10 kluczowych technologii 2019 roku według Billa Gatesa i MIT

Bill Gates: "Dla mnie był zaszczyt sporządzić listę dziesięciu przełomowych technologii. Wybrać tylko dziesięć do tej listy było trudne. Chciałem nie tylko wybrać rzeczy, które pojawią się w nagłówkach, w 2019 roku, ale uchwycić ten moment technologicznej historii — i to dało mi do myślenia o tym, jak innowacje rozwijały się z czasem. Wtedy przypomniałem sobie o pług — wśród wszystkich rzeczy. Pługi doskonale uosabiają historię innowacji.

Ludzie używali ich z 4000 r. p. n. e., kiedy месопотамские rolnicy jako pierwsi zaczęli wzbogacać glebę w tlen za pomocą cienkich patyków. Od tego czasu powoli ulepszać je, a nowoczesne pługi — to cuda techniki.

Ale jakie spotkanie u pługa w rzeczywistości?".

Elastyczne roboty

Roboty uczą się, jak obchodzić się z fizycznym światem.

Mimo wszystko rozmowy o tym, że maszyny zabierają pracy, roboty przemysłowe wciąż niezdarny i elastyczne. Robot może wielokrotnie znalezienie składnik na linii montażowej z niezwykłą precyzją i nigdy nie martwi, ale przesunąć obiekt na pół cala lub zastąpić go czymś nieco inny, i maszyna będzie nieudolnie grzebać po powierzchni lub łapać powietrze.

Chociaż robota aż nie można zaprogramować na zrozumienie tego, jak można pominąć dowolny obiekt, tylko patrząc na niego, jak to ludzie robią, teraz może nauczyć się zarządzać obiektem samodzielnie za pośrednictwem wirtualnych prób i błędów.

Jeden z takich projektów — Dactyl, robot, który nauczył się przewracać zabawka kostka na ręku. Dactyl, które odbywały się w organizacji non-profit OpenAI, stanowi spójną rękę robota, otoczoną szeregiem źródeł światła i kamer. Wykorzystując tak zwane uczenie się ze wzmocnieniem, oprogramowanie na podstawie нейросетей, robot studiował tęsknić i włączyć kostka w symulowanym środowisku, zanim wykonać ten trick własnoręcznie. z początku dorywczo, wzmacniają połączenia w sieci z czasem, przywodząc robota do celu.

Zazwyczaj przenieść tego rodzaju wirtualną praktykę w prawdziwym świecie nie można, bo takie rzeczy, jak tarcie lub różne właściwości różnych materiałów trudno wymodelować. Zespół OpenAI po to, dodając przypadkowości w wirtualne szkolenia i nadanie robotowi przykład z bałaganu rzeczywistości.

Nowa fala energetyki jądrowej

Zaawansowane reaktory jądrowego rozszczepienia i syntezy stali bliżej do rzeczywistości.

Nowe atomowe, konstrukcji, których wynik bieg w zeszłym roku, obiecują zrobić to źródło energii jest bezpieczniejsze i tańsze. Wśród nich — reaktory podziału IV generacji, ewolucja tradycyjnego wzornictwa; małe modułowe reaktory; reaktory syntezy, które zawsze były czymś nieosiągalnym. Inżynierowie reaktorów IV generacji, jak kanadyjskiej Terrestrial Energy i waszyngtońskiej TerraPower, weszła w partnerstwo z usług komunalnych, chcąc nawiązać dostawy w sieć energetyczną do 2020 roku.

Małe modułowe reaktory zazwyczaj produkują dziesiątki megawatów energii (dla porównania, zwykły jądrowy reaktor produkuje około 1000 Mw). Firmy takie jak орегонской NuScale twierdzą, że miniaturowe reaktory będą mogli zaoszczędzić pieniądze i zmniejszyć ryzyko dla środowiska.

Był także postęp w dziedzinie syntezy. Choć nikt nie oczekuje dostaw do 2030 roku, takie firmy, jak General Fusion i Commonwealth Fusion Systems, gałąź MIT, pewne sukcesy. Wiele osób uważa, że synteza — to marzenie, ale ponieważ reaktory nie mogą się topić i tworzyć długowieczne odpady radioaktywne, spółka z większą ochotą idzie na ich rozpowszechnianie, w przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów jądrowych. Bill Gates zainwestował w TerraPower i Commonwealth Fusion Systems, przy okazji.

Prognozowanie wcześniaków

Proste badanie krwi może przewidzieć, czy istnieje ryzyko przedwczesnego porodu u kobiet w ciąży.

