, и в человеке начинают размножаться вредные виды, что приводит к серьезным заболеваниям. Ученые также разрабатывают виды бактерий, более устойчивые к действию антибиотиков.

РНК-терапия

Последние достижения в биологии и детальное понимание работы РНК - вещества, которое помогает собирать белки, - открывают дверь лекарствам, которые способны регулировать концентрацию какого-либо конкретного вещества в организме.

С их помощью можно будет лечить редкие генетические заболевания, а также болезни, связанные с нарушением обмена веществ.

Нейросети-дуэлянты. Искусственные эмбрионы. Искусственный интеллект в облаке. Какие еще технологии MIT Technology Review назвал важнейшими в 2018 году?
Ежегодная подборка технологий, которые могут изменить мир будущего, собирается с 2001 года. Люди часто спрашивают, что такое «прорыв» в технологиях? На этот вопрос ответ не всегда будет очевидным, потому что некоторые технологии пока просто не получили широкого распространения, другие же коммерчески нереализуемы. Однако все они так или иначе окажут влияние на нашу жизнь.
В этом году новая техника искусственного интеллекта под названием GAN дает машинам воображение; искусственные эмбрионы, несмотря на опасения скептиков, пересматривают создание жизни и открывают огромное окно для исследований первых моментов жизни человека; экспериментальная установка в центре нефтехимической промышленности Техаса пытается создать абсолютно чистую электроэнергию из природного газа - вероятно, основного источника энергии будущего. Поехали.

3D-печать из металла

Хотя 3D-печать используется уже довольно давно, она оставалась по большей части в области хобби и дизайнеров, производящих единичные прототипы. И печать объекта из чего угодно, не считая пластика - например, металла, - была дорогой и мучительно медленной.
Впрочем, теперь она становится дешевой и достаточно простой, чтобы стать потенциально практичным способом производства частей. Если она будет широко принята, она может изменить то, как мы производим многие продукты массового производства (простите за тавтологию).
В краткосрочной перспективе производителям не нужно было бы хранить большой инвентарь - они могли бы просто распечатать объект, какую-нибудь запасную часть для стареющего автомобиля, если бы кому-то это понадобилось.
В долгосрочной перспективе крупные заводы, производящие небольшой ассортимент деталей в больших объемах, можно было бы заменить заводами поменьше, но уже с ассортиментом побольше, подходящим меняющимся нуждам клиентов.
Метод 3D-печати позволяет создавать легкие и прочные запчасти, а также воспроизводить сложные формы, которые было бы невозможно создать при помощи традиционных методов обработки металла. Также можно было бы уделить большее внимание микроструктуре металлов. В 2017 году ученые из Национальной лаборатории Лоренса Ливермора заявили, что разработали метод 3D-печати, позволяющий создавать запчасти из нержавеющей стали, которые в два раза прочнее традиционных.
Также в 2017 году 3D-печатная компания Markforged, небольшой стартап, расположенный недалеко от Бостона, представила первый 3D-металлический принтер всего за 100 000 долларов.
Другой бостонский стартап Desktop Metal начал отгружать первые машины для металлического прототипирования в декабре 2017 года. Он планирует начать продажу машин побольше, специально для производителей, которые будут работать в 100 раз быстрее, чем старые методы металлической печати.
Печать металлических частей также становится проще. Desktop Metal нынче предлагает программное обеспечение, которое создает конструкции, готовые для 3D-распечатки. Пользователи задают программе спецификации объекта, который они хотят распечатать, и ПО производит компьютерную модель, подходящую для печати.
General Electric, которая давно выступает за 3D-печать в своих авиационных продуктах, работает над тестовой версией своего нового металлопринтера, который достаточно быстро работает, чтобы создавать большие запчасти. Компания планирует начать продажу этого устройства уже в 2018 году.

