Новые прорывные технологии. Apparat — Журнал о новом обществе. Обнаружение внеземных цивилизаций

Hillary Sanctuary/EPFL

Ученые достигли значительных результатов в борьбе с параличом. Внедрение в мозг имплантов уже сегодня позволяет хотя бы частично восстановить двигательные функции у пациентов, которые утратили подвижность после травм позвоночника. Эксперименты уже дали людям возможность управлять курсором на экране компьютера или бионическим протезом силой мысли. Значительных успехов удалось достичь международной группе исследователей на базе Швейцарской высшей технической школы Цюриха, которая разработала беспроводной , восстанавливающий двигательные функции конечностей. Следующий этап - создание «нейронного обходного пути». Технология предполагает беспроводное подключение системы считывания сигналов мозга к электрическим стимуляторам в теле человека. Это позволит парализованным людям управлять своими роботизированными конечностями силой мысли.

Беспилотные грузовики

Технология будет доступна через 5-10 лет

Otto

Целый ряд компаний ведет разработку беспилотных фур, которые снимут нагрузку с трасс, сделают движение более безопасным, но лишат работы миллионы дальнобойщиков по всему миру. Пока что разработчикам еще предстоит решить немало технических проблем, но сами водители признаются, что, например, беспилотники уже справляются с вождением лучше, чем люди. Прежде всего роботизированные фуры должны обладать такой точной системой датчиков, которая позволила бы им с легкостью реагировать на внештатные ситуации на дороге. Компания Otto использует для этого лидар, который приходится покупать у стороннего поставщика по $100 000 за штуку. Команда уже разрабатывает собственную систему, которая будет стоить меньше $10 000. Бесспорное преимущество беспилотных грузовиков - это возможность создавать из них , которые связываются друг с другом удаленно и регулируют скорость и дистанцию. Подобные технологии уже тестируют в США и Японии.

Биометрическая оплата

Технология уже доступна

EAST NEWS

В Китае системы распознавания лиц уже используются для проведения платежей, предоставления доступа на и в , а также для обнаружения преступников. Китайский стартап Face++ анализирует лицо по 83 параметрам и после первого «знакомства» безошибочно узнает человека по внешности. Технологии компании уже используются в приложении для мобильных платежей Alipay и в сервиса вызова такси Didi. Биометрию планируют внедрять магазины, рестораны, музеи, аэропорты и ряд других учреждений. Однако широкое применение технологии сдерживают вопросы - мысль о тотальной слежке с помощью веб-камер вызывает у людей беспокойство.

Функциональные квантовые компьютеры

Технология будет доступна через 4-5 лет

QuTech

Открытия ученых Google, Intel и других исследовательских групп доказывают, что компьютеры с невообразимой когда-то мощностью вскоре станут реальностью. Долгие годы кубиты и квантовые компьютеры существовали только в теории, но в 2017 году разработки стали приобретать реальные очертания. Также возросли инвестиции в исследования в области квантовой физики и смежных областей, необходимых для разработки функционального квантового компьютера. Одним из лидеров в этой сфере выступает голландский исследовательский институт QuTech, который занимается изучением квазичастиц - именно они могут стать ключевым компонентом квантовых компьютеров. Ученые в QuTech также пытаются снизить подверженность кубитов шумам и, как следствие, ошибкам, так как именно эта проблема мешает развитию технологии.

360-градусные селфи

Технология уже доступна

EAST NEWS

Сегодня практически каждый может купить приличную камеру с 360-градусным обзором меньше, чем за $500. За несколько минут можно записать видео и тут же выложить его в Facebook или на YouTube. Большинство контента пока нельзя назвать качественным: изображение расплывается, а само содержание трудно назвать увлекательным. Но даже в этом потоке появляются настоящие шедевры, которые позволяют по-новому взглянуть на места и события. Технология обладает большим потенциалом в журналистике, спорте и даже медицине. Специалисты подчеркивают, что достаточно посмотреть 10 часов 360-градусных видео, чтобы привыкнуть к такому способу подачи информации и адаптироваться к нему в соцсетях.

