Uncategorized

Топ-10 проривних технологій, які змінять світ

Наукові досягнення сьогоднішнього дня – основа для зміни звичного нам світу завтра. Щось змінить світ найближчим часом, щось – в далекій перспективі. Ми розглянули сучасні тренди і представили, як вони змінять світ у майбутньому. Якщо, звичайно, змінять. Заодно спробували оцінити ймовірність того, що розглянуті тренди стануть масовими і змінять світ ще за нашого життя.

Енергія з повітря
Вірогідність: 85%

Скоро наші будинки «порозумнішають». А щоб це сталося, вони повинні бути наповнені численними пристроями, які і зроблять наше життя легшим. Датчики руху, температури, забруднення повітря, різні фото- і відеокамери і багато іншого. Всім їм потрібно харчування. Але вести до них дроти або міняти постійно батарейки накладно. Відразу кілька груп дослідників працюють над тим, щоб різні гаджети могли отримувати енергію, що називається, з повітря.

Навколишній нас простір заповнений радіохвилями, наприклад радіосигналами діапазону Wi-Fi. Вчені з Вашингтонського університету взяли стандартний Wi-Fi роутер, внесли в нього невеликі зміни, і тепер його можна використовувати в якості джерела енергії для віддалених пристроїв. При цьому він як і раніше може виконувати свою основну функцію, на якості зв’язку переробка не відбилася. Вченим вдалося живити електроенергією невелику фотокамеру і термодатчик. Причому жоден з цих пристроїв не мав своєї акумуляторної батареї, замість неї для зберігання заряду застосовується суперконденсатор. Така технологія отримала назву Power over Wi-Fi. Причому цю технологію можна використовувати як для пристроїв «розумного будинку», так і малопотужних гаджетів, наприклад фітнес-браслетів.

А ось технологія Freevolt, розроблена компанією Drayson Technologies, дозволяє використовувати енергію радіохвиль різних діапазонів. Створений компанією пристрій вибере енергію з радіохвиль відразу декількох радіочастот. В основі пристрою – багатосмугова антена і випрямляч, який призначений для перетворення змінного струму в постійний. Продемонстрували технологію в компанії, застосувавши її в переносному датчику забруднення повітря CleanSpace. Пристрій оцінює екологічну обстановку навколо користувача і відсилає інформацію на його смартфон.

У міру зниження енергоспоживання різних пристроїв, коли їм для виконання своїх завдань буде вимагатися мінімальна кількість електроенергії, буде рости і популярність бездротової передачі енергії. Технологія наблизить нас до масового поширення інтернету речей і «розумних» будинків. Навіть якщо ви і не будете жити в по-справжньому «розумному» будинку, пару гаджетів, заряджатимуться по повітрю, ви будете мати через пару років точно. Якщо, звичайно, у вашому будинку є необхідні джерела радіохвиль, наприклад Wi-Fi роутер. Зупинити розвиток технології, а вірніше, зробити її непопулярною серед користувачів, може, мабуть, тільки радіофобія.

Нейромережі всюди
Вірогідність: 95%

Те, що раніше було не під силу звичайним комп’ютерам, стане можливо завдяки штучним нейронним мережам. Їх, на відміну від комп’ютерів архітектури фон Неймана, можна навчати. Та й самі вони здатні до самонавчання. Комп’ютери на основі нейромережевих технологій можна застосовувати там, де складно описати мовою програмування то, що потрібно від машини. Тому вони витіснять звичні нам машини і людей з багатьох сфер діяльності. Заодно завдяки ним у нас з’являться можливості, яких не було раніше.
Скрізь, де ми будемо спілкуватися з «розумною» машиною, будуть присутні нейромережі. Голосові помічники і розумний пошук. Роботи-помічники в магазинах, інтерактивні сервіси і самоврядні автомобілі. За кожною «розумною» залізякою буде стояти саме технологія штучних нейронних мереж.

