Tehnokraatliku tsivilisatsiooni saavutused 2018

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Alates 2001. aastast on ajakiri MIT Technology Review koostanud nimekirja kõige uskumatumatest tehnoloogilistest läbimurretest, mis tema arvates määravad meie elu veel aastateks.

Kõik neist pole laialt tuntud, kuid mõned on turuletulekule lähedal.

1. Metalliline 3-D printimine

• Tehnoloogiline läbimurre. Nüüd saavad printerid valmistada metallesemeid kiiresti ja odavalt.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Võimalus toota suuri ja keerulisi metallesemeid võib tootmist optimeerida.

• Võtmemängijad. Markforged, lauaarvuti metall, GE.

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Metallist trükkimine muutub piisavalt odavaks ja lihtsaks.

Lühiajalises perspektiivis ei pea tootjad omama suuri laoseisu – nad saavad lihtsalt välja printida toote, näiteks vananeva auto varuosa, kui keegi seda vajab.

Pikemas perspektiivis saab piiratud hulga detaile tootvad suured tehased asendada suurematega, kohanedes klientide muutuvate vajadustega.

Tehnoloogia abil saab luua kergemaid, tugevamaid osi ja keerukaid kujundeid, mida tavapäraste metallide valmistamismeetoditega pole võimalik teha.

3D-printerid töötasid välja 3D-printimise ettevõte Markforged ja GE. Viimane plaanib printerit müüma hakata 2018. aastal.

2. Kunstlikud embrüod

• Tehnoloogiline läbimurre. Ilma munarakke või spermat kasutamata tegid teadlased ainult tüvirakkudest embrüotaolisi struktuure, mis pakkusid täiesti uut eluviisi.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Kunstlikud embrüod hõlbustavad teadlastel inimelu salapärast algust uurida, kuid need tekitavad uusi bioeetilisi debatte.

• Võtmemängijad. Cambridge'i ülikool, Michigani ülikool, Rockefelleri ülikool.

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Teadlased paigutasid rakud hoolikalt kolmemõõtmelisse karkassisse ja jälgisid, kuidas need paar päeva hiljem suhtlema hakkasid ja hiireembrüo iseloomulikku kuju sobima hakkasid.

Järgmise sammuna luuakse inimese tüvirakkudest kunstlik embrüo, millega tegeletakse Michigani ülikoolis ja Rockefelleri ülikoolis. Laborid saavad geene "redigeerida", et neid saaks nende kasvades uurida.

Tehisembrüod tekitavad aga eetilisi küsimusi. Mis siis, kui neid ei saa eristada tõelistest embrüotest? Kui kaua võib neid laboris kasvatada, enne kui nad valutundlikuks muutuvad? Biokeemikud ütlevad, et nende probleemidega tuleb tegeleda enne, kui teadus edasi liigub.

3. Tundlik linn

• Tehnoloogiline läbimurre. Toronto on esimene koht, kus edukalt integreerida tipptasemel linnakujundus kaasaegse digitaaltehnoloogiaga.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Targad linnad võivad muuta linnapiirkonnad ligipääsetavamaks, elamisväärsemaks ja keskkonnasõbralikumaks.

• Võtmemängijad. Sidewalk Labs ja Waterfront Toronto.

• Kättesaadavus. Projekt kuulutati välja oktoobris 2017; ehitus võib alata juba 2019. aastal.

Paljud targa linna skeemid on seisnud silmitsi erinevate takistustega, sealhulgas rahastamise puudumisega. Toronto uus projekt, mille nimi on Quayside, loodab seda mudelit muuta, linnaosa algusest peale uuesti ette kujutada ja uusimate digitaaltehnoloogiatega uuesti üles ehitada.

New Yorgis asuv Alphabi Sidewalk Labs teeb koostööd Kanada valitsusega Toronto tööstusliku kaldapealse kõrgtehnoloogilise projekti raames. See varustatakse ulatusliku andurite võrgustikuga, mis kogub andmeid kõige kohta alates õhukvaliteedist kuni müratasemeni ja lõpetades inimtegevusega.