Горячие солнечные панели

Технология будет доступна через 10-15 лет

Преобразование тепла в направленные лучи света изменит солнечную энергетику, прогнозирует MIT Technology Review. Разработку этой технологии ведут ученые из МТИ. Они разработали систему, которая преобразует солнечный свет в тепло, а затем обратно в свет, но адаптированный специально для солнечных панелей. Благодаря этому панели впитывают больше света и производят больше энергии. Новым направлением - термофотовольтаикой - занимаются многие ученые, но панелям, созданным в МТИ, впервые удалось впитать больше энергии, чем при использовании обычной солнечной батареи. Однако пока технология работает только в вакууме, а необходимые для нее компоненты стоят слишком дорого.

Генная терапия 2.0

Технология уже доступна

EAST NEWS

Ученым уже удалось применить генную терапию для борьбы с редкими наследственными заболеваниями, например, с тяжелой комбинированной иммунной недостаточностью и гемофилией. Следующие на очереди - рак, сердечно-сосудистые заболевания и диабет. В США компания Spark Therapeutics первой на рынке предлагает генную терапию для лечения прогрессирующей слепоты. На данный момент в мире проводится порядка 40-50 клинических испытаний, направленных на борьбу с различными болезнями методами редактирования генома. При этом лечение редких болезней требует меньших усилий - ученые точно знают, какая именно генетическая мутация вызвала заболевание. А вот в случае с раком или болезнью Альцгеймера ситуация менее однозначна и у каждого человека индивидуальна.

Клеточный атлас

Технология будет доступна через 5 лет

EAST NEWS

Международная группа исследователей поставила перед собой задачу расшифровать и описать свойства всех 35 триллионов клеток человеческого организма, чтобы понять, как развиваются различные заболевания, а главное, как их эффективно лечить. Над проектом (Human Cell Atlas) работает несколько лабораторий из разных стран. Они детально исследуют организм человека - орган за органом и клетку за клеткой. Итогом работы должна стать подробная карта организма человека с описанием каждой клетки. Ученые предполагают, что исследование приведет к целому ряду неожиданных открытий.

Ботнеты

Технология уже доступна

EAST NEWS

Ботнеты существуют не менее десятилетия. Еще в начале 2000-х хакеры использовали комбинированную компьютерную мощь от нескольких ботнетов для проведения DDoS-атак. Однако широкое распространение дешевых веб-камер, видеорегистраторов и приборов интернета вещей сделало проблему по-настоящему серьезной. Эксперты уже говорят о , способной нанести серьезный урон человечеству, если вовремя не взять ее под контроль. В октябре хакеры организовали мощную на DNS-серверы компании Dyn - крупнейшего провайдера инфраструктуры в интернете. На какое-то время часть пользователей не могла зайти в Twitter, Spotify, Reddit и на ряд других сайтов. Чтобы решить проблему, все устройства интернета вещей нужно оснастить безопасным ПО, но в ближайшие время это вряд ли произойдет. Число незащищенных дешевых устройств будет расти, а ботнеты станут инструментом ведения кибервойн.

Ежегодно "Технологическое обозрение MIT", всемирно известное и уважаемое издание Массачусетского технологического института, публикует список десяти новых технологий, которые, по мнению авторов рейтинга, способны совершенно изменить мир. Семь из десяти технологий 2018 года фактически уже существуют.

Чувствующий город (будет построен к 2019 году)

Ученые одного из подразделений Alphabet Inc - Sidewalk Labs, совместно с правительством Канады и властями Торонто, работают над строительством «умного» города, в котором будут применяться (и уже применяются на стадии строительства) едва ли не все «умные» технологии, известные сейчас людям.

Одна из задач проекта - сделать так, чтобы все решения, дизайнерские, технологические, и даже политические (в том, что касается городского хозяйства), принимались на основе информации, получаемой от миллионов сенсоров, собирающих данные буквально обо всем, начиная с чистоты воздуха и заканчивая тем, что жители делают в каждый конкретный момент времени. В соответствии с проектом, в городе не будет частных автомобилей: ставка сделана на самоуправляемые, работающие по системе каршеринга. Под землей будет создано царство роботов, которые будут выполнять задачи, связанные с физическим трудом.

