10 أفضل التكنولوجيات الواعدة في عام 2018 من قبل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

الشبكات العصبية-المبارزون. الاصطناعي الأجنة. الذكاء الاصطناعي في السحابة. ما التقنيات الأخرى MIT Technology Review دعا أهم لعام 2018 ؟ التجميع السنوي من التكنولوجيات التي يمكن أن تغير العالم في المستقبل مع عام 2001. الناس كثيرا ما أسأل ما "اختراق" في التكنولوجيا ؟ على هذا السؤال فإن الإجابة قد لا تكون دائما واضحة لأن بعض من التكنولوجيا ليس فقط على نطاق واسع ، ومع ذلك ، أخرى تجاريا غير. لكنها بطريقة أو بأخرى أن تؤثر على حياتنا.

هذا العام تقنية جديدة من الذكاء الاصطناعي يسمى غان يعطي الخيال الآلات ؛ الاصطناعي الأجنة ، على الرغم من مخاوف المتشككين إلى مراجعة خلق الحياة و فتح نافذة ضخمة للدراسات اللحظات الأولى من حياة الإنسان ؛ الإعداد التجريبية في مركز صناعة البتروكيماويات من تكساس هو محاولة لخلق نظيفة تماما من الكهرباء من الغاز الطبيعي هو على الأرجح أهم مصادر الطاقة في المستقبل. ذهب.

3D الطباعة المعدنية

على الرغم من أن الطباعة 3D تم استخدامها لبعض الوقت, بقيت في الغالب في مجال هواية و المصممين على إنتاج واحدة من النماذج. و طباعة كائن من أي شيء, لا عد البلاستيك على سبيل المثال المعادن غالية و بطيئا للغاية.

ومع ذلك ، فإنه يصبح رخيصة وبسيطة بما فيه الكفاية يحتمل أن يكون عملي طريقة لإنتاج أجزاء. إذا اعتمدت على نطاق واسع ، يمكن أن نغير طريقة إنتاج العديد من المنتجات من الإنتاج الضخم (آسف حشوا).

في المدى القصير ، المنتجين لا تحتاج إلى تخزين مخزون كبير ، فإنها يمكن أن مجرد طباعة الكائن ، أي استبدال جزء الشيخوخة السيارة ، إذا كان شخص ما فعل ذلك.

في المدى الطويل ، من المصانع الكبيرة في إنتاج مجموعة صغيرة من أجزاء من الحجم الكبير ، يمكن الاستعاضة عن أصغر النباتات ، ولكن مع مجموعة أكثر ملاءمة للاحتياجات المتغيرة لعملائنا.

3D طريقة الطباعة يسمح لك لخلق أخف و أقوى أجزاء لإنتاج الأشكال المعقدة التي سيكون من المستحيل إنشاء باستخدام الطرق التقليدية في معالجة المعادن. أيضا كان من الممكن أن تكرس المزيد من الاهتمام المجهرية من المعادن. في عام 2017 ، العلماء من مختبر لورانس ليفرمور وذكرت أنها وضعت طريقة الطباعة 3D ، مما يسمح لك لخلق أجزاء من الفولاذ المقاوم للصدأ الذي هو مرتين قوية كما التقليدية.

في عام 2017 ، الطباعة 3D Markforged هو مبتدئة صغيرة تقع بالقرب من مدينة بوسطن ، قدم أول المعادن 3D طابعة فقط 100 ، 000 دولار.

آخر بوسطن بدء تشغيل المعادن سطح المكتب بدأت السفينة أول آلات معدنية النماذج في كانون الأول / ديسمبر 2017. وقال انه خطط لبدء بيع المزيد من السيارات ، وخاصة الشركات المصنعة التي سوف تعمل 100 مرة أسرع من الأساليب القديمة الطباعة المعدنية.

طباعة أجزاء معدنية أيضا يصبح أسهل. المعادن سطح المكتب الآن يقدم البرنامج الذي يخلق التصميم جاهز للطباعة 3D. مجموعة مستخدمي البرنامج مواصفات الكائن الذي يريدون للطباعة و تنتج نموذج الكمبيوتر مناسبة للطباعة.