Nasz materiał genetyczny mieszka głównie wewnątrz naszych komórek. Ale niewielka ilość "bezkomórkowych" DNA i RNA oraz pływać w naszej krwi, często umierają stojąc komórkami. U kobiet w ciąży ten бесклеточный materiał stanowi alfabetyczny bulion z kwasów nukleinowych płodu, łożysko i matki.

Stephen Квейк, биоинженер z Stanford, znalazł sposób, aby wykorzystać ten bulion do rozwiązania jednej z najbardziej skomplikowanych problemów w medycynie: około co dziesiąty dziecko rodzi się przedwcześnie.

Swobodnie pływające DNA i RNA mogą może dostarczyć informacji, które wcześniej wymagało inwazyjnych sposobów przechwytywania komórek, takich jak biopsja guza lub przebicie brzucha kobiety w ciąży do wykonywania amniopunkcja. Teraz stało się łatwiejsze wykrywanie i sekwencjonowaniu małe ilości бесклеточного materiału genetycznego w krwi. W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy zaczęli rozwijać badania krwi dla raka (na wykrycie DNA komórek nowotworowych) i dla предродового przesiewania stanów jak zespół Downa.

Testy na wyszukiwanie takich warunków polegają na poszukiwanie mutacji genetycznych w DNA. RNA, z drugiej strony, jest cząsteczką, która reguluje ekspresję genów — ile białka produkowane genom. Секвенируя swobodnie pływającą RNA w krwi matki, Квейк mógł wykrywać drgania w ekspresji siedmiu genów, które wiąże się z przedwczesnym porodem. To pozwoliło mu na identyfikację kobiet, które z pewnym prawdopodobieństwem разродятся przedwcześnie. Po zakończeniu alarmu lekarze mogą przepisać środki ostrożności i kontroli i dać dziecku większą szansę na przetrwanie.

Według Квейка, technologię podstawie analizy krwi, szybka, prosta i kosztuje mniej niż 10 dolarów za pomiar.Razem z kolegami założył starcie Akna Dx, aby umieścić analiza na strumień.

Jelitowy sonda w tablecie

Małe urządzenie, które można połknąć, sprawia, że szczegółowe zdjęcia jelit bez znieczulenia, nawet u niemowląt i dzieci.

Ekologiczna kolki dysfunkcja spowodowana środowiskiem (EED), może być jednym z najbardziej kosztownych chorób, o których słyszeliście. Wielokrotnie воспаленным problemy z jelitami, który przepuszcza i słabo wchłania składniki odżywcze, jest szeroko rozpowszechniona w biednych krajach i jest jednym z powodów, dla których ludzie cierpią z powodu niedożywienia, opóźnień w rozwoju i nigdy nie docierają do normalnego wzrostu. Nikt nie wie, co dokładnie powoduje to zaburzenie, jak jej zapobiegać lub leczyć.

Praktyczne przesiewanie dla jej wykrywania pomóc pracownikom służby zdrowia rozpoznać, kiedy i jak interweniować. Terapia jest już dostępna dla niemowląt, ale diagnostyka i nauka chorób w jelitach takich małych dzieci, często wymaga znieczulenia i wprowadzenie endoskopu do gardła. To jest drogie, niewygodne i niepraktyczne w tych regionach świata, gdzie powszechne ta dysfunkcja jelit.

Dlatego Guillermo Tierney, patolog i inżynier Массачусетской general hospital w Bostonie, opracowuje małe urządzenia, które można wykorzystać do sprawdzenia jelit pod kątem oznak EED lub nawet uzyskać biopsji tkanek. W przeciwieństwie do endoskopów, są one proste w użyciu przy udzielaniu pierwszej pomocy.

Kapsułki Tierney do połykania zawierają miniaturowe mikroskopy. Są one przymocowane do zwinne нитевидному linki, który zapewnia zasilanie i oświetlenie podczas wysyłania zdjęć na konsoli z monitorem. To daje pracownikowi służby zdrowia możliwość zawieszenia kapsuły w ciekawych miejscach i ją wnosić po zakończeniu, aby następnie sterylizować je i używać ponownie. Choć brzmi to dziwnie, zespół Tierney opracowała metodę, nie powoduje dyskomfortu. To także pozwala robić zdjęcia całej powierzchni przewodu pokarmowego z rozdzielczością do pojedynczej komórki lub rejestrować trójwymiarowe cross-sekcji o głębokości kilku milimetrów.

