Мы приготовили для вас интереснейший рейтинг десяти прорывных инноваций, которые уже сейчас меняют наше будущее. Ключевым критерием отбора претендентов стало потенциальное воздействие на жизнь человека и несмотря на то, что отдельные технологии в силу тех или иных причин все еще не приобрели коммерческого распространения, все они сыграют важнейшую роль в дальнейшем развитии цивилизации.

13D-печать по металлу

3D-печать появилась еще несколько десятилетий назад, но используется по сей день в основном профессиональными дизайнерами, а также любителями-энтузиастами, которые изготавливают единичные прототипы. Вместе с тем, выполнение объектов из каких-либо материалов помимо пластика многие годы оставалось сложным и достаточно дорогим процессом. Но последнее время печать из металла начинает набирать обороты, становясь более доступным в финансовом плане и сравнительно простым методом изготовления всевозможных деталей.

В краткосрочной перспективе данная технология способна, к примеру, позволить производителям забыть о неудобных дорогостоящих по аренде складах для размещения деталей, которые предназначаются для замены. Теперь необходимый компонент можно выполнить сразу же по требованию покупателя. В перспективе — и вовсе модифицировать весь производственный процесс, существенно уменьшив количество фабрик и, что особо важно, значительно улучшить качество продукции.

Таким образом в будущем можно создавать более прочные и, одновременно, легкие детали, а также сложнейшие формы, которые при использовании типичных методов производства просто являются невозможными. Кроме того, буде обеспечен более точный контроль над микроструктурой металлов, что увеличит надежность изделий.

Компания Markforged (Бостон) на рассмотрение потенциальных заказчиков уже представила самый первый принтер, созданный специально для металлической 3D-печати. Его стоимость составляет 100 000 долларов. На данный момент еще одна компания General Electric проводит тестирование принтера, который может выполнять детали для авиационного производства. Массовые продажи планируются уже в 2024 году.

2Искусственные эмбрионы

Новейшее изобретение британских ученых практически перевернуло представление о том, как была создана жизнь. Исследователи смогли вырастить, используя только стволовые клетки, мышиный эмбрион. При этом, что особо примечательно, не произошло традиционное оплодотворение яйцеклетки. Тем не менее ученые признали: этот эмбрион на текущем этапе развития науки не имеет ни одного шанса стать настоящей мышью, но, все-таки, начало таких исследований положено. И подобные эксперименты вполне могут иметь большое будущее.

В ближайших планах исследователей – создание искусственного человеческого эмбриона. Если такое произойдет, то ученые получат уникальную возможность для экспериментальных исследований и редактирования генома. Но в случае с человеческими эмбрионами возникает огромная проблема – этика. Если получится искусственно создать эмбрион, можно ли над ним проводить эксперименты? Будет ли он отличаться от обычных людей? Но пока все эти вопросы отодвигаются на второй план.

3Smart-города

Идея создать smart-город – далеко не новая. Но многочисленные попытки так и не увенчались успехом: они оказывались излишне дорогостоящими, неэффективными, да и просто заканчивались банальным срывом сроков.

Новый проект двух гигантов, холдинга Alphabet и компании Sidewalk Labs, кардинально меняет понимание сути такой проблемы. В рамках сотрудничества с канадским правительством они работают над улучшением портовой набережной в Торонто. В ближайших планах – оборудование района посредством использования инновационных технологий.

Помимо того в перспективных планах создателей умного города – использование исключительно автономных транспортных средств общего пользования и открытого программного обеспечения. На основании последнего сторонние фирмы смогут соорудить свои собственные сервисы (по аналогии с современными приложениями).

4Искусственный интеллект для всех

До сих пор искусственный интеллект считался главной игрушкой Baidu, Amazon, Microsoft и Google, самых крупных технологических компаний. Для других любые системы искусственного интеллекта были слишком дорогими и сложными для того чтобы их реализовать в полной мере.

Теперь решение данной проблемы – в использовании так называемых облачных сервисов. Среди числа таковых наиболее популярны следующие:

- AWS от Amazon,
- TensorFlow от Google,
- Azure от Microsoft.

Такие инновации позволяют существенно упростить процесс внедрения нейросетей во все сферы жизни. Он будет таким же, как и разработка простой программы. В конечном итоге такое решение позволит распространить искусственный интеллект далеко за пределы стандартной технологической индустрии.

5Соревнования нейронных сетей

Несмотря на то, что современные нейросети уже давно научились распознавать огромное количество изображений, они не могли долгое время придумать хотя бы что-либо самостоятельно. Для этого они не были оснащены воображением, но решение было придумано. Его автор – Аян Гудфеллоу (университет Монреаля). Исследователь изобрел соревновательную генерирующую сеть (GAN), систему, которая представляет собой упрощенную математическая модель мозга человека, состоящую из двух полушарий (в данном случае из двух нейросетей).

Алгоритм действий следующий: с самого начала нейросети обучают на идентичных данных. Но потом одна из них (ее называют генератор) к уже знакомому изображению добавляет какую-то новую черту: к примеру, таким элементом может быть третья рука у человека. Задание второй нейросети (ее наименование – дискриминатор) сконцентрировано в том, чтобы понять, видела ли она раньше схожее изображение или же оно является подделкой.

Иными словами, необходимо понять, является ли человек с тремя руками реальным. В итоге генератор научился так хорошо и быстро подделывать изображения, что дискриминатор уже их не смог отличить от аутентичных. Получается, в итоге, что нейросеть организовывает и создает что-то реалистичное и новое.

