Главная » Hi-News » 10 важнейших технологий 2019 года по мнению Билла Гейтса и MIT

10 важнейших технологий 2019 года по мнению Билла Гейтса и MIT

Выбрать только десять для этого списка было сложно. Билл Гейтс: «Для меня было честью составить список из десяти прорывных технологий. Тогда я вспомнил про плуг — среди всех вещей. Я хотел не только выбрать вещи, которые появятся в заголовках в 2019 году, но захватить этот момент технологической истории — и это заставило меня задуматься о том, как инновации развивались со временем. Плуги отлично воплощают историю инноваций.

до н.э., когда месопотамские фермеры первыми начали насыщать почву кислородом при помощи заостренных палок. Люди использовали их с 4000 г. С тех пор мы медленно улучшаем их, а современные плуги — это чудеса техники.

Но какое назначение у плуга в действительности?».

Гибкие роботы

Роботы учатся обращаться с физическим миром.

Робот может многократно находить компонент на сборочной линии с удивительной точностью и никогда не заскучает, но переместите объект на полдюйма или замените его чем-то слегка непохожим, и машина будет неумело шарить по поверхности или хватать воздух. Несмотря на все разговоры о том, что машины отнимают работы, промышленные роботы все еще неуклюжие и гибкие.

Хотя робота пока нельзя запрограммировать на понимание того, как хватать любой объект, только взглянув на него, как это делают люди, теперь он может научиться управлять объектом самостоятельно посредством виртуальных проб и ошибок.

Dactyl, который разрабатывали в некоммерческой организации OpenAI, представляет собой цельную руку робота, окруженную массивом источников света и камер. Один из таких проектов — Dactyl, робот, который научил себя переворачивать игрушечный кубик на руке. Эксперименты с ПО, поначалу случайные, усиливают связи в сети со временем, приближая робота к цели. Используя так называемое обучение с усилением, программное обеспечение на основе нейросетей, робот учился хватать и переворачивать кубик в моделируемой среде, прежде чем проделать этот трюк собственноручно.

Команда OpenAI обошла это, добавив случайности в виртуальное обучение и дав роботу пример из беспорядка реальности. Обычно перенести такого рода виртуальную практику в реальный мир невозможно, потому что такие вещи, как трение или различные свойства различных материалов трудно смоделировать.

Новая волна ядерной энергетики

Усовершенствованные реакторы ядерного деления и синтеза стали ближе к реальности.

Среди них — реакторы деления IV поколения, эволюция традиционного дизайна; небольшие модульные реакторы; реакторы синтеза, которые всегда были чем-то недостижимым. Новые ядерные конструкции, которые набрали ход в прошлом году, обещают сделать этот источник энергии безопаснее и дешевле. Инженеры реакторов IV поколения, вроде канадской Terrestrial Energy и вашингтонской TerraPower, вступили в партнерские отношения с коммунальщиками, надеясь наладить поставки в энергосеть к 2020 году.

Компании вроде орегонской NuScale утверждают, что миниатюрные реакторы смогут сэкономить денег и сократить риски для окружающей среды. Небольшие модульные реакторы обычно производят десятки мегаватт энергии (для сравнения, обычный ядерный реактор производит порядка 1000 МВт).

Хотя никто не ожидает поставок до 2030 года, такие компании, как General Fusion и Commonwealth Fusion Systems, ответвление MIT, добились определенных успехов. Был также прогресс в области синтеза. Билл Гейтс инвестировал в TerraPower и Commonwealth Fusion Systems, кстати. Многие считают, что синтез — это несбыточная мечта, но поскольку реакторы не смогут плавиться и создавать долгоживущие радиоактивные отходы, общество с большей готовностью пойдет на их распространение, в отличие от обычных ядерных реакторов.

Прогнозирование недоношенных новорожденных

Простой анализ крови может предсказать, есть ли риск преждевременных родов у беременной женщины.

