Образы будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Интересно

Сегодняшние научные результаты – это основа для изменения мира, к которому мы привыкли завтра.

Что-то изменит мир в ближайшем будущем, что-то в далеком будущем.

Мы рассмотрели современные тенденции и представили, как мир изменится в будущем. Если, конечно, они изменятся. При этом мы пытались оценить вероятность…

Энергия из воздуха

Скоро наши дома «поумнеют». А для того, чтобы это произошло, они должны быть наполнены множеством устройств, которые сделают нашу жизнь проще. Датчики движения, температуры, загрязнения воздуха, различные фото и видеокамеры и многое другое. Всем им нужна еда. Но приносить к ним кабели или постоянно менять батарейки – дорогое удовольствие. Несколько групп исследователей работают над тем, чтобы различные гаджеты могли получать энергию, как говорится, из воздуха.

Пространство вокруг нас наполнено радиоволнами, такими как радиосигналы Wi-Fi. Ученые Вашингтонского университета взяли стандартный Wi-Fi роутер, внесли небольшие изменения, и теперь его можно использовать как источник питания для удаленных устройств. При этом он по-прежнему может выполнять свою основную функцию; переделка не повлияла на качество связи. Ученым удалось подать электричество на небольшую камеру и термодатчик. Более того, ни одно из этих устройств не имело собственной аккумуляторной батареи; вместо этого для хранения заряда используется суперконденсатор. Эта технология называется Power over Wi-Fi. Кроме того, эту технологию можно использовать как в устройствах умного дома, так и в гаджетах с низким энергопотреблением, например, в фитнес-браслетах.

Но технология Freevolt, разработанная Drayson Technologies, позволяет использовать энергию радиоволн различного диапазона. Созданное компанией устройство одновременно отбирает энергию из радиоволн разных радиочастот. В основе устройства – многодиапазонная антенна и выпрямитель, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Демонстрация технологии на ферме с использованием ее в портативном датчике загрязнения воздуха CleanSpace. Устройство оценивает экологическую ситуацию вокруг пользователя и отправляет информацию на его смартфон.

По мере снижения энергопотребления различных устройств, когда им требуется минимальное количество электроэнергии для выполнения своих задач, популярность беспроводной передачи энергии также возрастает. Технологии приблизят нас к массовому распространению Интернета вещей и умных домов. Даже если вы не живете в действительно «умном» доме, через пару лет у вас обязательно будет пара заряженных воздухом гаджетов. Если, конечно, в вашем доме есть необходимые источники радиоволн, например, Wi-Fi роутер. Пожалуй, только радиофобия может остановить развитие техники, а точнее сделать ее непопулярной среди пользователей.

Вероятность: 85%

Нейросети повсюду

То, что раньше было не под силу обычным компьютерам, станет возможным благодаря искусственным нейронным сетям. Их, в отличие от компьютеров архитектуры фон Неймана, можно обучать. И сами они способны к самообучению. Компьютеры, основанные на технологиях нейронных сетей, могут использоваться там, где сложно описать на языке программирования то, что требуется машине. Поэтому они будут отгонять привычные нам машины и людей из многих сфер деятельности. В то же время благодаря им у нас появятся возможности, которых раньше не было.

© Карстен Коалл / AFP

Везде, где мы общаемся с «умной» машиной, всегда будут нейронные сети. Голосовые помощники и умный поиск. Роботы-помощники в магазинах, интерактивные сервисы и беспилотные автомобили. За каждым «интеллектуальным» компонентом оборудования стоит технология искусственных нейронных сетей.

Вероятность: 95%

CRISPR/Cas9 меняет генную инженерию. Мы побеждаем рак и ВИЧ

Генная инженерия должна изменить мир вокруг нас и нас самих. Это очевидно и вряд ли кто-то будет спорить. Вопрос только в том, когда это произойдет. Технологии, изменяющие геном, всегда были сложными и дорогими. Но новый метод точного редактирования генов CRISPR / Cas9, похоже, вот-вот изменит это.

В Великобритании в этом году было получено первое разрешение на использование этой технологии для модификации генома человеческих эмбрионов. Пока только для исследовательских целей. Эмбрионы после эксперимента необходимо уничтожить. Эксперименты по генетической модификации человеческих эмбрионов с использованием технологии CRISPR / Cas9 недавно прошли в Китае. И это только начало.

