В 2021 году в науке и технике произошли изменения, которые были незаметны большинству обывателей, но существенно повлияли на будущее. «Лента.ру» рассказывает о развитии суперкомпьютеров, потенциале персональных гаджетов, отказе от смартфонов и других трендах высоких технологий прошедшего года.
Специалисты в индустрии робототехники считают, что в ближайшие годы роботы окажутся полезными не только на предприятиях, но и в сфере услуг. Речь все еще идет не о гуманоиде, который сможет имитировать живого человека, а о машине с искусственным интеллектом и сложной системой компьютерного зрения. Профессор философии доктор Робин Р. Мерфи считает, что в 2020-х годах роботы-курьеры должны будут продемонстрировать свою состоятельность в обществе. Если машина покажет, что она может автономно и быстро развозить заказы, не создавая аварийных ситуаций на дорогах общего пользования, то такое устройство «заткнет всех скептиков».
«В 2022 году мы ожидаем коммерциализации беспилотных автомобилей, а роботы на тротуарах начнут масштабно развертываться в крупных городах», — считает генеральный директор компании Serve Robotics Али Кашани. Причем во время пандемии в некоторых странах роботы уже доказали, что могут безопасно для человека перевозить продукты питания и медицинские препараты. В конце концов, многочисленные стартапы и IT-корпорации должны будут показать, чему за все эти годы научились машины, разъезжающие по полигонам и городским тротуарам в тестовом режиме.
Важная проблема, которую нужно будут решить IT-сообществу, заключается во взаимодействии между роботами различных производителей. Машины, работающие в сферах здравоохранении, электронной коммерции, логистики, промышленности, должны общаться друг с другом, чтобы координировать свои действия и не мешать процессу. Подобный стандарт в будущем позволит коммуницировать друг с другом машинам с автопилотом, чтобы полностью исключить возможность ДТП между автоматизированными участниками движения.
Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) считают, что роботы должны общаться не только для того, чтобы не мешать друг другу. Устройства могут создать определенные отношения с другими машинами и приборами, чтобы сосуществовать с ними в позитивной среде. Ученые MIT предложили учить роботов социальным навыкам, чтобы те могли сообща выполнять сложные задачи или приходить на помощь «коллегам». В сложной социальной среде робот будет получать баллы за проявление эмпатии по отношению к человеку или другой машине — в противном случае очки будут отнимать. На основе балльной системы устройство будет обучаться и постигать нормы морали, а значит, становиться ближе к человеку.
В 2022 году человечество продолжит решать проблему обработки огромных массивов данных. С развитием интернета и гаджетов каждый человек становится небольшим информационным узлом, который постоянно генерирует гигабайты информации. Классические машины и программы не способны переварить миллионы гигабайт данных, так что на помощь приходят суперкомпьютеры. Квантовые вычислительные устройства могут оперировать с крупными информационными массивами и крайне быстро решать сложные задачи. В отличие от стандартных компьютеров, квантовые машины работают с кубитами: например, вычисления, над которыми ПК будет работать 10 тысяч лет, квантовый суперкомпьютер сделает за несколько минут.
В индустрии есть понятие квантового превосходства, то есть свойство квантовых компьютеров решать задачи, которые не способны решить классические компьютеры. В октябре превосходство квантовых машин над обычными анонсировала компания IBM — их 127-кубитный компьютер представляет информацию в квантовой форме и оперирует неисчислимым количеством битов. Параллельно коллеги американских инженеров из Китая заявили, что их компьютеры уже достигли квантового превосходства.
Квантовые суперкомпьютеры чрезвычайно дорогие: например, работающая в данном направлении Google не раскрывает стоимость одной единицы, но известно, что цена такой машины может достигать сотен миллионов долларов. Специалисты считают, что квантовые устройства настолько дорогие, что в основном будут работать над решением вечных вопросов физики, высшей математики и информатики. «Грязной» повседневной работой займутся более дешевые вычислительные устройства, однако квантовое оборудование поможет направить их развитие в правильном направлении.