الكهربائية العامة ، التي طالما كانت من دعاة 3D الطباعة في الطيران المنتج يعمل على اختبار النسخة الجديدة metallocenter الذي يعمل بسرعة لخلق أجزاء كبيرة. وتخطط الشركة لبدء بيع هذا الجهاز في عام 2018.

الاصطناعي الأجنة

في اختراق يمكن أن تغير نظرتنا إلى خلق حياة الأجنة في جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة قد نمت لتكون واقعية تماما في ضوء الماوس الأجنة فقط باستخدام الخلايا الجذعية. لا البيض. لا الحيوانات المنوية. فقط تأخذ الخلايا من الأجنة الأخرى.

العلماء بعناية وضعت الخلايا في ثلاثة الأبعاد الغابات مدوخ شاهدت كما أنها بدأت للتواصل شكل مميزة جيدا شكل الماوس الجنين من سن بضعة أيام.

"نحن نعرف أن الخلايا الجذعية تمتلك قوى سحرية وامكانات كبيرة. لم تعتقد أنها سوف تكون قادرة جميلة أو حتى مثالية لتنظيم أنفسهم" قال التوجيهية مجموعة من العلماء ماغدالينا Zernicka-جويتز.

Zernicka-جويتز يقول أن "الاصطناعية" الأجنة ربما لن يكون قادرا على تطوير في الفئران. ومع ذلك هو إشارة إلى أن قريبا يمكننا أن نرى الثدييات ، ولد دون البيض على الإطلاق.

ومع ذلك ، فإن الهدف Zernicka-جويتز يضع. إنها تريد أن دراسة كيفية خلايا الجنين في وقت مبكر تبدأ لتأخذ دورها. وسوف تكون الخطوة التالية إنشاء صناعي جنين بشري من الخلايا الجذعية. هذا ويجري العمل في جامعة ميشيغان جامعة روكفلر.

الاصطناعية الأجنة البشرية سيكون نعمة العلماء ، كما يسمح لمراقبة جميع الأحداث في مرحلة مبكرة من نمو الجنين. و لأن هذه الأجنة تأتي من الخلايا الجذعية التلاعب بها بسهولة ، مختبر يمكن استخدام مجموعة كاملة من الأدوات مثل تحرير الجينات لدراسة النمو.

الاصطناعي الأجنة, ومع ذلك, اضطر إلى طرح الأسئلة الأخلاقية. ماذا لو أصبحت لا يمكن تمييزها من الشيء الحقيقي ؟ متى يمكن زراعتها في المختبر قبل أن تبدأ في الشعور بالألم ؟ نحن بحاجة إلى معالجة هذه القضايا قبل العلمية سباق للذهاب بعيدا جدا.

المدينة مع المشاعر

مجموعة متنوعة منمخطط المدن الذكية تواجه التأخير والإلغاء من المستحيل خطط أو مكلفة. مشروع جديد في تورونتو يسمى رصيف الميناء يحتاج إلى تغيير هذا بالفعل مخطط الأشياء ، إعادة التفكير في الأمر من حيث البيئة الحضرية من الصفر وبناء عليه حول أحدث التكنولوجيا الرقمية.

الرصيف مختبرات ، وهي مملوكة من قبل جوجل و يقع في نيويورك ، والعمل مع الحكومة الكندية ، العمل على هذه التكنولوجيا الفائقة المشروع يهدف إلى الصناعية الواجهة البحرية تورونتو.

أحد أهداف المشروع هو قاعدة قرارات بشأن تصميم السياسات والتكنولوجيا على المعلومات التي تم الحصول عليها من شبكة واسعة من أجهزة الاستشعار التي تقوم بجمع البيانات حول كل شيء من نوعية الهواء والانتهاء من مستوى الضوضاء والنشاط البشري.

ووفقا للخطة, جميع المركبات التي يجب أن تكون مشتركة ومستقلة. تحت الأرض ، هرول الروبوتات القيام بهذا العمل مثل توفير البريد. الرصيف مختبرات يقول فتح الوصول إلى البرامج والأنظمة التي يخلق أن شركات أخرى قد تخلق الخدمات على أعلى منهم ، والناس إنشاء تطبيقات للهواتف المحمولة.

