Топ-10 технологий будущего, которые покорили мир

Инициатива «Геном материала»

Концепция «Геном материала» реализуется в США с 2011 года в рамках инициативы «Materials genome initiative» (MGI). В России существует множество коллективов, применяющих отдельные методы, вошедшие в MGI.

Ускорение темпов инноваций важно для глобальной конкурентоспособности любой страны. С помощью искусственного интеллекта, который отобразил сотни миллионов возможных комбинаций элементов, в США создали огромную базу данных для экспериментов

Она позволяет ученым воспроизводить своего рода джазовую импровизацию с помощью периодической таблицы. Так они могут создавать и комбинировать новые элементы, работать быстрее — и в совершенно новых масштабах.

LCD тоже не конкурент

Без сравнения ЖК-панелями тоже не обошлось – по официальным данным, матрицы NXTPAPER на 35% тоньше и на 65% более энергоэффективны.

Прототип планшета с экраном NXTPAPER

Определенное сходство у новинки TCL есть и с дисплеями OLED. Им, как известно, не требуется дополнительная подсветка в отличие от ЖК-матриц, и NXTPAPER тоже обходится без нее.

Независимость от подсветки здесь реализована путем использования специальных материалов с высокой отражающей способностью. По словам производителей, он «повторно использует естественный свет», то есть он отражает свет от внешних источников.

Дроны и андроиды на службе у человека

Дронами сейчас уже никого не удивишь: их используют для военных целей, для съемки красивых видео, а теперь – для доставки.

Нельзя сказать точно, когда появились дроны. Впервые их использовала Австрия в 1849 году для бомбардировки Венеции. Затем похожие технологии использовались во времена Второй мировой войны.

Для того, чтобы дроны стали доступны для обычных жителей потребовалось ни чуть не меньше времени, чем изобретение искусственного интеллекта, потому что долгое время армия не позволяла гражданским пользоваться этими технологиями.

Тем не менее, в 2010 году беспилотники начали набирать популярность и мы смогли получить удивительные видео природы и городов с высоты птичьего полета, а также рассмотреть возможности использования дронов в мирных целях.

Уверена, раньше (да и сейчас тоже) сложно представить то, что вашу посылку, скажем, с Китая в Киев доставляет специальный дрон, который летит сотни километров к вашей двери. Хочу вас удивить – все идет к этому. В Америке некоторые больницы уже оснастили такими дронными станциями для передачи анализов. Так что можно не сомневаться в том, что совсем скоро и в нашу дверь постучится дрон с посылкой.

(Amazon произвела первую поставку посылки с помощью дрона еще в 2016 году)

Кстати о службе человеку. Если вас не удивить дронами и доставкой, возможно вам понравится новость о том, что в некоторых китайских ресторанах людей уже обслуживают роботы-официанты.

Также в этом году в Китае был проведен эксперимент по созданию больницы, персонал которой полностью состоял из роботов, управляемых искусственным интеллектом. Чем не эпизод из очередной серии «Доктора Кто»?

(Первый в мире робот от iFlytek Co Ltd, который прошел обязательный тест Национальной лицензионной экспертизы, доказав что может быть врачом.)

Искусственные люди Neon от Samsung

Лаборатория Star Labs, которую активно поддерживает Samsung, представила свои творения «искусственных людей» Neon.3D проекции людей, созданных с помощью больших экранов и подключенные к ИИ имеют свою историю, внешний вид, имя, работу и могут отвечать на любые вопросы. Их изображение появляется на большом экране, но кажется, будто с тобой и вправду взаимодействует реальный человек.

Neon созданы для того, чтобы упростить работу журналистам, маркетологам, а также учителям и няням. Они могут подавать информацию, взятую из интернета, быстро генерировать вопросы и использовать некоторые человеческие эмоции для анализа последующей реакции.

Развитие технологий в будущем

8. Бионическая линза для сверхчеловеческого зрения

Канадский врач собирается проводить клинические тестирования «бионических линз», которые в 3 раза улучшают стопроцентное зрение с помощью 8-минутной безболезненной операции.