Sidewalk Labs ütleb, et see avab juurdepääsu tarkvarale ja süsteemidele, mida see ehitab, ning teised ettevõtted saavad mobiiltelefonidele rakendusi luues neile lisaks teenuseid luua.

Ettevõte kavatseb avalikul infrastruktuuril tähelepanelikult silma peal hoida ja see tekitab muret andmehalduse ja privaatsuse pärast. Kuid Sidewalk Labs usub, et suudab nende probleemide lahendamisel teha koostööd kogukonna ja kohaliku omavalitsusega.

4. Tehisintellekt kõigile

• Tehnoloogiline läbimurre. Pilvepõhine tehisintellekt muudab tehnoloogia odavamaks ja hõlpsamini kasutatavaks.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Pilveteenusena võib tehisintellekt olla laialdaselt kättesaadav paljudele, isegi väikestele ettevõtetele, andes majandusele tõuke.

• Võtmemängijad. Amazon, Google, Microsoft.

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Tehisintellekt on seni olnud peamiselt suurte tehnoloogiaettevõtete nagu Amazon, Baidu, Google ja Microsoft, aga ka mõne idufirma mänguasi. Paljude teiste ettevõtete ja majanduse osade jaoks on AI-süsteemid liiga kallid ja liiga keerulised, et neid täielikult rakendada.

On ebaselge, milline neist ettevõtetest hakkab pilvepõhiste tehisintellektiteenuste pakkumisel juhtrolli võtma. Kuid see on võitjate jaoks tohutu ärivõimalus.

Need tooted on olulised, kui tehisintellekti revolutsioon levib laiemalt erinevates majanduspiirkondades.

Praegu kasutatakse tehisintellekti peamiselt tehnoloogiatööstuses. Meditsiini, tootmist ja energeetikat saab samuti muuta, kui nad suudavad tehnoloogiat paremini integreerida ja suurendada majanduslikku tootlikkust.

5. Konkurentsivõimelised närvivõrgud

• Tehnoloogiline läbimurre. Kaks AI-süsteemi võivad üksteisega konkureerida, et luua ülirealistlikke originaalpilte või helisid, mida masinad pole kunagi suutnud teha.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? See annab masinatele midagi sarnast kujutlusvõimega, mis võib aidata neil inimestest vähem sõltuda, kuid muudab need ka võimsateks digitaalse võltsimise tööriistadeks.

• Võtmemängijad. Google valu, DeepMind, Nvidia

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Lahendus tuli esmakordselt meelde Montreali ülikooli doktorandile Ian Goodfellow’le 2014. aastal ühes baaris toimunud akadeemilise arutelu käigus. See lähenemine, mida tuntakse generatiivse võistleva võrguna või GANina, kasutab kahte närvivõrku – inimaju lihtsustatud matemaatilisi mudeleid, mis on kõige kaasaegsema masinõppe aluseks – ja asetab need digitaalses kassi-hiire mängus üksteise vastu.

Mõlemad võrgud on koolitatud sama andmestiku alusel. Üks neist - generaator - on loodud selleks, et luua variatsioone piltidest, mida ta on juba näinud. Teisel, diskrimineerijal, palutakse kindlaks teha, kas näide, mida ta näeb, sarnaneb piltidega, mille järgi teda koolitati, või on see generaatori loodud võltsing.

Aja jooksul võib generaator muutuda piltide genereerimisel nii osavaks, et diskrimineerija ei suuda võltsinguid tuvastada. Tehnoloogiast on viimase kümnendi jooksul saanud üks paljutõotavamaid edusamme tehisintellektis, mis on võimeline aitama masinatel toota tulemusi, mis petvad isegi inimesi.

Tulemused ei ole alati täiuslikud. Kuid kuna pildid ja helid on sageli ehmatavalt realistlikud, usuvad mõned eksperdid, et GAN-id hakkavad mõistma maailma, mida nad näevad ja kuulevad, alusstruktuuri. Ja see tähendab, et tehisintellekt võib koos kujutlusvõimega omandada iseseisvama võime mõista, mida ta maailmas näeb.

6. Kõrvaklapid "Babüloonia kala"

• Tehnoloogiline läbimurre. Peaaegu reaalajas tõlge töötab nüüd paljudes keeltes ja seda on lihtne kasutada.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Globaliseeruvas maailmas on keel suhtlemisel endiselt takistuseks.