Но небольшое количество «бесклеточной» ДНК и РНК также плавают в нашей крови, часто выделяясь умирающими клетками. Наш генетический материал живет в основном внутри наших клеток. У беременных этот бесклеточный материал представляет собой алфавитный бульон из нуклеиновых кислот плода, плацента и матери.

Стивен Квейк, биоинженер из Стэнфорда, нашел способ использовать этот бульон для решения одной из самых сложных проблем медицины: примерно каждый десятый младенец рождается преждевременно.

Теперь стало проще обнаруживать и секвенировать небольшие количества бесклеточного генетического материала в крови. Свободно плавающие ДНК и РНК могут может предоставить информацию, которая ранее требовала инвазивных способов захвата клеток, вроде биопсии опухоли или пункции живота беременной женщины для выполнения амниоцентеза. В последние несколько лет ученые начали разрабатывать анализы крови для рака (по обнаружению ДНК опухолевых клеток) и для предродового скрининга состояний вроде синдрома Дауна.

РНК, с другой стороны, является молекулой, которая регулирует экспрессию генов — сколько белка производится геном. Тесты на поиск таких условий полагаются на поиск генетических мутаций в ДНК. Это позволило ему идентифицировать женщин, которые с определенной вероятностью разродятся преждевременно. Секвенируя свободно плавающую РНК в крови матери, Квейк смог обнаружить колебания в экспрессии семи генов, которые он связывает с преждевременными родами. После тревоги врачи могут назначить меры предосторожности и контроля и дать ребенку больший шанс на выживание.

Вместе с коллегами он запустил стартап Akna Dx, чтобы поставить анализ на поток. По словам Квейка, технология, лежащая в основе анализа крови, быстрая, простая и стоит меньше 10 долларов за измерение.

Кишечный зонд в таблетке

Небольшое устройство, которое можно проглотить, делает подробные снимки кишечника без анестезии, даже у младенцев и детей.

Отмеченная воспаленным кишечником, который пропускает и плохо впитывает питательные вещества, она широко распространена в бедных странах и является одной из причин, по которой люди страдают от недоедания, задержек в развитии и никогда не достигают нормального роста. Экологическая кишечная дисфункция, вызванная окружающей средой (EED), может быть одной из самых дорогостоящих болезней, о которых вы слышали. Никто не знает, что точно вызывает это расстройство, как его предотвращать или лечить.

Терапия уже доступна для младенцев, но диагностика и изучение болезней в кишечнике таких маленьких детей, часто требует обезболивания и введения эндоскопа в горло. Практический скрининг для ее обнаружения помог бы медицинским работникам узнавать, когда и как вмешиваться. Это дорого, неудобно и непрактично в тех регионах мира, где распространена эта дисфункция кишечника.

В отличие от эндоскопов, они простые в использовании при оказании первой помощи. Поэтому Гильермо Тирни, патолог и инженер Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне, разрабатывает небольшие устройства, которые можно использовать для проверки кишечника на наличие признаков EED или даже получения биопсии тканей.

Они крепятся к гибкому нитевидному тросу, который обеспечивает питание и освещение при отправке изображений на консоль с монитором. Капсулы Тирни для глотания содержат миниатюрные микроскопы. Хотя звучит странно, команда Тирни разработала метод, не вызывающий дискомфорта. Это дает медицинскому работнику возможность приостанавливать капсулу в интересных местах и доставать ее по завершении, чтобы затем стерилизовать ее и повторно использовать. Также это позволяет делать снимки всей поверхности пищеварительного тракта с разрешением до отдельной клетки или захватывать трехмерные кросс-секции глубиной в несколько миллиметров.

Для EED команда Тирни разработала еще меньшую версию для детей, которые не могут проглотить таблетку. У технологии есть несколько применений; она используется для скрининга пищевода Барретта, предшественника рака пищевода. Ее протестировали на подростках из Пакистана, где распространен EED, а на младенцах испытания запланированы на 2019 год.