По данным Mordor Intelligence, в 2020 году рынок устройств интернета вещей (IoT) достиг объема в 761,4 миллиарда долларов. Всего через три-четыре года он должен вырасти до 1,4 триллиона долларов. Несмотря на пандемию коронавируса, различные умные устройства стали еще востребованнее — особенно в промышленности и медицине. Специалисты считают, что в недалеком будущем различные виды гаджетов, постоянно передающие информацию в интернет, будут распространены повсеместно.
Многие эксперты считают, что в первую очередь носимые устройства будут анализировать состояние пользователя и важнейшие показатели его здоровья. Умные часы, линзы, одежда, кожа должны постоянно снимать показания и отправлять их в дата-центр для анализа и составления рекомендаций. Виртуальный доктор, работающий в режиме 24/7, поможет найти отклонения от нормы и предупредить развитие заболевания на ранней стадии. В случае угрозы здоровью и жизни умный девайс предложит пациенту удаленную помощь или самостоятельно направит к нему экстренные службы. Создатели подобных устройств должны решить проблему подключения гаджета к сети и увеличения автономности работы.
Ученые Имперского колледжа Лондона и Туринского политехнического университета предложили печатать носимые устройства на 3D-принтере. Специалисты добились создания сверхтонкой пленки, которая, во-первых, может быть интегрирована с силиконовыми чипами, во-вторых, будет незаметна для его носителя. Сверхтонкие устройства могут заменить различные инвазивные методы лечения, например вмешательство в человеческий организм для взятия анализа крови.
В идеале умная одежда должна быть полностью автономной — например, заряжаться от тепла человеческого тела. Пока что это невозможно, и канадские ученые предложили использовать универсальные батареи, защищенные от попадания влаги. Специалисты взяли классический аккумулятор и заменили в нем твердый элемент на слои гибкого полимера. Это позволяет не только придавать батарее любую форму, но и мыть в воде без риска повреждения.
О полном отказе от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания в текущее десятилетие говорить еще рано, но доля электромобилей растет год от года. К 2021-м она составила около пяти процентов. Считается, что индустрия машин на электрическом приводе продолжает развиваться, тогда как потенциал классических авто практически полностью раскрыт. Вместе с тем электромобили становятся более доступными, а правительства различных государств поощряют распространение более экологичного вида транспорта.
Один из главных прорывов в этой отрасли будет связан с улучшением и удешевлением аккумуляторов. Батареи в машинах настолько дорогие и капризные в обслуживании, что их замена обходится в серьезную сумму, — иногда электрокары дешевле уничтожить, чем отремонтировать. Есть мнение, что автомобили с бензиновым двигателем более опасны, так как топливо может загореться и привести к пожару, однако аккумуляторы электрокаров не менее смертоносны.
В этом году несколько исследовательских лабораторий предложили создать более безопасные и энергоемкие батареи. Так, инженеры LG сконструировали высокопроизводительную твердотельную батарею с анодом из чистого кремния. Описанные аккумуляторы отличаются высокой плотностью энергии, а также менее восприимчивы к физическому воздействию и контакту с влагой. Теоретически это позволит увеличить запас хода электрокаров и уровень безопасности водителя и пассажиров в салоне. Кроме того, кремниевые аккумуляторы не нуждаются в обогреве, на что в условиях низкой температуры может уйти до трети запасов батареи. Это простимулирует распространение электрических машин в странах с суровым климатом.
Если классические машины заправляются за считаные минуты, то на восполнение ресурсов батареи электрокаров может уйти несколько часов. В начале 2021 года ученые Университета штата Пенсильвания создали прототип аккумулятора, который обеспечивает сверхбыструю зарядку — за 10 минут элемент зарядился настолько, что дал машине 400-километровый запас хода. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы также прекрасны тем, что могут в моменте мобилизовать ресурс и направить энергию на колеса — это даст авто высокую скорость разгона и динамику.