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Что случилось? Это просто. Молекулярные биологи открыли механизм редактирования генома, созданный природой, и учатся его использовать. Механизм прост и эффективен. Природа наделила их бактериями и археями, которые с ее помощью борются с атакующими их вирусами. Ученые также хотят применить его к редактированию генома животных, растений и, конечно же, людей. CRISPR подобен архиву, иммунологической памяти, в которой хранятся фрагменты ДНК вируса, который когда-либо атаковал бактерию или ее предков. Cas9 – это инструмент, своего рода естественная машина для обнаружения вирусных фрагментов в бактериальной ДНК, копия которой находится в архиве. Найдя нужный фрагмент, он разрезает его, тем самым защищая клетку от заражения. Впоследствии система восстановления клеток заменяет разрушенные участки.

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

А теперь представьте, что этой системе можно было бы предложить для поиска и уничтожения любой фрагмент ДНК, например, фрагмент ДНК вируса иммунодефицита человека. Ученые университета Темпл уже провели аналогичный эксперимент на крысах и мышах. В результате целевой фрагмент ВИЧ был вырезан из ДНК в каждой ткани живого организма. А в Китае исследователям удалось подавить рост и запустить программу самоуничтожения раковых клеток. Эксперимент проводился также на мышах. Но человеческие эксперименты не за горами. В июле китайские молекулярные биологи уже получили разрешение на проведение экспериментов с добровольцами.

Читайте также:  Астронавт НАСА рассказал, почему сложно будет вернуть американцев на Луну

В отличие от других технологий, CRISPR / Cas9 позволяет изменять геном как эмбрионов, так и живых взрослых организмов.

Можно вылечить больного человека, а можно предотвратить передачу потомкам негативной наследственной информации. Чем больше мы изучаем геном человека, тем больше у нас будет возможностей исправить и улучшить его. А это уже путь к конструированию детей. Так называемые «дети-конструкторы» будут не только лишены наследственных болезней, но и получат жизненно необходимые «бонусы» в виде интеллектуальных и спортивных способностей, красоты и здоровья.

Вероятность: 95%

Квантовая связь и безопасное будущее

Квантовая связь и квантовые компьютеры – это, пожалуй, две технологии, которые разделяют слово «квант» и находятся в центре внимания. Но если до повсеместного использования квантовых компьютеров еще далеко, то квантовые коммуникации – дело ближайшего будущего. Китай только что запустил свой первый экспериментальный спутник квантовой связи, и эксперты уже прогнозируют, что объем рынка квантовой связи в течение следующих 5 лет может достичь 7,5 миллиардов долларов США. Что эта технология означает для нас? Китайский спутник способен передавать ключи с орбиты на Землю в незашифрованном виде. Вывод большего количества этих спутников на орбиту создаст к 2030 году глобальную сеть квантовой связи, – говорит Цзянь-Вей Пан, ведущий ученый проекта QUESS.

Широкое распространение квантовых линий связи означает, что будущее, по крайней мере частично, будет таким, каким мы его ожидаем. Беспилотные автомобили будут ездить по дорогам, дроны будут летать в небе и, например, деньги на наших банковских счетах останутся в полной безопасности. Что может этому помешать? Да, уязвимости в каналах передачи информации. Благодаря технологиям квантовой связи, а точнее квантовой криптографии как ее части, информация может передаваться безопасно. Это означает, что ни хакер, желающий реализовать свои навыки, ни террорист не смогут воспользоваться уязвимостью информационных каналов. Теперь можно взломать беспилотный автомобиль, движущийся со скоростью 120 км / ч, парящий над головой дрон и банковский сервер. И последствия этого будут печальными. Представьте, что вы находитесь в беспилотном автомобиле, который был обнаружен хакером. Квантовая физика позволяет создавать безопасные линии связи и защищаться от злонамеренных атак. Это означает сделать будущее более безопасным.

Вероятность: 95%

Повсеместное применение технологии блокчейн

Глава Сбербанка Герман Греф считает, что в ближайшем будущем эта технология «произведет революцию во всех без исключения секторах, от сельского хозяйства до банковского дела и, к сожалению, также и государственных структур». Сбербанк и платежная система Qiwi продвигают блокчейн в нашей стране. За рубежом блокчейн-консорциум R3 объединил ведущие банки и финансовые компании. Его цель – разработать технологию блокчейн с открытым исходным кодом для банковских структур.

Обычный читатель может быть знаком с технологией в связи с популярной криптовалютой Биткойн и одноранговой платежной системой с таким же названием. Многие майнеры по всему миру добывают биткойны и сатоши на своих компьютерах. Но на самом деле майнинг криптовалюты – это не что иное, как контроль транзакций, то есть выполнение вычислительных операций, необходимых для поддержания системы. За это майнеры получают свою «добытую» криптовалюту. А после биткойна появилось много других криптовалют.