Новая линза будет доступна уже к 2017 году, улучшая естественный хрусталик глаза. Во время операции шприц внедряет линзу с физиологическим раствором в глаз, и через 10 секунд сложенная линза распрямляется и располагается над естественным хрусталиком, полностью корректируя зрение.

9. Спрей-одежда

Испанский дизайнер Манел Торрес (Manel Torres) изобрел первую в мире спрей-одежду. Вы можете нанести спрей на любую часть тела, а затем снять его, смыть и снова носить.

Спрей сделан из специальных волокон, смешанных с полимерами, которые придают ткани эластичность и долговечность. Эта технология позволит дизайнерам создавать уникальные предметы одежды с оригинальным дизайном.

10. Портреты, полученные из ДНК

Студентка Хизер Дюи-Хагборг создает 3D портреты из ДНК, найденных на сигаретных окурках и жевательных резинках на улице.

Последовательности ДНК она вводит в компьютерную программу, которая создает облик человека с образца. Обычно в ходе этого процесса выдают 25-летнюю версию человека. Затем модель распечатывают в 3D портреты в натуральную величину.

11. Покупки в виртуальной реальности

Один из таких магазинов был открыт на железнодорожной станции в Южной Корее, где вы можете сделать заказ, сфотографировав штрих-код, и ваши покупки доставят домой.

Сеть магазинов Homeplus установила шесть дверей-экранов с изображениями полок в натуральную величину c товарами, которые вы приобрели бы в супермаркете. Под каждым товаром есть штрих-код, который можно отсканировать и отправить с помощью приложения.

Вы можете сделать заказ на станции по дороге на работу, и товары доставят к вам домой вечером.

12. Беспилотные автомобили

Ожидается, что к 2020 году появится около 10 миллионов беспилотных автомобилей, что снизит количество смертей на 2500 между 2014 и 2030 годом.

Многие производители автомобилей уже начали внедрять некоторые функции автоматического вождения в производимых автомобилях.

Также есть множество компаний, пытающихся разработать технологии для самоуправляемых автомобилей, как например, Google, объявивший о прототипе беспилотного автомобиля. Полностью автономный автомобиль ожидается к 2019 году.

13. Город под куполом

В Дубае идет строительство торгового центра, называемого «Mall of the World», накрытого выдвижным куполом, который контролирует климат внутри, и снабжает кондиционированием воздуха.

Комплекс займет площадь 4,46 км2 и и будет включать крупный центр красоты и здоровья, культурно-развлекательный район, отели на 20 тысяч номеров и многое друге. Это будет самый крупный торговый центр с закрытым тематическим парком.

14. Искусственные листья, преобразующие углекислый газ и солнечный свет в топливо

Ученые разработали новые солнечные элементы, преобразующие углекислый газ в атмосфере в топливо с помощью Солнца.

Хотя предпринималось немало попыток преобразования углекислого газа во что-то полезное, впервые был разработан реальный метод. В отличие от других технологий, для которых нужны благородные металлы, такие как серебро, этот метод использует материал на основе вольфрама, который в 20 раз дешевле и действует в 1000 раз быстрее.

Эти солнечные элементы используют углекислый газ из атмосферы, чтобы произвести синтетический газ – смесь газообразного водорода и окиси углерода, который можно напрямую сжигать или преобразовывать в углеводородное топливо.

3D-сканеры

Сами по себе 3D-сканеры — это не новость. У них есть масса узкоспециальных применений. Их используют на производстве для контроля качества изготовленных деталей. С их помощью создают трёхмерных виртуальных двойников актёров при съёмке фильмов. Компьютерный томограф, применяемый медиками, тоже представляет собой разновидность 3D-сканера.

Тут интересен не столько сам факт существования этой технологии, сколько то, что с ней происходит в данный момент: она дешевеет. А всё потому, что появились доступные 3D-принтеры. Для того чтобы извлечь из них пользу, необходимы трёхмерные модели для печати. Самый простой способ изготовления таких моделей — 3D-сканер.

