1. Жизнь

Безопасный интернет, лекарство от старения, созведия из спутников и еще 7 инновационных технологий 2020 года

Будущее — в шаге от нас

© Unsplash

Каж­дый год экс­пер­ты од­но­го из са­мых пре­стиж­ных тех­ни­че­ских ву­зов в мире — Мас­са­чу­сет­ско­го Тех­но­ло­ги­че­ско­го Ин­сти­ту­та (MIT) — со­зда­ют спи­сок наи­бо­лее пер­спек­тив­ных тех­но­ло­ги­че­ских раз­ра­бо­ток. В све­жей под­бор­ке есть мно­го неожи­дан­ных изоб­ре­те­ний: к при­ме­ру, ин­тер­нет, ра­бо­та­ю­щий на прин­ци­пе кван­то­вой за­пу­тан­но­сти, пре­па­ра­ты от ста­ро­сти на ос­но­ве кро­ви мо­ло­дых лю­дей и мо­ле­ку­лы ле­кар­ствен­ных средств, при­ду­ман­ные ис­кус­ствен­ным ин­тел­лек­том. Экс­пер­ты вы­би­ра­ют толь­ко те тех­но­ло­гии, ко­то­рые обе­ща­ют ра­ди­каль­но из­ме­нить су­ще­ству­ю­щие нор­мы и об­раз жиз­ни. «Цех» ко­рот­ко рас­ска­зы­ва­ет о них.







Ин­тер­нет, ко­то­рый нель­зя взло­мать

К кон­цу это­го года гол­ланд­ские ис­сле­до­ва­те­ли за­вер­шат со­зда­ние кван­то­во­го ин­тер­не­та меж­ду Дельф­том и Га­а­гой.

Ко­ман­да под ру­ко­вод­ством Сте­фа­ни Ве­нер из Дельфт­ско­го тех­но­ло­ги­че­ско­го уни­вер­си­те­та за­ни­ма­ет­ся по­стро­е­ни­ем сети, ко­то­рая прой­дет че­рез че­ты­ре го­ро­да в Ни­дер­лан­дах. Ин­тер­нет бу­дет пол­но­стью ос­но­ван на тех­но­ло­гии кван­то­вой за­пу­тан­но­сти. Со­об­ще­ния, от­прав­лен­ные по та­кой сети, бу­дет невоз­мож­но взло­мать. За­пу­тан­ные фо­то­ны нель­зя «про­честь», не по­вре­див при этом со­об­ще­ние. Уче­ные про­гно­зи­ру­ют, что гло­баль­ная кван­то­вая сеть ста­нет ре­аль­но­стью при­мер­но че­рез де­сять лет.

Пер­со­наль­ная ме­ди­ци­на

Очень ско­ро мож­но бу­дет со­зда­вать ле­кар­ства для ле­че­ния ин­ди­ви­ду­аль­ных ге­не­ти­че­ских му­та­ций. Вот при­мер: ре­бе­нок рож­да­ет­ся с очень ред­ким за­бо­ле­ва­ни­ем, от ко­то­ро­го не толь­ко нет таб­ле­ток, его даже не изу­ча­ют в ла­бо­ра­то­ри­ях, по­то­му что слу­чай осо­бен­ный и необыч­ный. Ин­ди­ви­ду­а­ли­зи­ро­ван­ная ме­ди­ци­на по­мог­ла бы спра­вить­ся с по­доб­ным кей­сом.

Ис­сле­до­ва­ния в этом на­прав­ле­нии про­во­дят Бо­стон­ская дет­ская боль­ни­ца и ком­па­ния Io­nis Phar­ma­ceu­ti­cals при под­держ­ке аме­ри­кан­ско­го пра­ви­тель­ства.

Прав­да, оста­ет­ся нере­шен­ным один се­рьез­ный во­прос: кто бу­дет пла­тить за ле­кар­ства для од­но­го че­ло­ве­ка, раз­ра­бот­кой и про­из­вод­ством ко­то­ро­го за­ни­ма­ют­ся боль­шие ко­ман­ды и фаб­ри­ки?

Элек­трон­ные день­ги

Раз­ви­тие элек­трон­ной ва­лю­ты ста­вит во­прос о лич­ной фи­нан­со­вой без­опас­но­сти: кто хра­нит дан­ные о де­неж­ных тран­зак­ци­ях, на­сколь­ко на­деж­но они за­щи­ще­ны и кто, кро­ме вла­дель­ца циф­ро­во­го ко­шель­ка, име­ет к ним до­ступ?

