10 прорывных технологий 2018 года. Чем завтра будет жить мир

Эспрессо.TV приводит адаптированный перевод материала.

3D-печать по металлу

Хоть обычная 3D-печать существует уже много десятилетий, она в основном используется любителями и дизайнерами, изготавливающими единичные прототипы. А изготовление объектов из чего-либо кроме пластика оставалось трудным, долгим и очень дорогим процессом.

Однако теперь печать из металла набирает обороты, и становится дешевым и относительно легким способом изготовления деталей.

Эта технология в краткосрочной перспективе способна, например, избавить производителей от огромных складов с запасами деталей для замены: нужный компонент можно будет изготовить по требованию покупателя. А в дальнейшем - и вовсе перевернуть традиционный производственный процесс, уменьшить размер фабрик и улучшить качество продукции.

Так, можно будет создавать более легкие и прочные детали, а также сложные формы, которые невозможны при использовании обычных методов производства металлов. Она также может обеспечить более точный контроль микроструктуры металлов.

Бостонская компания Markforged уже представила первый принтер для металлической 3D-печати $100 тыс. General Electric сейчас тестирует принтер, способный изготавливать детали для авиационного производства - продавать их начнут в 2018 году.

Искусственные эмбрионы

Британские ученые сейчас переворачивают представление о том, как может быть создана жизнь. Они смогли вырастить мышиный эмбрион только из стволовых клеток - без традиционного оплодотворения яйцеклетки.

И хотя они отметили, что у этого эмбриона не было шансов вырасти в настоящую мышь, такие эксперименты могут иметь большое будущее. Например, мы научимся выращивать млекопитающих "автономно".

Кроме того, в дальнейшем ученые планируют создать искусственный человеческий эмбрион. Это может стать большим подарком для ученых, которые смогут еще подробнее изучить развитие эмбриона и в полной мере испытать редактирование генома.

Правда, в случае с человеческими эмбрионами есть огромный шанс столкновения с этическими вопросами: а что, если он будет как настоящий? Сколько времени, например, можно будет исследовать его в лаборатории до того, как он не начнет чувствовать боль?

Ученые уверены, что эти вопросы нужно решить до того, как наука продвинется дальше.

Умные города

Многочисленные схемы и попытки создания "умных" городов в результате заканчивались срывом сроков, оказывались слишком дорогими или неэффективными.

Новый проект холдинга Alphabet, компания Sidewalk Labs, меняет подход к пониманию проблемы. В рамках программы партнерства с канадским правительством, он работает над улучшением района портовой набережной Торонто.

Район оборудуют самыми современными технологиями. Суть в том, чтобы для принятия любых решений: о дизайне, политике, экологии и экономике города использовать максимальное количество данных, собираемых сенсорами: от уровня загрязнения воздуха до шума или человеческой активности.

Кроме того, в планах применение только автономных автомобилей общего пользования, а также открытого ПО, на основе которого сторонние компании смогут построить собственные сервисы - как это сейчас работает с приложениями.

Искусственный интеллект для всех

Искусственный интеллект до сих пор был главным образом игрушкой крупных технологических компаний, таких как Amazon, Baidu, Google и Microsoft, а также некоторых стартапов. Для многих других компаний и организаций системы ИИ слишком дороги и слишком сложны для полной реализации.

Этот вопрос планируют решить благодаря облачным сервисам. AWS от Amazon, библиотека TensorFlow от Google, сервис Azure от Microsoft - все они делают процесс внедрения нейросетей не сложнее разработки программы, что в конечном итоге позволит распространить ИИ далеко за пределы привычной технологической индустрии.

Соревнования нейронных сетей

Нейросети научились распознавать миллионы изображений, но долгое время не могли ничего придумать самостоятельно. У них просто не было воображения.

Решение придумал Аян Гудфеллоу из университета Монреаля, создав генерирующую соревновательную сеть (GAN). Она представляет собой две нейросети (упрощенные математические модели человеческого мозга), которые играют друг с другом в кошки-мышки.

Сначала обе нейросети обучают на одних и тех же данных. Потом одна из них, которую называют генератором, добавляет к уже знакомому изображению новую черту - например, у пешехода появляется третья рука.

Другая нейросеть - дискриминатор - должна понять, видела ли она подобное изображение раньше, или же это подделка.

То есть, она должна понять, может ли трехрукий человек быть реальным. Впоследствии генератор так ловко научился подделывать изображения, что дискриминатор не смог отличить их от настоящих. Получается, нейросеть создает и создала что-то новое и реалистичное.

GAN стала одной из самых прорывных технологий этого года. Разработчики из Nvidia, скомпилировав сотни тысяч изображений знаменитостей, создали лица людей, которых невозможно отличить от настоящих - при том, что этих людей никогда не существовало.