CRISPR / Cas9 змінює генну інженерію. Ми перемагаємо рак і ВІЛ
Вірогідність: 95%

Генна інженерія повинна змінити світ навколо нас і нас самих. Це очевидно і навряд чи хтось буде сперечатися. Питання тільки в тому, коли це станеться. Технології зміни геному завжди були складні і дорогі. Але новий метод точного редагування генів CRISPR / Cas9, здається, незабаром змінить ситуацію.
У Великобританії в цьому році було видано перший дозвіл на застосування цієї технології для редагування генома ембріонів людини. Поки що тільки в дослідницьких цілях. Ембріони після експерименту повинні бути знищені. Досліди по генетичній модифікації ембріонів людини за допомогою технології CRISPR / Cas9 недавно пройшли в Китаї. І це тільки початок.

Що ж трапилося? Все просто. Молекулярні біологи знайшли створений природою механізм редагування генома і вчаться його застосовувати. Механізм простий і ефективний. Природа наділила ним бактерій і архей, які борються з його допомогою з атакуючими їх вірусами. Вчені ж хочуть застосувати його і для редагування генома тварин, рослин і, звичайно ж, людини. CRISPR – подоба архіву, імунологічна пам’ять, де зберігаються фрагменти ДНК вірусу, який коли-небудь атакував бактерію або її предків. Cas9 – інструмент, свого роду природна машина для виявлення в бактеріальної ДНК фрагментів вірусу, копія якого є в архіві. Знайшовши потрібний фрагмент, він розрізає його, тим самим захищаючи клітину від зараження. Після чого система репарації клітини замінює зруйновані ділянки.

А тепер уявімо, що цій системі можна запропонувати будь-який фрагмент ДНК для пошуку і знищення, наприклад фрагмент ДНК вірусу імунодефіциту людини. Вчені з Темпльського університету вже провели такий експеримент на щурах і мишах. В результаті цільової фрагмент ВІЛ був вирізаний з ДНК в кожної тканини живого організму. А в Китаї дослідникам вдалося придушити зростання і запустити програму самознищення ракових клітин. Експеримент також був проведений на мишах. Але досліди на людях вже не за горами. У липні китайськими молекулярними біологами вже отримано дозвіл на проведення дослідів з добровольцями.

На відміну від інших технологій, CRISPR / Cas9 дозволяє редагувати геном як ембріонів, так і живих дорослих організмів.

Можна вилікувати хвору людину, а можна запобігти передачі негативної спадкової інформації нащадкам. Чим краще ми вивчимо людський геном, тим більше у нас буде можливостей його виправляти і покращувати. А це вже шлях до проектування дітей. Так звані «дизайнерські діти» будуть не тільки позбавлені спадкових захворювань, а й отримають закладені від народження і необхідні в житті «бонуси» у вигляді інтелектуальних і атлетичних здібностей, краси і здоров’я.

Квантовий зв’язок і безпечне майбутнє
Вірогідність: 95%

Квантовий зв’язок і квантові комп’ютери, мабуть, дві технології, об’єднані словом «квант» і знаходяться в центрі уваги. Але якщо до повсюдного застосування квантових комп’ютерів ще далеко, то квантові комунікації – справа зовсім близького майбутнього. Китай тільки запустив свій перший експериментальний супутник квантового зв’язку, а експерти вже пророкують, що обсяг ринку квантового зв’язку в найближчі 5 років може досягти 7,5 млрд доларів США.

Що ця технологія означає для нас?

Китайський супутник здатний передавати ключі, які не піддаються перехопленню з орбіти на Землю. Виведення на орбіту більшої кількості таких супутників дозволить створити глобальну мережу квантового зв’язку до 2030 року, заявляє головний науковий співробітник проекту QUESS Цзянь-Вей Пань.

Широке впровадження квантових ліній зв’язку означає, що майбутнє буде хоча б частково таким, яким ми його очікуємо. По дорогах їздитимуть безпілотні автомобілі, в небі літати дрони, а, наприклад, гроші на наших банківських рахунках залишатимуться в цілковитій безпеці. Хіба щось може цьому перешкодити?

