10 najlepszych zaawansowanych technologii w 2018 roku w wersji MIT

Нейросети-the duellists. Sztuczne zarodki. Sztuczna inteligencja w chmurze. Jakie jeszcze technologia MIT Technology Review nazwał najważniejszymi w 2018 roku? Coroczny wybór technologii, które mogą zmienić świat przyszłości, będzie z 2001 roku. Ludzie często pytają, co to jest "przełom" w technologiach? Na to pytanie odpowiedź nie zawsze jest oczywiste, bo niektóre technologie, aż po prostu nie otrzymałeś szerokiej dystrybucji, inne komercyjnie нереализуемы. Jednak wszystkie one tak czy inaczej, będą miały wpływ na nasze życie.

W tym roku nowa technika sztucznej inteligencji o nazwie GAN daje maszyn wyobraźnię; sztuczne zarodki, pomimo obawy sceptyków, rewidują tworzenie życia i odkrywają ogromne okno do badań pierwszych chwil życia człowieka; eksperymentalna instalacja w centrum przemysłu petrochemicznego Teksasu stara się stworzyć absolutnie czystej energii elektrycznej z gazu ziemnego — prawdopodobnie, głównego źródła energii w przyszłości. Chodźmy.

druk 3D z metalu

Mimo, że drukowanie 3D jest używany już dość dawno temu, była w przeważającej części w obszarze hobby i projektantów, zajmujących się pojedyncze prototypy. I drukowanie obiektu z niczego, nie licząc tworzywa sztucznego — na przykład metali, — był drogi i boleśnie powolne.

Zresztą, teraz staje się tanie i na tyle prosty, aby stać się potencjalnie praktyczny sposób produkcji części. Jeśli będzie ona powszechnie przyjęta, może zmienić sposób, w jaki produkujemy wiele produktów masowej produkcji (przepraszam za tautologię).

W krótkim okresie producentów nie trzeba było by przechowywać duży asortyment — mogli po prostu wydrukować obiekt, jakąś część zamienną dla starzejącego się samochodu, jeśli komuś jest to potrzebne.

W dłuższej perspektywie duże zakłady produkujące mały asortyment części w dużych ilościach, można byłoby zastąpić roślinami mniej, ale już się z ofertą więcej, odpowiednie zmieniających się potrzeb klientów.

Metoda druku 3D pozwala tworzyć lekkie i wytrzymałe części zamienne, a także odtwarzanie skomplikowanych kształtach, których nie można by było stworzyć za pomocą tradycyjnych metod obróbki metalu. Również można byłoby zwrócić większą uwagę mikrostrukturze metali. W 2017 roku naukowcy z Narodowego laboratorium Lawrence ' a Livermore stwierdził, że opracowali metodę drukowania 3D, co pozwala na tworzenie części ze stali nierdzewnej, które są dwa razy mocniejsze od tradycyjnych.

Również w 2017 roku 3D-druk firma Markforged, małe starcie, położony w pobliżu Bostonu, zaprezentowała pierwszy 3D-metalowy drukarka za 100 000 dolarów.

Innym boston starcie Desktop, Metal zaczął rozprowadzać, a pierwsze maszyny do metalu prototypowania w grudniu 2017 roku. Planuje rozpocząć sprzedaż maszyn więcej, specjalnie dla producentów, którzy będą pracować do 100 razy szybciej, niż stare metody metalowej druku.

Drukuj metalowych części również staje się łatwiejsze. Desktop Metal dziś oferuje oprogramowanie, które tworzy projekty, gotowe do 3D wydruki. Użytkownicy przeglądający programu specyfikacji obiektu, który chcą wydrukować i produkuje model, odpowiedni do druku.

General Electric, który od dawna opowiada się za drukowanie 3D w swoich lotniczych produktach, pracuje nad testowej wersji swojego nowego металлопринтера, który dość szybko pracuje, aby stworzyć duże części. Firma planuje rozpocząć sprzedaż tego urządzenia jest już w 2018 roku.

Sztuczne zarodki

W przełomie, który może zmienić nasze spojrzenie na tworzenie życia, эмбриологи z Uniwersytetu w Cambridge w wielkiej Brytanii rosły dość realistyczne na widok zarodki myszy, używając tylko komórki macierzyste. Żadnych komórek jajowych. Brak plemników. Po prostu wziął komórki u innych zarodków.

Naukowcy ostrożnie złożył komórki w trójwymiarowe lasu i fascynuje obserwowali, jak te zaczęły się komunikować i w kolejce w dobrze различимую kształt demona zarodka wiekiem w kilka dni.

