Эпоха мракобесия часть 48

Эпоха мракобесия часть 48
                Ценить людей надо по тем целям, которые они перед собой ставят.               

Открытие русских ученых: передача генной информации на расстоянии - это реальность!
ТОП-10 новых технологий, которые должны изменить мир к лучшему

Каждый год «Технологическое обозрение MIT», одно из самых уважаемых изданий в своей области, представляет десять новых технологий, которые должны изменить мир к лучшему. В нынешнем году редакция «Обозрения» и сама сделала небольшую революцию, предоставив возможность отобрать десятку внешнему куратору. Им стал бизнесмен, который, кажется, всегда будет ассоциироваться с прорывными технологиями, даже несмотря на то, что в практическом плане его обогнали едва ли не все конкуренты. Этот человек — Билл Гейтс.
Ловкие роботы (появятся через 3–5 лет)
Промышленные роботы слишком неуклюжи. Они справляются со стандартными обязанностями, но как только ситуация или обстановка меняется даже едва заметно, от производительности и точности робота ничего не остается. На сборочном конвейере он не видит, к примеру, что некоторая деталь передвинута на пару миллиметров. А если и видит, то не может перестроиться.
Специалисты по «ловким роботам» учат машины самостоятельно манипулировать объектами методом проб и ошибок. Одним из таких проектов является робот Dactyl, разработанный некоммерческой организацией OpenAI. Это механическая рука, окруженная несметным количеством камер, датчиков и ламп и работающая на нейронно-сетевом ПО. Она учится манипуляциям с новыми предметами разной формы или размера без помощи человека. От успеха эксперимента зависит, как быстро крупные роботы появятся не только на производстве, но и в домашнем хозяйстве, где ловкость особенно нужна.
Промышленные роботы слишком неуклюжи. Они справляются со стандартными обязанностями, но как только ситуация или обстановка меняется даже едва заметно, от производительности и точности робота ничего не остается. На сборочном конвейере он не видит, к примеру, что некоторая деталь передвинута на пару миллиметров. А если и видит, то не может перестроиться.
Специалисты по «ловким роботам» учат машины самостоятельно манипулировать объектами методом проб и ошибок. Одним из таких проектов является робот Dactyl, разработанный некоммерческой организацией OpenAI. Это механическая рука, окруженная несметным количеством камер, датчиков и ламп и работающая на нейронно-сетевом ПО. Она учится манипуляциям с новыми предметами разной формы или размера без помощи человека. От успеха эксперимента зависит, как быстро крупные роботы появятся не только на производстве, но и в домашнем хозяйстве, где ловкость особенно нужна.
Безопасные и дешевые ядерные реакторы (коммерчески будут доступны в 2020-х годах)
 
О ядерных реакторах четвертого поколения говорят и пишут с начала века. Они должны сделать получение электроэнергии еще более дешевым и безопасным. Работы ведутся в направлении уменьшения реакторов и, кроме того, создания новых их видов.

Русская стратегия 2021
Кроме собственно реакторов четвертого поколения (эволюция нынешних технологий) работы активизировались в области создания мобильных реакторов (SMR) и реакторов термоядерного синтеза.
Некоторые разработчики, такие как канадская Terrestrial Energy и американская TerraPower, уже подписали соглашения с энергетическими компаниями о вводе реакторов в эксплуатацию в 20-х годах нынешнего столетия. SMR-реакторы уже существуют, а термоядерные реакторы должны появиться к 2030-м годам.
В них верит и сам Билл Гейтс, ставший инвестором сразу двух компаний в этой области — TerraPower и Commonwealth Fusion Systems.
Прогнозирование риска недоношенности (ближайшие пять лет)
 
В мире ежегодно рождается 15 млн недоношенных детей. Это, в свою очередь, является главной причиной смертности у детей в возрасте до пяти лет. Ученый Стивен Куэйк и компания Akna Dx работают над созданием анализа крови, который бы выявлял риск преждевременных родов. В отличие от тестов, выявляющих риск онкологических заболеваний или синдрома Дауна, которые основываются на изучении свободно циркулирующей ДНК, тест доктора Куэйка основывается на отслеживании и определении изменений в свободно циркулирующей РНК.
Отклонения в экспрессии семи генов, которые, по его мнению, отвечают за преждевременные роды, помогают определить риск рождения недоношенного ребенка. Остальное — дело врачей, которые могут отсрочить такие роды, увеличив шансы ребенка на выживание. Стоить такой тест будет $10.
Зонд в таблетке (уже существует для взрослых, тестирование для детей начнется в 2019 году)
 