Защищенный Интернет (доступен сейчас)

Исследователи и эксперты двух ведущих мировых банков JP Morgan Chase и ING поставили на прорывные технологии, предложенные разработчиками криптовалюты Zcash. Новый криптографический протокол, zero-knowledge-proof (подтверждение при нулевом знании) позволяет, например, подтверждать свой возраст, не передавая даты рождения, или доказывать банку наличие достаточного количества средств для снятия, без предоставления сведений о балансе счета.

Разработчики Zcash заверяют, что создали протокол, гарантирующий совершенную анонимность, в отличие от публичных сетей блокчейн. Например, трансакции с биткойнами теоретически анонимны, однако при наличии другой дополнительной информации они позволяют вычислить конечного пользователя. JP Morgan Chase и ING уже используют новый протокол для работы своих платежных систем.

Искусственные эмбрионы (доступны сейчас)

Забудьте о яйцеклетках и сперматозоидах. Специалисты Кембриджского университета вырастили эмбрион мыши, используя исключительно стволовые клетки другого эмбриона. Ученые предупреждают, что пока такие «искусственные» эмбрионы вряд ли смогут превратиться в мышь.

Тем не менее уже этот опыт говорит о том, что, скорее всего, в ближайшем будущем млекопитающие смогут рождаться без яйцеклетки.

По словам руководителя исследования, Магдалины Зерницкой-Гетц, это, однако, вовсе не цель исследований. Искусственные, или синтетические эмбрионы дают возможность ученым изучить, буквально шаг за шагом, зарождение человеческой жизни. Следующим шагом исследователей (и работы в этом направлении идут не только в Кембридже, но и в США - в Мичиганском и Рокфеллеровском университетах) будет создание «синтетических» эмбрионов человека.

Предсказывающий геном (доступен сейчас)

Когда-нибудь врачи с высокой степенью вероятности будут знать о том, какими заболеваниями может страдать человек уже при его рождении. Это стало возможным благодаря нескольким масштабным проектам по изучению генома, проводимым организациями Helix, 23andMe, Myriad Genetics, UK Biobank, Broad Institute.

Выяснилось, что распространенные заболевания (например, сердечно-сосудистые и онкологические), а также некоторые особенности умственного развития зависят вовсе не от наличия или отсутствия того или иного гена или нескольких генов, а скорее от определенного взаимодействия группы генов.

Ученые создают так называемые «полигенные рейтинги рисков». Никто из них не говорит, что на основе таких рейтингов можно и нужно ставить диагноз. Тем не менее с их помощью можно рекомендовать более пристальное наблюдение для тех, у кого риск заболеть больше.

Доступный AI (уже существует)

Пока искусственный интеллект считается достоянием крупнейших технологических компаний или самых амбициозных стартапов. Для остальных системы, использующие AI, слишком дороги. Однако все чаще говорят об облачном AI.

Он предоставляется все теми же ведущими хайтек-компаниями - Amazon (точнее, его подразделением AWS), Google и Microsoft со своей платформой Azure. Облачный AI доступнее по цене и легче в использовании.

Проблема в том, что даже в компаниях, которые с удовольствием использовали бы эти технологии, пока еще нет достаточного числа нужных специалистов. Но их появление - это вопрос времени. Amazon и Google уже предоставляют соответствующие консультационные услуги.

Спаррингующие AI (существует сейчас)

Google Brain, DeepMind и Nvidia, похоже, решили проблему того, как заставить искусственный интеллект делать то, что он до сих пор делать не умел,- создавать реалистичные оригинальные изображения и звуки. Зачем это нужно? Ну, например, для того, чтобы автомобиль-беспилотник получал изображения пешеходов и автомобилей в самых разных ситуациях и тренировал себя, даже не выезжая на улицу. То есть чтобы обучение такого беспилотника (да и любой другой технологии на основе AI) меньше зависело от людей.

Идея того, как добиться этого пришла в 2014 году тогда еще студенту Иэну Гудфеллоу. Так появилась GAN - генеративно-созидательная сеть. Две нейронные сети заставляют спарринговать. Задача одной сети, генератора,- создание вариантов изображений, которые она уже видела. Задача другой сети - дискриминатора - определение фейков генератора. Со временем генератор становится настолько ловким, что дискриминатор не в состоянии отличить реальное изображение от искусственного.