Так, уразливості в каналах передачі інформації. Завдяки технологіям квантової зв’язку, а точніше, квантової криптографії як її частини, можна безпечно передавати інформацію. А це значить, що ні хакер, спраглий реалізувати свій творчий хист, ні терорист не зможуть скористатися вразливістю інформаційних каналів. Зараз і самоврядний автомобіль, що рухається на швидкості 120 км / год, і безпілотник, що завис над головою, і банківський сервер можна зламати. І наслідки цього будуть сумними. Тільки уявіть себе в безпілотному автомобілі, управління яким захопив хакер. Квантова фізика дозволяє створити захищені лінії зв’язку і захиститися від атак зловмисників. А значить, зробити майбутнє більш безпечним.

Повсюдне застосування технології блокчейн
Вірогідність: 65%

Глава Ощадбанку Герман Греф вважає, що в найближчому майбутньому ця технологія «переверне все індустрії без винятку, від сільського господарства, закінчуючи банками, і, на жаль, державні органи теж». Ощадбанк і платіжна система Qiwi просувають блокчейн в нашій країні. За кордоном консорціум R3, який розробляє технологію блокчейн, об’єднав провідні банки та фінансові компанії. Його мета – розробка технології блокчейн з відкритим кодом для банківських структур.

Простому читачеві технологія, можливо, знайома в зв’язку з популярною криптовалюти Bitcoin і однойменної пірингової платіжної системи. Численні Майнери по всьому світу добувають біткоіни і сатоші за допомогою своїх комп’ютерів. Але насправді Майнінг криптовалюти є не що інше, як перевірка транзакцій, тобто вчинення необхідних для підтримки системи обчислювальних операцій. За це Майнери і отримують свою «долю» криптовалюти. Та й після біткоіна з’явилося безліч інших криптовалют.

Сьогодні технологією зацікавилися держструктури і провідні фінансові установи. І під блокчейном маються на увазі не тільки криптовалюти. Експерти пропонують розділити сфери застосування технології на три групи: безпосередньо цифрові валюти, використання в рамках електронного уряду і в області «розумних» контрактів і відкритих активів.

Сама технологія блокчейн (від англ. «Blok» – ланцюжок і «chain» – ланцюг) являє собою розподілену базу даних, яка складається з блоків інформації. Кожен такий блок містить в собі записи про транзакції, скоєних учасниками системи. Самі блоки зберігаються на комп’ютерах учасників системи. Це робить злом і зміни бази даних надзвичайно важким завданням.

Банкам блокчейн дозволить позбутися від безлічі витрат, що супроводжують транзакції грошових коштів і підвищити їх швидкість. Крім того, це альтернатива системі міжбанківських переказів SWIFT.

У той же час блокчейн дозволяє відмовитися від регулятора, яким, як правило, виступає держава. Особливо категорично налаштовані проти технології саме силові відомства. Адже криптовалюта, непідконтрольна державним фінансовим регуляторам, може використовуватися злочинними і терористичними організаціями для здійснення тіньових оборудок. Приклади цього вже є. Саме тому і з’явилася пропозиція розділити сфери застосування технології і виділити з неї окремо криптовалюту. Але блокчейн можна використовувати не тільки для зберігання інформації про угоди з цифровими валютами, а й, наприклад, для обліку операцій з нерухомістю. Чи готове суспільство до того, щоб інформація про їх власності зберігалася не в централізованому державному реєстрі, а в розподіленій базі на комп’ютерах безлічі користувачів?

Застосування молекулярних машин
Вірогідність: 85%


Нобелівська премія з хімії цього року вручена за проектування і синтез молекулярних машин. Її отримали вчені Жан-П’єр Соваж, сер Фрезер Стоддарт і Бернард Ферінга. І це не дивно, адже перед нами відкриваються фантастичні перспективи. Як і в багатьох інших випадках, ідею молекулярних машин вчені підгледіли у природи. Навколишній світ наповнений ними. Практично всі функціонально активні білки – це молекулярні машини, каже В. А. Аветисов доктор фізико-математичних наук, керівник лабораторії теорії складних систем Інституту хімічної фізики ім. Н. Н. Семенова. У кожній живій клітині налічується по кілька тисяч таких машин.