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Сегодня госструктуры и крупные финансовые институты интересуются технологиями. И блокчейн означает не только криптовалюты. Эксперты предлагают разделить области применения технологии на три группы: непосредственно цифровые валюты, использование в сфере электронного правительства и в сфере «умных» контрактов и открытых активов.

Сама технология блокчейн (от англ. Blok – цепочка и «цепочка» – цепочка) представляет собой распределенную базу данных, которая состоит из блоков информации. Каждый из этих блоков содержит записи транзакций, совершенных участниками системы. Сами блоки хранятся на компьютерах участников системы. Это чрезвычайно затрудняет взлом и изменение базы данных.

Блокчейн позволит банкам избавиться от многих расходов, связанных с операциями с наличными, и увеличить их скорость. Кроме того, это альтернатива системе межбанковских переводов SWIFT.

В то же время блокчейн позволяет отказаться от регулятора, которым, как правило, является государство. Особенно категорически против техники выступают силовые ведомства. В конце концов, криптовалюта, не контролируемая государственными финансовыми регуляторами, может использоваться преступными и террористическими организациями для проведения теневых транзакций. Примеры тому уже есть. Поэтому было предложено разделить области применения технологии и отдельно от нее криптовалюты. Но блокчейн можно использовать не только для хранения информации о транзакциях с цифровыми валютами, но и, например, для записи транзакций с недвижимостью. Готова ли компания хранить информацию о своей собственности не в централизованном государственном реестре, а в базе данных, распределенной на компьютерах многих пользователей?

Вероятность: 65%

Применение молекулярных машин

В этом году Нобелевская премия по химии была присуждена за разработку и синтез молекулярных машин. Его приняли ученые Жан-Пьер Соваж, сэр Фрейзер Стоддарт и Бернар Феринга. И это неудивительно, ведь перед нами открываются фантастические перспективы. Как и во многих других случаях, ученые подсмотрели идею молекулярных машин от природы. Мир вокруг нас полон ими. Практически все функционально активные белки – это молекулярные машины, – говорит Ван Семенова. Каждая живая клетка содержит несколько тысяч таких машин.

Читайте также:  Как во Вселенной появляется золото?

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Молекулярные машины имеют размер всего несколько нанометров. Это означает, что их больше невозможно увидеть под оптическим микроскопом, потому что они короче длины волны видимого света. В невидимом для наших глаз мире они легко манипулируют молекулами и отдельными атомами. Перетаскивайте их с места на место. Атомы собираются вместе, образуя химическую связь между ними, или, наоборот, они разделяют их, разделяют молекулы и разрывают химические связи, удерживающие их вместе.

Теперь мы также можем научиться делать такие машины. Где их можно применить? Во-первых, это может быть адресная доставка лекарств к больному органу. Большинство лекарств имеют побочные эффекты именно потому, что вместе с больным органом они влияют и на здоровые. Лекарства практически не умею выбирать. Попадая в общую систему кровообращения, они могут воздействовать на другие органы. Молекулярные машины позволят организовать систему доставки лекарств к конкретному органу или ткани.

Молекулярные машины могут действовать как сборщики сложных молекулярных структур, и мы получим материалы с желаемыми свойствами. Или, наоборот, разобрать их по атомам. Хороший способ утилизации, например, полимеров.

Сам размер этих наномашин говорит о том, что они идеально подходят для работы с очень маленькими объектами. Например, в клетках. Тысячи их естественных машин уже работают там. Теперь можно будет отправлять туда искусственные. За что? Например, меняет геном. В конце концов, вышеупомянутый белок Cas9 в сочетании с направляющей РНК представляет собой программируемую молекулярную машину для разрезания ДНК.

Вероятность: 85%

Массовое внедрение беспилотного транспорта

Десятки компаний по всему миру уже разрабатывают беспилотные автомобили. Причем как автомобильные, такие как Volvo, General Motors, Volkswagen, Toyota, Audi, BMW и, конечно же, Tesla, так и те, которые никогда не выпускались автомобилями: Google, Baidu, Uber и другие.

Также задействован отечественный «КамАЗ». В прошлом году на заводе на базе серийного грузовика был создан прототип первого беспилотного автомобиля в нашей стране. Легковые автомобили, как грузовики, так и легковые, не ограничиваются. Беспилотное летающее такси представила китайская компания Ehang.