Переводящие наушники (доступны сейчас)

Наушники Pixel Buds стоят $195. Эта разработка Google и Baidu, работающая со смартфонами Pixel и приложением Google Translate. Результат - почти мгновенный перевод с одного языка на другой.

Эксперты MIT Technology Review обходят вопрос качества перевода, который остается серьезной проблемой для Google Translate, даже несмотря на постоянное улучшение сервиса, называя главным недостатком Pixel Buds их дизайн. Тем не менее любая технология, которая направлена на преодоление языкового барьера в мире в эпоху глобализации,- безусловный прорыв.

Металлическая 3D-печать (доступна уже сейчас)

В 2017 году исследователи Ливерморской национальной лаборатории сообщили, что разработали метод трехмерной печати деталей из стали, которые по прочности вдвое превосходят детали, созданные обычным способом. Одновременно компания Markforged, специализирующаяся на производстве 3D-принтеров, представила аппарат для трехмерной печати из металла стоимостью менее $100 тыс. А компания Destop Metal сообщила о готовности начать поставки принтеров, пригодных для производственных целей и работающих в сто раз быстрее, чем другие 3D-принтеры металлических объектов. Похожие принтеры намерена уже в этом году начать поставлять и компания GE.

Мир стал ближе и к тому, что производителям не нужно будет содержать огромные склады запасных частей, например, для автомобилей. Деталь, требующая замены может быть изготовлена для конкретного клиента, когда он за ней обратится.

Материальный квантовый скачок (через пять-десять лет)

Мощнейшие квантовые компьютеры пока не стали реальностью. И главное, человечество пока еще не очень представляет, зачем нам такие мощные вычислительные машины. Один из вариантов, который предложили исследователи из IBM,- создание новых молекул.

Нынешние компьютеры справиться с этим не могут. Их мощности не хватает даже для того, чтобы смоделировать поведение электронов в довольно простой молекуле. Новые молекулы помогут создавать более эффективных лекарства и материалы.

Безуглеродный природный газ (будет доступен максимум через пять лет)

Три американские компании - технологическая 8 Rivers Capital, энергетическая Exelon Generation и строительная CB&I - придумали, как сделать природный газ экологически совершенно безопасным. Их пилотный проект Net Power использует технологию, позволяющую почти полностью улавливать диоксид углерода до того, как он попадет в атмосферу.

На электростанции мощностью 50 МВт диоксид выпускается под высоким давлением и температурой в виде сверхкритической жидкости, которая, в свою очередь, раскручивает специальную турбину.

Проект в перспективе позволит получать «чистое» электричество по разумной цене и, что так же важно, там, где это необходимо. Подобные электростанции можно возводить (а при необходимости и разбирать) без серьезных затрат.

Исследование McKinsey: Прорывные технологии: достижения, которые изменят жизнь, бизнес и мировую экономику

Исследовательская организация McKinsey Global Institute MGI , подразделение транснациональной аудиторско-консалтинговой компании McKinsey & Company опубликовала исследование «Прорывные технологии: достижения, которые изменят жизнь, бизнес и мировую экономику» (Disruptive Technologies: Advances that will Transform Life, Business, and the Global Economy), в котором представлен список технологий, способных произвести по-настоящему массовые экономические и социальные преобразования в ближайшем будущем. В докладе рассматривается, как именно эти технологии могут изменить современный мир, а также их преимущества и связанные с ними проблемы. Кроме того, авторы дают рекомендации, которые помогут бизнес-лидерам воспользоваться изменениями.

Авторы исследования проанализировали значительное количество научных публикаций и венчурных сделок, а также провели интервью с экспертами и лидерами общественного мнения, и выделили 12 ключевых технологий, которые обладают наиболее значительным созидательным и одновременно разрушительным потенциалом: быстро развиваются, способны произвести значительный экономический эффект, распространяются за границы традиционных дисциплин и могут привести к появлению новых бизнес-возможностей и кардинальному изменению рынка труда. Причем эти изменения могут коснуться сотен миллионов рабочих мест.