Розміри молекулярних машин складають всього лише кілька нанометрів. Це означає, в оптичний мікроскоп їх побачити вже неможливо, адже вони менші довжини хвилі видимого світла. У невидимому нашому оку світі вони з легкістю маніпулюють молекулами і одиночними атомами. Перетягують їх з одного місця на інше. Зближують атоми так, щоб між ними утворилася хімічний зв’язок або, навпаки, розтягують їх, рвуть молекули на частини і розривають хімічні зв’язки, їх скріплюють.

Тепер і ми можемо навчитися робити такі машини. Де ж їх можна застосовувати? Для початку це може бути адресна доставка ліків до хворого органу. Більшість ліків мають побічні ефекти саме тому, що поряд з хворим органом вони діють і на здорові. Лікарські препарати практично не вміють вибирати.

Потрапляючи в загальну кровоносну систему вони можуть діяти і на інші органи. Молекулярні машини дозволять організувати систему доставки лікарського препарату саме до конкретного органу або тканини.

Молекулярні машини можуть виступати збирачами складних молекулярних структур, і ми отримаємо матеріали із заданими властивостями. Або, навпаки, розбирати їх по атому. Хороший спосіб утилізації, наприклад полімерів.

Самі розміри таких наномашин говорять про те, що вони ідеально підходять для роботи в дуже маленьких об’єктах. Наприклад, в клітинах. Там уже працюють тисячі своїх природних машин. Тепер туди можна буде відправити і штучні. Навіщо? Наприклад, підправити геном. Адже вже згаданий білок Cas9 в комбінації з направляючої РНК і є програмована молекулярна машина для розрізання ДНК.

Масове впровадження безпілотного транспорту
Вірогідність: 95%

Десятки компаній по всьому світу вже займаються розробкою безпілотних транспортних засобів. Причому як автомобільні, такі як Volvo, General Motors, Volkswagen, Toyota, Audi, BMW і, звичайно, Tesla, так і ті, які автомобілі ніколи не випускали, – Google, Baidu, Uber та інших.

Навіть«КамАЗ» бере участь. У минулому році на заводі був створений прототип першого безпілотного автомобіля на базі серійної вантажівки. Автомобілями, як вантажними, так і легковими, справа не обмежується. Безпілотне літаюче таксі представлено було китайською компанією Ehang.

Вважається, що безпілотний автомобіль буде безпечніший непередбачуваної і недосконалої людини, схильної до того ж нехтувати правилами дорожнього руху. Оснащені всілякими датчиками і сенсорами (радарами, камерами, навігаційними системами, а також потужними комп’ютерами для прийняття рішень), вони будуть куди більш досконаліші людини. Як було підраховано, повсюдне поширення самоврядних автомобілів скоротить кількість дорожніх аварій на 90%, що врятує життя безлічі людей.
Якщо прибрати з автомобіля водія, то можна істотно заощадити і на зарплаті, чому, безумовно, будуть раді транспортні компанії. А ще безпілотна машина може ганяти по маршруту добу безперервно з мінімальними технічними перервами. Все це обіцяє великі прибутки перевізників.

В один прекрасний день безпілотних автомобілів стане більше, ніж керованих водієм. А через якийсь час водіння автомобіля буде чимось на зразок кінних прогулянок по вихідним. Уже зовсім скоро щоденні поїздки на роботу і додому ми будемо довіряти автопілоту. У якийсь момент людина за кермом на швидкісному хайвеї в потоці безпілотних автомобілів, що мчать на великій швидкості, стане суттєвим фактором небезпеки, і багато доріг просто закриють для автомобілів, якими керують живим водієм.
Сам автомобіль через якийсь час вже не буде самостійною транспортної одиницею. Автомобілі в майбутньому будуть інформаційно пов’язані між собою. Вони будуть обмінюватися корисною інформацією один з одним і з об’єктами дорожньої інфраструктури.

У майбутньому не тільки автомобілі будуть «розумними» але і міста, їм буде, що «розповісти» один одному.