تعتزم الشركة عن كثب البنية التحتية العامة ، وهذا بالطبع يثير مسائل الخصوصية والبيانات. ومع ذلك الرصيف مختبرات يعتقد أن العمل المشترك بين الحكومات المحلية و المجتمع الحر سوف تسمح لك للتخلص من هذه المشاعر.

"نحن نحاول أن نفعل من رصيف الميناء ليس فقط مشروع طموح جدا متواضع," يقول RIT من Aggarwal, مدير تخطيط النظم الحضرية في الرصيف مختبرات. هذا التواضع يمكن أن تساعد في رصيف الميناء تجنب المزالق التي تعاني السابقة مبادرات المدن الذكية.

AI للجميع

الذكاء الاصطناعي لا تزال لعبة شركات التكنولوجيا الكبرى — الأمازون, بايدو, جوجل, مايكروسوفت, و العديد من الشركات الناشئة. العديد من الشركات الأخرى في منظمة العفو الدولية الأنظمة مكلفة جدا ومعقدة من أجل التنفيذ الكامل.

الحل ؟ آلة أدوات التعلم التي بنيت على سحابة مؤسسة من شأنها أن تؤدي منظمة العفو الدولية إلى جمهور أوسع. حاليا الأمازون يهيمن على سحابة منظمة العفو الدولية مع الأوس. جوجل تنافس مع مساعدة من TensorFlow, مكتبة مفتوحة من منظمة العفو الدولية ، والتي يمكن استخدامها لخلق آخر على آلة التعلم. منذ وقت ليس ببعيد أعلنت شركة جوجل السحابية AutoML ، ومجموعة من قبل المدربين نظم تبسيط استخدام منظمة العفو الدولية.

مايكروسوفت نفسها سحابة منصة Azure كفريق واحد مع الأمازون لإنشاء غلوون ، فتح مكتبة التعلم العميق. غلوون سوف تساعد في بناء الشبكات العصبية — التكنولوجيا الرئيسية لمنظمة العفو الدولية ، والتي تقريبا يحاكي عملية التعلم في الدماغ البشري — أنها سوف يكون من السهل القيام به كما تطبيقات الهاتف الذكي.

فإنه ليس من الواضح أي من هذه الشركات سوف تصبح الشركة الرائدة في مجال الخدمات السحابية التي تقدم منظمة العفو الدولية. ولكن الفائز هذا يعد فرصة كبيرة لرجال الأعمال. خاصة إذا كانت الثورة منظمة العفو الدولية سوف تنتشر إلى أجزاء مختلفة من الاقتصاد العالمي.

حاليا منظمة العفو الدولية تستخدم في الغالب في قطاع التكنولوجيا ، حيث تحسن أداء القديمة ويخلق منتجات وخدمات جديدة. ولكن أنواع أخرى من الأعمال التجارية والصناعة تريد أن تستفيد من استخدام الذكاء الاصطناعي. قطاعات مثل الطب والتصنيع والطاقة تحويلها بسهولة إذا نفذت بالكامل أحدث التقنيات في مجال الذكاء الاصطناعي.

معظم الشركات لا تزال لا تعرف كيفية استخدام سحابة المستندة إلى منظمة العفو الدولية. حتى أمازون و جوجل صياغة العمل والخدمات الاستشارية. بمجرد أن منظمة العفو الدولية سوف تكون متاحة للجميع ، وسوف تبدأ الثورة.

الشبكة العصبية-المبارزون

الذكاء الاصطناعي قد تعلمت جيدا للتعرف على الأشياء ، تبين له ملايين الصور, و يمكن أن تكون دقيقة بشكل مثير للدهشة أن تجد المشاة من عبور الشارع. ولكن منظمة العفو الدولية تمكن من خلق صورة سيئة من المارة. لو كان قادر على ذلك ، لقد نسجت نسيج واقعية ولكن الصور الاصطناعية من المارة في إعدادات مختلفة. السيارات الذاتية القيادة يمكن أن تستخدم هذه المعلومات لأغراض التدريب ، حتى ترك الطريق.

المشكلة هي أن خلق شيء جديد يتطلب الخيال. و هذا لا تزال حكرا على الرجل.