Искусственные эмбрионы

В прорыве, который может изменить наш взгляд на создание жизни, эмбриологи из Университета Кембриджа в Великобритании вырастили вполне реалистичные на вид эмбрионы мыши, используя только стволовые клетки. Никаких яйцеклеток. Никакой спермы. Просто взяли клетки у других эмбрионов.
Ученые аккуратно разместили клетки в трехмерные леса и завороженно наблюдали, как те начали сообщаться и выстраиваться в хорошо различимую форму мышиного эмбриона возрастом в несколько дней.
«Мы знаем, что стволовые клетки обладают волшебной силой и огромным потенциалом. Мы не думали, что они смогут так красиво или даже идеально самоорганизоваться», рассказала руководящая группой ученых Магдалена Церника-Гётц.
Церника-Гётц говорит, что ее «синтетические» эмбрионы, вероятно, не смогли бы развиться в мышей. Тем не менее это намек на то, что скоро мы можем увидеть млекопитающих, рожденных без яйцеклетки вообще.
Впрочем, такую цель Церника-Гётц не ставит. Она хочет изучать, как клетки раннего эмбриона начинают принимать отведенные им роли. Следующим шагом будет создание искусственного эмбриона из человеческих стволовых клеток. Эта работа проводится в Университете Мичигана и Университете Рокфеллера.
Синтетические человеческие эмбрионы были бы благом для ученых, поскольку позволили бы наблюдать все события на ранней стадии развития плода. И поскольку такие эмбрионы появляются из стволовых клеток, которыми легко управлять, лаборатории могли бы использовать весь спектр инструментов, таких как редактирование генов, для исследования их по мере роста.
Искусственные эмбрионы, впрочем, заставляют задаваться этическими вопросами. Что, если они станут неотличимыми от настоящих? Как долго их можно будет выращивать в лаборатории, прежде чем они начнут чувствовать боль? Нам нужно заняться этими вопросами, прежде чем научная гонка зайдет слишком далеко.

Город с чувствами

Самые разные схемы умных городов сталкивались с задержками, отменами, невозможными планами или дороговизной. Новый проект в Торонто под названием Quayside должен изменить эту уже устоявшуюся схему вещей, переосмыслив городскую среду с нуля и выстроив ее вокруг новейших цифровых технологий.
Sidewalk Labs, которая принадлежит Alphabet и находится в Нью-Йорке, сотрудничает с канадским правительством, работая над этим высокотехнологичным проектом, предназначенным для промышленной набережной Торонто.
Одна из целей проекта - основывать решения по дизайну, политике и технологиях на информации, получаемой с обширной сети датчиков, которые собирают данные обо всем, начиная от качества воздуха и заканчивая уровнем шума и деятельностью людей.
Согласно плану, весь транспорт должен быть общим и самостоятельным. Под землей будут сновать роботы, выполняя рутинную работу вроде доставки почты. Sidewalk Labs говорит, что откроет доступ к программному обеспечению и системам, которые создает, чтобы другие компании могли создавать сервисы поверх них, как люди создают приложения для мобильных телефонов.
Компания намерена пристально наблюдать за общественной инфраструктурой, и это, конечно же, вызывает вопросы к неприкосновенности личной жизни и данных. Однако Sidewalk Labs считает, что совместная работа местного правительства и свободного сообщества позволит избавиться от этих переживаний.
«Мы пытаемся сделать из Quayside не только амбициозный проект, но и достаточно смиренный», говорит Рит Аггарвала, менеджер по планированию урбанистических систем в Sidewalk Labs. Это смирение может помочь Quayside избежать подводных камней, которые мешали прежним инициативам смарт-городов.

ИИ для всех и каждого

Искусственный интеллект до сих пор был игрушкой крупных технологических компаний - Amazon, Baidu, Google, Microsoft и нескольких стартапов. Для многих других компаний системы ИИ слишком дорогие и сложные для полноценного внедрения.
Решение? Инструменты машинного обучения, построенные на облачной основе, которые приведут ИИ к более широкой аудитории. На данный момент Amazon доминирует в сфере облачного ИИ со своей AWS. Google соперничает с ней с помощью TensorFlow, открытой библиотеки ИИ, которую можно использовать для создания другого ПО машинного обучения. Не так давно Google анонсировала Cloud AutoML, набор заранее обученных систем, которые упрощают использование ИИ.
Microsoft, у которой есть собственная облачная платформа Azure, объединяется с Amazon для создания Gluon, открытой библиотеки глубокого обучения. Gluon поможет в строительстве нейросетей - важнейшей технологии ИИ, которая грубо имитирует процесс обучения в человеческой голове - их будет так же легко делать, как и приложения для смартфона.
Непонятно, какая из этих компаний станет лидером в сфере облачных сервисов, предлагающих услуги ИИ. Но победителю это сулит огромные возможности для бизнеса. Особенно если революция ИИ докатится до самых разных частей глобальной экономики.
В настоящее время ИИ используется по большей части в технологической сфере, где улучшает производительность старых и создает новые продукты и сервисы. Но и другие виды бизнеса и промышленности хотят получить преимущество использования искусственного интеллекта. Такие сегменты, как медицина, производство, энергетика, запросто преобразуются, если полноценно внедрят новейшие технологии в области искусственного интеллекта.
Большинство же компаний пока еще не знают, как использовать облачный ИИ. Поэтому Amazon и Google налаживают работу консультационных сервисов. Как только ИИ станет доступен для всех, начнется революция.