Недорогим 3D-сканером, в сущности, являлся игровой контроллер Kinect, который разработали в Microsoft для консоли XBox 360. А некоторые методы 3D-сканирования даже не требуют специального устройства, достаточно программы. Например, мобильное приложение 123D Catch, созданное в Autodesk, позволяет скомбинировать в трёхмерную модель серию снимков, сделанных с помощью обычного смартфона.

В начале марта нью-йоркская компания MakerBot Industries, производящая настольные 3D-принтеры, которые можно купить примерно за две тысячи долларов, продемонстрировала на конференции SXSW прототип недорогого 3D-сканера под названием Digitizer.

С помощью Digitizer можно отсканировать существующий предмет, получить трёхмерную модель и тут же отпечатать её на 3D-принтере MakerBot. Возможные применения очевидны: таким способом, к примеру, можно чинить сломавшиеся устройства. Сломалась деталь — скопируй с помощи связки 3D-сканер-3D-принтер целую и поставь её взамен.

Впрочем, о том, какие применения найдут 3D-сканеры, если они станут общедоступны, можно только гадать. Демократизация технологий часто приводит к результатам, о которых их создатели даже не думали. Компьютеры изобретали не для компьютерных игр, а интернет — не для порнографии и мемов с кошками, но вы же видите, что всё закончилось именно ими.

Тренды на рынке дисплеев в ближайшие годы

Замещение LED-дисплеев на более современные OLED-дисплеи. От массового обновления останавливает только цена: по состоянию на 2021 год OLED стоят дороже. Но бурное развитие этой технологии и открытие новых заводов неизбежно приведет к удешевлению — вопрос только в сроках.
Захват верхней ценовой категории еще более совершенными экранами — такими как TOLED. Это прозрачные экраны, позволяющие легко видеть изображение даже на очень ярком свете.
Дополненная реальность. Абсолютная прозрачность TOLED-дисплеев позволит крепить их прямо на окна или лобовые стекла автомобилей и при необходимости выводить всплывающие подсказки для водителя при движении по дороге. Технологию также можно будет адаптировать для шлемов: удачная находка для мотоциклистов, летчиков и профессиональных гонщиков.
Технология microLED. «Эта технология должна решить главный недостаток текущих OLED-панелей: выгорание органических светодиодов. В технологии microLED органический светодиод заменили на микроскопический светодиод из нитрида галлия, который способен проработать намного дольше и не подвержен выгоранию. На ближайшие десять лет у разработчиков microLED стоит главная задача — добиться качественно нового подхода в пайке микроскопических светодиодов, чтобы стало возможным увеличение количества пикселей на дюйм. Соответственно, по качеству строения дисплея microLED сможет догнать OLED. С течением времени стоимость производства microLED снизится настолько, что технология будет конкурировать с OLED-панелями», — рассказал Влад Захаров.
Еще одна перспективная разработка — PHOLED. В ней задействованы диоды с электрофосфоресценцией ультравысокого КПД. Если классический OLED преобразует в свет всего 25% полученной электроэнергии, то результативность PHOLED стремится к 100%. Следовательно, энергии тратится вчетверо меньше, и образуется колоссальная экономия: как в деньгах, так и в размерах батареи для смартфона или ноутбука.

Но что еще важнее — эффективность PHOLED сделает возможной давнюю мечту фантастов: превращение в дисплей целых стен. Низкое энергопотребление таких диодов позволит покрыть ими, к примеру, стену комнаты и освещать помещение диодами, а не лампочкой. Это изменит сам принцип того, как освещаются дома, и сделает здания со светящимися снаружи стенами привычным атрибутом городского пейзажа.

Годы разработки

В TCL заявляют, что специалисты компании потратили несколько лет на разработку данной технологии. Как долго они работали над ней на момент публикации материала известны не были.

Какие инновации изменят облик российских городов
Инновации и стартапы

Существует вероятность, что TCL будет выпускать устройства с экранами NXTPAPER под имеющимися в ее распоряжении брендами, в том числе и под собственным. К примеру, вместе с этой технологией она показала планшеты TCL 10 TabMax и 10 TabMid, продажи которых начнутся в IV квартале 2020 г., но обе эти модели оснащены классическими IPS-дисплеями с подсветкой и определенной долей излучаемого синего света.