إيان Goodfellow في عام 2014 وقال إن القرار. النهج المعروف توليدي الخصومة الشبكة ، أو غان ، يأخذ اثنين من الشبكة العصبية مبسط نموذج رياضي الدماغ البشري التي تكمن في جوهر الحديثة آلة التعلم ويضع لهم ضد بعضها البعض في الرقمي لعبة القط والفأر.

اثنين الشبكات العصبية تدريب على نفس البيانات. أحد الشبكة العصبية — مولد — يولد نماذج من الصور التي كانت قد شهدت — على سبيل المثال ، صورة من المشاة مع جهة ثالثة له. والثاني هو مميز لتحديد ما إذا كان قد استعرض سبيل المثال يشبه الصورة التي رأت ، أو وهمية تنتجها المولدات — سواء كانت ثلاثة وسلم الرجل أن تكون حقيقية ؟

مع مرور الوقت ، المولد سوف تتعلم لخلق صورة جيدة بحيث مميز سوف لا تكون قادرة على التمييز وهمية من الأصل. وهكذا ، فإن مولد يتعلم التعرف ثم خلق صور واقعية من المارة.

هذه التكنولوجيا أصبحت واحدة من أكثر واعدة التقدم في منظمة العفو الدولية على مدى العقد الماضي.

غان تم استخدامه لإنشاء واقعية سماع الخطب و صورة واقعية وهمية الصور. في مثال واحد ، العلماء من NVIDIA تعليمات غان لخلق مئات من الأفراد جديرة بالثقة غير موجودة الناس. مجموعة أخرى استطاعتلجعل مقنعة تماما صور وهمية ، مثل أعمال فان جوخ. قان يمكن أن يغير الصورة بطرق مختلفة — إلى تحويل الطريق الشمس في الثلج ، الجياد — الحمار الوحشي.

النتائج ليست دائما مثالية. ولكن الصور أو الأصوات واقعية ، يعتقد بعض الخبراء أن الشبكة العصبية تبدأ في فهم البنية الداخلية. ربما أنها تصور الخيال.

سماعات Babel fish

في عبادة الكلاسيكية الخيال العلمي "دليل المسافر إلى المجرة" ، كنت قد وضعت في الأذن الأصفر بابل الأسماك والحصول على ترجمة فورية. في العالم الحقيقي, جوجل هو حل مؤقت: زوج من سماعات براعم بكسل $ 159. أنها تعمل مع الهواتف الذكية و جوجل بكسل.مترجم, توفير ما يقرب من الترجمة الفورية.

شخص واحد يرتدي سماعة الرأس والآخر يحمل الهاتف. ارتداء سماعة يتحدث اللغة — على سبيل المثال ، في اللغة الإنجليزية التطبيق يترجم و يلعب بصوت عال الترجمة على الهاتف. الشخص الذي يحمل الهاتف يستجيب; هذا الرد هو ترجمة ردها في سماعات الرأس.

ترجمة جوجل بالفعل إجراء محادثة ، تطبيقات على دائرة الرقابة الداخلية و الروبوت يسمح اثنين من المستخدمين التحدث: أنهم تلقائيا الكشف عن لغات و ترجمة. ومع ذلك ، من الضوضاء في الخلفية من الصعب أن نفهم تطبيق ما يقوله الناس, و أيضا التطبيق يحدد متى يبدأ الناس يتحدثون و متى تتوقف.

بكسل براعم يحل هذه المشاكل ، لأن المالك المطابع يحمل الإصبع على حق سماعة الأذن أثناء المكالمة. التفاعل بين الهاتف و السماعة يسمح لك للحفاظ على اتصال العين لأنك لا يجب أن يصرف عن طريق الهاتف.

بكسل براعم تبدو غريبة و سوء الأذنين. هم أيضا من الصعب تكوين مع الهاتف الخاص بك. ولكن مشكلة في الجهاز هو الأقل على الإطلاق. والأهم من ذلك — مفهوم. الأسماك ليست هناك حاجة.

الغاز الطبيعي مع صفر من الانبعاثات

العالم هو ربما عالقة في الغاز الطبيعي باعتباره أحد أهم مصادر الطاقة في المستقبل. رخيصة و في متناول الطاقة الغاز الطبيعي حاليا يوفر 30% من الكهرباء في الولايات المتحدة 22% من الكهرباء في العالم. و على الرغم من أنها أنظف من الفحم ، وانبعاثات الكربون من ذلك لا تزال كبيرة.

