Живые машины и подземные города 6 многообещающих технологий ближайшего будущего
Теги: Новые технологии
Автор: Виктор Зайковский
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:
Синтетические средства массовой информации
Удаление всех болезней из нашей ДНК
Казалось бы, еще совсем недавно мы прекрасно жили без Тендера, Убера и Инстаграма, без умных часов, которые постоянно следят за нашим пульсом и считают шаги, а также без Tesla и электрических автомобилей как таковых. А сегодня без всего этого жизнь кажется немыслимой. Все это в очередной раз показывает, как быстро развивается наука и техника. Главное — это развитие все больше ускоряется.
Прогнозировать будущее — дело неблагодарное, однако мы взяли на себя смелость выбрать несколько направлений науки и техники, развитие которых предопределит прогресс человечества в ближайшие 10 лет.
Синтетические средства массовой информации
Мы уже рассказывали о технологии deepfake, когда чье-то лицо подменяется лицом другого человека, а то и вовсе искусственно сгенерированным, в фильме или видеоролике. Но deepfake — это лишь верхушка айсберга, когда речь идет о синтетических медиа, более широком явлении сверхреалистичных искусственно созданных фотографий, текстов, звуков и видео. В качестве примера можно привести сайт thispersondoesnotexist.com. Зайдите на него, обновите страницу несколько раз. Каждый раз вам будут показывать чей-то портрет. Но дело в том, что ни одно из лиц, которые вы увидите, не будет реальным. Они созданы генеративными состязательными сетями, тем же типом искусственного интеллекта, который стоит за многими глубокими подделками. Эти фальшивые фотографии показывают, насколько далеко продвинулись синтетические СМИ за последние несколько лет.
В другом месте китайское государственное информационное агентство «Синьхуа» представило информацию о возможном использовании синтетических медиа — сгенерированных компьютером ведущих новостей. Хотя результаты не всегда выглядят реалистично, они меняют наше представление о том, как должны выглядеть телевизионные новости. Никаким ведущим больше не нужно будет сидеть в студии и зачитывать новости с телесуфлера, более того: выпуски новостей можно будет делать персонализированными и показывать разное содержание для разных групп населения.
Удаление всех болезней из нашей ДНК
Рождение первых детей с отредактированными генами вызвало бурные обсуждения в 2018 году. У девочек-близнецов, чей геном был изменен в ходе процедуры ЭКО, ДНК была изменена с помощью технологии CRISPR, чтобы защитить их от ВИЧ. CRISPR использует бактериальный фермент для нацеливания и разрезания определенных последовательностей ДНК. Китайский исследователь Хэ Цзянькуй, руководивший работой, в итоге сел в тюрьму за пренебрежение правилами безопасности и отсутствие информированного согласия. Однако этически обоснованные исследования CRISPR можно использовать для лечения опасных заболеваний. До начала споров китайские ученые ввели иммунные клетки, отредактированные с помощью CRISPR, пациенту, чтобы помочь ему бороться с раком легких.
В 2018 году в США были проведены два испытания с использованием аналогичных методов у больных с различными видами рака, и сообщалось, что три пациента получили отредактированные иммунные клетки обратно. Редактирование генов также тестируется в качестве метода лечения наследственного заболевания крови — серповидноклеточной анемии. В рамках текущего испытания будут собраны и отредактированы стволовые клетки из собственной крови пациентов.
Настоящие живые машины
В 2010 году Крейг Вентер создал первую синтетическую клетку. Четыре года спустя один из первых продуктов эпохи синтетической биологии появился на рынке, когда фармацевтическая компания Sanofi начала продавать лекарства от малярии на основе перепроектированных дрожжевых клеток. Однако сегодня биологи начинают находить способы организации отдельных клеток в коллективы, способные выполнять простые задачи. По сути это биологические машины или, как их называют биологи из Университета Вермонта, ксеноботы. В настоящее время команда ученых создает своих ксеноботов из клеток кожи и сердца эмбрионов лягушек, создавая «машины» на основе проектов, разработанных на суперкомпьютере. Просто объединив эти два типа клеток, они создали «машины», способные ползать по дну чашки Петри, толкать маленькие гранулы и даже сотрудничать. Впрочем, пока этих ксеноботов нельзя назвать живыми организмами: они, например, не едят и не размножаются. Поскольку не могут использовать пищу, они также умирают или по крайней мере быстро разлагаются, что означает отсутствие очевидной опасности для окружающей среды или людей.
Сочетание этого подхода с более традиционными методами синтетической биологии может привести к созданию новых многоклеточных организмов, способных выполнять сложные задачи. Например, они могут выступать в качестве биоразлагаемых машин для доставки лекарств, а если их создать из человеческих клеток, то они будут биосовместимы и не вызовут негативных иммунных реакций.