• Võtmemängijad. Google ja Baidu.

• Kättesaadavus. Juba saadaval.

Kultuslikus ulmeromaanis "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy" peate kohe tõlke saamiseks mis tahes keelde torgama kõrva kollase Babüloonia kala. Google on välja pakkunud vahepealse lahenduse – paar Pixel Budsi 159 dollari eest. Nad töötavad oma Pixeli nutitelefonide ja Google'i tõlke rakendusega, et tõlkida peaaegu võrgus.

Üks inimene kannab kõrvaklappe ja teine telefoni. Kõrvaklappide omanik räägib oma keelt – vaikimisi inglise keelt – rakendus tõlgib vestluse ja esitab selle telefonis valjusti. Vestluskaaslane vastab telefonile ning tema vastus edastatakse ja esitatakse läbi kõrvaklappide.

Seni on arendusel palju puudusi: helidevahelisest helist tingitud häired, kandmise ebamugavus, raskused telefoniga suhtlemise seadistamisel. Nad lubavad, et see kõik kõrvaldatakse ja vidin suudab suhtlust oluliselt hõlbustada.

7. Nullsüsinikusisaldusega maagaas

• Tehnoloogiline läbimurre. Elektrijaam püüab tõhusalt ja odavalt kinni maagaasi põletamisel eralduva süsiniku, vältides samas kasvuhoonegaaside heitkoguseid.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Umbes 22% maailma elektrienergiast toodetakse maagaasiga, mis moodustab umbes 19% energiasektori süsinikdioksiidi heitkogustest.

• Peamised mängijad. 8 Rivers Capital; Exeloni põlvkond; CB & I

• Kättesaadavus. 3-5 aasta jooksul.

Tõenäoliselt sõltub maailm lähitulevikus maagaasist kui ühest meie peamisest elektrienergia allikast. Odav ja kergesti kättesaadav, moodustab praegu 22% maailma elektrienergiast. Kuigi see on puhtam kui kivisüsi, on see siiski tohutu süsinikdioksiidi heitkoguste allikas. Houstoni lähedal asuv eksperimentaalne elektrijaam katsetab tehnoloogiat, mis võiks muuta maagaasist saadava puhta energia reaalsuseks.

Kui jah, tähendab see, et maailmal on võimalus toota fossiilkütustest mõistliku hinnaga süsinikuvaba energiat.

Net Power on koostöö tehnoloogiaarendusfirma 8 Rivers Capitali, Exelon Generationi ja energeetikafirma CB&I vahel. Ettevõte tegeleb tehase kasutuselevõtuga ja on alustanud esmaseid katsetusi. Ta kavatseb lähikuudel avaldada esialgsed hinnangud.

Jaam asetab maagaasi põletamisel eralduva süsihappegaasi kõrge rõhu ja kuumuse alla, kasutades tekkivat ülekriitilist CO2 "töövedelikuna", mis käitab selleks otstarbeks ehitatud turbiini. Enamikku süsinikdioksiidist saab pidevalt ringlusse võtta.

8. Täiuslik privaatsus võrgus

• Tehnoloogiline läbimurre. Arvutiteadlased täiustavad krüptograafilist tööriista millegi tõestamiseks ilma tõestuse aluseks olevat teavet paljastamata.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Kui teil on vaja avalikustada isiklikke andmeid, et midagi võrgus teha, on seda lihtsam teha ilma oma privaatsusega riskimata või identiteedivarguseta.

• Peamised mängijad. Zcash; JPMorgan Chase; ING.

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Tööriist on uus krüptograafiline protokoll, mida nimetatakse nullteadmiste tõestuseks. Kuigi teadlased on selle kallal aastakümneid töötanud, saavutas huvi haripunkti alles eelmisel aastal, osaliselt tänu kasvavale kinnisideele krüptoraha vastu, millest enamik ei ole privaatsed.

Zcashi arendajad kasutasid tehnikat nimega zk-SNARK ("nullteadmiste jaoks kokkuvõtliku, mitteinteraktiivse teadmiste argumendi kohta"), et anda kasutajatele võimalus teha anonüümseid tehinguid. Bitcoinis ja enamikus teistes avalikes plokiahelates, kus tehingud on kõigile nähtavad, pole see tavaliselt võimalik.