Несмот­ря на по­доб­ные опа­се­ния и нега­тив­ную об­ще­ствен­ную ре­ак­цию, за­ста­вив­шие Face­book при­оста­но­вить ра­бо­ту над циф­ро­вой ва­лю­той Li­bra, Ки­тай ре­шил вве­сти соб­ствен­ную элек­трон­ную де­неж­ную си­сте­му. КНДР пе­рей­дет на нее к кон­цу 2020 года. Экс­пер­ты пред­ре­ка­ют рас­кол меж­ду­на­род­ной фи­нан­со­вой си­сте­мы.

unsplash

Ле­кар­ство от ста­ре­ния

Воз­дей­ствуя на ме­ха­низм, от­ве­ча­ю­щий за ста­ре­ние ор­га­низ­ма, мож­но бу­дет вы­ле­чить или об­лег­чить симп­то­мы рака, де­мен­ции и сер­деч­но-со­су­ди­стых за­бо­ле­ва­ний. Од­на­ко, к со­жа­ле­нию, с по­мо­щью ле­карств но­во­го по­ко­ле­ния пока не по­лу­чит­ся при­оста­но­вить сам про­цесс ста­ре­ния.

Кли­ни­че­ское те­сти­ро­ва­ние но­вых ме­ди­ка­мен­тов сей­час про­хо­дит в ком­па­ни­ях Unity Biotech­nol­ogy, Alka­h­est, Oisín Biotech­nolo­gies, Siwa Ther­a­peu­tics и кли­ни­ке Mayo. В Alka­h­est изу­ча­ют пре­па­рат из кро­ви мо­ло­дых лю­дей. Ме­ди­ки на­де­ют­ся, что бла­го­да­ря ему удаст­ся при­тор­мо­зить ко­гни­тив­ные и функ­ци­о­наль­ные на­ру­ше­ния, воз­ни­ка­ю­щие при бо­лез­ни Альц­гей­ме­ра, Пар­кин­со­на и де­мен­ции.

Ожи­да­ет­ся, что в про­да­жу ле­кар­ства по­сту­пят в бли­жай­шие пять лет.

Ис­кус­ствен­ный ин­тел­лект для ме­ди­ци­ны

Уче­ные на­учи­лись при­ме­нять ис­кус­ствен­ный ин­тел­лект для по­ис­ка мо­ле­кул, ко­то­рые мож­но ис­поль­зо­вать в фар­ма­цев­ти­ке.

Су­ще­ству­ет око­ло 1060 мо­ле­кул, по­тен­ци­аль­но при­год­ных для этой цели. Это чис­ло боль­ше, чем ко­ли­че­ство ато­мов во всей Сол­неч­ной си­сте­ме. Ма­шин­ный ин­тел­лект по­мо­га­ет су­ще­ствен­но сэко­но­мить вре­мя и силы на по­иск по­лез­ных ком­по­нен­тов. ИИ ана­ли­зи­ру­ет дан­ные о су­ще­ству­ю­щих мо­ле­ку­лах и их свой­ствах — и пред­ска­зы­ва­ет на их ос­но­ве но­вые по­лез­ные ве­ще­ства.

В сен­тяб­ре 2019 года ко­ман­да ис­сле­до­ва­те­лей из Гон­кон­га и уни­вер­си­те­та То­рон­то су­ме­ли син­те­зи­ро­вать несколь­ко но­вых по­тен­ци­аль­но по­лез­ных мо­ле­кул, най­ден­ных ал­го­рит­мом. Сей­час по­доб­ной тех­но­ло­ги­ей за­ни­ма­ют­ся, по­ми­мо уни­вер­си­те­та То­рон­то, ком­па­нии In­sil­ico Med­i­cine, Atom­wise и Benev­o­len­tAI.

Со­звез­дия из спут­ни­ков

Се­го­дня мы мо­жем по­стро­ить, за­пу­стить на ор­би­ту и управ­лять де­сят­ка­ми ты­сяч спут­ни­ков од­но­вре­мен­но.