Нейросети-дуэлянты

Искусственный интеллект научился очень хорошо идентифицировать объекты: покажите ему миллион изображений, и он сможет с завидной точностью найти на них пешехода, пересекающего улицу. Но ИИ плохо удается создавать изображения самих пешеходов. Если бы он был на это способен, он ткал бы гобелены реалистичных, но искусственных изображений с пешеходами в разных декорациях. Самоуправляемые автомобили могли бы использовать эту информацию для обучения, даже не выезжая на дорогу.
Проблема в том, что создание чего-то нового требует воображения. А это пока что остается прерогативой человека.
Ян Гудфеллоу в 2014 году предложил такое решение. Подход, известный как generative adversarial network, или GAN, берет две нейросети - упрощенные математические модели человеческого мозга, которые лежат в основе современного машинного обучения - и ставит их друг против друга в цифровой игре в кошки-мышки.
Обе нейросети тренируются на одном и том же наборе данных. Одна нейросеть - генератор - создает вариации изображений, которые она уже видела - например, изображение пешехода с третьей рукой. Вторая - дискриминатор - должна определить, будет ли рассмотренный ею пример похож на снимок, который она видела, или же фейком, произведенным генератором, - то есть может ли трехрукий человек быть настоящим?
Со временем генератор научится создавать настолько хорошие изображения, что дискриминатор не сможет отличить подделку от оригинала. Таким образом, генератор учится распознавать, а затем создавать реалистичные изображения пешеходов.
Эта технология стала одним из самых перспективных достижений в области ИИ за последнее десятилетие.
GAN использовались для создания реалистичных на слух речей и фотореалистичных поддельных изображений. В одном из примеров ученые из NVIDIA поручили GAN создать сотни заслуживающих доверия лиц несуществующих людей. Другая группа смогла сделать вполне убедительные поддельные изображения, похожие на работы Ван Гога. GAN могут переиначивать изображения по-разному - превращать солнечную дорогу в заснеженную, лошадей - в зебр.
Результаты не всегда идеальны. Но поскольку изображения или звуки получаются реалистичными, некоторые эксперты считают, что нейросети начинают понимать внутреннюю структуру мира. Возможно, в них зарождается воображение.

Наушники «Вавилонская рыба»

В культовой классике научной фантастики «Автостопом по галактике» можно было сунуть в ухо желтую Вавилонскую рыбку и получить мгновенный перевод. В реальном мире Google представляет временное решение: пару наушников Pixel Buds за 159 долларов. Они работают со смартфонами Pixel и Google.Переводчиком, обеспечивая практически мгновенный перевод.
Один человек надевает наушник, а другой держит телефон. Надевший наушник говорит на своем языке - например, на английском - и приложение переводит и проигрывает громкий перевод на телефоне. Человек, который держит телефон, отвечает; этот ответ переводится и проигрывается в наушниках.
Google Translate уже может поддерживать разговор, и ее приложения для iOS и Android позволяют двум пользователям разговаривать: они автоматически определяют используемые языки и переводят их. Однако фоновый шум затрудняет понимание приложением, что говорят люди, и также с трудом приложение определяет, когда люди начинают говорить, а когда перестают.
Pixel Buds решает эти проблемы, потому что владелец нажимает и держит палец на правом наушнике во время разговора. Сочетание взаимодействия между телефоном и динамиками позволяет поддерживать визуальный контакт, поскольку не нужно отвлекаться на телефон.
Pixel Buds выглядят странно и плохо входят в уши. Их также трудно настроить с помощью телефона. Но аппаратная проблема - меньшая из всех. Главное - концепция. И рыба не нужна.