Квантовые сенсоры и метрология

Для начала рассмотрим определение квантовых сенсоров. Квантовые сенсоры — это, естественно, высокоточные измерительные приборы, основанные на квантовых эффектах. От этих сенсоров ожидается высокое пространственное и временное разрешение, что позволит повысить точность измерений в сравнении с существующими классическими сенсорами. Тем более, использование свойств суперпозиций, запутанности, сжатия квантовых состояний, в свою очередь обеспечит в перспективе максимальную возможную чувствительность измерений за счет преодоления стандартного квантового предела.

Благодаря высокой степени контроля над состоянием отдельных микроскопических систем, обеспечиваемая квантовыми технологиями, позволяет создавать квантовые сенсоры с очень высокой чувствительностью. Развитие таких технологий может дать мощный импульс сразу в некоторых областях: оборона и безопасность, навигация в космосе и беспилотных транспортов, строительство, нефтедобыча и геологоразведочные работы, медицинская диагностика и индустрия.

Квантовые сенсоры позволяют измерять множество различных физических величин с невероятной точностью, но давайте поговорим об основных характеристиках данных устройств. В общем случае ключевыми характеристиками сенсоров являются: прецизионность, чувствительность к изменению величины детектируемого сигнала, специфичность к анализируемому сигналу, пространственное и временное разрешение, динамический диапазон, рабочий диапазон, например частотный, температурный и т.д., время отклика или анализа, относительная воспроизводимость частоты, возможность многократного использования за счет регенерации детектирующей поверхности, энергопотребление; габариты и мобильность, сложность обслуживания и эксплуатации, срок службы; стоимость производства и эксплуатации.

Если говорить об уровни готовности, то в мире она составляет TRL 3-9, а в России TRL 1-5, что говорит о том, что пока в мире идет демонстрация технологий в окончательном виде, в России идет только проверка основных теологических компонентов в реальных условиях. Это показывает, что в квантовых сенсорах мы отстаем сильнее от мира, нежели в квантовых вычислениях. Однако, в настоящий момент в России существует ряд перспективных решений в области квантовой сенсорики, опирающихся на технологический задел научно-исследовательских организация и производственных компаний.

К числу таких решений, имеющих практические приложения и коммерческие перспективы, можно отнести: оптические атомные часы, гравиметры и акселерометры на атомах рубидия, гироскопы на ансамблях спинов в твердом теле, локальные сенсоры магнитного поля и температуры на основе азото–замещеной вакансии в алмазе и электрического поля – на центрах окраски, датчики электромагнитных полей на основе когерентных состояний спинов в магнитоупорядоченных средах, спинтронные сенсоры, магнитоплазменные сенсоры, твердотельные фотоумножители, спектрограф с использованием микрорезонаторов, источники и приемники одиночных фотонов

Но самой важной поддерживающей технологией является разработка дешевых лазерных модулей

Лидирующие организации

АО ИСС им Решетнева;
АО РИРВ; ВНИИФТРИ;
Время– Ч;
ИЛФ СО РАН;
ИПФ РАН;
ИСАН;
ИФТТ РАН;
МГУ им. М.В. Ломоносова;
МФТИ;
НИТУ МИСиС;
МИФИ;
Объединенный институт ядерных исследований,
ФТИ им. Иоффе;
ООО «Детектор Фотонный Аналоговый» (ООО «ДЕФАН»);
РКЦ; Университет ИТМО;
ФИАН им. П.Н. Лебедева;
ЦКТ МГУ им. М.В. Ломоносова;
Центр перспективных технологий и аппаратуры.

Воздушное такси Uber Air

Uber взлетает в воздух в 2023 году. Компания представила прототип воздушного такси, совместно с калифорнийской компанией Joby Aviation, которая планирует использовать полностью электрические воздушные суда, известные как e-VTOL (электрический вертикальный взлет и посадка), для перевозки до четырех пассажиров на малой высоте на короткое расстояние.