Объ­еди­не­ния (или со­звез­дия) спут­ни­ков мо­гут обес­пе­чить ши­ро­ко­по­лос­ное ин­тер­нет-со­еди­не­ние прак­ти­че­ски в лю­бой точ­ке Зем­ли. Это поз­во­лит жи­те­лям даже са­мых бед­ных и уда­лен­ных угол­ков пла­не­ты по­лу­чить до­ступ к гло­баль­ной сети.

Толь­ко ком­па­ния SpaceX пла­ни­ру­ет за­пу­стить на ор­би­ту в че­ты­ре с по­ло­ви­ной раза боль­ше спут­ни­ков за бли­жай­шее де­ся­ти­ле­тие, чем было за­пу­ще­но за всю преды­ду­щую ис­то­рию че­ло­ве­че­ства. Те же пер­спек­ти­вы пре­льща­ют ком­па­нии OneWeb, Ama­zon, Tele­sat. OneWeb со­би­ра­ет­ся от­пра­вить 30 спут­ни­ков уже в те­че­ние это­го года.

Есть, од­на­ко, су­ще­ствен­ный ми­нус у этой тех­но­ло­гии: чем боль­ше спут­ни­ков ока­зы­ва­ет­ся в кос­мо­се, тем ак­тив­нее ор­би­та пре­вра­ща­ет­ся в свал­ку, за­пол­нен­ную гру­дой ме­тал­ло­ло­ма.

Уче­ные вы­ска­зы­ва­ют еще одно опа­се­ние: ги­гант­ское скоп­ле­ние спут­ни­ков мо­жет по­ме­шать аст­ро­но­ми­че­ским ис­сле­до­ва­ни­ям.

Кван­то­вое пре­вос­ход­ство

Осе­нью 2019 года кор­по­ра­ция Google объ­яви­ла о про­ры­ве: кван­то­вый ком­пью­тер пре­взо­шел вы­чис­ли­тель­ные мощ­но­сти «обыч­но­го».

Кван­то­вые ком­пью­те­ры ина­че хра­нят и об­ра­ба­ты­ва­ют ин­фор­ма­цию: в тео­рии они спо­соб­ны спра­вить­ся с ма­те­ма­ти­че­ски­ми за­да­ча­ми, ко­то­рые не под силу са­мой мощ­ной из су­ще­ству­ю­щих вы­чис­ли­тель­ных ма­шин. К при­ме­ру, взло­мать крип­то­гра­фи­че­ские коды или си­му­ли­ро­вать по­ве­де­ние мо­ле­кул.

Над сво­и­ми вер­си­я­ми су­пер-ма­ши­ны так­же тру­дят­ся Mi­crosoft, IBM, Rigetti, D-Wave, IonQ, Za­p­ata Com­put­ing и Quan­tum Cir­cuits.

Пер­вая мо­дель кван­то­во­го ком­пью­те­ра от Google но­си­ла ско­рее де­мон­стра­ци­он­ный ха­рак­тер: она мог­ла вы­пол­нять стан­дарт­ные ма­те­ма­ти­че­ские опе­ра­ции и по­ка­зы­вать от­вет.

Се­го­дняш­няя цель — про­из­ве­сти по-на­сто­я­ще­му сверх­мощ­ные ма­ши­ны, ко­то­рые со­ста­вят до­стой­ную за­ме­ну или как ми­ни­мум кон­ку­рен­цию преды­ду­ще­му по­ко­ле­нию ком­пью­те­ров. Экс­пер­ты ве­рят, что цели мож­но до­стичь к кон­цу де­ся­ти­ле­тия.

Процессор квантового компьютера
Mwjohnson0 / Wikicommons

Кро­шеч­ный ис­кус­ствен­ный ин­тел­лект

Ма­шин­ный ин­тел­лект сей­час мож­но за­пу­стить даже на смарт­фоне.

Од­на­ко, чем слож­нее ста­но­вят­ся ал­го­рит­мы, тем боль­ше нуж­но вы­чис­ли­тель­ных мощ­но­стей. При­хо­дит­ся по­ла­гать­ся на об­лач­ные сер­ви­сы. Это при­во­дит к огром­ным вы­бро­сам CO2 в ат­мо­сфе­ру, а так­же огра­ни­чи­ва­ет ско­рость и при­ват­ность при­ло­же­ний с ИИ.

Од­ной из пер­вых об успеш­ном при­ме­не­нии тех­но­ло­гии за­яви­ла ком­па­ния Google: в мае 2019-го Google As­sis­tant на­чал ра­бо­тать без под­клю­че­ния к уда­лен­но­му сер­ве­ру.