Природный газ с нулевыми выбросами

Мир, вероятно, застрял на природном газе как на одном из главных источников электроэнергии в будущем. Дешевая и доступная, энергия природного газа, в настоящее время обеспечивает до 30% электричества в США и до 22% электричества в мире. И хотя она чище угля, выбросы углерода от нее все еще существенные.
Экспериментальная электростанция недалеко от Хьюстона в центре нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности США тестирует технологию, которая могла бы сделать чистую энергию из природного газа реальностью. Компания с 50-мегаваттным проектом Net Power считает, что может вырабатывать энергию так же недорого, как и обычные станции на природном газе, и, что важно, улавливать весь диоксид углерода, который выделяется в этом процессе.
Если это так, мир будет производить безуглеродную энергию из ископаемого топлива по хорошей цене. Такие газовые станции можно было бы включать и выключать в зависимости от спроса, избегая необходимости в поставке возобновляемых источников энергии. Net Power объединяет несколько энергетических компаний, включая 8 Rivers Capital, Exelon Generation и CB&I. Компания уже начала первичные испытания и предоставит результаты в ближайшие месяцы.
Станция помещает двуокись углерода, высвобождаемую в процессе сжигания природного газа под высоким давлением и температурой, используя сверхкритический CO2 в качестве «рабочей жидкости», которая движет специальной турбиной. Большая часть двуокиси углерода может перерабатываться непрерывно; остальная будет захватываться легко и просто.
Ключевая часть снижения стоимости зависит от продажи углекислого газа. Сегодня его основное использование заключается в извлечении нефти из нефтяных скважин. Это ограниченный рынок и уж точно не самый экологически чистый. Но Net Power планирует в конечном счете увидеть рост спроса на двуокись углерода в производстве цемента, пластмасс и других материалов на основе углерода.
Технологии Net Power не решат всех проблем с природным газом, особенно по части добычи. Но пока мы используем природный газ, мы можем постараться сделать его максимально чистым. Из всех технологий, которые разрабатываются в области чистой энергии, технология Net Power является одной из самых главных.

Идеальная неприкосновенность в онлайне

Настоящая неприкосновенность личных данных и жизни в Интернете может стать возможной, благодаря новому инструменту, который, например, может доказать, что вам 18 лет, не раскрывая дату вашего рождения, или что на вашем банковском счету есть достаточно денег, не раскрывая баланс вашего счета. Это ограничивает риск кражи личных данных.
Что это за инструмент? Криптографической протокол, называемый доказательством нулевого знания (zero-knowledge proof). Хотя исследователи долгое время его разрабатывали, большой интерес к нему проявился в прошлом году, благодаря росту криптовалютного рынка.
Большая часть практического применения доказательства нулевого знания была проделана командой Zcash, цифровой валюты, которая появилась в конце 2016 года. Разработчики Zcash использовали метод zk-SNARK, предоставляя пользователям возможность совершать анонимные транзакции.
В Bitcoin и большинстве других публичных блокчейнов это было бы невозможно, поскольку транзакции видны всем. Хотя эти транзакции теоретически анонимны, их можно комбинировать с другими данными для идентификации пользователей. Виталик Бутерин, создатель Ethereum, второй по популярности блокчейн-сети в мире, описал zk-SNARK как «совершенно революционную технологию».
Банки могли бы использовать ее в платежных системах, не раскрывая личных данных клиентов. В прошлом году JPMorgan Chase добавила zk-SNARK в собственную платежную систему на базе блокчейна.
И все же, несмотря на все плюсы, zk-SNARK сложный и медленный алгоритм. Однако альтернативы активно разрабатываются и однажды придут на смену существующим вариантам.

Генетические предсказание

Однажды все новорожденные младенцы будут получать карточку с анализом ДНК. В ней будет расписано, какие шансы получить инфаркт или рак, подсесть на сигареты или стать вундеркиндом.
Наука, которая сделала это возможным, появилась неожиданно, благодаря мощным генетическим исследованиям. В некоторых из них участвовало больше миллиона человек. Выяснилось, что самые распространенные заболевания и отклонения, а также черты личности вроде интеллекта являются результатом работы одного или нескольких генов, оказавшихся в том или не в том месте в нужное время. Используя данные крупных генетических исследований, ученые создают «полигенные оценки риска».
Хотя новые тесты ДНК дают вероятности, а не диагнозы, они могут существенно помочь медикам. Например, женщина с повышенным риском рака груди будет чаще делать маммограммы и посещать врача.
Фармацевтические компании также могут использовать оценки рисков для создания превентивных препаратов для заболеваний вроде Альцгеймера или инфаркта. Собирая волонтеров, которые вероятнее всего заболеют, они смогут точнее определять качество работы лекарств.
И все же прогнозы далеки от идеальных. Кроме того, полигенные оценки еще и вызывают сомнения, поскольку прогнозируют черты, а не только возможность заболеваний. Например, сейчас они с 10-процентной вероятностью прогнозируют коэффициент интеллекта человека. Но как родители и воспитатели воспользуются этой информацией?