Одно из самых распространенных и самых дорогих заболеваний, говорят эксперты «Обозрения», так называемая «тропическая энтеропатия», болезнь ЖКТ, из-за которой воспаленный кишечник с большим трудом поглощает питательные вещества. Результат — истощение, задержки развития. Болезнь, широко распространенная в бедных странах, изучена очень плохо.
Врач и инженер Клинической больницы Массачусетса Гильермо Тирни разработал микроскопические приспособления, которые могут и передавать информацию о наличии признаков заболевания, и даже получать мельчайшие кусочки ткани для биопсии.
Кроме того, они настолько удобны, что могут использоваться даже в поликлиниках.
Приспособление представляет собой капсулу, в которой скрыт микроскоп. Тончайший катетер подает в капсулу электроэнергию и свет и, кроме того, передает видеоизображение. По словам доктора Тирни, он разработал методику, позволяющую избежать малейшего дискомфорта для пациента. Разумеется, прибор можно использовать для выявления и других заболеваний ЖКТ.
Вакцины от рака «с примеркой» (тестируются на пациентах)
 
Обычная химиотерапия самым негативным образом влияет и на здоровые клетки, кроме того, она не всегда эффективна. Поэтому ученые разрабатывают персонализированную вакцину против рака.
Как объясняют эксперты MIT, в случае успеха она должна таким образом спровоцировать иммунную систему человека, чтобы та смогла самостоятельно идентифицировать новообразование. Тем самым будет снижено негативное влияние на здоровые клетки.
Кроме того, задействованные иммунные клетки смогут реагировать на оставшиеся после первоначального лечения отдельные раковые клетки.
Впервые всерьез о такого рода вакцинах заговорили более десяти лет назад. Ученые определили, что всякая раковая клетка имеет сотни, если не тысячи особенностей, присущих только ей. Позже ученые из стартапа BioNTech доказали, что вакцина, содержащая копии этих конкретных мутаций, может служить катализатором для иммунной системы к производству цитотоксических Т-лимфоцитов, в задачи которых входит выявление, борьба и уничтожение всех раковых клеток, имеющих такие мутации.
Клинические испытания начались в 2017 году в сотрудничестве с фарматехнологической компанией Genentech. Эксперты говорят, что достижение этой цели само по себе дело непростое, поскольку предполагает биопсию новообразования, анализ ДНК и передачу полученной информации на производство.
Искусственное мясо (появится к 2020 году)
 
По прогнозам к 2050 году потребление мяса в мире увеличится на 70% по сравнению с 2005 годом. Чтобы снизить нагрузку на природу, ученые предлагают создавать аналоги мяса на основе растений и выращивать его в лабораториях. По словам представителей Маастрихтского университета, которые уже выращивают мясо в пробирках, в будущем году стоимость гамбургера, произведенного в лабораторных условиях, не будет отличаться от гамбургера из обычной говядины.
Правда, у этого направления есть один серьезный, с точки зрения защитников окружающей среды, недостаток: производство мяса в пробирках почти такое же «грязное», как и обычное скотоводство.
Предпочтительнее, по мнению MIT и Билла Гейтса,— производство заменителей мяса растительного происхождения. Господин Гейтс, кстати, инвестировал сразу в две компании, лидирующие на этом рынке,— Beyond Meat и Impossible Foods.
Компании используют горох, сою, пшеницу, картофель и растительные масла для того, чтобы имитировать вкус и текстуру настоящего мяса. У производимого ими мяса есть одно очевидное достоинство — производство на 90% «чище» производства обычного мяса.
Уловители CO2 (5–10 лет)
 