Как отмечается в докладе, общая прямая выгода человечества от внедрения 12 прорывных технологий к 2025 году оценивается в пределах от $ 14 трлн. до $ 33 трлн., причем большую часть этого прироста получат экономически развитые страны. Последняя цифра сопоставима с современным ВВП Соединенных Штатов и Европейского Союза вместе взятых. Эксперты отмечают, что эти цифры возникли из всестороннего анализа ключевых возможностей и последствий массового внедрения рассматриваемых технологий. В реальности выгода может быть и намного больше, так как исследователи не учитывали связанные с этими процессами косвенные эффекты.

Ниже представлен список 12 прорывных технологий по версии McKinsey Global Institute:

Мобильный Интернет. В ближайшие 10 лет число интернет-пользователей в мире увеличится на 3,5 миллиарда человек, из них 2 миллиарда получат доступ к Интернету благодаря мобильным устройствам, позволяющим выходить в Интернет откуда угодно. Таким образом, многие из тех, кто не участвовал в глобальном разделении труда и практически не имел доступа к разнообразной информации, современному образованию, здравоохранению, государственным услугам, теперь получат такой доступ. Впрочем, этим дело не ограничится, поскольку потенциал у различных приложений мобильного Интернета огромен. Так, удаленный мониторинг состояния здоровья пациентов приведет к сокращению затрат на лечение хронических заболеваний на 10–20%, производительность труда в управлении транзакциями в платежных системах может повыситься на 50%, а в розничной торговле - на 6–15%, издержки на административную работу могут сократиться на 60–75%.
Автоматизация интеллектуального труда. Машины уже сегодня занимают многие места индустриальных рабочих, теперь очередь за «умными» профессиями, которыми занимаются более 230 миллионов человек по всему миру. В ближайшие 10 лет многие задачи типичного работника умственного труда начнут поддаваться автоматизации. На вычислительные устройства может быть переложена значительная часть нынешних функций преподавателей, инженеров, медицинских работников, юристов, финансистов и управляющих, причем в некоторых случаях автоматизация может привести и к полной замене людей компьютерами. До 140 миллионов работников умственного труда во всем мире окажутся в новых обстоятельствах, когда сама суть их работы может поменяться. В этих и подобных им областях могут остаться лишь две категории работников - самые высокопрофессиональные и самые неквалифицированные, средний слой будет практически вымыт. При этом высокопрофессиональным специалистам придется обучиться пользоваться возможностями искусственного интеллекта, а самым неквалифицированным - смириться с тем, что оплата их труда будет ниже себестоимости соответствующих систем. Однако те, кто захочет реализовать этот потенциал, вероятно, столкнутся с серьезными технологическими, регуляторными и организационными барьерами. Многие руководители не рискнут вкладываться в технологии, которые не были проверены временем, да и сами работники могут оказать серьезное сопротивление. Кроме того, автоматизация работы белых воротничков может потребовать фундаментальных изменений в принципах организации труда. Повышение производительности труда без инноваций и переобучения сотрудников может вести к снижению заработных плат и росту неравенства в доходах.
Облачные информационные технологии. Модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа к вычислительным ресурсам (сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам) может значительно уменьшить расходы на инфраструктуру информационных технологий и оперативно реагировать на изменения вычислительных потребностей. Облачные технологии уже сейчас позволили серьезно удешевить IT-услуги.
«Интернет вещей» . Представляет собой разного рода встроенные в машины сенсоры и приложения, а также инфраструктуру для их работы. За последние пять лет число подсоединенных друг к другу машин увеличилось в четыре раза. Наиболее показательный пример: использование дистанционного контроля для лечения заболеваний, системы «умный дом» и другие.
Передовая робототехника. Представляет собой не только производственную робототехнику, но и множество различных систем, включая экзоскелеты, которые увеличивают физические возможности человека, например, людей с ограниченными возможностями.
Самоуправляемые и полусамоуправляемые автомобили. Суммарный пробег беспилотных автомобилей Google достиг почти 500 тысяч километров. За это время они попали лишь в одну аварию, да и та - по вине человека.
Передовая геномика. Развивается на стыке генетического секвенирования и анализа супермассивов данных. Основные точки приложения: медицина, сельское хозяйство и биотопливо на основе микроорганизмов.
Накопление и хранение энергии. Прогресс в технологиях накопления и хранения энергии позволит сделать более экологически чистые гибридные автомобили полноценными конкурентами традиционных, стабилизировать работу электросетей и упростить процесс электрификации труднодуступных регионов.
Трехмерная печать. Представляет собой метод послойного создания физического объекта на основе виртуальной трехмерной модели. За четыре года стоимость домашнего принтера трехмерных объектов упала в 10 раз.
Высокотехнологичные материалы. Например: нанолекарства, суперконденсаторы для батарей, сверхгладкие покрытия и ультратонкие экраны.
Новые методы поиска и добычи нефти и газа. Так, в Соединенных Штатах, где добыча газа на основе сланцев и нефти из малопроницаемых пластов на сегодняшний день ведется наиболее активно, эти современные технологии продемонстрировали способность существенно влиять на структуру энергоснабжения и во многом уже изменили ее.
Возобновляемые источники энергии. К 2025 году на Возобновляемые источники энергии, прежде всего, солнце и ветер, может прийтись до 16% мирового энергоснабжения. Генерация энергии из двух этих источников выросла с 2000 года в 19 раз.