Над раз­ра­бот­кой ИИ в мини-фор­ма­те се­го­дня так­же ра­бо­та­ют Ap­ple, IBM и Ama­zon. Ло­каль­ный ИИ не толь­ко по­мо­жет сэко­но­мить опе­ра­тив­ную па­мять устрой­ства, но так­же бо­лее на­деж­но обес­пе­чи­вать его без­опас­ность.

Диф­фе­рен­ци­аль­ная при­ват­ность

Это ма­те­ма­ти­че­ская тех­ни­ка, ко­то­рая ос­но­ва­на на вы­чис­ле­нии уров­ня без­опас­но­сти дан­ных при уве­ли­че­нии циф­ро­во­го шума. Та­кая ме­то­ди­ка уже ис­поль­зу­ет­ся ком­па­ни­я­ми Ap­ple и Face­book для сбо­ра дан­ных, не из­вле­кая при этом част­ную ин­фор­ма­цию о поль­зо­ва­те­лях.

«Шум» — это слу­чай­ная ин­фор­ма­ция, на­при­мер, ко­гда часть дан­ных о поль­зо­ва­те­лях пе­ре­пу­ты­ва­ет­ся или пе­ре­на­зна­ча­ет­ся, при этом ин­фор­ма­ция о груп­пе в це­лом оста­ет­ся ис­тин­ной (до­пу­стим, сред­ний воз­раст или ко­ли­че­ство че­ло­век опре­де­лен­ной на­ци­о­наль­но­сти). Это поз­во­ля­ет за­щи­тить при­ват­ность.

Од­на­ко слиш­ком мно­го шума — риск по­те­рять или ис­ка­зить важ­ную ин­фор­ма­цию.

Если ме­то­до­ло­гия ока­жет­ся успеш­ной, к кон­цу 2020 года ее ис­поль­зу­ют для пе­ре­пи­си на­се­ле­ния США. Ка­на­да и Ве­ли­ко­бри­та­ния так­же про­яви­ли ин­те­рес к тех­но­ло­гии.

Мо­де­ли­ро­ва­ние кли­ма­ти­че­ских из­ме­не­ний

Со­вре­мен­ные ком­пью­те­ры на­учи­лись вы­чис­лять связь гло­баль­ных кли­ма­ти­че­ских из­ме­не­ний и экс­тре­маль­ных по­год­ных яв­ле­ний.

Спу­стя де­сять дней по­сле тро­пи­че­ско­го штор­ма Имель­да, об­ру­шив­ше­го­ся на аме­ри­кан­ский го­род Хью­стон в сен­тяб­ре 2019 года, ис­сле­до­ва­тель­ская ко­ман­да вы­яс­ни­ла, что к ка­та­клиз­му под­толк­ну­ли кли­ма­ти­че­ские из­ме­не­ния.

Груп­па World Weather At­tri­bu­tion со­зда­ла две ком­пью­тер­ные си­му­ля­ции бу­ду­ще­го мира: в пер­вом сце­на­рии гло­баль­но­го по­теп­ле­ния не было, во вто­рым — был. В по­след­нем слу­чае риск воз­ник­но­ве­ния штор­ма уве­ли­чи­вал­ся в 2,6 раза, при этом ура­ган по про­гно­зам ста­но­вил­ся на 28% ин­тен­сив­нее.

Если до это­го уче­ные с неохо­той го­во­ри­ли о вли­я­нии кли­ма­ти­че­ских из­ме­не­ний на се­го­дняш­ние ка­та­клиз­мы, то се­го­дня об­на­ру­жи­ва­ет­ся все боль­ше дан­ных, под­твер­жда­ю­щих связь.

Бла­го­да­ря но­вым тех­но­ло­ги­ям уче­ные мо­гут де­лать бо­лее точ­ные пред­ска­за­ния и со­зда­вать мо­де­ли кли­ма­ти­че­ских со­бы­тий в вы­со­ком раз­ре­ше­нии. Сей­час этим за­ни­ма­ют­ся в Ко­ро­лев­ском ме­тео­ро­ло­ги­че­ском ин­сти­ту­те Ни­дер­лан­дов, Окс­форд­ском уни­вер­си­те­те и Кли­ма­ти­че­ском цен­тре Крас­но­го кре­ста.