С технологиями дополненной (AR) и виртуальной (VR) реальности человечество знакомо уже не один десяток лет. Однако к третьему десятилетию XXI века альтернативные реальности нашли применение только в сегменте развлекательного контента. При этом VR-игры имеют настолько небольшую долю на рынке, что говорить о широкой популярности этого способа взаимодействия с играми смешно. Но в будущем все может измениться. В октябре глава Facebook Марк Цукерберг переименовал компанию в Meta и предсказал появление метавселенной — виртуального мира, тесно связанного с настоящим. Доступ к этому миру можно получить с помощью специальных гарнитур, которые позволят накладывать на объекты реального мира воображаемые детали и при необходимости перемещаться в пространстве с помощью цифровых аватаров.
Интерес к дополненной реальности последние несколько лет открыто демонстрирует Apple, ставя ее ценность выше значимости виртуальной реальности. Судя по слухам, в 2022 году IT-гигант может представить свои первые очки смешанной реальности (MR, mixed reality), которые позволят как дополнять реальный мир, так и полностью отключаться от него и переходить в воображаемую среду. Специалисты полагают, что MR-девайс от Apple будет стоить несколько тысяч долларов и в ближайшие два-три года явно не станет массовым продуктом. Однако в перспективе подобные устройства могут войти в обиход и будут такими же привычными девайсами, как смарт-часы или беспроводные наушники.
По оценке IDC, к концу 2021 года поставки устройств VR и AR достигли почти 10 миллионов единиц, показав рост 45,9 процента. Эксперты предсказывают, что к 2025 году рынок вырастет до 32 миллионов девайсов, при этом более популярными останутся VR-гаджеты — на них будет приходиться две трети умных устройств.
«Мы идем в мир, в котором не будет смартфонов в том виде, в каком мы их знаем», — считает топ-менеджер T-Mobile Али Даниали. Устройство будущего, которое придет на смену телефону, должно быть более персональным и менее громоздким. Скорее всего, с заменой смартфона на специальную гарнитуру с доступом к VR и AR будут связаны технологии создания компактных гаджетов, сверхтонких аккумуляторов, дешевых 5G-передатчиков и защищенных от взлома устройств. Есть вероятность, что уже через 10 лет рынок смартфонов и носимой электроники изменится до такой степени, что iPhone будет таким же раритетным девайсом, каким сейчас кажется пейджер.
Развитие любой новой технологии часто тормозит страх перед неизвестным. В случае распространения носимых гаджетов, девайсов интернета вещей, мощных компьютеров, развернутых по всему миру сотовых сетей серьезную опасность представляет угроза взлома. Чем сильнее зависит от какого-то параметра умное устройство или целая отрасль, тем проще все сломать и обрушить. Прогнозы неутешительны: уже в ближайшие годы человечество столкнется с хитрым, умным и неуязвимым противником в виде различных хакерских группировок и мошеннических систем.
Снизят ли новые носимые устройства и подключенные к сети гаджеты уровень беспокойства, если эти приборы можно будет взломать и использовать против их владельца? Развитие искусственного интеллекта будет выражаться в постоянной борьбе между двумя сущностями: умными системами безопасности и умными способами взлома. Например, суперкомпьютер сможет как создать невероятно сложный пароль, так и подобрать его за несколько секунд. Группировки киберпреступников станут умнее, благодаря социальной инженерии мошенники смогут более эффективно выдавать себя за близкого родственника жертвы, или представителя банка, или IT-специалиста, который якобы хочет защитить от взлома.
Преступники будут охотиться за информацией о личных предпочтениях, контактах жертвы, истории передвижений, покупках в интернете. При самом негативном сценарии хакеры смогут захватить все персональные гаджеты и устройства умного дома, а затем направить их против человека.
На данный момент лучшим способом защиты от атаки хакеров является следование правилам цифровой гигиены, использование сложного пароля и настройка двухфакторной аутентификации. Скорее всего, в будущем для входа в систему будет недостаточно ввести пароль и код из СМС — пользователю нужно будет просканировать сетчатку глаза или даже сдать экспресс-тест ДНК.