Маленький зонд поможет исследователям ответить на вопросы о развитии EED — например, на какие клетки он воздействует и какие бактерии вовлечены — и оценить вмешательства и потенциальные методы лечения.

Индивидуальные противораковые вакцины

Такое лечение побуждает естественную защиту организма уничтожать только раковые клетки, выявляя мутации, уникальные для каждой опухоли.

Если она будет работать, как планируется, такая вакцина, побуждающая иммунную систему человека определять опухоль по ее уникальным мутациям, сможет эффективно отключать некоторые виды рака. Ученые находятся на пороге коммерциализации первой персонализированной противораковой вакцины.

Атакующие иммунные клетки также будут бдительными к появлению любых беспризорных раковых клеток после изначального лечения. Используя естественную защиту организма для избирательного уничтожения только опухолевых клеток, эта вакцина, в отличие от традиционных химиотерапий, ограничивает повреждение здоровых клеток.

Возможность появления таких вакцин начала обретать форму в 2008 году, спустя пять лет после завершения Human Genome Project, проекта генома человека, когда генетики опубликовали первую последовательность раковой опухолевой клетки.

Эти исследования подтвердили, что все раковые клетки содержат сотни, если не тысячи специфических мутаций, большинство из которых уникальны для каждой опухоли. Вскоре после этого ученые начали сравнивать ДНК опухолевых клеток с ДНК здоровых клеток — и других опухолевых клеток.

Несколькими годами спустя немецкий стартап BioNTech предоставил убедительные доказательства того, что вакцина, содержащая копии таких мутаций, может катализировать иммунную систему организма на производство Т-клеток, предназначенных для поиска, атаки и уничтожения всех раковых клеток.

Продолжающееся исследование нацелено на 10 раковых заболеваний и планирует охватить 560 пациентов по всему земному шару. В декабре 2017 года BioNTech совместно с биотехнологическим гигантом Genentech начала масштабное тестирование вакцины у онкологических больных.

Это будет сложно, потому что создание вакцины включает в себя биопсию опухоли пациента, секвенирование и анализ его ДНК, а также передачу этой информации на производственную площадку. Обе компании разрабатывают новые технологии производства, чтобы дешево и быстро производить тысячи индивидуальных вакцин. После производства вакцина должна быть незамедлительно доставлена в больницу; задержка может быть смертельной.

Бургер без коровы

Как выращенные в лаборатории, так и растительные варианты приближаются по вкусу и питательной ценности реального мяса, не нанося урона окружающей среде.

И эти люди становятся богаче. ООН ожидает, что к 2050 году в мире будет 9,8 миллиарда человек. Ни одна из этих тенденций не сулит ничего хорошего для изменения климата, особенно потому, что когда люди уходят от бедности, они начинают есть больше мяса.

И оказывается, что выращивание животных для употребления в пищу является одним из худших наших действий по отношению к окружающей среде. К этой дате, согласно прогнозам, люди будут потреблять на 70% больше мяса, чем в 2005 году.

В зависимости от животного, производство килограмма мясного белка западными промышленными методами требует в 8 – 50 раз больше воды, в 12 – 34 раз больше земли и в 12 – 40 раз больше ископаемого топлива, чем для производства килограмма растительного белка.

Это значит, что выращенное в лаборатории мясо и растительные альтернативы могут стать лучшим способом ограничить разрушение. Проблема в том, что люди вряд ли остановятся употреблять мясо в пищу в скором времени.

Конечный продукт очень похож на натуральный, правда, ученые пока работают над вкусом. Производство мяса в лаборатории подразумевает извлечение мышечной ткани у животных и выращивание ее в биореакторах. Один из минусов лабораторно выращенного мяса в том, что и в таком случае польза для окружающей среды минимальна — выбросы углерода сократятся в лучшем случае на 7%. Ученые из Университета Маастрихта в Нидерландах, которые работают над масштабным производством лабораторного мяса, считают, что вырастят бургер в лаборатории уже в следующем году.