Планируется запустить такую функцию для полетов из города в город, например, из Лос-Анджелеса в Лас-Вегас. Принцип совместной поездки будет удержан, но теперь она будет воздушной. Ожидается, что поездка длиной в 30 км обойдется примерно в 100 долларов.

Что было на CES 2020?

В этом году выставку посетило более 175 тыс. человек из 79 стран мира, учитывая СМИ, участников и персонал. CES 2020 показала 4 400 экспонатов от компаний, которые входят в список Fortune Global 500, а также стартапов. Традиционно самые крупные из представлений происходили в понедельник, когда LG, Samsung и Sony показывали свои стенды.CES 2020 был просто огромен и занимал большую часть Лас-Вегас Стрип, а также окружающих улиц.

Из всех 160 000 гостиничных номеров, которые есть в Вегасе, в этот год были заполнены все. К счастью, CTA (компания, которая устраивает шоу) предлагала бесплатные трансферы и таким образом увеличила количество посетителей.

Большой новостью этого года было то, что Apple вновь вернулась на CES впервые за последние 10 лет. Бренд не представил стенда и не показал новых продуктов, но представительница управления конфиденциальностью продуктов Apple Джейн Хорват поучаствовала в круглом столе о безопасности в цифровом окружении.

Также на CES 2020 приехала Иванка Трамп, которая посвятила целую панельную дискуссию продвижению женщин в мир технологий.

Запросы на естественном языке

Распознавание речи и общение на естественном языке — это две классические проблемы, над которыми с давних пор бились специалисты по искусственному интеллекту. Кое-что получаться стало лишь несколько лет назад, зато как! Прогресс и в той, и в другой области заметен невооружённым взглядом.

И в iOS, и в Android встроены системы распознавания речи, совсем неплохо справляющиеся с пониманием английского языка (по очевидным причинам разработчики уделяли ему больше всего внимания) и показывающие сносные результаты для нескольких других распространённых в мире языков.

Siri, программа-ассистент, который снабжены современные телефоны Apple, не просто распознаёт речь, но и пытается понять, что именно ей сказали. Разумность Сири, конечно, оставляет желать лучшего. Не составляет труда нащупать ограничения алгоритма, который она использует, однако в данном случае важен сам факт: это едва ли не первый настолько популярный голосовой интерфейс, применяющий и распознавание речи, и обработку запросов на естественном языке. И этим интерфейсом, несмотря на все недостатки, уже пользуются миллионы.

Ещё важнее голосовой интерфейс в электронных очках Google Glass, где он является не вспомогательным, как в iPhone, а главным способом взаимодействия с устройством. От того, насколько понятливым он окажется, зависит удобство и, в конечном счёте, успех Glass.

На другом краю спектра находится построенный в IBM суперкомпьютер Watson. Он показывает, чего можно достичь, когда разработчикам не приходится думать об ограничениях мобильных устройств, скорости связи или загрузке дата-центров. Watson состоит из 90 мощных серверов с суммарной производительностью, составляющей 80 терафлопс, и оперативной памятью ёмкостью 18 терабайт.

Обработка запросов на естественном языке — это главная задача Watson. В 2011 году он участвовал в телеигре Jeopardy (американский аналог «Своей игры») и легко одолел своих белковых оппонентов. Более мощная версия Watson, существующая в настоящий момент, будет анализировать медицинские данные и рекомендовать наиболее подходящие методы лечения пациентов.

3D-принтер

Юные инженеры и их учителя — лучший пример людей, нуждающихся в 3D-печати при обучении. В Миннеаполисе одна из школ уже обзавелась принтером Dimension BST, с помощью которого ученики создают дизайнерские прототипы.

3D-принтер позволяет создать рабочую мини-модель (и совсем не обязательно выпиливать ее лобзиком из фанеры), чтобы проверить инженерную конструкцию, поэтому студенты могут отточить свои навыки до мелочей. Сегодня, обладая программами CAD, любой студент может сэкономить массу времени и денег, если дополнит свое оборудование 3D-принтером.