Потенциальные преимущества технологий, которые рассматриваются в докладе, огромны, считают авторы исследования, но они требуют вложений и внимания правительств, которые должны создавать условия для их внедрения и развития. В противном случае, если правительства будут ждать до тех пор, пока эти технологии не окажут своего полного влияния на экономику, будет слишком поздно, чтобы воспользоваться открывающимися перспективами и преимуществами или должным образом реагировать на последствия. В этой связи бизнес-лидеры должны обновлять свои организационные стратегии в условиях постоянно развивающихся технологий, обеспечить, чтобы их организации продолжали смотреть в будущее и использовать технологии для повышения внутренней производительности. Прорывные технологии могут изменить положение бизнеса, создав совершенно новые продукты и услуги, и бизнес-лидеры не должны бояться выйти за рамки традиционных моделей. Организации также должны развивать навыки своих сотрудников, соответствующие современным требованиям, и сбалансировать потенциальные преимущества с рисками, которые они представляют.

Платежные системы с распознаванием лиц: широко применяются уже сейчас

Системы распознавания лиц используются во многих странах для розыска преступников, контроля доступа к режимным объектам, а в некоторых странах - для подтверждения платежей в онлайн-банкинге. С 2014 года китайская компания Alibaba Group тестирует алгоритмы распознавания лиц, разработанные компанией Face++. Их собираются использовать для идентификации личности и подтверждения заказов в платежной системе Alipay. Точность алгоритма уже достигла 80%.

Еще одна компания, которая постепенно внедряет распознавание лиц, - . Она использует функцию Selfie Pay, которая позволяет подтверждать онлайн-платежи с помощью селфи. Чтобы приложение сделало снимок, нужно кивнуть или моргнуть - таким образом алгоритм убедится, что перед ним живой клиент, а не его фотография. Систему уже тестируют в Нидерландах, США, Канаде и странах Евросоюза. В этом году MasterCard обещает расширить перечень стран.

Панорамное селфи: уже сейчас

Первая любительская камера Panono Explorer Edition, позволяющая делать фото с обзором в 360 градусов, появилась на рынке в 2015 году и открыла новую эру в области фотографии. После этого на рынке появилось множество панорамных камер стоимостью до $500 производства Kodak, Samsung, Sony и других компаний. Журналисты из ведущих мировых изданий используют такие камеры, чтобы снимать репортажи из горячих точек. Например, журналисты из The New York Times на камеру Samsung Gear 360 сняли видео из лагеря беженцев в Нигере.

Формат 360-градусных фото и видео дает возможность показать происходящее наиболее достоверно, и в будущем, возможно, станет стандартом для новостных материалов.

Панорамные видеоролики уже используют для создания виртуальной реальности. Например, британский производитель алкоголя Diageo снял VR-ролик «Decisions», предупреждающий об опасности вождения в состоянии алкогольного опьянения.