Technologii istnieje wiele zastosowań; służy do przesiewania przełyku Barretta, prekursora raka przełyku. Dla EED zespół Tierney opracowała jeszcze mniejszą wersję dla dzieci, które nie mogą połknąć tabletkę. Jej testowany na nastolatkach z Pakistanu, gdzie rozpowszechniony EED, a na dzieciach testy zaplanowano na 2019 rok.

Mały sonda pomoże naukowcom odpowiedzieć na pytania dotyczące rozwoju EED — na przykład, na które komórki on działa i jakie bakterie są zaangażowane i oceny interwencji i potencjalne metody leczenia.

Indywidualne szczepionki przeciwnowotworowe

To jest zabieg pobudza naturalne mechanizmy obronne organizmu zniszczyć tylko komórki nowotworowe, w celu identyfikacji mutacji, unikalne dla każdego guza.

Naukowcy znajdują się na progu komercjalizacji pierwszą indywidualną raka szczepionki. Jeśli to będzie działać, jak planuje się, że taka szczepionka, która napędza układ odpornościowy człowieka określić guza na jej wyjątkowy mutacji, może skutecznie wyłączyć niektóre rodzaje raka.

Za Pomocą naturalną ochronę organizmu do selektywnego niszczenia tylko komórek nowotworowych, szczepionka ta, w odróżnieniu od tradycyjnych chemoterapie, ogranicza uszkodzenia zdrowych komórek. Atakujące komórki odpornościowe również będą czujni do powstania jakichkolwiek bezdomnych komórek nowotworowych po pierwotnym leczeniu.

Możliwość pojawienia się takich szczepionek zaczęła się kształtować w 2008 roku, pięć lat po zakończeniu Human Genome Project, projekt genomu człowieka, kiedy genetyka opublikowali pierwszą sekwencję nowotworowej komórek nowotworowych.

Wkrótce potem naukowcy zaczęli porównywać DNA komórek nowotworowych z DNA zdrowych komórek i innych komórek nowotworowych. Badania te potwierdziły, że wszystkie komórki nowotworowe zawierają setki, jeśli nie tysiące swoistych mutacji, z których większość jest unikalny dla każdego guza.

Kilka lat później niemiecki starcie BioNTech przedstawił przekonujące dowody na to, że szczepionka zawierająca kopie takich mutacji, może katalizować układ odpornościowy organizmu na produkcję komórek T, przeznaczonych do wyszukiwania, atak i zniszczenie wszystkich komórek nowotworowych.

W grudniu 2017 roku BioNTech wspólnie z biotechnologiczne gigantem Genentech rozpoczęcia na dużą skalę testy szczepionki u chorych na raka. Dalszy badanie nastawione na 10 chorób nowotworowych i planuje objąć 560 pacjentów na całym globie.

Obie firmy rozwijają się nowe technologie produkcji, aby tanio i szybko produkować tysiące indywidualnych szczepionek. To będzie trudne, bo stworzenie szczepionki zawiera biopsję guza pacjenta, sekwencjonowanie i analiza jego DNA, a także przekazywanie informacji na strefę produkcyjną. Po produkcji szczepionka powinna być niezwłocznie dostarczona do szpitala; opóźnienie może być śmiertelnie.

Burger bez krowy

Jak wyhodowane w laboratorium, jak i roślinne opcje zbliżają się do smaku i wartości odżywczej prawdziwego mięsa, nie zadając obrażeń środowisku.

ONZ przewiduje, że do 2050 roku na świecie będzie 9,8 mld osób. I ci ludzie stają się bogatsi. Żadna z tych tendencji nie wróży nic dobrego dla zmiany klimatu, zwłaszcza dlatego, że gdy ludzie odchodzą od biedy, zaczynają jeść więcej mięsa.

Do tej daty, przewiduje się, że ludzie będą spożywać na 70% więcej mięsa niż w 2005 roku. I okazuje się,żeże hodowla zwierząt do spożycia przez ludzi jest jednym z najgorszych naszych działań w odniesieniu do środowiska.

W zależności od zwierzęcia, produkcja kilograma mięsa białka zachodnimi metodami przemysłowymi wymaga w 8 – 50 razy więcej wody, 12 – 34 razy więcej ziemi i w 12 – 40 razy więcej paliw kopalnych, niż do produkcji kilograma białka roślinnego.

Problem w tym, że ludzie raczej nie przestaną jeść mięso do jedzenia w krótkim czasie. To znaczy, że wyhodowanych w laboratorium mięso i ziołowe alternatywy mogą być najlepszym sposobem, aby ograniczyć zniszczenia.