В этом году GAN стала одной из наиболее прорывных технологий. Скомпилировав колоссальное количество изображений звезд, разработчики из Nvidia создали лица людей, которых практически нельзя отличить от настоящих, хотя на самом деле все эти люди никогда не существовали. Вторая группа исследований смогла воссоздать картины, которые было невозможно по стилю отличить от творений Ван Гога. При это знаменитый художник из никогда не писал. Таким образом, технология позволяет открыть огромное пространство для создания подделок на высоком профессиональном уровне. Но, одновременно, предоставляет искусственному интеллекту воображение, которое необходимо для более качественной работы с окружающей действительностью.

6«Вавилонская рыбка»

«Вавилонская рыбка» из знаменитого фильма «Автостопом по галактике» теперь реальность, а не фантазия. Разработчиком такой инновации стала компания Google.

Стоимость наушников Pixel Buds составляет всего 159 долларов. А их возможности удивляют воображение. Устройство способно переводить в автоматическом режиме на 40 языков. Пользоваться такой инновацией чрезвычайно легко. Достаточно кликнуть на специальную кнопку и произнести фразу такого плана: «Мне нужна помощь – перевод на английский». Но есть один важный нюанс, пока новинка способна работать исключительно в комплекте со смартфоном Google Pixel 2.

Алгоритм работы такого новшества следующий: один собеседник надевает наушники, а второй в руках держит смартфон. Тот человек, который в наушниках, что-то говорит на своем языке, а смартфон в автоматическом режиме переводит по громкоговорителю речь. Как только человек со смартфоном ответит, сразу же в наушниках прозвучит синхронный перевод. Конечно же, сейчас у такой технологии есть некоторые недостатки. К примеру, не совсем удобно общение на шумных улицах, ведь системе сложно распознавать среди прочих звуков определенный язык.

7Газовая электростанция с нулевой эмиссией

В Хьюстоне стартап Net Power построил инновационную газовую электростанцию с нулевой эмиссией. Основа технологии — новейшая турбина, размер которой составляет 1/10 типичной турбины и способен расположиться в крохотной комнате с площадью 5,6 кв.м. но даже с такими маленькими габаритами, такое устройство остается таким же мощным как более габаритные аналоги.

Весь секрет сокрыт в более эффективной передаче тепла посредством использования сверхкритичного флюида. Природный газ в маленькой турбине сжигается в среде чистого кислорода в камере сгорания. При этом производится исключительно диоксид углерода и водяной пар.

Хотя в современном мире присутствует чрезвычайная популярность возобновляемых источников, корпорация Net Power уверена в том, что спрос на электричество в связи с массовым переходом на электрические автомобили будет только возрастать. Собственно поэтому может быть отличная перспектива у природного газа. В том случае, если электростанция остается более эффективной, но не загрязняет при этом окружающую среду, почему бы ископаемое топливо не использовать?

8Истинная приватность в сети

Новейшая система интернет-идентификации способна подтвердить вашу личность без необходимости предоставлять персональные данные, такие как, например, как дата рождения. Все это становится возможным благодаря использованию протокола zero-knowledge proof. Хотя исследователи работали над созданием такого новшества десятилетия, особенный интерес к нему появился лишь в прошлом году. Причиной тому стала криптовалюта Zcash.

Разработчики решения подчеркивают тот факт, что валюта основывается на усовершенствованной системе криптографии. Та, в свою очередь, позволяет отправлять в любую точку мира денежные средства таким образом, что это нельзя отследить. Собственно в этом – главное отличие Zcash по сравнению с биткоинами. Обладатели биткоинов получают состоящий из цифр и букв адрес, а транзакции осуществляются через распределенный блокчейн-реестр.

Используя специальный анализ, правоохранительные органы могут получить информацию о том, кому именно принадлежит данный адрес, а также отследить ход транзакций. Блокчейн помогал не раз следователям отыскать наркоторговцев, которые реализуют товар на черном рынке.

Основанием Zcash является метод криптографии zk-Snark. Его разработали израильские ученые совместно с исследователями из МТИ. Все транзакции подтверждаются в Интернете, но при этом невозможно отследить адреса участников операции. Но при всех преимуществах zk-Snark – это достаточно сложная и медленная технология. Собственно поэтому разработчики ищут сейчас способы существенно упростить ее и сделать более доступной.

9Генетические предсказания

Пройдет не так много времени, и дети при рождении будут получать свой генетический паспорт. В таком документе будут отражены весьма интересные данные, например, вероятность развития тех или иных заболеваний. Ученые, проводя исследования колоссального количества информации выводят так называемые «полигенные оценки риска». Они помогут в будущем выявить и успешно вылечить на ранних стадиях самые тяжелые и неизлечимые заболевания.

Такая информация понадобится и фармацевтическим компаниям для тестирования лекарств, которые предотвращают развитие всевозможных заболеваний.

10Квантовые компьютеры

Появление квантовых компьютеров ожидают многие. Но, прежде всего, наверное, химики. Ведь, используя такие устройства, они смогут создавать новые молекулы, новые электролиты, новые белки для более действенных лекарств и многое другое.

Привычные нам компьютеры не располагают для таких технологий достаточной вычислительной мощностью. Но как только появятся квантовые, все это станет реальным.

Тем временем стартап Rigetti Computing (Калифорния) доказал: квантовый компьютер можно применять для машинного обучения. Компания открыла доступ к своему квантовому компьютеру Forest, который расположен в облаке и способен с помощью процессора выполнять расчеты на 19 кубитов.