Генная терапия 2.0: уже сейчас

Фото: Steve Gschmeissner/Science Photo Library

Генная терапия - совокупность биотехнологических и медицинских методов, направленных на лечение заболеваний, вызванных мутациями в структуре ДНК или поражением ДНК вирусами, с помощью редактирования генетического аппарата. Изначально генную терапию рассматривали как средство излечения наследственных генетических заболеваний, однако сейчас исследователи надеются применить ее для борьбы с широким спектром заболеваний: болезнью Альцгеймера, диабетом, сердечной недостаточностью и раком. В мае Евросоюз одобрил использование генной терапии при тяжелом комбинированном иммунодефиците у детей.

Одной из самых перспективных технологий генной терапии является редактирование генома CRISPR/Cas9. Эту технологию открыли в 2013 году как механизм бактериального иммунитета вирусной ДНК. Ученые называют ее «молекулярными ножницами», так как она позволяет с высокой точностью вырезать и изменять участки ДНК любых организмов прямо в живых клетках. В октябре китайские ученые провели первый в мире эксперимент по взрослого человека с помощью технологии CRISPR/Cas9. Сотрудники Сычуаньского университета ввели модифицированные Т-лимфоциты пациенту, больному раком легких. Предполагается, что это запустит процесс уничтожения раковых клеток в его организме.

Ботнет вещей: уже сейчас

В начале 2000-х годов хакеры научились взламывать подключенные к интернету компьютеры и организовывать их в сеть для массированных атак на определенный сервер. С распространением «интернета вещей» - недорогих подключаемых камер, принтеров и сканеров - хакеры все чаще стали выбирать своей мишенью уязвимые смарт-устройства. Через них киберпреступники получают контроль над оборудованием локальных сетей, модемами, сетевыми хранилищами, системами видеонаблюдения и даже промышленными управляющими системами.

В сентябре сайт хостинговой компании OVH подвергся рекордным с помощью ботнета. Суммарная мощность атак достигла 1 Тб/с, наибольшая мощность одной из них - 799 Гб/с.

Обучение с подкреплением: распространится через 1–2 года

Искусственный интеллект AlphaGo, основанный на обучении с подкреплением, обыграл в го мирового чемпиона Ли Седоля

Обучение с подкреплением - один из способов машинного обучения, в ходе которого система обучается, взаимодействуя со средой. Самые перспективные исследования в этой области ведет лаборатория DeepMind, подразделение Alphabet. В 2016 году ее программа AlphaGo обыграла мирового чемпиона Ли Седоля со счетом 4:1 в го - древнекитайскую настольную игру, которая долгое время считалась недоступной искусственному интеллекту.

Сотрудники DeepMind предполагают, что перспективы обучения с подкреплением гораздо шире игрового искусственного интеллекта. Например, оно позволит роботам учиться ходить и манипулировать незнакомыми предметами без предварительных исчерпывающих инструкций, а беспилотным автомобилям - извлекать опыт из каждой поездки.

Практический квантовый компьютер: через 4–5 лет

Квантовый компьютер D-Wave Systems.

Квантовый компьютер - это вычислительное устройство, которое для передачи и обработки данных использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности. Основной единицей вычисления в нем является квантовый бит, который, в отличие от бита, может означать 1 и 0 одновременно. Это позволяет квантовому компьютеру производить вычисления в 100 млн раз быстрее, чем стандартный компьютер.

В мае прошлого года IBM через облачную платформу IBM Quantum Experience открыл доступ к своему квантовому компьютеру, который находится в лаборатории в Йорктаун-Хайтс. На данный момент около 40 тысяч пользователей провели более 275 тысяч экспериментов с использованием IBM Quantum Experience. Процессор компьютера состоит из пяти кубитов, а в будущем IBM надеется увеличить мощность до 50 кубитов. 6 марта компания объявила о создании нового подразделения IBM Q, которое будет заниматься разработкой модели квантового компьютера.

Кроме IBM, в этом году сразу несколько компаний - Google, Inte, Microsoft, - а также Научно-исследовательский институт Нидерландов и Технический институт Делфта обещают представить практические наработки в области квантовых вычислений.

