10 läpimurtotekniikkaa, joita ei ole vielä löydetty laajasti, mutta jotka saattavat tulla yleisesti saataville vuonna 2018.
1. Metalli 3D-tulostus
Itse 3D-tulostus on ollut olemassa jo kauan, mutta sitä käytettiin pääasiassa muovien käsittelyyn. Kaikki muut materiaalit - erityisesti metalli - olivat liian kalliita tälle tekniikalle. Nyt metallituotteiden 3D-painosta on tullut kohtuuhintaista, laajasti sovellettavaa ja se muuttaa pian massatuotannon järjestelmän.
Erityisesti puuttuva osa voidaan yksinkertaisesti tulostaa tulostimelle yhtenä kopiona sen sijaan, että järjestettäisiin suurtuotanto. Vanhojen autojen, televisioiden ja muiden harvinaisten laitteiden varaosien puuteongelma poistuu. Kasvit pystyvät monipuolistamaan mekanismiensa laatua mukauttamalla ne asiakkaiden erityistarpeisiin. Ja tätä varten sinun ei tarvitse ostaa uusia laitteita.
Esimerkiksi Yhdistyneessä kuningaskunnassa potilaalle asennettiin titaanista painetut kylkiluut. Ranskalainen yritys Stelia Aerospace on painannut itsevahvistetun rungon. Ja hollantilaiset laivanrakentajat esittelivät ensimmäisen täysin painetun potkurin. Ja nämä ovat vain muutamia kymmenistä esimerkkeistä menestyvästä metalli 3D-tulostamisesta viimeisen vuoden aikana.
2. Keinotekoiset alkiot
Mainosvideo:
Cambridgen tutkijat muuttavat täysin uuden elämän luomisen ajatuksen. He onnistuivat kasvattamaan hiiren alkion koeputkessa käyttämällä vain kantasoluja. Munia tai spermaa ei vaadittu tähän. Kantasolut organisoituvat jotenkin alkioksi, joka ei kuitenkaan edelleenkään pysty kehittymään. Siitä huolimatta tämä on ensimmäinen askel kohti elinkelpoisten ihmisalkioiden luomista tällä epätavallisella tavalla.
Tällainen tutkimus auttaa tutkijoita ymmärtämään, kuinka kasvattaa keinoelimiä ja muokata geenejä, estää perinnöllisiä sairauksia ja tutkia alkioiden kehitystä varhaisimmissa vaiheissa. Totta, nousee esiin joukko eettisiä kysymyksiä, jotka on käsiteltävä ennen kuin tekniikkaa voidaan parantaa halutulle tasolle.
3. Älykkäät kaupungit
Sidewalk Labs, Googlen tytäryhtiö, rakentaa 8 neliömetrin Smart Quayside -alueen Torontossa, Kanadassa. km. Se sijoittuu kaupungin itärannikkoa pitkin, ja Internet-hakukoneen Google Kanadan paikallinen yksikkö muuttaa pääkonttorinsa sinne. Yhtiöstä tulee siellä ankkuriasukas ja se sijoittaa 50 miljoonaa dollaria alueen kehittämiseen.
Projekti maksaa Sidewalkista noin miljardin dollarin, ja Toronto hallitukselle lisätään vielä 1,25 miljardia dollaria. Suunnitelma edellyttää liikennejärjestelmän täydellistä kunnostamista (kaikki autot ovat miehittämättömiä ja ajonjakokelpoisia) sekä kohtuuhintaisen asumisen luomista. Yksityisyyden suojan suojaamiselle asetetaan tiukat vaatimukset, erityisesti kun kyseessä on hallituksen puuttuminen asiaan. Lisäksi älykkäälle alueelle ilmestyvät autonomiset kuljetuslinjat ja ympäristöystävällisimmät energiajärjestelmät.
Laaja anturiverkko auttaa parantamaan infrastruktuuria keräämällä tietoa kaikesta ilmanlaadusta ja melutasosta kansalaisten päivittäisiin toimintoihin. Sidewalk Labs tekee kaikesta ohjelmistostaan ilmaisen, jotta tietotekniikkayritykset voivat luoda siihen perustuvia uusia mielenkiintoisia sovelluksia.
Jos Toronto-projekti onnistuu, älykkäitä kaupunginosia rakennetaan San Franciscossa, Denverissä, Los Angelesissa ja Bostonissa.
4. AI kaikille
AI-markkinoita hallitsevat nykyään Amazon, Baidu, Google ja Microsoft. Mutta tekniikan jättiläiset ovat alkaneet isännöidä joitain mallejaan pilvialustoilla, jotta muut yritykset voivat käyttää koneoppimista omiin tarkoituksiin. Tämän avulla teollisuus voi kasvaa paljon nopeammin ja auttaa mullistamaan lääketiede, valmistus ja energia.