Для того щоб не створити аварійну ситуацію, безпілотники будуть постійно звіряти параметри свого руху з сусідніми автомобілями. Вчасно повідомляти про зниження швидкості і повороті. Вибирати маршрут в залежності від щільності руху і погодних умов. На дорозі безпілотні автомобілі будуть більше схожі на косяк риб, синхронно пливуть в одному напрямі. Користуючись автомобілем, людина буде користуватися не стільки окремим автомобілем, скільки цілою транспортною системою, в якій безпілотний автомобіль всього лише тільки один з її елементів.

У той же час це все-таки справа майбутнього. І в цілому, прогноз Ілона Маска, зроблений цього літа, про те, що через три роки більшість автомобілів будуть пересуватися без водія, здається занадто оптимістичним.

Видобуток ресурсів на астероїдах
Вірогідність: 85%

Невеликий за розмірами Люксембург, який загубилося між Францією, Німеччиною і Бельгією, неспроста називають Залізним Герцогством. Довгий час провідними галузями промисловості цієї країни були видобуток залізної руди і виробництво сталі. Сьогодні поклади залізної руди вже виснажилися. Але, мабуть, маленькому герцогству не дає спокою його минуле. В цьому році було заявлено про бажання зробити Люксембург хабом для компаній, що займаються дослідженнями і видобутком космічних ресурсів. Юристи країни вже готують необхідну законодавчу базу. Це означає, що приватні компанії, зареєстровані в Люксембурзі, отримають юридичний захист свого права власності на всі ресурси, які витягнуть з астероїдів.

А якщо питання переходить з наукової сфери в сферу юридичну, то тут вже пахне грошима і перспективами. Втім, як і з CRISPR / Cas9 за право вважатися першовідкривачами цієї технології вже почалися патентні війни. Про своє бажання зайнятися видобутком сировини на астероїдах вже заявили приватні американські компанії Planetary Resources і Deep Space Industries, які висловили свою зацікавленість в ініціативі Люксембургу.

Як вважається, практично всі застосовувані в промисловості метали, які ми видобуваємо з верхніх шарів Землі, мають астероїдне походження. Сучасні родовища утворилися в результаті ранньої метеоритного бомбардування нашої планети. Значить, рано чи пізно нам доведеться піднятися в космос і взяти ресурси з космічної комори.

Космічна діяльність, пов’язана з видобутком ресурсів за межами планети, стане таким же природним явищем, як зв’язок, навігація і космічне зондування Землі, без яких ми вже не уявляємо своє життя. Поряд з космічним туризмом видобуток корисних копалин в космосі стане новим видом космічного підприємництва.

Втім, треба розуміти, що космічний видобуток корисних копалин ще довго не витіснить земний. І справа тут не тільки в тому, що поки видобуток ресурсів на космічних об’єктах коштує нереально дорого. Зараз нас, наприклад, цікавлять в космосі рідкісні метали. Вони так і називаються рідкоземельними, тому що рідко зустрічаються на нашій планеті. Завдяки своїм винятковим властивостям вони застосовуються в радіоелектроніці, приладобудуванні, машинобудуванні, хімічній промисловості, металургії та інших галузях. Саме з них, ймовірно, і варто починати промислове освоєння астероїдів. Попит на рідкоземельні метали не впаде. Навпаки, широка доступність дозволить знайти їм більше застосування. А це може призвести до революційних змін у всіх галузях, де вони використовуються. Зокрема, це призведе до появи нових матеріалів з унікальними властивостями.

А ось інші метали можуть вже в нагоді в космосі. Там, куди доставляти їх з Землі економічно недоцільно. Будівництво об’єктів в космосі буде вестися з матеріалів, що мають космічне походження. Таким чином, в космічному просторі буде зосереджений не тільки видобуток, а й металургія, і переробка. Орбітальні туристичні готелі, виробництва, наукові станції будуть зібрані з елементів, вироблених в космічному просторі. Крім того, космічна металургія має безліч переваг перед земною. Зокрема, вона дозволяє отримувати сплави високої однорідності і чистоти. А якщо говорити про колонізацію космосу, і в тому числі Марса, то без освоєння ресурсів астероїдів ми обійтися точно не зможемо.