Изъятие CO2 из атмосферы, говорят эксперты MIT, возможно, единственный более или менее эффективный способ борьбы с изменением климата.
Чтобы избежать опасного повышения температуры, человечеству необходимо убрать из атмосферы 1 трлн тонн CO2. Правда, до сих пор к этому способу никто всерьез не относился — слишком дорого.
Гарвардский ученый Дэвид Кит утверждает, что теоретически машины могут сделать это довольно дешево — меньше чем за $100 за тонну. Более того, он уже знает, что делать с тем газом, который он сможет уловить. Его компания, Carbon Engineering, в которую также вложился Билл Гейтс, готова производить синтетическое топливо, в котором CO2 будет основным ингредиентом.
В свою очередь, у швейцарской Climeworks есть два завода. На одном она перерабатывает уловленный газ в метан, другой — обрабатывает его таким образом, чтобы продавать производителям газированных напитков.
ЭКГ на запястье (ждет одобрения властей)
 
Серьезное исследование работы сердца, такое как, к примеру, ЭКГ, все еще требует посещения врача. Проблему пытается решить стартап AliveCore. В 2017 году он выпустил совместимый с Apple Watch браслет, который отслеживает мерцание предсердий,— частую причину тромбоэмболии и инсультов. В 2018 году Apple представила уже собственную подобную технологию.
Однако для снятия ЭКГ в условиях медицинского учреждения используются 12 сенсоров, в то время как во всех до сих пор одобренных властями устройствах присутствует только один.
Как говорят эксперты MIT, пока не существует ни одного носимого устройства, которое смогло бы засечь сердечный приступ или инфаркт моментально, в реальном времени.
Однако AliveCore уже представил Американской ассоциации кардиологов предварительные результаты испытаний своего нового приложения и двухсенсорного устройства, которое может выявить некоторые виды сердечных приступов.
Туалет без канализации (1–2 года)
 
2,3 млрд человек живут в чудовищных санитарных условиях. Это является причиной многочисленных смертей.
В 2011 году Билл Гейтс учредил специальную премию «Придумаем туалет заново». Благодаря ей сразу несколько групп ученых и изобретателей представили прототипы уборных, которые перерабатывают отходы на месте, а многие из которых и вовсе не требуют наличия канализации.
Прототипы не лишены недостатков. И главный из них — негибкость в том, что касается масштаба использования. К примеру, проект, предложенный стартапом Biomass Controls, рассчитан на десятки тысяч использований в день, и поэтому для небольших деревень или общин он просто не подходит. Другой, представленный исследователями из Университета Дьюка, наоборот, может обслуживать только несколько домохозяйств. Кроме того, все эти проекты достаточно дороги.
Говорливые AI-помощники (1–2 года)
 
У нынешних голосовых ассистентов есть серьезный недостаток: они выполняют только определенные задания, а любое отклонение в произношении или выборе слов делает их беспомощными.
Уже упоминавшийся стартап OpenAI, который научил робо-руку двигаться плавно и учиться самостоятельно, представил разработку и в этой сфере. Технология позволяет искусственному интеллекту учиться самостоятельно, экономя время на разбивку по категориям и механическую загрузку информации.
Google представила свою систему BERT, которая научилась предсказывать пропускаемые говорящим слова, изучив миллионы предложений.
В результате возможности ассистентов сразу расширились. Google Dupleх может, например, самостоятельно принимать телефонные звонки, чтобы вам не досаждали спамеры, а может и забронировать столик в ресторане. В Китае все большую популярность получает AliMe от Alibaba, который (или которая) может заменить вас при доставке вещей и даже поторговаться с поставщиком.
Филипп Ночевка
Цели и задачи русского научного центра с квантовым компьютером и биосенсорами