Produkcja mięsa w laboratorium oznacza usuwanie tkanki mięśniowej u zwierząt i uprawa jej w биореакторах. Produkt końcowy jest bardzo podobny do naturalnego, co prawda, naukowcy wciąż pracują nad smakiem. Naukowcy z Uniwersytetu w Maastricht w Holandii, które pracują nad dużą skalę produkcją laboratoryjnego mięsa, uważają, że wyhodują burger w laboratorium już w przyszłym roku. Jeden z minusów laboratoryjnie uprawianych mięsa w tym, że i w tym przypadku korzyści dla środowiska jest minimalne — emisja dwutlenku węgla spadła w najlepszym przypadku na 7%.

Jako opcja — zrobić mięso na bazie roślinnej, jak to robią Beyond Meat i Impossible Foods (Bill Gates, nawiasem mówiąc, inwestor w obu firmach). Biorą białko grochu, soi, pszenicy, ziemniaków i oleje roślinne do symulacji tekstury i smaku mięsa zwierząt.

Beyond Meat oferuje 2400 metrów kwadratowych ziemi w Kalifornii i już sprzedała ponad 25 milionów hamburgerów 30 000 sklepów i restauracji. Kotlet Beyond Meat, prawdopodobnie będzie generować na 90% mniej emisji gazów cieplarnianych, niż zwykły burger, przygotowany z krowy.

Separator dwutlenku węgla

Dodatkowe i dostępne metody wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza mogłyby wchłonąć nadwyżki emisji gazów cieplarnianych.

Nawet jeśli spowolnić emisji dwutlenku węgla, rozgrzewający efekt gazów cieplarnianych może utrzymywać się w ciągu tysięcy lat. Aby zapobiec niebezpieczny wzrost temperatury, zdaniem ONZ, na świecie w tym wieku, należy usunąć z atmosfery 1 bilion ton dwutlenku węgla.

W lecie klimatolog z Harvardu David Keith obliczył, że teoretycznie maszyny mogą poradzić sobie z tym w mniej niż 100 dolarów za tonę, jeśli będą używać metody bezpośredniego przechwytywania powietrza. Jest to znacznie tańsze, niż we wcześniejszych szacunków, co sprawiło, że wielu naukowców zrezygnować z technologii jak od zbyt drogi, choć potrzebne są lata, aby koszty spadły do takiego poziomu.

Ale kiedy złapiecie węgiel, trzeba jeszcze dowiedzieć się, co z nim zrobić.

Kanadyjski startup Carbon Engineering, który Kate założył w 2009 roku, planuje poszerzyć swoją program pilotażowy i zwiększenia produkcji syntetycznego paliwa, za pomocą уловленный dwutlenek węgla jako kluczowy składnik. (Bill Gates zainwestował w Carbon Engineering).

Położony w Zurychu fabryka bezpośredniego przechwytywania powietrza Climeworks będzie produkować metan z węgla i wodoru, a druga fabryka w Szwajcarii będzie sprzedawać dwutlenku węgla dla przemysłu napojów bezalkoholowych.

Jednakże, jeśli używać go w syntetycznym paliwie lub soda, dwutlenek węgla będzie wracać z powrotem do atmosfery. Ostatecznym celem — na zawsze zablokować emisję gazów cieplarnianych. Niektóre z nich można uciąć w углеродном włóknie, polimerach lub betonie, ale o wiele łatwiej byłoby po prostu umieścić je pod ziemię. Tylko w tym przypadku ten model biznesowy mało kto poprze.

W Rzeczywistości, usuwanie CO₂ z powietrza, z inżynierskiego punktu widzenia, jest jednym z najbardziej skomplikowanych i kosztownych sposobów walki ze zmianami klimatu. Ale biorąc pod uwagę to, jak powoli zmniejszamy emisję, dobrych wyborów nie pozostaje.

EKG na nadgarstku

Aprobatę Normatywną i osiągnięcia technologiczne ułatwiają ludziom stały monitoring serca za pomocą urządzeń przenośnych.

Fitness trackery — poważne medyczne urządzenia. Intensywny trening lub osłabiony pasek może być mylące czujniki, czytniki twój puls. Ale elektrokardiogram, które lekarze wykorzystują do diagnozowania nieprawidłowości jeszcze przed tym, jak będą one wywołać udar mózgu lub zawał serca, wymaga wizyty w klinice, i często ludzie po prostu nie mają czasu, aby zdać test na czas.

Inteligentne zegarki z obsługą EKG, które stały się możliwe dzięki nowym regułom i innowacji w sprzęcie i oprogramowaniu, oferują wygodę noszony urządzenia z dokładnością zbliżoną do dokładności medycznej.