Колонізація Марса
Вірогідність: 85%

Головний ідеолог всього, що пов’язано з Марсом, – Ілон Маск. У всякому разі, зараз.

Звичайно, до того, що говорить і робить Маск, можна ставитися критично. Але освоєння Червоної планети як запасного будинку для нашої цивілізації – завдання необхідне. Наша цивілізація пройшла довгий шлях, і було б дуже сумно, якби якась катастрофа або внутрішній конфлікт знищили людство. Якщо плани головного мрійника так і залишаться нереалізованими, то ідею освоєння Марса підхоплять інші.

У вересні Маск вже представив широкій громадськості свій проект системи міжпланетного транспорту – Interplanetary Transport System. За задумом Маска, ITS призначена для доставки на Червону планету перших колоністів. А в підсумку чисельність населення марсіанської колонії в наступному столітті повинна скласти мільйон чоловік. Ймовірно, технічна складова проекту до цього моменту все-таки зміниться. Ми не володіємо ще безліччю технологій, які дозволять землянам створити автономну, максимально самостійну колонію на Марсі. Майбутнім марсіанам доведеться самим добувати собі корисні ресурси, необхідні для будівництва колонії, виробляти енергію, вести сільське господарство. Тільки саме високотехнологічне обладнання та матеріали будуть доставлятися з Землі.

При цьому не варто плутати колонізацію з тераформуванням. На створення на Червоній планеті умов, хоч скільки-небудь нагадують ті, що ми маємо на Землі, можуть знадобитися довгі роки. Навіть за оцінками Маска, на це піде кілька сотень років. Але і це в кращому випадку

Виявлення неземних цивілізацій
Вірогідність: 10%

Мабуть, жодне наукове відкриття не здатне буде перевернути нашу свідомість так, як виявлення достовірних ознак існування позаземних цивілізацій. У нашій культурі, та й до певної міри науці, інопланетяни давно існують. Ми їх чекаємо, боїмося, дивимося про них фільми і читаємо книги. Британський фізик Стівен Хокінг попереджає, що інопланетяни можуть бути небезпечні для Землі. Але ми все ж сподіваємося, що це не так і направляємо сигнали в космос. Розроблені Карлом Саганом послання позаземним цивілізаціям ми розмістили в «Вояджер» і «Піонерах». Проект SETI, спрямований на пошук позаземних цивілізацій, діє з 1959 року.

Відоме рівняння Дрейка покликане допомогти визначити число позаземних цивілізацій в нашій Галактиці (саме Галактиці, а не всього Всесвіту), з якими ми можемо встановити контакт. Ось тільки більшість параметрів в цьому рівнянні нам невідомо і визначається вченими на основі своїх припущень. Френк Дрейк на основі своїх припущень і використовуючи створену ним формулу, теж підрахував кількість таких цивілізацій. В результаті виявилося, що таких цивілізацій на всю нашу галактику Чумацький Шлях діаметром близько 30 тисяч парсек всього десять. Але з 1961 року пройшло вже багато часу. І шансів знайти сліди позаземних цивілізацій не додається.

Крім того, можливо, ми ще недостатньо знаємо про всі необхідні умови для виникнення розумних форм життя. Наприклад, якщо виявиться вірною гіпотеза про те, що життя і розумні цивілізації можуть виникати тільки в коротаціонних торах – вузьких кільцях в «тілі» галактики, – то наші шанси знайти братів по розуму знижуються багаторазово. Сонячна система якраз і знаходиться в такому галактичному «поясі життя». Тут міжзоряний газ обертається синхронно з рукавами галактик, тобто його відносного руху практично немає, а значить, не утворюється ударних хвиль. Це одне з найбільш спокійних місць нашої Галактики. Радіус цього вузького кільця – тора в «тілі» Чумацького Шляху – всього 250 парсек.

За матеріалами

Любиш розвиватися та отримувати нові знання та досвід поки усі навколо деградують? Тоді підписуйся на нашу спільноту у ФЕЙСБУЦІ! Не будь як всі! Будь ліпшою. Будь розумнішою та мудрішою! Підписуйся!

 

facebook.com/dyvosvit20