Квантовый скачок в материалах

Перспектива появления мощных новых квантовых компьютеров полна неопределенностей. Они смогут производить вычисления, недостижимые силами современных машин, но мы пока до конца не осознали, что можно сделать с такой мощностью.
Одно из возможных применений: точное проектирование молекул.
Химики уже мечтают о создании новых белков для более эффективных препаратов, новых электролитов для лучших батарей, соединений, которые смогут напрямую преобразовывать солнечный свет в жидкое топливо, и более эффективных солнечных батарей.
У нас такого нет, потому что молекулы невероятно тяжело моделировать на классическом компьютере. Попробуйте имитировать поведение электронов в относительно простой молекуле - и вы столкнетесь со сложностями, выходящими далеко за пределы возможностей современных компьютеров.
Но для квантовых компьютеров это вполне по силам, потому что вместо цифровых битов, представляющих нули и единицы, они используют «кубиты», которые сами по себе являются квантовыми системами. Недавно ученые из IBM использовали квантовый компьютер с семью кубитами для моделирования небольшой молекулы из трех атомов. Очень скоро станет возможным точное моделирование более крупных и интересных молекул, а также лучших квантовых алгоритмов.

2016 год был богат на научные новинки: источники энергии, которые могут обеспечить электричеством целые деревни, искусственный интеллект, учитывающий социокультурные мотивы и солнечные батареи нового поколения. Участники мирового экономического форума всерьез полагают, что эти и многие другие новшества, возможно, вскоре помогут решить глобальные проблемы человечества и вывести науку на новый уровень.

Список самых перспективных технологий 2016 года был составлен советом новейших технологий мирового экономического форума и опубликован в издании Scientific American (в переводе научная Америка). Все перечисленные технологии способны повлиять на жизнь человечества, развитие науки и производства, а также решить глобальные экологические проблемы.

Вот и они!

1. Наносенсоры с выходом в интернет

Понятие интернет вещей все глубже входит в нашу жизнь. Для тех, кто еще не в курсе, поясню: интернет вещей- это сеть бытовых приборов и предметов в вашем доме, подключенных к единой системе и с возможностью выхода в электронные сети, такие как интернет. Что-то вроде умного дома, только несколько сложнее. Ученые полагают, что к 2020 году 30 миллиардов девайсов будут подключены к так называемому интернету вещей. Так вот, прогресс шагнул еще дальше: вскоре у человечества появятся наносенсоры, которые можно будет запустить в тело человека с целью исследования, или же вживить в качестве строительного материала. Вообще, наносенсоры могут быть использованы не только в медицине, но и в фармацевтике, архитектуре и сельском хозяйстве.

2. Новое поколение батарей (источников) энергии

Проблема использования возобновляемых природных ресурсов все острее встает перед современным обществом. Основным камнем преткновения является пропасть между спросом и предложением: желающих использовать такие ресурсы значительно больше, чем компаний, готовых их предоставить. Однако, последние научные достижения позволят создать мощные аккумуляторы, работающие на цинке, алюминии и натрии, которые смогут обеспечить энергией целые деревни.

3. Цепочка блоков транзакций

Это распределённая база данных, реализованная в криптовалюте, больше известной под названием «биткойн». Многое уже сказано об этом новшестве. И вот, в 2015 году связанные с биткойном венчурные инвестиции достигли 1 миллиарда. Это значит, что у биткойна появилось гораздо больше шансов серьезно повлиять на нашу жизнь, а именно на экономику, алгоритмы работы рынка и даже на работу правительства.

4. Материалы 2D

Самый известный материал этого типа Графен. Их отличие в том, что толщина их слоя всего 1 молекула или даже 1 атом. Двумерные материалы широко используются в различных сферах жизни: от фильтров для воздуха и воды, до создания аккумуляторов и одежды нового поколения.

5. Самоуправляемые автомобили

Самоуправляемые автомобили всегда были предметом жарких дебатов и запрещены законодательством большинства стран. Однако это не значит, что они бесперспективны. Ученые убеждены, что эта технология вскоре "научится» спасать жизни людей на дорогах, а также откроет перед человечеством новые возможности экономического развития и улучшения качества жизни.

6. Органы на микрочипах

Органы на микрочипах - революция в области биотехнологий. Это настоящие маленькие модели человеческих органов размером схожие с небольшой флешкой. Эта разработка открывает для ученых новые способы изучения процессов, протекающих во внутренних органах человека.

7. Перовскитные солнечные элементы

Перовскитные солнечные элементы имеют ряд преимуществ перед своими кремниевыми братьями. Фотоэлектрические материалы легче производить и они могут быть использованы где угодно. Кроме того, перовскитные солнечные элементы ничуть не уступают кремниевым батареям в эффективности.

8. Компания OpenAI и новые способности искусственного интеллекта

Искусственный интеллект становится все умнее. Он может считывать и обрабатывать человеческую речь и обладает алгоритмами социального сознания. Если учесть, что он постоянно имеет доступ к новой информации и обладает достаточной памятью, чтобы сохранять вновь полученные данные, можно смело сравнить искусственный интеллект с не очень сообразительным, но, все же, живым ассистентом. Уже сейчас искусственный интеллект способен выполнить задачи, которые ранее были ему не под силу.