Ongelmana on, että harvoilla on varaa palkata AI-asiantuntijoita. Siksi edes tiedon saatavuus ei takaa, että sitä käytetään oikein. Google ja Amazon ymmärtävät tämän ja tarjoavat konsultointipalveluita uusien AI-kykyjen valmistelemiseksi.
5. Neuraaliverkkojen kilpailu
Neuraaliverkot ovat oppineet tunnistamaan miljoonia kuvia, mutta pitkään aikaan he eivät pystyneet keksimään mitään yksinään. Heillä ei yksinkertaisesti ollut mielikuvitusta. Ratkaisun keksi Ian Goodfellow Montrealin yliopistosta luomalla generatiivinen kilpaileva verkosto (GAN). Se edustaa kahta hermoverkkoa (ihmisen aivojen yksinkertaistetut matemaattiset mallit), jotka pelaavat kissaa ja hiirtä keskenään.
Ensinnäkin, molemmat hermoverkot koulutetaan samoilla tiedoilla. Sitten yksi heistä, jota kutsutaan generaattoriksi, lisää uuden ominaisuuden jo tuttuun kuvaan - esimerkiksi jalankulkijalla on kolmas käsi. Toisen hermoverkon - erottajan - on ymmärrettävä, onko hän nähnyt samanlaisen kuvan aiemmin vai onko se väärennös. Toisin sanoen hänen on ymmärrettävä, voiko kolmen aseisen henkilö olla todellinen. Ajan myötä generaattori oppi niin taitavasti väärentämään kuvia, että erottaja ei pystynyt erottamaan niitä todellisista. Osoittautuu, että hermoverkko kuvasi ja loi jotain uutta ja realistista.
GANista on tullut yksi häiritsevimmistä teknologioista tänä vuonna. Nvidian kehittäjät, jotka ovat koonnut satoja tuhansia kuvia kuuluisuuksista, ovat luoneet ihmisen kasvot, jotka eivät eroa todellisista - vaikka näitä ihmisiä ei koskaan olisi ollut. Toinen tutkimusryhmä pystyi tekemään maalauksista tyyliltään erottamattomia Van Goghin maalauksista, joita hän ei koskaan maalannut. Teknologia avaa oven korkealaatuisille väärentämisille, mutta antaa samalla mahdollisuuden antaa AI: lle mielikuvitusta, jota tarvitaan parempaan työskentelyyn ympäröivän todellisuuden kanssa.
6. "Babylonian kala"
Google julkaisi 159 dollaria Pixel Budsia, analogisen "Babylonian kala" -elokuvan The Hitchhiker's Guide to the Galaxy -oppaasta. He pystyvät kääntämään automaattisesti 40 kieleltä, sinun on vain painettava painiketta tai sanottava jotain: "Auta minua puhumaan espanjaa!" Totta, tämä toiminto on saatavana vain paketissa toisen uuden tuotteen - Google Pixel 2 -älypuhelimen kanssa.
Yksi henkilö laittaa kuulokkeet, toinen pitää älypuhelimen kädessään. Kuulokkeilla varustettu henkilö puhuu omaa kieltään - älypuhelin kääntää puhelunsa automaattisesti kaiutinpuhelimen kautta. Älypuhelimella varustettu mies vastaa - kuulokkeissa kuullaan samanaikainen käännös. On selvää, että tällä tavalla kommunikointi meluisilla kaduilla on ongelmallista, koska järjestelmän ei ole helppoa tunnistaa puhetta satojen muiden äänien joukossa. Se on silti parempi kuin puhuminen Google Translate -palvelun kautta, koska jokainen keskustelun osanottaja voi hallita kuulokkeissa ja puhelimessa olevaa mikrofonia zoomaamalla sitä tarvittaessa.
7. Kaasuvoimala, jolla ei ole päästöjä
Startup Net Power on rakentanut Houstoniin nollapäästöisen kaasukäyttöisen voimalaitoksen. Teknologia perustuu täysin uuteen turbiiniin, jonka koko on 1/10 tavanomaisesta turbiinista, joka sopii 5,6 neliömetrin huoneeseen. Samanaikaisesti se pysyy samana voimakkaana tehokkaamman lämmönsiirron ansiosta, joka käyttää ylikriittistä nestettä.
Pienessä turbiinissa maakaasu poltetaan palotilassa puhtaan hapen alla, ja muodostuu vain vesihöyryä ja hiilidioksidia. Lisäksi kammio on jo täytetty ylikriittisellä hiilidioksidilla korkeassa paineessa ja lämpötilassa. Palotila tuottaa hiilidioksidia ja vähän vesihöyryä. Tämä korkean lämpötilan, korkeapaineinen seos lähetetään sitten kaasuturbiiniin, jossa paineenergia pyörittää akselia ja tuottaa sähköä. Jäähdytetty kaasuseos poistuu turbiinista, missä se on jaettu osiin.