Не будем забывать и о том, что 3D-принтеры постоянно падают в цене, а значит совсем скоро они станут доступны всем и каждому. Кроме того, физические модели развивают абстрактное мышление (у всех в химическом классе были наглядные молекулы?), а значит, если распечатать физическую версию структуры, школьники смогут лучше понять, с чем имеют дело.

Умная обувь от Asics

Японский бренд обуви Asics представил на CES 2020 прототип первой умной обуви — Evoride. Пока еще безымянная модель использует технологию, изготовленную в сотрудничестве с японской сенсорной компанией No New Folk.

Датчик, который находится между подошвой и верхней частью обеих ботинок Evoride, имеет шестиосевой датчик движения, а также датчики атмосферного давления и вибрации внутри корпуса. Он управляется микрокомпьютером STM32L4, который обеспечивает обнаружение движения с низким энергопотреблением.

С помощью Evoride бегуны могут посмотреть, сколько энергии вы используете, когда и сколько раз и с какой силой ваши ноги ударяются о землю, как далеко ваша лодыжка вращается или выпрямляется, когда она приземляется. Система также анализирует левую и правую ногу отдельно, а также длину вашего шага и их частоту. Все данные вводятся в приложение обуви.

В настоящее время такая умная обувь доступна только в Японии и стоит около 300 долларов, но мы надеемся, что она дойдет и к нам.

ИИ против старения

В России также есть стартапы, занимающиеся проблемой старения. Один из них — компания Gero.

Изначально, Gero занимался только наукой — ученые публиковали статьи в рецензируемых журналах, некоторые получали критику. Затем команда Gero начала собирать данные о здоровье людей, анализировать их и таким образом выявлять «мишени» организма.

У компании есть отдельное ответвление — платформа для создания новых лекарств под названием GERO.AI. С помощью машинного обучения и искусственного интеллекта платформа анализирует массивы биологических семплов и находит слабые точки в организме. Например, в 2018 году GERO.AI изучила около 300 образцов плазмы умерших людей, после чего команда ученых нашла белок, влияющий на биологический возраст. Команда Gero высказала предположение, что уменьшение концентрации найденного белка может замедлить старение.

Гипотезу проверили в лаборатории по изучению старения человека в Национальном университете Сингапура, нашли подтверждение и благодаря собранным человеческим данным ученым из Gero удалось омолодить старых мышей, продлив их жизнь на полтора месяца. Как и в других anti-aging стартапах, до экспериментов с людьми еще далеко, поэтому все исследования проводятся на мышах.

Человеческие данные платформа получает, покупая биобанки (например, 300 образцов плазмы обошлись компании в $1 млн) и с помощью приложения GeroSense — wellness-ответвления компании, которое собирает данные об активности пользователей с помощью смарт-часов или фитнес-трекеров. Интерфейс выделяет биологический возраст человека и способность организма к восстановлению. Помимо этого, GeroSense умеет определять паттерны при ходьбе — например, по походке может определить, курит ли человек, находится ли он в стрессе.

Петр Федичев

(Фото: Dev.by)

По словам основателей, главная задача Gero — выделять факторы, вызывающие старение, измерять их, а затем разрабатывать лекарства против них. Так, например, в мае 2021 года, научная команда Gero совместно с онкологическим центром Розуэлл-Парк опубликовала статью в журнале Nature Communications. Согласно совместному исследованию, еще один «маркер» старения — способность организма противостоять стрессу. Чем старше человек, тем ниже способность к восстановлению, даже если остальные показатели организма остаются в норме.

Заключение

О том, как именно квантовые технологии изменят наш привычный мир, только предстоит узнать. Некоторые специалисты высказывают мысли о том, что современный инфраструктурный ландшафт изменится радикально. Возможно, так и произойдет. Но для сегодняшнего дня важнее не то, к чему приведет нас квантовая революция, а то, на каком ее этапе мы находимся сегодня.

По моим ощущениям, именно сейчас открыто окно возможностей для бизнеса, которое позволяет использовать достижения квантовых разработок как конкурентное преимущество.

Тому, кто последним запрыгнет в этот несущийся поезд, придется потратить на порядок больше усилий, чтобы догнать головной вагон.