"wiemy, że komórki macierzyste posiadają magiczne moce i ogromnym potencjałem. Nie sądziliśmy, że mogą tak pięknie lub nawet idealnie zorganizować się", powiedziała liderów grupą naukowców Magdalena Церника-Getz.

Церника-Getz mówi, że jej "syntetyczne" zarodki, prawdopodobnie nie mogłyby rozwinąć się w myszy. Jednak to wskazywać na to, że wkrótce możemy zobaczyć ssaków, urodzonych bez komórki jajowej w ogóle.

Zresztą, taki cel Церника-Getz nie stawia. Ona chce się uczyć, jak komórki wczesnego zarodka zaczynają brać wyznaczone im role. Kolejnym krokiem będzie stworzenie sztucznej zarodka z ludzkich komórek macierzystych. Praca ta odbywa się w Uniwersytecie Michigan i Uniwersytetu Rockefellera.

Syntetyczne ludzkie zarodki byłoby dobrodziejstwem dla naukowców, ponieważ pozwoliły by obserwować wszystkie wydarzenia na wczesnym etapie rozwoju płodu. A ponieważ takie pojawiają się zarodki z komórek macierzystych, którymi łatwo zarządzać, laboratorium można by wykorzystać całą gamę narzędzi, takich jak edycja genów, w celu badania ich w miarę wzrostu.

Sztuczne zarodki, zresztą, zmuszają do stawiania kwestie etyczne. Co, jeśli staną się one неотличимыми od prawdziwych? Jak długo będzie można je hodować w laboratorium, zanim zaczną odczuwać ból? Trzeba zająć się tymi kwestiami, zanim naukowa wyścig zajdzie to za daleko.

Miasto z uczuciami

Różneschematy inteligentnych miast do czynienia z opóźnieniami, kasowaniami niemożliwe planami lub nadmiernie kosztowne. Nowy projekt w Toronto pod nazwą Quayside musi zmienić to już ugruntowaną schemat rzeczy, переосмыслив środowiska miejskiego, od podstaw i budując ją wokół najnowszych technologii cyfrowych.

Sidewalk Labs, która należy do Alphabet i znajduje się w Nowym Jorku, współpracuje z kanadyjskim rządem, pracując nad tym high-tech projektem, przeznaczonym do przemysłowych promenady Toronto.

Jednym z celów projektu — zakładać rozwiązania w zakresie projektowania, polityki i technologii na informacji otrzymanej z rozległej sieci czujników, które zbierają dane o wszystkim, począwszy od jakości powietrza do poziomu hałasu i działalnością ludzi.

Zgodnie z planem, cały transport musi być wspólne i samodzielne. Pod ziemią mogą do roboty, wykonując pracę rodzaj dostawy-mail. Sidewalk Labs mówi, że otworzy dostęp do oprogramowania i systemów, które tworzy, aby inne firmy mogą tworzyć usługi na nich, jak ludzie tworzą aplikacje dla telefonów komórkowych.

Firma zamierza uważnie obserwować społecznej infrastrukturą, i to, oczywiście, powoduje pytania do prywatności i danych. Jednak Sidewalk Labs uważa, że współpraca władz lokalnych i społeczności wolnego pozwoli pozbyć się tych uczuć.

"staramy się zrobić z Quayside nie tylko ambitny projekt, ale i na tyle pokorny", mówi Rita Аггарвала, kierownik ds. planowania rozwiązań urbanistycznych systemów w Sidewalk Labs. To pokora może pomóc Quayside uniknąć pułapek, które przeszkadzały w dotychczasowych inicjatyw inteligentnych miast.

AI dla wszystkich i każdego

Sztuczna inteligencja do tej pory był zabawki dużych firm technologicznych — Amazon, Yahoo, Google, Microsoft i wielu firmach. Dla wielu innych firm system AI jest zbyt drogie i trudne do pełnego wdrożenia.

Rozwiązanie? Narzędzia uczenia maszynowego, zbudowane na chmurze, w oparciu, które doprowadzą AI do szerszej publiczności. W tej chwili Amazon dominuje w dziedzinie cloud SI ze swoim AWS. Google rywalizuje z nią za pomocą TensorFlow, otwartej biblioteki AI, którą możesz wykorzystać, aby utworzyć inny uczenia maszynowego. Nie tak dawno temu Google ogłosił Cloud AutoML, zestaw wstępnie przeszkolonych systemów, które ułatwiają korzystanie z AI.