مصنع نموذجي بالقرب من هيوستن ، محور النفط و صناعة تكرير الولايات المتحدة اختبار التكنولوجيا التي يمكن أن تجعل الطاقة النظيفة من الغاز الطبيعي إلى واقع. وهي شركة مع 50 ميغاواط مشروع الطاقة الصافية يعتقد أنه يمكن أن تنتج الطاقة بثمن بخس كما التقليدية محطات الغاز الطبيعي ، والأهم من ذلك القبض على كل من غاز ثاني أكسيد الكربون ، الذي صدر في هذه العملية.

إذا كان الأمر كذلك ، فإن العالم سوف تنتج طاقة خالية من الكربون من الوقود الأحفوري بسعر جيد. مثل محطات الغاز سيكون من الممكن تشغيل وإيقاف اعتمادا على الطلب ، وتجنب الحاجة إلى إمدادات الطاقة المتجددة. صافي الطاقة يجمع بين العديد من شركات الطاقة ، بما في ذلك 8 الأنهار رأس المال ، اكسيلون الجيل CB&I. الشركة قد بدأت بالفعل في الاختبارات الأولية وتقديم النتائج في الأشهر المقبلة.

محطة يضع ثاني أكسيد الكربون الذي صدر في عملية الاحتراق من الغاز الطبيعي تحت ضغط عال ودرجة الحرارة باستخدام الحرجة CO₂ "السوائل العامل" الذي يدفع خاصة التوربينات. جزء كبير من غاز ثاني أكسيد الكربون يمكن إعادة تدويرها بشكل مستمر ؛ بقية سوف يتم القبض عليه بسرعة و بسهولة.

جزءا رئيسيا من خفض التكاليف يعتمد على بيع ثاني أكسيد الكربون. اليوم يتم استخدامها الرئيسي لاستخراج النفط من آبار النفط. هذا هو السوق محدودة وبالتأكيد ليس أكثر صديقة للبيئة. ولكن صافي خطط الطاقة في نهاية المطاف إلى زيادة في الطلب على غاز ثاني أكسيد الكربون في إنتاج الأسمنت والبلاستيك وغيرها من المواد على أساس الكربون.

تكنولوجيا الطاقة الصافية لن تحل جميع المشاكل مع الغاز الطبيعي ، وخاصة من حيث الإنتاج. ولكن بينما نحن استخدام الغاز الطبيعي ، يمكننا محاولة لجعلها نظيفة قدر الإمكان. من جميع التقنيات التي يجري تطويرها في مجال تكنولوجيا الطاقة النظيفة الطاقة الصافية هي واحدة من أهم.

الكمال سلامة على الانترنت

الحقيقي لأمن البيانات الشخصية على الانترنت يمكن أن تصبح الحياة ممكنة بفضل أداة جديدة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تثبت أنك 18 عاما دون الكشف عن تاريخ ميلادك أو الحساب البنكي الخاص بك لديه ما يكفي من المال دون الكشف عن رصيد حسابك. وهذا يحد من خطر سرقة الهوية.

ما هي هذه الأداة ؟ بروتوكول التشفير يسمى صفر المعرفة برهان (صفر-المعرفة برهان). على الرغم من أن الباحثين قد وضعت منذ فترة طويلة ، اهتماما كبيرا تجلى في العام الماضي بفضل تنامي cryptocurrency السوق.

أكثر من التطبيق العملي صفر المعرفة الإثبات الذي قام به فريق zcash على العملة الرقمية التي ظهرت في نهاية عام 2016. المطورين تستخدم تقنية تسمى zcash على zk-سنارك ، مما يتيح للمستخدمين القدرة على جعل مجهول المعاملات.

بيتكوين و معظم العام blockchains التي سيكون من المستحيل لأن المعاملات واضحة للجميع. على الرغم من أن هذه المعاملات هي نظريا مجهول, أنها يمكن أن تكون جنبا إلى جنب مع غيرها من البيانات لتحديد المستخدمين. Buterin Vitalik ، مؤسس Ethereum الثانية الأكثر شعبية blockchain شبكة mupt وصف zk-سنارك "بالطبع التكنولوجيا الثورية."