Они берут белок гороха, сои, пшеницы, картофеля и растительные масла для имитации текстуры и вкуса мяса животных. Как вариант — делать мясо на растительной основе, как это делают Beyond Meat и Impossible Foods (Билл Гейтс, кстати, инвестор в обеих компаниях).

Котлета Beyond Meat, вероятно, будет генерировать на 90% меньше выбросов парниковых газов, чем обычный бургер, приготовленный из коровы. Beyond Meat располагает 2400 квадратных метров земли в Калифорнии и уже продала больше 25 миллионов бургеров в 30 000 магазинов и ресторанов.

Улавливатель углекислого газа

Практичные и доступные способы улавливания углекислого газа из воздуха могли бы поглощать избыточные выбросы парниковых газов.

Чтобы предотвратить опасное повышение температуры, по мнению ООН, миру в этом столетии потребуется удалить из атмосферы 1 триллион тонн углекислого газа. Даже если мы замедлим выбросы углекислого газа, согревающий эффект парникового газа может сохраняться в течение тысяч лет.

Это на порядок дешевле, чем по более ранним оценкам, что заставило многих ученых отказаться от технологии как от слишком дорогой, хотя потребуются годы, чтобы затраты упали до такого уровня. Прошлым летом климатолог из Гарварда Дэвид Кейт подсчитал, что теоретически машины могут справиться с этим менее чем за 100 долларов за тонну, если будут использовать метод прямого захвата воздуха.

Но когда вы поймаете углерод, вам все равно придется выяснить, что с ним делать.

(Билл Гейтс инвестировал в Carbon Engineering). Канадский стартап Carbon Engineering, который Кейт основал в 2009 году, планирует расширить свою пилотную программу и увеличить производство синтетического топлива, используя уловленный углекислый газ в качестве ключевого ингредиента.

Расположенный в Цюрихе завод прямого захвата воздуха Climeworks будет производить метан из углекислого газа и водорода, а второй завод в Швейцарии будет продавать углекислый газ для индустрии безалкогольных напитков.

Конечная цель — навсегда заблокировать выбросы парниковых газов. Тем не менее, если использовать его в синтетическом топливе или газировке, углекислый газ будет возвращаться обратно в атмосферу. Только в данном случае эту бизнес-модель мало кто поддержит. Некоторые из них можно купировать в углеродном волокне, полимерах или бетоне, но куда проще было бы просто поместить их под землю.

Но учитывая то, как медленно мы сокращаем выбросы, хороших вариантов не остается. Фактически, удаление CO2 из воздуха, с инженерной точки зрения, является одним из самых сложных и дорогих способов борьбы с изменением климата.

ЭКГ на запястье

Нормативное одобрение и технологические достижения облегчают людям постоянный мониторинг сердца с помощью носимых устройств.

Интенсивная тренировка или ослабленный ремешок могут сбить с толку датчики, считывающие ваш пульс. Фитнес-трекеры — несерьезные медицинские устройства. Но электрокардиограмма, которую врачи используют для диагностики нарушений еще до того, как они вызовут инсульт или сердечный приступ, требует посещения клиники, и зачастую люди просто не успевают сдать тест вовремя.

Умные часы с поддержкой ЭКГ, ставшие возможными благодаря новым правилам и нововведениям в аппаратном и программном обеспечении, предлагают удобство носимого устройства с точностью, близкой к точности медицинской.

В прошлом году Apple выпустила собственную функцию ЭКГ, встроенную в часы. Ремешок для Apple Watch, разработанный AliveCor, способен обнаруживать мерцательную аритмию, частую причину образования тромбов и инсультов, получил одобрение FDA в 2017 году.

Вскоре после этого и компания Withings также объявила о планах приобрести часы с ЭКГ.

И никакой из носимых устройств пока не может обнаружить сердечный приступ, когда он наступает. В современных носимых устройствах по-прежнему используется только один датчик, тогда как в реальной ЭКГ их 12.