Microsoft, u której znajduje się platforma Azure, jest łączony z Amazon do tworzenia Gluon, otwartej biblioteki głębokiego uczenia się. Gluon pomoże w budowie нейросетей — najważniejszą technologii sztucznej inteligencji, która z grubsza symuluje proces uczenia się w ludzkiej głowie — nie będzie tak łatwo zrobić, jak i aplikacji dla smartphone.

Nie Wiadomo, który z tych firm będzie liderem w zakresie usług w chmurze, oferujących usługi AI. Ale zwycięzcy to wróży ogromne możliwości dla biznesu. Zwłaszcza, jeśli rewolucja AI zatopionych do różnych części globalnej gospodarki.

Obecnie AI jest używany w większości w sferze technologicznej, gdzie poprawia wydajność starych i tworzy nowe produkty i usługi. Ale i inne rodzaje biznesu i przemysłu chcą uzyskać przewagę wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Takie segmenty, jak medycyna, produkcja, energetyka, łatwo konwertowane, jeśli w pełni instaluje najnowsze technologie w dziedzinie sztucznej inteligencji.

Większość firm jeszcze nie wiedzą, jak korzystać z cloud AI. Dlatego Amazon i Google robią robotę usług doradczych. Jak tylko AI będzie dostępna dla wszystkich, rozpocznie się rewolucja.

Нейросети-the duellists

Sztuczna inteligencja nauczył się bardzo dobrze zidentyfikować obiekty: pokaż mu milion zdjęć, i potrafi z niezwykłą precyzją znaleźć na nich pieszych przekraczających ulicę. Ale AI źle można tworzyć zdjęcia samych pieszych. Gdyby był w stanie to zrobić, to ткал by gobeliny realistycznych, ale sztucznych obrazów z pieszymi w różnych dekoracjach. Autonomiczne samochody mogą wykorzystać te informacje do nauki, nawet nie wyjeżdżając na drogę.

Problem w tym, że tworzenie czegoś nowego wymaga wyobraźni. A póki co pozostaje domeną człowieka.

Jan Гудфеллоу w 2014 roku zaproponował takie rozwiązanie. Podejście znane jako generative adversarial network, lub GAN, bierze dwie нейросети — uproszczone modele matematyczne ludzkiego mózgu, które leżą u podstaw nowoczesnego uczenia maszynowego — i stawia je przed siebie w cyfrowy grze w kotka i myszkę.

Obie нейросети trenują na jednym i tym samym zestawie danych. Jedna sieć neuronową — generator — tworzy wariacje obrazów, które już widziałam — na przykład, obraz pieszego z trzeciej ręki. Druga — дискриминатор — musi określić, czy wspomniany przykład nią jak na obraz, który widziała, lub фейком, produkującym generatorem, czyli czy może трехрукий człowiek być prawdziwym?

Z czasem generator nauczy się tworzyć tak dobre zdjęcia, że дискриминатор nie będzie w stanie odróżnić podróbkę od oryginału. W ten sposób generator uczy się rozpoznawać, a następnie tworzyć realistyczne obrazy pieszych.

Ta technologia stała się jednym z najbardziej obiecujących osiągnięć w dziedzinie AI w ciągu ostatniej dekady.

GAN wykorzystywane do tworzenia realistycznych słuchanie przemówień i fotorealistycznych fałszywych obrazów. W jednym z przykładów naukowcy z NVIDIA polecili GAN utworzyć setkach godnych zaufania osób nieistniejących ludzi. Inna grupa mogłazrobić dość przekonujące fałszywe obrazy, podobne do dzieła Van Gogha. GAN mogą переиначивать obrazu w różny sposób — przekształcić słoneczną drogę w заснеженную, koni — w zebry.

Wyniki nie zawsze są idealne. Ale ponieważ obrazy lub dźwięki są realistyczne, niektórzy eksperci uważają, że нейросети zaczynają rozumieć wewnętrzną strukturę świata. Może w nich rodzi się wyobraźni.

Słuchawki "Babel fish"

W kultowej klasyki science fiction "Autostopem przez galaktykę" można było włożyć do ucha żółtą Вавилонскую rybkę i uzyskać natychmiastowe tłumaczenie. W świecie rzeczywistym Google jest tymczasowe rozwiązanie: słuchawki Pixel Pąki za 159 dolarów. Pracują ze smartfonami Pixel i Google.Tłumacz, zapewniając praktycznie natychmiastowe tłumaczenie.