Tarvittava määrä hiilidioksidia puristetaan ylikriittiseen tilaan ja palautetaan kammioon ylläpitämään tarvittavaa kaasun kiertoa järjestelmässä. Jäljellä oleva hiilidioksidivirta voidaan haudata maan alle tai myydä muille yrityksille, ja puhdas vesi johdetaan. Tällaisen voimalaitoksen polttoainetehokkuus on 80% (vertailun vuoksi monien venäläisten voimalaitosten hyötysuhde ei ylitä 21–22%, amerikkalaisten kohdalla se on noin 60%).
Uusiutuvien energialähteiden suosituksesta huolimatta Net Power uskoo, että massiivisen siirtymisen myötä sähköautoihin sähkön kysyntä kasvaa enemmän kuin koskaan. Siksi maakaasulla voi olla hyvät näkymät: jos voimalaitos pysyy yhtä tehokkaana, mutta ei saastuta ympäristöä, miksi et käytä fossiilisia polttoaineita?
8. Todellinen online-tietosuoja
Uusi Internet-tunnistusjärjestelmä voi varmistaa henkilöllisyytesi ilman, että sinun on ilmoitettava syntymäaikasi tai muita henkilökohtaisia tietoja nollatietotodisteena kutsutun protokollan avulla. Huolimatta siitä, että kehittäjät ovat työskennelleet sen luomisen parissa vuosikymmenien ajan, erityinen kiinnostus siihen heräsi vasta viime vuonna, Zcash-kryptovaluutan ansiosta.
Kehittäjät korostavat, että valuutta perustuu edistyneeseen salaustekniikkajärjestelmään, jonka avulla rahaa voidaan lähettää minne tahansa maailmaan jäljittämättä. Tämä on tärkein ero Zcashin ja Bitcoinin välillä. Jokainen bitcoinin omistaja saa kirjaimista ja numeroista koostuvan osoitteen, ja kaikki tapahtumat tapahtuvat hajautetun pääkirjan - blockchain - kautta. Lainvalvontaviranomaiset voivat käyttää tietoanalyysiä selvittääkseen kuka omistaa tämän osoitteen ja seurata tapahtumien etenemistä. Blockchain on toistuvasti auttanut tutkijoita löytämään huumekauppiaita, jotka myyvät tavaroita mustilla markkinoilla.
Zcash perustuu zk-Snark-salausmenetelmään, jonka ovat kehittäneet Israelin tutkijat yhteistyössä MIT: n kollegoiden kanssa. Kaikki tapahtumat vahvistetaan verkossa, mutta operaation osallistujien osoitteita ei ole mahdollista jäljittää.
Kaikista zk-Snark-eduista on kuitenkin erittäin monimutkainen ja hidas tekniikka. Siksi kehittäjät etsivät nyt tapoja yksinkertaistaa sitä ja tehdä siitä entistä helpompaa.
9. Geneettiset ennusteet
Päivä ei ole kaukana, kun lapset saavat perintöpassin syntyessään. Se osoittaa, mikä on todennäköisyys saada sydänkohtaus tulevaisuudessa, taipumus tietyntyyppisiin syöpiin tai diabetekseen. Tutkiessaan valtavan määrän tietoja, tutkijat laativat "polygeenisten riskien arvioinnit", jotka auttavat tulevaisuudessa tunnistamaan vakavat sairaudet varhaisvaiheissa ja hoitamaan niitä onnistuneesti.
Lääkeyritykset tarvitsevat myös nämä tiedot lääkkeiden testaamiseksi Alzheimerin tai sydän- ja verisuonisairauksien ehkäisemiseksi. Tutkimuksiin he voivat rekrytoida potilaita, joilla on taipumus näihin sairauksiin, tehokkaimpien lääkkeiden luomiseksi.
10. Kvanttitietokoneet
Kemistit odottavat eniten kvantitietokoneiden ilmestymistä. He jo ennakoivat, kuinka he käyttävät niitä uusien molekyylien luomiseen. Uudet proteiinit paljon tehokkaammille lääkkeille, uudet elektrolyytit akkuille ja yhdisteet, jotka voivat muuttaa auringonvalon suoraan nestemäiseksi polttoaineeksi. Perinteisillä tietokoneilla ei ole tarpeeksi laskentatehoa tällaisten tietokoneiden rakentamiseksi, ja kvantitietokoneiden tultua siitä tulee osa kemian tutkijoiden jokapäiväistä elämää.
Kalifornialainen startti Rigetti Computing on osoittanut, että kvantitietokonetta voidaan käyttää koneoppimiseen. Yhtiö avasi myös pääsyn Forest-kvantitietokonetta, joka sijaitsee pilvessä ja pystyy suorittamaan laskelmia 19-bittisellä prosessorilla.
Olga Gogoladze