Считается, что беспилотный автомобиль будет безопаснее непредсказуемого и несовершенного человека, который также склонен пренебрегать правилами дорожного движения. Оснащенные всевозможными датчиками и сенсорами (радары, камеры, навигационные системы и мощные компьютеры для принятия решений), они будут намного совершеннее людей. Было подсчитано, что повсеместное распространение беспилотных автомобилей снизит количество дорожно-транспортных происшествий на 90%, спасая множество жизней.

Если снять водителя с машины, можно существенно сэкономить на зарплате, чему, конечно же, будут рады в транспортных компаниях. А беспилотный автомобиль может ездить по маршруту днем ​​и ночью с минимальными техническими перебоями. Все это сулит большую прибыль перевозчикам.

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Когда-нибудь беспилотных автомобилей будет больше, чем автомобилей с водителем. А через некоторое время вождение автомобиля будет похоже на катание на выходных. Очень скоро мы будем полагаться на автопилот для ежедневных поездок домой и на работу. В какой-то момент человек, едущий по высокоскоростной трассе в потоке беспилотных автомобилей, движущихся на высокой скорости, станет значительным фактором риска, и многие дороги будут просто закрыты для автомобилей, управляемых упитанным водителем и костью.

Через некоторое время сам автомобиль перестанет быть самостоятельной транспортной единицей. Автомобили в будущем будут подключаться информативно. Они будут обмениваться полезной информацией друг с другом и с дорожной инфраструктурой.

В будущем не только автомобили будут «умными», но и городам будет что «рассказать друг другу.

Чтобы не создать аварийную ситуацию, дроны будут постоянно проверять параметры своего движения с находящимися поблизости машинами. Сообщайте о замедлениях и включениях вовремя. Выбирайте маршрут исходя из плотности движения и погодных условий. На дороге беспилотные автомобили будут больше похожи на косяк рыб, синхронно плывущих в одном направлении. Используя автомобиль, человек будет использовать не столько отдельный автомобиль, сколько целую транспортную систему, в которой беспилотный автомобиль является лишь одним из ее элементов.

В то же время это все еще вопрос будущего. И вообще, прогноз Илона Маска этим летом о том, что через три года большинство автомобилей будут ездить без водителя, кажется слишком оптимистичным.

Вероятность: 95%

Добыча ресурсов на астероидах

Небольшой по площади Люксембург, затерянный между Францией, Германией и Бельгией, неспроста называют Железным герцогством. Долгое время основными отраслями промышленности в этой стране были добыча железной руды и производство стали. Сегодня месторождения железной руды уже истощены. Но, видимо, маленькое герцогство преследует свое прошлое. В этом году было заявлено о желании сделать Люксембург центром для компаний, занимающихся исследованием и добычей космических ресурсов. Юристы страны уже готовят необходимую законодательную базу. Это означает, что частные компании, зарегистрированные в Люксембурге, получат юридическую защиту права собственности на все ресурсы, которые будут извлечены с астероидов.

И если вопрос переходит из научной сферы в юридическую, то здесь уже пахнет деньгами и перспективами. Однако, как и в случае с CRISPR / Cas9. Патентные войны за право считаться первооткрывателями этой технологии уже начались. Частные американские компании Planetary Resources и Deep Space Industries уже заявили о своем желании начать разработку астероидов, которые выразили интерес к инициативе Люксембурга.

Считается, что почти все промышленные металлы, которые мы извлекаем из верхних слоев Земли, имеют астероидное происхождение. Современные месторождения образовались в результате первой метеоритной бомбардировки нашей планеты. А это значит, что рано или поздно нам придется отправиться в космос и забрать ресурсы из космической кладовой.

Читайте также:  Дырявая МКС, виноваты ли Российские космонавты

Космическая деятельность, связанная с добычей ресурсов за пределами планеты, станет таким же естественным явлением, как связь, навигация и пространственное зондирование Земли, без которых мы уже не можем представить нашу жизнь. Наряду с космическим туризмом, космическая добыча станет новым видом космического предпринимательства.

Однако нужно понимать, что пространственная добыча полезных ископаемых надолго не вытеснит земную. И дело здесь не только в том, что извлечение ресурсов из космических объектов пока нереально дорого. Сейчас, например, нас интересуют редкие металлы в космосе. Их называют редкоземельными элементами, потому что они редки на нашей планете. Благодаря своим выдающимся свойствам они используются в радиоэлектронике, приборостроении, машиностроении, химической промышленности, металлургии и других отраслях промышленности. Вероятно, именно с них стоит начать промышленную разработку астероидов. Спрос на редкоземельные металлы не уменьшится. И наоборот, широкая доступность позволит им найти большее применение. А это может привести к революционным изменениям во всех областях, где они используются. В частности, это приведет к появлению новых материалов с уникальными свойствами.