Но это может измениться — скоро.

Санитария без канализации

Энергоэффективные туалеты смогут работать даже без систем канализации и обрабатывать отходы на месте.

Отсутствие работоспособных туалетов побуждает людей сбрасывать фекальные массы в близлежащие пруды и ручьи, распространяя бактерии, вирусы и паразиты, которые могут вызывать диарею и холеру. Около 2,3 миллиарда человек не имеют доступа к хорошим санитарным условиям. Диарея является причиной смерти одного из девяти детей во всем мире.

Ученые работают над созданием нового вида туалета, который будет достаточно дешевым для развивающегося мира и сможет не только собирать, но и утилизировать отходы.

С момента запуска несколько команд представили свои опытные образцы. В 2011 году Билл Гейтс создал своеобразный X Prize в этой области — конкурс «изобрети туалет заново». Все отходы обрабатываются на месте, поэтому нет необходимости в большом количестве воды, чтобы относить их в канализацию.

Рассматривают также варианты с нагреванием отходов, чтобы производился богатый углеродом материал, способный удобрять почву.

«Гладко» говорящие виртуальные ассистенты

Новые методы, способные улавливать смысловые связи между словами, делают машины лучше в понимании естественного языка.

Они должны были упростить нашу жизнь, но едва ли оцарапали эту почву. Мы привыкли к виртуальным помощникам — Alexa проигрывает музыку в гостиной, Siri ставит будильники на телефоне — но они пока не оправдали возлагаемых на них надежд в плане проявлений сообразительности. Они распознают лишь узкий диапазон команд и легко сбиваются с курса.

В июне 2018 года исследователи из OpenAI разработали методику, которая обучает ИИ по неразмеченному тексту, избегая затрат денег и времени на классификацию и маркировку всех данных вручную. Некоторые новейшие достижения должны расширить репертуар цифровых помощников. В тесте с множественным выбором он справился так же хорошо, как и люди при заполнении пробелов. Несколько месяцев спустя Google представила систему BERT, которая научилась предсказывать пропущенные слова, изучая миллионы предложений.

Они позволят им справляться с простыми задачами вроде составления заметок о встречах, поиска информации и онлайн-покупок. Эти улучшения, в сочетании с улучшенным синтезом речи, позволяют нам перейти от простых инструкций для помощников ИИ к разговорам с ними.

Google Duplex, удивительно «человечное» обновление Google Assistant, может принимать за вас звонки от спамеров и продавцов из телевизора. Некоторые уже готовы. Также оно может сделать звонки от вашего лица, чтобы запланировать бронь ресторана или купить билеты.

В Китае пользователи уже привыкли к AliMe от Alibaba, который координирует доставку посылок по телефону и торгуется по поводу цены товаров в чате.

Строки составляются или генерируются статистически, демонстрируя, насколько трудно дать машинам истинное понимание языка. Но хоть программы ИИ и стали лучше понимать, что вы хотите, они все равно не понимают предложения. От координатора-логиста — к няне, учителю или даже другу. Когда мы преодолеем это препятствие, мы увидим еще одну революцию.

Расскажите об этом в нашем чате в Телеграме. Какого прорыва из этого списка ожидаете лично вы?





Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Это интересно

Сверхзвуковой пассажирский самолет XB-1 совершил первый экспериментальный полет

Сверхзвуковые пассажирские авиаперевозки прекратились более 20 лет назад. Последний французский сверхзвуковой самолет Конкорд совершил полет в последний раз 26 ноября 2003 года. От них было решено отказаться по разным причинам, главными из которых является дискомфорт при полетах, причем его ощущают ...

Почему нельзя повторно жарить на растительном масле

Наверняка все слышали о том, что растительное масло нельзя повторно использовать для жарки продуктов, так как при температуре в 200 градусов и выше в нем образуются канцерогены. Если говорить точнее, в результате термического воздействия, из моно- и диглицеридов образуются глицидиловые ...