Нейроинтерфейсы и экзоскелеты
Одной из самых многообещающих областей науки являются интерфейсы «мозг-машина» (ИММ). По сути, это устройства, имплантируемые в мозг, которые обнаруживают и декодируют нейронные сигналы для управления компьютерами или машинами с помощью мысли. Лучше всего потенциал ИММ был продемонстрирован в октябре 2019 года, когда парализованный пациент по имени Тибо использовал его для управления экзоскелетом и смог полноценно ходить. Казалось бы, если все так здорово, то давайте как можно скорее сделает технологию доступной для всех! Однако есть и сдерживающие факторы. Например, ограничения по количеству электродов, которые можно безопасно имплантировать для определения активности мозга.
Вы могли не слышать о нейроинтерфейсах как таковых, но наверняка знаете об Илоне Маске и его компании Neuralink, которая активно работает над устранением технических ограничений. В импланте Neuralink используется больше электродов, чем у кого-либо еще, а сами они расположены на гибких полимерных нитях, которые с меньшей вероятностью повредятся или поржавеют. Впрочем, и здесь пока далеко до успешного испытания на людях.
А пока мы не можем пользоваться нейроинтерфейсами, по крайней мере массово, стоит посмотреть в сторону экзоскелетов, которые уже сейчас используются для расширения физических возможностей человека. Так, например, в некоторых реабилитационных центрах специалисты используют экзоскелеты, которые крепятся к спине, бедрам, ногам и ступням пациента, чтобы помочь ему стоять и шагать. С экзоскелетом для помощи пациенту требуется всего один-два физиотерапевта, а не команда из четырех и более человек. Кроме того, экзоскелет позволяет пациенту достичь гораздо большего — например, сделать несколько сотен шагов за сеанс вместо 10–20 при обычной терапии. Есть потенциальные возможности применения и в других областях: экзоскелеты для верхней части тела испытываются на американском заводе Ford, чтобы помочь людям переносить тяжелые детали автомобиля.
Но какими бы полезными ни были экзоскелеты для нижней части тела, они вряд ли заменят инвалидные коляски в ближайшее время. Отчасти потому, что они не справляются с неровной поверхностью, не могут сравниться с ними в скорости ходьбы и стоят намного дороже. Если инвалидное кресло обходится в сотни долларов (в крайнем случае тысячи), то экзоскелет — в несколько десятков, а то и пару сотен тысяч долларов. Впрочем, развитие любой технологии неизбежно приводит к ее удешевлению. А значит, рано или поздно это случится и с экзоскелетами.
Подземные города
Поскольку пространство в городах ограничено, зачастую единственным вариантом для тех, кто может позволить себе расширить свои владения, является спуск под землю. Роскошные подвалы уже есть под многими домами в Лондоне, но население городов будет продолжать расти, и подземные сооружения начинают появляться в гораздо больших масштабах. Одной из идей, пока еще находящейся на стадии концепции, является «земной небоскреб» для Мехико. Эта 65-этажная перевернутая пирамида была предложена в качестве обеспечения офисными, торговыми и жилыми помещениями без необходимости сносить исторические здания города или нарушать 8-этажное ограничение по высоте.
Однако остается много вопросов: например, как обеспечить освещение, удалить отходы и защитить людей от пожара или наводнения. На некоторые потенциально можно ответить, увидев в Китае отель Intercontinental Shanghai Wonderland. Этот роскошный курорт на 336 номеров был построен в скале заброшенного карьера глубиной 88 метров и открылся в ноябре 2018 года. Сингапур также исследует свои подземные возможности, превращая пещеры Jurong Rock Caverns в подземное хранилище для нефтяных запасов. Там же планируется построить еще и «подземный научный город» для 4200 ученых, которые будут проводить исследования и разработки. А в Нью-Йорке в рамках проекта Lowline заброшенная станция метро превращается в парк.
Квантовые компьютеры
Сколь бы совершенными ни казались современным компьютеры, многие задачи им по-прежнему не по зубам. Например, моделирование погодных условий или изменения климата занимают огромное количество времени. Даже у сверхмощных суперкомпьютеров это занимает некоторое время. Считается, что квантовые компьютеры смогут решать подобные задачи в мгновение ока.
Но в 2019 году произошло нечто, заставившее многих людей задуматься и отнестись к квантовым компьютерам серьезно: компьютер Sycamore от Google решил задачу, на которую обычные компьютеры потратили бы огромное количество времени и энергии. Задача, выполненная Sycamore, — проверка случайного распределения набора чисел — заняла у него 200 секунд. Google утверждает: у самого мощного обычного суперкомпьютера IBM Summit на это ушло бы 10 000 лет. Сама IBM утверждает, что Summit потребовалось бы всего 2,5 дня. Но независимо от этого данное знаменательное событие дало толчок развитию квантовых компьютеров.
Однако не стоит ожидать, что квантовый компьютер будет использоваться дома. Скорее всего, он будет работать в области химии и физики, выполняя сложные задачи, такие как моделирование взаимодействия между молекулами, и ускоряя разработку новых лекарств, катализаторов и материалов. В долгосрочной перспективе квантовые компьютеры обещают быстрый прогресс во всем: от прогнозирования погоды до искусственного интеллекта.
Рекомендуем прочитать о самолетах будущего.