البنوك يمكن استخدام أنظمة الدفع دون الكشف عن المعلومات الشخصية.في العام الماضي, جي بي مورغان تشيس وأضاف zk-سنارك في نظام الدفع على أساس blockchain.

ومع ذلك ، على الرغم من كل المزايا ، zk-سنارك معقدة وبطيئة الخوارزمية. بيد أن البدائل التي يجري تطويرها بنشاط يوم واحد سوف تحل محل القائمة خيارات.

الوراثية التنبؤ

يوم واحد, كل الأطفال حديثي الولادة سوف تتلقى بطاقة مع الحمض النووي. وسوف يكون باللون, ما هي احتمالات الإصابة بنوبة قلبية أو سرطان الحصول على مدمن مخدرات على السجائر أو أن تصبح معجزة.

العلم الذي جعل من الممكن بشكل غير متوقع بفضل قوة الأبحاث الجينية. بعض منهم شارك أكثر من مليون شخص. اتضح أن الاضطرابات الأكثر شيوعا ، ولكن أيضا سمات الشخصية مثل الذكاء نتيجة واحدة أو أكثر من الجينات ، المحاصرين في ذلك أو في المكان الخطأ في الوقت المناسب. باستخدام بيانات من الأبحاث الجينية العلماء إنشاء "متعدد الجينات"تقييم المخاطر.

على الرغم من أن اختبارات الحمض النووي جديدة تقدم احتمالات لا التشخيصات, أنها يمكن أن تساعد إلى حد كبير الأطباء. على سبيل المثال, امرأة مع زيادة في خطر سرطان الثدي هو أكثر من ذلك تصوير الثدي بالأشعة السينية والفحوصات.

شركات الأدوية يمكن استخدام تقييم المخاطر لخلق الأدوية الوقائية ضد أمراض مثل الزهايمر أو قلبية. جمع المتطوعين الذين احتمالا للحصول على المرضى ، يمكن تحديد نوعية الأدوية.

لا تزال التوقعات لا تزال بعيدة عن الكمال. وبالإضافة إلى ذلك, متعدد الجينات التقييم لا تزال مشكوك فيها ، حيث توقع الصفات ، ليس فقط إمكانية الأمراض. على سبيل المثال, فهي الآن مع 10% احتمال التنبؤ الذكاء عامل للفرد. ولكن الآباء والمربين الاستفادة من هذه المعلومات ؟

نقلة نوعية في المواد

احتمال قوي الجديدة أجهزة الكمبيوتر الكم مليئة الشكوك. أنها سوف تكون قادرة على أداء العمليات الحسابية ، بعيد المنال القوات في الآلات الحديثة ، ولكن نحن لم تتحقق بالكامل ، ماذا يمكنك أن تفعل مع هذه السلطة.

واحد من التطبيقات الممكنة: التصميم الدقيق للجزيئات.

الكيميائيين يحلمون بالفعل عن إنشاء بروتينات جديدة أكثر فعالية الأدوية الجديدة الشوارد للحصول على أفضل حياة البطارية ، المركبات التي هي قادرة على تحويل أشعة الشمس مباشرة إلى الوقود السائل ، وأكثر كفاءة الخلايا الشمسية.

لا يوجد لدينا مثل هذا, لأن الجزيئات بشكل لا يصدق من الصعب محاكاة على الكمبيوتر الكلاسيكية. محاولة لتقليد سلوك الالكترونات في بسيطة نسبيا جزيء — وسوف تواجه صعوبات تتجاوز قدرات أجهزة الكمبيوتر الحديثة.

ولكن على أجهزة الكمبيوتر الكم قادرة تماما على ذلك, لأنه بدلا من البتات الرقمية التي تمثل الآحاد والأصفار ، فإنها تستخدم "المكدسة" التي هي في حد ذاتها نظم الكم. مؤخرا, علماء من IBM تستخدم جهاز كمبيوتر الكم مع سبعة المكدسة على محاكاة الجزيئات الصغيرة من ثلاث ذرات. قريبا جدا سيكون من الممكن دقيقة النمذجة من أكبر وأكثر إثارة للاهتمام الجزيئات ، وكذلك أفضل الكم الخوارزميات.