9. Оптогенетика

Оптогенетика - это прорыв в области медицины. Человечество уже давно применяет свет для исследования мозга, но новшество заключается в том, что теперь световые лучи смогут проникнуть гораздо глубже в ткани мозга, что позволит проводить гораздо более эффективное лечение.

10. Системная метаболическая инженерия

Целую группу химических реагентов структурного блока теперь будет значительно легче дешевле производить, а их качество станет только лучше, ведь получать их будут с помощью метаболической инженерии из растений, а не из природного топлива.

Кирилл Тихонов

Каждый год аналитическая компания Gartner публикует отчёт, раскладывающий перспективные технологии по полочкам. Один список – технологии, которые угодили в эпицентр медийной шумихи. Другой список – технологии, интерес к которым пошёл на спад. Но интереснее всего третий список – технологии, которые наберут популярность лишь через несколько лет.

В Gartner считают, что жизненный цикл каждой перспективной технологии можно разделить на несколько стадий. Всё начинается с идеи, о которой знают в лучшем случае исследователи, да и то не все. С этой точки технология начинает восхождение на пик завышенных ожиданий. Чем выше она забирается по его склону, тем больше внимания привлекает. На вершине пика о ней слышали все, её без конца обсуждают в СМИ, а стартапы, которые занимаются этой технологией, множатся, как грибы после дождя.

Эйфория продолжается недолго. По другую сторону пика лежит впадина утраченных иллюзий (сотрудник Gartner, придумавший эти названия, похоже, был поэтом). Хвалебные оды, певшиеся технологии, мало-помалу сменяет всё более едкая критика. Но и это лучше, чем полная тишина, которая ждёт её в низшей точке траектории. Выбраться из ямы удаётся не всем.

Будущее тех, кто добрался до следующего этапа, не должно вызывать беспокойства. Это финишная прямая, ведущая к плато продуктивности, где технологии уже не нуждаются в эпитете “перспективная”. От них больше не ждут невозможного, не обвиняют во всех грехах и не сомневаются в их полезности – их просто используют.

Чтобы определить, где находится та или иная технология, достаточно проследить, как меняется тон и количество упоминаний о ней в прессе и в Сети. Дальше всё просто: вектор изменения интереса зависит от того, с какой стороны от пика завышенных ожиданий находится технология в данный момент.

В 2013 году гибридные облака, беспроводные зарядные устройства, 3D-печать, BYOD (использование собственного телефона или планшета в рабочих целях) и социальная аналитика делят вершину пика завышенных ожидания. Частные облака, магазины приложений, дополненная реальность и СУБД с данными в оперативной памяти уже перевалили через него и направляются вниз. С другой стороны карабкаются в гору краудсорсинг, Big Data, геймификация и HTML5.

Ближе к началу графика находятся технологии, которые достигнут пика лишь через несколько лет. Именно о них мы поговорим сегодня.

Кремниевые аноды

Передний край развития вычислительной техники незаметно переместился с процессоров на батареи. Именно этой тенденции обязана своими успехами архитектура ARM, и именно из-за неё Intel, безусловному лидеру микроэлектронной индустрии в течение нескольких десятилетий, пришлось примерить на себя непривычную роль догоняющего.

Дело в том, что, когда речь идёт о мобильных устройствах, даже производительность в конечном итоге зависит не от умений разработчиков, а от ёмкости батарей. Мощный, но слишком “прожорливый” процессор оказывается никому не нужен, и выбор падает на более слабый чип с долгим временем автономной работы.

С тем, что придумают разработчики батарей, связано будущее не только компьютеров. Электромобили – другой хороший пример. Если бы существовали более ёмкие и дешёвые аккумуляторы, обычным автомобилям было бы труднее выдержать конкуренцию с ними.

Литий-ионные батареи с кремниевым анодом – ближайший прорыв, который ожидается в этой области. В Gartner полагают, что эта технология доберётся до “плато продуктивности” всего за пару лет. С кремниевыми анодами экспериментируют и почтенные гиганты вроде Lockheed Martin, и молодые компании, созданные специально для продвижения этой технологии, такие, как британский Nexeon.

Графит, из которого обычно делают анод литий-ионных аккумуляторов, удерживает ионы лития гораздо хуже, чем кремний. Уже за счёт этой разницы аккумулятор с кремниевым анодом должен обладать куда более высокой ёмкостью. Однако простые кремниевые аноды оказались непрактичны: они слишком быстро разрушаются.

Кремниевые аноды нового поколения используют кремниевые нанотрубки, покрытые оксидом кремния. Это отличие делает их гораздо надёжнее, не влияя на прочие преимущества кремниевых анодов.