Pasek na Apple Watch, opracowany AliveCor, jest w stanie wykryć migotanie przedsionków, częstą przyczyną powstawania zakrzepów i udarów mózgu, otrzymał zatwierdzenie FDA w 2017 roku. W zeszłym roku Apple wydała własną funkcję EKG, wbudowany w zegarek.

Wkrótce potem firma Withings także poinformowała o planach kupić zegarek z EKG.

W nowoczesnych urządzeniach przenośnych nadal używany jest tylko jeden czujnik, to jak w prawdziwym EKG ich 12. I żadne z urządzeń przenośnych na razie nie może wykryć atak serca, gdy on przychodzi.

Ale to może się zmienić — wkrótce.

Sanitacja bez kanalizacji

Energooszczędne toalety będą mogli pracować nawet bez kanalizacji i przetwarzać odpady na miejscu.

Około 2,3 miliarda ludzi nie ma dostępu do dobrych warunków sanitarnych. Brak sprawnego toalet zachęca ludzi zrzucić masy kału w pobliskie stawy i strumienie, szerząc bakterie, wirusy i pasożyty, które mogą powodować biegunkę i cholery. Biegunka jest przyczynąśmierci jednego z dziewięciu dzieci na całym świecie.

Naukowcy pracują nad stworzeniem nowego rodzaju toalety, który będzie wystarczająco tanie dla rozwijającego się świata i może nie tylko zbierać, ale i utylizować odpady.

W 2011 roku Bill Gates stworzył swoisty X Prize w tej dziedzinie — konkurs "zbuduj lepszą toaleta na nowo". Od momentu uruchomienia kilku drużyn zaprezentowali swoje prototypy. Wszystkie odpady są przetwarzane na miejscu, więc nie ma potrzeby dużej ilości wody, aby przypisać je do kanalizacji.

Rozważają również opcje z ogrzewaniem odpadów, aby był bogaty węglem materiał zdolny do nawozić glebę.

"Gładko" gadające wirtualne asystenci

Nowe metody, które potrafią łapać semantyczne związku między słowami, sprawiają, że maszyny lepiej w zrozumieniu języka naturalnego.

Jesteśmy przyzwyczajeni do wirtualnych asystentów — Alexa odtwarza muzykę w salonie, Siri stawia budziki w telefonie — ale na razie nie spełniły возлагаемых na nich nadziei w planie przejawów inteligencji. Powinny one ułatwić nasze życie, ale z trudem оцарапали tę glebę. Oni rozpoznają tylko wąski zakres poleceń i łatwo schodzą z kursu.

Niektóre najnowsze osiągnięcia powinny poszerzyć repertuar cyfrowych asystentów. W czerwcu 2018 roku naukowcy z OpenAI opracowali metodę, która uczy SI w неразмеченному tekstu, unikając kosztów, czasu i pieniędzy na klasyfikację i oznakowanie wszystkich danych ręcznie. Kilka miesięcy później Google zaprezentowała system BERT, która nauczyła się przewidzieć brakujące słowa, badając miliony ofert. W teście wielokrotnego wyboru, on poradził sobie tak dobrze, jak ludzie przy wypełnianiu luk.

Te ulepszenia, w połączeniu z zaawansowanym syntezą mowy, pozwalają nam przejść od prostych instrukcji dla asystentów AI do rozmów z nimi. One pozwolą im radzić sobie z prostymi zadaniami jak sporządzanie notatek ze spotkań, wyszukiwania informacji i robienia zakupów.

Niektóre są już gotowe. Google Duplex, zaskakujące "ludzkiego" aktualizacja Google Assistant, może przyjmować połączenia od spamerów i sprzedawców z telewizora. To również może wykonywać połączenia telefoniczne w twoim imieniu, aby zaplanować rezerwację restauracji lub kupić bilety.

W Chinach użytkownicy przyzwyczaili się do AliMe od Alibaba, który koordynuje dostawy paczek przez telefon i porusza się o ceny towarów na czacie.

Ale choć programy AI i zaczęli lepiej rozumieć, co chcesz, oni i tak nie rozumieją oferty. Wiersze składają się lub są generowane statystycznie, pokazując, jak trudno jest dać maszyn prawdziwe zrozumienie języka. Gdy pokonamy tę przeszkodę, zobaczymy jeszcze jedną rewolucję. Od koordynatora-logistycy — do opiekuna, nauczyciela lub nawet przyjaciela.

Co do przebicia z tej listy oczekiwać osobiście? Powiedz nam o tym .