Появление квантовых компьютеров позволит человечеству создать новые виды топлива и осуществить прорыв в медицине. Такого мнения придерживается директор научного центра «Функциональные микро/наносистемы» при МГТУ им. Н.Э. Баумана Илья Родионов. По его словам, одной из главных задач возглавляемой им лаборатории является разработка приборов для квантовых вычислений. В интервью RT учёный также рассказал о разработке биосенсоров для диагностирования состояния человека в реальном времени.
— Как был создан ваш центр, что он собой представляет?
— Центр создан не так давно, пять лет назад. В основе идеи его создания лежит разработка устройств на новых физических принципах. Мы хотели создавать технологии, которых в мире ещё не существует и которые будут приносить пользу людям.
Стол лабораторный с мойкой
К созданию центра привлекли 11 ведущих мировых компаний, что позволило обеспечить необходимую инфраструктуру и лучшее оборудование. Проект был реализован стремительно, всего за один год. Спустя ещё три месяца мы приступили к разработке технологических решений, на базе которых сегодня создаются все устройства в центре.
Основой центра является «чистая комната» — производственное помещение, в котором контролируются влажность, температура, количество частиц в воздухе. Эти параметры критически важны, потому что мы работаем с очень малыми структурами, размером порядка 10 нанометров, а это тысячные доли диаметра волоса человека.
Илья Родионов о создании центра и «чистой комнате»
— Вы ведёте исследования по разработке элементной базы для приборов нового поколения: от квантовых компьютеров до биологических сенсоров. Что удалось сделать?
— Я бы выделил три ключевых направления, на которых наши результаты сегодня достигли мирового уровня и местами даже превысили его. Центр является головным технологическим исполнителем двух крупнейших проектов России в области квантовых вычислений. В каждом из них разрабатывается своя элементная база: фотонные чипы на основе принципов нанофотоники и кубитные схемы на основе сверхпроводников.
Во всех ведущих лабораториях России, которые занимаются квантовыми вычислениями, используются наши чипы. По отдельным параметрам функциональные элементы наших устройств демонстрируют результаты, которые превышают мировой уровень.
Второе направление — биотехнологии. Разработано сразу несколько технологий создания так называемых лабораторий на чипе. Это направление, которое в будущем поможет спасать жизни. Мы разрабатываем портативные устройства, которые могли бы в режиме реального времени диагностировать состояние человека и даже осуществлять лечебное воздействие.
Третье важнейшее направление — разработка сенсорных датчиков и источников излучения. За последние три года мы поставили сразу несколько мировых рекордов, создали биологические сенсоры с рекордной чувствительностью на особо важные маркеры. Некоторые из таких сенсоров могут обнаружить до трёх частичек вещества на триллион частиц веществ, в котором они растворены. Подобных аппаратов в мире сегодня нет.
Совместно с американскими партнёрами мы изготавливаем структуры, на которых создаются однофотонные источники. Это приборы, которые используются в биологии, квантовых вычислениях и коммуникациях.
Илья Родионов. Основные направления работы НОЦ ФМН
— Как организована работа в центре со студентами? К вам попадают все или только лучшие из лучших и под конкретный проект?
— Сюда попадают лучшие из лучших, и не только из нашего вуза. В центре работают более 90% студентов и выпускников Бауманки, а также ребята из МГУ и Физтеха. Мы открыты для учащихся и выпускников всех вузов. Кстати, я часто говорю: «Ребята, студентов у нас здесь нет». Это означает лишь одно — каждый, кто сюда попадает, сразу работает с практическими задачами. Основа русского метода обучения, которым славна Бауманка, — обучение на реальных, «боевых» задачах. Каждый студент — наш сотрудник.
— Все имеют доступ к оборудованию и материалам, могут делать что-то своё?
— Отдельные единицы оборудования внутри «чистой комнаты» стоят €2—3 млн. Поэтому, конечно, не каждый имеет доступ. Прежде чем самостоятельно работать на таком оборудовании, необходимо пройти многоступенчатую систему обучения. Первое испытание — экзамен на знание правил поведения и работы внутри «чистых помещений».
 
Отдельные единицы оборудования внутри «чистой комнаты» стоят €2—3 млн / © НОЦ ФМН
Затем ребята проходят несколько этапов обучения за рубежом — либо у производителя оборудования, либо в дружественных нам лабораториях. Учатся довольно долго — для получения доступа к отдельным единицам оборудования нужно учиться около года.
— Вы упомянули, что сделанные в вашем центре чипы используются во всех ведущих российских лабораториях, которые занимаются квантовыми вычислениями. Как ваши разработки помогут в деле создания квантового компьютера в виде реального физического прибора?
— Создание квантового компьютера — это крайне сложная задача. Разработка интегральных устройств, чипов-процессоров — лишь часть глобального квантового проекта. Он также включает в себя сложнейшие алгоритмы, создание специального программного обеспечения, экспериментальных криогенных установок.
Над решением поставленных целей сегодня работает большая команда профессионалов из различных университетов и научных групп. Наша задача — обеспечить коллег качественной элементной базой, которая послужит основой российского квантового компьютера.
— Когда и где, по вашему мнению, появится первый настоящий функциональный универсальный квантовый компьютер? Почему его разработка важна?
— Где и когда будет создан квантовый компьютер — прогноз дать сложно. Эксперты ведущих мировых лабораторий и предприятий называют сроки от 5 до 20 лет. У нас в центре сотрудники молодые, но мы трезво относимся к прогнозам. Даже 15—20 лет — очень близкий срок. Возможности, которые даст квантовый компьютер, безграничны, они полностью изменят жизнь человечества. Начиная от лекарств, медицинского оборудования и заканчивая новой энергетикой, новыми материалами.
 