Другая группа исследований смогла создать картины, которые нельзя отличить по стилю от творений Ван Гога, но которые он никогда не писал. Технология открывает простор для высококачественных подделок, но в то же время позволяет дать искусственному интеллекту воображение, необходимое для более качественной работы с окружающей действительностью.

"Вавилонская рыбка"

Google выпустила наушники Pixel Buds за $ 159 - аналог "вавилонской рыбки" из "Автостопом по галактике".

Они способны автоматически переводить с 40 языков, нужно лишь нажать на кнопку или произнести что-то вроде: "Помоги мне говорить на испанском!". Правда, эта функция доступна только в комплекте с еще одной новинкой - смартфоном Google Pixel 2.

Один человек надевает наушники, другой держит в руках смартфон. Человек в наушниках говорит на своем языке - смартфон автоматически переводит его речь по громкоговорителю.

Человек со смартфоном отвечает - в наушниках звучит синхронный перевод. Понятно, что общаться таким образом на шумных улицах будет проблематично, поскольку системе непросто распознавать язык среди сотни других звуков.

Газовая электростанция с нулевой эмиссией

Стартап Net Power построил в Хьюстоне газовую электростанцию с нулевой эмиссией. В основе технологии - принципиально новая турбина размером в 1/10 обычной турбины, которая помещается в комнату площадью 5,6 кв.м. При этом, она остается такой же мощной, благодаря более эффективной передаче тепла с помощью сверхкритичного флюида.

В маленькой турбине природный газ сжигается в камере сгорания в среде чистого кислорода, а производится лишь водяной пар и диоксид углерода.

Несмотря на популярность возобновляемых источников, Net Power считает, что с массовым переходом на электрические автомобили спрос на электричество возрастет, как никогда.

Поэтому у природного газа может быть хорошая перспектива: если электростанция остается не менее эффективной, но при этом не загрязняет окружающую среду, почему бы не использовать ископаемое топливо?

Настоящая приватность в сети

Новая система интернет-идентификации может подтвердить вашу личность без требования предоставить дату рождения и другие персональные данные, благодаря протоколу под названием zero-knowledge proof (доказательство с нулевым разглашением).

Несмотря на то, что разработчики десятилетиями работали над его созданием, особый интерес к нему проснулся только в прошлом году, благодаря криптовалюте Zcash.

Разработчики подчеркивают, что валюта базируется на усовершенствованной системе криптографии, которая позволяет отправлять деньги в любую точку мира так, что их нельзя отследить.

В этом заключается главное отличие Zcash от биткоинов. Каждый обладатель биткоинов получает адрес, состоящий из букв и цифр, а любые транзакции проходят через распределенный блокчейн-реестр.

Правоохранительные органы с помощью анализа данных могут узнать, кому принадлежит этот адрес и отследить ход транзакций. Блокчейн уже не раз помогал следователям найти наркоторговцев, реализующих товар на черном рынке.

В основе Zcash лежит метод криптографии zk-Snark, разработанный израильскими учеными совместно с коллегами из МТИ. Все транзакции проходят подтверждение в сети, но отследить адреса участников операции невозможно.

Однако, при всех достоинствах zk-Snark, это очень сложная и медленная технология. Поэтому сейчас разработчики ищут способы упростить ее и сделать более доступной.

Генетические предсказания

Недалек тот день, когда при рождении дети будут получать генетический паспорт. В нем будет указана вероятность получить в будущем инфаркт, предрасположенность к определенным видам рака или диабета.

Исследуя колоссальное количество данных, ученые выводят "полигенные оценки риска", которые в будущем помогут выявлять тяжелые заболевания на ранних стадиях и успешно с лечить.

Фармацевтическим компаниям тоже понадобится такая информация, чтобы тестировать лекарства, которые предотвращают болезнь Альцгеймера или сердечно-сосудистые заболевания. Для испытаний они могут привлекать пациентов со склонностью к этим болезням, чтобы создавать максимально эффективные препараты.

Квантовые компьютеры

Больше всего появления квантовых компьютеров ждут химики. Они уже предвкушают, как будут с их помощью создавать новые молекулы.

Новые белки для гораздо более эффективных лекарств, новые электролиты для аккумуляторов, а также соединения, которые смогут преобразовать солнечный свет непосредственно в жидкое топливо.

Обычные компьютеры не обладают достаточной вычислительной мощностью для таких технологий, а с появлением квантовых это станет частью повседневной жизни ученых-химиков.

Тем временем калифорнийский стартап Rigetti Computing доказал, что квантовый компьютер можно использовать для машинного обучения. Также компания открыла доступ к своему квантовому компьютеру Forest, расположенному в облаке и способному выполнять расчеты с помощью процессора на 19 кубитов.