Jeden człowiek wkłada słuchawki, a drugi trzyma telefon. Надевший słuchawki mówi w swoim języku, na przykład, w języku angielskim — i aplikacja tłumaczy i przegrywa głośny tłumaczenie na telefonie. Człowiek, który trzyma telefon, odpowiada; ta odpowiedź jest tłumaczone i odtwarzane w słuchawkach.

Google Translate może już prowadzić rozmowę, i jej aplikacje dla iOS i Android umożliwiają dwóm użytkownikom rozmawiać: one automatycznie określają używane języki i tłumaczą je. Jednak hałas utrudnia zrozumienie aplikacją, co mówią ludzie, i też z trudem aplikacja określa, kiedy ludzie zaczynają mówić, a kiedy przestają.

Pixel Pąki rozwiązuje te problemy, bo właściciel naciska i trzyma palec na prawej słuchawce podczas rozmowy. Połączenie interakcji między telefonem i głośnikami pozwala utrzymywać kontakt wzrokowy, ponieważ nie trzeba być rozproszony przez telefon.

Pixel Pąki wyglądają dziwnie i źle wchodzą w uszy. Ich również trudno dostosować za pomocą telefonu. Ale to problem sprzętowy — mniejsza z wszystkich. Najważniejsze — koncepcja. I ryba nie jest potrzebna.

gaz z zerową emisją

Świat, to prawdopodobnie zatrzymany na gazie ziemnym jak na jednym z głównych źródeł energii w przyszłości. Tania i dostępna, energia gazu ziemnego, obecnie zapewnia do 30% energii elektrycznej w USA i do 22% energii elektrycznej na świecie. I choć jest czystsze węgla, emisji dwutlenku węgla od niej wciąż istotne.

Eksperymentalna elektrownia w pobliżu Houston w centrum ropy naftowej i rafinacji ropy naftowej, przemysłu USA testuje technologię, która mogłaby zrobić czystą energię z gazu ziemnego rzeczywistością. Firma z 50-мегаваттным projektem Net Power uważa, że może wytwarzać energię tak tanio, jak i zwykłe stacji na gazie ziemnym, i, co ważne, łapać cały dwutlenek węgla, który wyróżnia się w tym procesie.

Jeśli tak, to świat będzie produkować безуглеродную energii z paliw kopalnych w dobrej cenie. Takie stacje benzynowe można było włączać i wyłączać w zależności od popytu, unikając konieczności w dostawie energii odnawialnej. Net Power łączy w sobie kilka firm energetycznych, w tym 8 Rivers Capital, Exelon Generation i CB&I. Firma już zaczęła podstawowe badania i przedstawić wyniki w najbliższych miesiącach.

Stacja umieszcza dwutlenek węgla, высвобождаемую w procesie spalania gazu ziemnego pod wysokim ciśnieniem i temperaturą za pomocą сверхкритический CO₂ jako "medium", która napędza specjalnej turbiną. Duża część dwutlenku węgla mogą być przetwarzane w sposób ciągły; reszta będzie być rejestrowane przez łatwe i proste.

Kluczowa część obniżenia kosztów zależy od sprzedaży dwutlenku węgla. Dziś jego podstawowe zastosowanie polega na wyciąganiu ropy naftowej z szybów naftowych. Jest to ograniczony rynek, a już na pewno nie jest najbardziej przyjazne dla środowiska. Ale Net Power planuje w końcu zobaczyć wzrost popytu na dwutlenek węgla w produkcji cementu, tworzyw sztucznych i innych materiałów na bazie węgla.

Technologii Net Power nie rozwiąże wszystkich problemów z gazem ziemnym, szczególnie w zakresie wydobycia. Ale na razie używamy gaz ziemny, możemy starać się uczynić go jak najbardziej czyste. Z wszystkich technologii, które zostały opracowane w dziedzinie czystej energii, technologia Net Power jest jedną z najważniejszych.

Idealna nietykalność online

Prawdziwa prywatności i życia w Internecie może stać się możliwe, dzięki nowym instrumentem, który, na przykład, może okazać się, że masz 18 lat, nie ujawniając datę urodzenia, lub że na swoim koncie ma wystarczająco dużo pieniędzy, nie ujawniając saldo konta. Ogranicza to ryzyko kradzieży tożsamości.

Co to za narzędzie? Kryptograficznej protokół, zwany dowodem zero wiedzy (zero-knowledge proof). Choć naukowcy przez długi czas rozwijają, duże zainteresowanie przejawiał się w zeszłym roku, dzięki wzrostowi криптовалютного rynku.