На разработку квантового компьютера может потребоваться до 20 лет и больше / © НОЦ ФМН
Есть шансы, что мы наконец сможем победить онкологические заболевания. Большое количество прикладных направлений требуют сверхбыстрых вычислений и моделирования квантовых систем, что позволит сделать квантовый процессор. Это большое достижение человечества, которое, несомненно, станет реальностью. И надеюсь, это произойдёт именно здесь.
— Вы говорили о создании биосенсоров и разработке технологии создания материалов для них. Есть ли работающие прототипы, перспективные разработки, о которых можно рассказать?
— Наша гордость — новый подход к созданию эпитаксиальных материалов (материалов с совершенной кристаллической решеткой. — RT). Раньше их изготавливали с использованием очень дорогостоящих методов. Нашей же команде удалось разработать сравнительно дешёвую технологию, которую мы запатентовали в РФ, и сейчас оформляем международный патент.
Мы научились создавать эпитаксиальное серебро, над которым последние 60 лет безуспешно работали учёные всего мира. На базе серебра создан ряд уникальных плазмонных устройств: источник излучения, сенсор с рекордной чувствительностью, детекторы биологических маркеров для определения сердечно-сосудистых заболеваний.
Эта же технология применима и для других металлов, используемых в биосенсорике и в однофотонных источниках. Например, на основе эпитаксиального алюминия мы делаем сверхпроводящие кубиты. Наше решение оказалось по-настоящему универсальным.
— Расскажите о роли и значении нанофотоники. Почему России необходимо развивать это направление?
— Последние десятки лет очень бурно развивается электроника. Носителем в этих устройствах являются электроны. Но электрон по природе своей ограничен. Фотоника же даёт нам возможность работать с другим носителем информации — фотоном, которым можно управлять.
Илья Родионов о развитии нанофотоники
Свет — самое быстрое, что у нас есть. Более совершенные носители человечеству пока неизвестны. Поэтому всё, что связано с нанофотоникой, мы считаем крайне перспективным. Это новые типы вычислительных устройств, новые биологические приборы, целый веер прикладных направлений.
— Вы уже упомянули «лабораторию на чипе». Что это, как она может применяться или уже применяется?
— «Лаборатория на чипе» — попытка изменить базис работы в области биомедицинских анализов. Например, чтобы сегодня получить анализ крови, мы идём в лабораторию и сдаём пробу. Затем некоторое время — несколько часов или несколько дней — ждём результата. Так вот, в «лаборатории на чипе» работа с пробами переводится на микрометровый уровень, на микромасштаб. Это позволяет радикально ускорить все процессы.
Появится возможность в режиме реального времени оценивать наше состояние. Мы будем носить в кармане некий прибор, который будет говорить, что всё хорошо. Или, например, о том, что превышен уровень холестерина или другой важный показатель.
— Какие гаджеты будет в скором времени использовать человек? Что придёт на смену уже существующим «умным часам»?
— Если представить, что созданы квантовый компьютер и приборы типа «лаборатории на чипе», располагающие «на борту» устройствами фотоники, с которой мы сейчас активно работаем, то наши «умные часы» можно превратить в работающий центр обработки данных с мощностью большей, чем любой суперкомпьютер на Земле сейчас. И это только начало.
 
Квантовый компьютер позволит просчитать вещества с заданными наперёд свойствами и создать новые источники топлива / © НОЦ ФМН
Почему машины не летают? Потому что у нас нет источника топлива, которое позволило бы нам в течение долгого времени поддерживать работу двигателей. Реактивный самолёт с вертикальным взлётом существует, и такой двигатель можно было бы поставить в машину. Однако для этого потребуется целая цистерна топлива.
Квантовый компьютер позволит просчитать вещества с заданными наперёд свойствами и создать новые источники топлива. С появлением тех вещей, которыми мы занимаемся сегодня в центре, придёт много новых технологий, и все эти фантастические фильмы про звёздные войны будут близки к реальности через какое-то время.