Но другие металлы могут уже пригодиться в космосе. Где экономически нецелесообразно освобождать их от Земли. Строительство объектов в космосе будет осуществляться из материалов пространственного происхождения. Таким образом, в космосе будет сосредоточена не только добыча полезных ископаемых, но и металлургия и переработка. Орбитальные туристические отели, производственные предприятия, научные станции будут собираться из элементов, произведенных в космосе. Кроме того, космическая металлургия имеет много преимуществ перед земной. В частности, это позволяет получать сплавы высокой однородности и чистоты. А если говорить о колонизации космоса, в том числе Марса, то без освоения ресурсов астероидов нам совершенно не обойтись.

Вероятность: 85%

Колонизация Марса

Главный идеолог всего Марса – Илон Маск. Во всяком случае, сейчас.

Конечно, то, что говорит и делает Маск, может иметь решающее значение. Но освоение Красной планеты как резервного пристанища нашей цивилизации – задача необходимая. Наша цивилизация прошла долгий путь, и было бы очень печально, если бы какая-то катастрофа или внутренний конфликт уничтожили человечество. Если планы главного сновидца останутся неудовлетворенными, идею покорения Марса подхватят другие.

В сентябре Маск уже представил широкой публике свой проект межпланетной транспортной системы: Межпланетная транспортная система. По замыслу Маска, ITS направлена ​​на доставку первых поселенцев на Красную планету. Следовательно, население марсианской колонии в следующем столетии должно составить один миллион человек. Возможно, в это время снова изменится техническая составляющая проекта. У нас пока не так много технологий, которые позволят земным людям создать автономную и максимально независимую колонию на Марсе. Будущим марсианам придется добывать полезные ресурсы, необходимые для строительства колонии, производства энергии и ведения сельского хозяйства. Только самое высокотехнологичное оборудование и материалы будут доставлены с Земли.

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

В то же время не путайте колонизацию с терраформированием. На создание на Красной планете условий, которые в чем-то похожи на те, что есть на Земле, может потребоваться много лет. Маск также считает, что это займет несколько сотен лет. Но даже это в лучшем случае.

Вероятность: 85%

Обнаружение внеземных цивилизаций

Возможно, ни одно научное открытие не сможет так изменить наше сознание, как открытие достоверных признаков существования внеземных цивилизаций. В нашей культуре и в некотором смысле в науке инопланетяне существуют уже давно. Мы их ждем, боимся, смотрим фильмы о них и читаем книги. Британский физик Стивен Хокинг предупреждает, что инопланетяне могут быть опасны для Земли. Но мы все же надеемся, что это не так и посылаем сигналы в космос. Мы отправили послания внеземным цивилизациям, разработанным Карлом Саганом в «Путешественниках» и «Пионерах». Проект SETI, направленный на поиск внеземных цивилизаций, действует с 1959 года.

Знаменитое уравнение Дрейка призвано помочь определить количество внеземных цивилизаций в нашей Галактике (то есть Галактике, а не всей Вселенной), с которыми мы можем контактировать. Но большинство параметров в этом уравнении нам неизвестны и определяются учеными на основе их предположений. Фрэнк Дрейк, основываясь на своих гипотезах и используя созданную им формулу, также подсчитал количество таких цивилизаций. В результате оказалось, что таких цивилизаций всего десять во всей галактике Млечный Путь диаметром около 30 тысяч парсеков. Но с 1961 года прошло много времени. И шансы найти следы внеземных цивилизаций не увеличиваются.

Более того, возможно, мы все еще недостаточно знаем обо всех условиях, необходимых для появления разумных форм жизни. Например, если гипотеза о том, что жизнь и разумные цивилизации могут возникнуть только в подвижных торах – плотных кольцах в «теле» галактики, окажется верной, то наши шансы найти братьев по разуму уменьшаются во много раз. В таком галактическом «поясе» расположена Солнечная система. Здесь межзвездный газ вращается синхронно с рукавами галактик, то есть относительного движения практически нет, а значит, не образуются ударные волны. Это одно из самых тихих мест в нашей Галактике. Радиус этого узкого кольца – тора в «теле» Млечного Пути – всего 250 парсеков.

Вероятность: 10%

Картины будущего: 10 вещей, которые изменят мир

Один источник

Оцените статью
Добавить комментарий