Исследователи утверждают, что ёмкость нового типа литий-ионных аккумуляторов окажется на порядок выше, и при этом они будут быстрее заряжаться и выдерживать большее количество циклов перезарядки. Даже если эти обещания преувеличены вдвое, разница всё равно существенна.

Самоуправляемые автомобили

В 2004 году агентство DARPA, научно-исследовательская ветвь американского военного ведомства, объявило Grand Challenge – состязание между несколькими командами разработчиков автономных самоуправляемых автомобилей. Поставленная задача: автомобиль должен без вмешательства человека преодолеть многокилометровый путь, проложенный через пустыню. Приз: миллион долларов. На старт вышло 25 самоуправляемых автомобилей, но ни один не добрался до финиша.

Спустя год DARPA повторила конкурс. На этот раз пять команд добились успеха: их автомобили добрались до конца 217-километрового маршрута. Победителем состязания стала команда Стэнфордского университета. Вскоре Себастьен Трун, известный исследователь в области робототехники, руководивший разработкой стэнфордских самоуправляемых автомобилей, возглавил секретный проект в Google.

Публика узнала о первых результатах этого проекта лишь в 2010 году: в Google построили самоуправляемый автомобиль, способный без водителя и специальной разметки передвигаться по обычным дорогам в окружении обычных машин. К середине 2012 года несколько прототипов, изготовленных инженерами Google, без особых происшествий накатали по дорогам США почти полмиллиона километров.

Основа самоуправляемого автомобиля Google – лазерный дальномер, установленный на крыше. Он фиксирует подробную трёхмерную картину всего, что его окружает. Затем компьютер сличает её с картой, хранящейся в базе данных, попутно внося поправки с учётом информации, собранной четырьмя радарами, установленными на бамперах и следящими за приближением к препятствиям, камерой, ищущей светофоры, а также GPS и другими датчиками.

Google, похоже, продвинулся дальше всех, но исследования в этой области ведут почти все крупные автопроизводители. В BMW экспериментируют с автономным управлением ещё с 2005 года. В Volvo разрабатывает систему, позволяющую связывать несколько автомобилей в цепочку, автоматически следующую за лидером. В Volksvagen делают бортовой компьютер для автономного управления, который можно устанавливать в обычные машины, а Toyota даже продемонстрировала свои разработки на последней выставке CES.

3D-сканеры

Сами по себе 3D-сканеры – это не новость. У них есть масса узкоспециальных применений. Их используют на производстве для контроля качества изготовленных деталей. С их помощью создают трёхмерных виртуальных двойников актёров при съёмке фильмов. Компьютерный томограф, применяемый медиками, тоже представляет собой разновидность 3D-сканера.

Тут интересен не столько сам факт существования этой технологии, сколько то, что с ней происходит в данный момент: она дешевеет. А всё потому, что появились доступные . Для того чтобы извлечь из них пользу, необходимы трёхмерные модели для печати. Самый простой способ изготовления таких моделей – 3D-сканер.

Недорогим 3D-сканером, в сущности, являлся игровой контроллер Kinect, который разработали в Microsoft для консоли XBox 360. А некоторые методы 3D-сканирования даже не требуют специального устройства, достаточно программы. Например, мобильное приложение 123D Catch , созданное в Autodesk, позволяет скомбинировать в трёхмерную модель серию снимков, сделанных с помощью обычного смартфона.

В начале марта нью-йоркская компания MakerBot Industries, производящая настольные 3D-принтеры, которые можно купить примерно за две тысячи долларов, продемонстрировала на конференции SXSW прототип недорогого 3D-сканера под названием Digitizer .

С помощью Digitizer можно отсканировать существующий предмет, получить трёхмерную модель и тут же отпечатать её на 3D-принтере MakerBot. Возможные применения очевидны: таким способом, к примеру, можно чинить сломавшиеся устройства. Сломалась деталь – скопируй с помощи связки 3D-сканер-3D-принтер целую и поставь её взамен.

Впрочем, о том, какие применения найдут 3D-сканеры, если они станут общедоступны, можно только гадать. Демократизация технологий часто приводит к результатам, о которых их создатели даже не думали. Компьютеры изобретали не для компьютерных игр, а интернет – не для порнографии и мемов с кошками, но вы же видите, что всё закончилось именно ими.

Запросы на естественном языке

Распознавание речи и общение на естественном языке – это две классические проблемы, над которыми с давних пор бились специалисты по искусственному интеллекту. Кое-что получаться стало лишь несколько лет назад, зато как! Прогресс и в той, и в другой области заметен невооружённым взглядом.