Pankade jaoks võib see olla viis plokiahelate kasutamiseks maksesüsteemides ilma klientide privaatsust kahjustamata.

Kõigist lubadustest hoolimata on zk-SNARKid siiski väga keerulised ja aeglased. Need nõuavad ka niinimetatud "turvalist konfiguratsiooni", mis loob krüptovõtme, mis võib valedesse kätesse sattudes ohustada kogu süsteemi. Kuid teadlased otsivad alternatiive, mis kasutavad nullteadmiste tõestust paremini ja ei nõua sellist võtit.

9. Geneetilised ennustused

• Tehnoloogiline läbimurre. Teadlased saavad nüüd kasutada teie genoomi, et ennustada teie võimalusi haigestuda südamehaigusesse või rinnavähki ja isegi teie IQ-d.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? DNA-põhised ennustused võivad olla järgmine suur rahvatervise edu, kuid need suurendavad geneetilise diskrimineerimise ohtu.

• Võtmemängijad. Helix; 23andMe; Myriad geneetika; Ühendkuningriigi biopank; poad Instituut

• Kättesaadavus. Hetkel saadaval.

Selgub, et enamik levinumaid haigusi ning paljud käitumisviisid ja tunnused, sealhulgas intelligentsus, ei ole ühe või mitme geeni tagajärg, vaid paljud töötavad koos. Suurte käimasolevate geneetiliste uuringute andmeid kasutades loovad teadlased niinimetatud "polügeensed riskihinnangud".

Kuigi uued DNA-testid pakuvad pigem usaldusväärsust kui diagnoosi, võivad need olla suureks meditsiiniliseks kasuks. Farmaatsiaettevõtted saavad punkte kasutada ka selliste haiguste nagu Alzheimeri või südamehaiguste ennetavate ravimite kliinilistes uuringutes. Valides vabatahtlikud, kellel on suurem tõenäosus haigestuda, saavad nad täpsemalt testida, kui hästi ravimid toimivad.

Probleem on selles, et ennustused pole kaugeltki täiuslikud. Kes tahab teada, kas neil võib tekkida Alzheimeri tõbi? Polügeensed skoorid on samuti vastuolulised, kuna need võivad ennustada kõiki tunnuseid, mitte ainult haigusi. Näiteks suudavad nad nüüd ennustada umbes 10 protsenti inimese IQ-testide tulemustest. Kui tulemused paranevad, on tõenäoline, et DNA IQ ennustused muutuvad pidevalt kättesaadavaks. Kuidas aga vanemad ja pedagoogid seda teavet kasutavad?

10. Materjalide kvanthüpe

• Tehnoloogiline läbimurre. IBM on seitsmetsüklilise kvantarvuti abil modelleerinud väikese molekuli elektroonilise struktuuri.

• Miks on see tehnokraatliku tsivilisatsiooni jaoks oluline? Molekulide üksikasjalik mõistmine võimaldab keemikutel välja töötada tõhusamaid ravimeid ja täiustada materjale energia tootmiseks ja jaotamiseks.

• Võtmemängijad. IBM; Google; Harvardi Alán Aspuru-Guzik

• Kättesaadavus. 5-10 aasta jooksul

Üks usutav ja ahvatlev võimalus: täpne molekulaarne disain.

Keemikud unistavad juba uutest valkudest palju tõhusamate ravimite jaoks, uutest elektrolüütidest paremate akude jaoks, ühenditest, mis võiksid päikesevalgust otse vedelkütuseks muuta, ja palju tõhusamatest päikesepatareidest.

Meil pole neid asju, sest molekule on klassikalises arvutis naeruväärselt raske modelleerida.

Kuid see on loomulik probleem kvantarvutite jaoks, mis 1-sid ja 0-sid tähistavate digitaalbittide asemel kasutavad qubitte, mis on ise kvantsüsteemid. Hiljuti kasutasid IBMi teadlased seitsme qubit kvantarvutit, et simuleerida kolmest aatomist koosnevat väikest molekuli.