Większość praktycznego zastosowania dowody zero wiedzy została wykonana przez zespół Zcash, cyfrowej waluty, która pojawiła się pod koniec 2016 roku. Twórcy Zcash używali metodę zk-SNARK, dając użytkownikom możliwość wykonywania anonimowych transakcji.

W Bitcoin i większości innych publicznych блокчейнов to byłoby niemożliwe, ponieważ transakcje są widoczne dla wszystkich. Chociaż te transakcje teoretycznie anonimowe, można je łączyć z innymi danymi do identyfikacji użytkowników. Witalik Бутерин, twórca Ethereum, drugi pod względem popularności блокчейн sieci w мирt, opisał zk-SNARK "zupełnie rewolucyjną technologię".

Banki nie mogą jej użyć w systemach płatności bez ujawniania danych osobowych klientów.W zeszłym roku JPMorgan Chase dodała zk-SNARK w własny system płatności na bazie блокчейна.

A jednak, mimo wszystkich zalet, zk-SNARK skomplikowany i powolny łódź. Jednak alternatywy aktywnie rozwijane i pewnego dnia przyjdą na zmianę istniejących opcji.

Genetyczne przewidywania

Pewnego dnia wszystkie noworodki będą otrzymywać karty z analizą DNA. W niej będzie malowane, jakie szanse dostać zawał serca lub raka, podłączyć na papierosy lub stać się cudownym dzieckiem.

Nauka, która zrobiła to możliwe, pojawiła się nieoczekiwanie, dzięki zaawansowanym badaniom genetycznym. W niektórych z nich uczestniczyło ponad milion osób. Okazało się, że najczęściej występujące choroby i nieprawidłowości, a także cechy osobowości w rodzaju inteligencji są wynikiem pracy jednego lub kilku genów, które znalazły się w tym lub nie w tym miejscu w odpowiednim czasie. Wykorzystując dane z dużych badań genetycznych naukowcy tworzą "полигенные oceny ryzyka".

Chociaż nowe testy DNA dają prawdopodobieństwa, a nie diagnozy, mogą znacznie pomóc lekarzom. Na przykład, kobieta z podwyższonym ryzykiem raka piersi będzie częściej robić badania i skonsultować się z lekarzem.

Firmy Farmaceutyczne mogą również korzystać z oceny ryzyka dla tworzenia zapobiegawcze leki dla choroby jak Alzheimer lub zawału serca. Zbierając wolontariuszy, którzy najprawdopodobniej chorują, będą mogli dokładniej określić jakość pracy lekarstwa.

A jednak prognozy są dalekie od idealnych. Ponadto, полигенные oceny i budzą wątpliwości, ponieważ przewidują cechy, a nie tylko możliwość chorób. Na przykład, teraz są z 10-procentowym prawdopodobieństwem przewidzieć współczynnik inteligencji człowieka. Ale jak rodzice i wychowawcy skorzystają z tej informacji?

Kwantowy skok w materiałach

Perspektywa pojawienia się potężnych nowych komputerów kwantowych jest pełna niepewności. Mogą przeprowadzać obliczenia, nieosiągalne siłami nowoczesnych maszyn, ale jeszcze do końca nie zrozumieli, co można zrobić z taką mocą.

Jedno z możliwych zastosowań: dokładne projektowanie cząsteczek.

Chemicy już marzą o tworzeniu nowych białek do bardziej skutecznych leków, nowych elektrolitów dla najlepszych akumulatorów, związków, które mogą bezpośrednio konwersji światła słonecznego w paliwo płynne i bardziej wydajnych ogniw słonecznych.

U nas tego nie ma, bo cząsteczki niezwykle trudno modelować na klasycznym komputerze. Spróbuj symulować zachowanie się elektronów w stosunkowo prosty cząsteczce — i można spotkać się z problemami, wykraczające daleko poza możliwości współczesnych komputerów.

Ale dla komputerów kwantowych to jest możliwe, bo zamiast cyfrowych bitów reprezentujących zer i jedynek, używają "pozdrawiamy", które same w sobie są systemami quantum. Niedawno naukowcy z IBM używali kwantowy komputer z rodziny кубитами do modelowania małe molekuły z trzech atomów. Wkrótce będzie możliwe precyzyjne modelowanie dużych i ciekawych cząsteczek, a także najlepszych algorytmów kwantowych.