Нейрочипы для парализованных: через 10–15 лет

Парализованный пациент играет в Guitar Hero с помощью нейрочипа. Фото: Battelle Memorial Institute

В последние годы ученые делают большие успехи в разработке нейроинтерфейсов, восстанавливающих двигательные функции у пациентов с травмами спинного мозга. Если в 2015 году речь шла в основном об опытах на животных - крысах и приматах, - то сейчас лаборатории в разных странах тестируют новые технологии на добровольцах-людях.

В апреле 2016 года сотрудникам Университета штата Огайо и Мемориального института Баттеля удалось достичь серьезного прогресса при лечении пациента с квадриплегией - параличом всех конечностей. Благодаря имплантированному в двигательную область коры головного мозга микрочипу, передающему декодированные сигналы в мускулы руки с помощью электростимуляторов, он смог заново научиться шевелить пальцами руки и даже в Guitar Hero.

В будущем ученые также надеются создать беспроводные нейрочипы, способные восстанавливать нейронные связи у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Беспилотные грузовики: через 5–10 лет

Беспилотный грузовик Otto совершил первый коммерческий рейс 20 октября 2016 года. Фото: Anheuser-Busch, Otto

Согласно прогнозам, появление на дорогах автономных грузовиков окажет более сильное и противоречивое влияние на общество, чем появление легковых автомобилей. В долгосрочной перспективе беспилотные технологии сделают грузоперевозки дешевле, но в краткосрочной приведут к всплеску безработицы. Согласно докладу Белого дома, только в США работу около 1,7 миллиона водителей грузовиков.

Разработчики предполагают, что внедрение автономных грузовиков поможет сократить количество аварий, так как более 90% из них происходят вследствие ошибок водителя.

Первая коммерческая доставка беспилотным грузовиком состоялась 20 декабря. Ее совершила принадлежащая Uber компания Otto, которая занимается разработкой автономных систем управления для грузового транспорта. Грузовик без водителя преодолел 200 километров города Форт-Коллинс до Колорадо Спрингс со скоростью 88 километров в час и доставил 45 тысяч банок пива Budweiser для пивоваренной корпорации Anheuser-Busch.

Клеточный атлас: через 5 лет

Иллюстрация: Genome Research Limited

Международный консорциум ученых из США, Великобритании, Швеции, Израиля, Нидерландов и Японии собирается создать подробную трехмерную карту человеческих клеток, которая впервые визуализирует то, из чего состоит тело человека. Для этого придется каталогизировать 37,2 триллиона микроскопических изображений клеток человеческого организма, определив молекулярную подпись каждой клетки и присвоив ей «географические координаты» расположения в человеческом организме. «Клеточный атлас» - приоритетный проект в списке медицинских исследований, в которые Марк Цукерберг и его жена Присцилла Чан собираются инвестировать $3 миллиарда. Ученые ожидают, что этот проект окажет значительное влияние на биологию и медицину на ближайшие несколько десятилетий, поможет понять причины развития онкологических и аутоиммунных заболеваний, а также разработать эффективные препараты для их лечения.

Солнечные термофотоэлектрические батареи: через 10–15 лет

Нанофотонный солнечный термофотоэлектрический элемент. Фото: MIT

Стандартные кремниевые солнечные элементы захватывают только видимое излучение в диапазоне от фиолетового (380 нанометров) до красного (780 нанометров) и могут преобразовать в электричество ограниченное количество света. В настоящее время большинство солнечных батарей работают с коэффициентом полезного действия 20%, и, по подсчетам ученых, даже в теории он не сможет превысить 32%. Ученые Массачусетского технологического института (MIT) работают над созданием термофотоэлектрического преобразователя (STPV), который позволит получать энергию не только из света, но и из преобразованного тепла.

Элемент состоит из нескольких слоев углеродных нанотрубок, которые поглощают тепловое излучение, и фотонного кристалла-излучателя, который преобразует его в световое излучение видимого спектра и перенаправляет на солнечную ячейку, которая преобразует энергию в электричество. Такая установка как минимум в два раза эффективнее обычных солнечных элементов.