И в iOS, и в Android встроены системы распознавания речи, совсем неплохо справляющиеся с пониманием английского языка (по очевидным причинам разработчики уделяли ему больше всего внимания) и показывающие сносные результаты для нескольких других распространённых в мире языков.

Siri, программа-ассистент, который снабжены современные телефоны Apple, не просто распознаёт речь, но и пытается понять, что именно ей сказали. Разумность Сири, конечно, оставляет желать лучшего. Не составляет труда нащупать ограничения алгоритма, который она использует, однако в данном случае важен сам факт: это едва ли не первый настолько популярный голосовой интерфейс, применяющий и распознавание речи, и обработку запросов на естественном языке. И этим интерфейсом, несмотря на все недостатки, уже пользуются миллионы.

Ещё важнее голосовой интерфейс в электронных очках Google Glass, где он является не вспомогательным, как в iPhone, а главным способом взаимодействия с устройством. От того, насколько понятливым он окажется, зависит удобство и, в конечном счёте, успех Glass.

На другом краю спектра находится построенный в IBM суперкомпьютер Watson. Он показывает, чего можно достичь, когда разработчикам не приходится думать об ограничениях мобильных устройств, скорости связи или загрузке дата-центров. Watson состоит из 90 мощных серверов с суммарной производительностью, составляющей 80 терафлопс, и оперативной памятью ёмкостью 18 терабайт.

Обработка запросов на естественном языке – это главная задача Watson. В 2011 году он участвовал в телеигре Jeopardy (американский аналог “Своей игры”) и легко одолел своих белковых оппонентов. Более мощная версия Watson, существующая в настоящий момент, будет анализировать медицинские данные и рекомендовать наиболее подходящие методы лечения пациентов.

За горизонтом

Путь некоторых технологий, уже ползущих к пику раздутых ожиданий, окажется более долгим. Они доберутся до плато продуктивности самое раннее к 2030 году, а возможно, что и позже.

• Мобильные роботы. Речь не только об игрушках или робопылесосах, которые продаются в любом магазине бытовой техники, но и о пока что менее распространённых роботах телеприсутствия, автономных беспилотных летательных аппаратах или складских роботах (вроде тех, которые производит Kiva). Об этой тенденции “Компьютерре” глава Mail.ru Group Дмитрий Гришин, не так давно основавший венчурный фонд Grishin Robotics (подробнее в статье “ »).

• Интернет вещей. Эту концепцию не так уж просто объяснить в двух словах, но если кратко, то подразумеваются обыденные предметы и устройства, которые обладают уникальным виртуальным двойником. Чем это может быть полезно, подробно объясняется в нашей статье “ ».

• Голографические и волюметрические 3D-дисплеи. Эту технологию пока что редко встретишь за пределами лабораторий. Тем не менее прогресс есть и в этой области. Буквально на днях корпорация HP о создании стереодисплея, позволяющего без специальных очков рассматривать происходящее на экране с разных сторон. Прототипы дисплеев, искусственно генерирующих голографическую интерференционную картину, тоже существуют. Их, например, производит компания Zebra Imaging .

• Трёхмерные биопринтеры послойно собирают объекты из живых клеток. Это очень молодая технология – первые результаты были достигнуты не больше пяти лет назад. Несмотря на это, уже появились первые компании, пытающиеся её коммерциализировать. Одна из наиболее заметных – Organovo , разработавшая биопринтер, успешно печатающий кровеносные сосуды и нервы. Аналогичное устройство выпустил и немецкий производитель 3D-принтеров envisionTEC.

• Квантовые компьютеры. Тут аналитики Gartner, наконец, пересекли границу, отделяющую реальность от научной фантастики. В теории квантовые компьютеры возможны. На практике исследования в этой области за тридцать лет продвинулись не очень далеко. Вряд ли стоит ждать появления полноценного квантового компьютера в ближайшие двадцать лет. Существуют, правда, разработки компании D-Wave, но специалисты сходятся во мнении, что её продукция, несмотря на использование квантовых эффектов, имеет мало общего с квантовыми компьютерами в традиционном понимании этого слова.

• Усовершенствование человека. То, что гипотетическим технологиям усиления физических и когнитивных способностей человека нашлось место в отчёте Gartner, целевая аудитория которого – не досужая публика, а корпорации, озабоченные составлением стратегических планов, само по себе говорит о многом. Видимо, у идей трансгуманистов стало чуть больше точек соприкосновения с реальностью. Больше, но по-прежнему очень мало. Вспоминаются, пожалуй, лишь , но это не совсем та вещь, которая ассоциируется с громким термином “усовершенствование человека” (подробнее – в статье “ »).