10 bahnbrechende Technologien, die noch keine breite Anwendung gefunden haben, aber möglicherweise 2018 allgemein verfügbar werden.
1. Metall 3D-Druck
Der 3D-Druck selbst gibt es schon sehr lange, aber er wurde hauptsächlich für die Arbeit mit Kunststoffen verwendet. Alle anderen Materialien - insbesondere Metall - waren für diese Technologie zu teuer. Jetzt ist der 3D-Druck von Metallprodukten erschwinglich, weit verbreitet und wird bald das System der Massenproduktion verändern.
Insbesondere kann das fehlende Teil einfach in einer einzigen Kopie auf einem Drucker gedruckt werden, anstatt eine Produktion in großem Maßstab zu organisieren. Bei alten Autos, Fernsehgeräten und anderen seltenen Geräten verschwindet das Problem des Mangels an Ersatzteilen. Pflanzen werden in der Lage sein, die Bandbreite ihrer Mechanismen zu diversifizieren und sie an die spezifischen Bedürfnisse der Kunden anzupassen. Und dafür müssen Sie keine neuen Geräte kaufen.
In Großbritannien wurde beispielsweise ein Patient mit Rippen aus Titan ausgestattet. Das französische Unternehmen Stelia Aerospace hat eine selbstverstärkte Rumpfplatte gedruckt. Und niederländische Schiffbauer präsentierten den ersten vollständig gedruckten Schiffspropeller. Und dies sind nur einige der Dutzenden Beispiele für erfolgreichen Metall-3D-Druck im vergangenen Jahr.
2. Künstliche Embryonen
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Wissenschaftler aus Cambridge ändern das Konzept, neues Leben zu schaffen, völlig. Es gelang ihnen, einen Mausembryo in einem Reagenzglas nur mit Stammzellen zu züchten. Weder Eier noch Sperma waren dafür erforderlich. Stammzellen organisierten sich irgendwie selbst zu einem Embryo, der sich jedoch noch nicht weiterentwickeln kann. Dies ist jedoch der erste Schritt zur Schaffung lebensfähiger menschlicher Embryonen auf diese unkonventionelle Weise.
Diese Forschung wird Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie künstliche Organe wachsen und Gene bearbeitet, Erbkrankheiten verhindert und die Entwicklung von Embryonen in den frühesten Stadien untersucht werden können. Es stimmt, dass eine Reihe von ethischen Fragen auftauchen, die angegangen werden müssen, bevor die Technologie auf das gewünschte Niveau verbessert werden kann.
3. Intelligente Städte
Sidewalk Labs, eine Tochtergesellschaft von Google, wird in Toronto, Kanada, ein 8 Quadratmeter großes Viertel Smart Quayside errichten. km. Es wird sich an der Ostküste der Stadt befinden und die lokale Abteilung der Internet-Suchmaschine Google Canada wird ihren Hauptsitz dorthin verlegen. Das Unternehmen wird dort als Anker ansässig sein und 50 Millionen US-Dollar in die Entwicklung des Gebiets investieren.
Das Projekt wird Sidewalk ungefähr 1 Milliarde US-Dollar kosten, weitere 1,25 Milliarden US-Dollar werden der Regierung von Toronto hinzugefügt. Der Plan sieht eine vollständige Renovierung des Verkehrssystems (alle Autos werden unbemannt und mitfahrbar sein) sowie die Schaffung von erschwinglichem Wohnraum vor. Es werden strenge Anforderungen an den Schutz des Rechts auf Privatsphäre gestellt, insbesondere im Hinblick auf staatliche Eingriffe. Darüber hinaus werden im "intelligenten" Bereich autonome Transitlinien und die umweltfreundlichsten Energiesysteme erscheinen.
Ein umfangreiches Netzwerk von Sensoren wird dazu beitragen, die Infrastruktur zu verbessern und Informationen über alles zu sammeln, von Luftqualität und Geräuschpegel bis hin zu den täglichen Aktivitäten der Bürger. Sidewalk Labs wird die gesamte Software kostenlos zur Verfügung stellen, damit IT-Unternehmen darauf basierend neue, interessante Anwendungen erstellen können.
Wenn das Toronto-Projekt erfolgreich ist, werden intelligente Nachbarschaften in San Francisco, Denver, Los Angeles und Boston gebaut.
4. KI für alle
Der heutige KI-Markt wird von Amazon, Baidu, Google und Microsoft dominiert. Technologiegiganten haben jedoch damit begonnen, einige ihrer Designs auf Cloud-Plattformen zu hosten, damit andere Unternehmen maschinelles Lernen für ihre eigenen Zwecke nutzen können. Dies wird es der Industrie ermöglichen, viel schneller zu wachsen und Medizin, Produktion und Energie zu revolutionieren.
Das Problem ist, dass es sich nur wenige leisten können, KI-Spezialisten einzustellen. Selbst die Verfügbarkeit von Informationen garantiert daher nicht, dass diese ordnungsgemäß verwendet werden. Google und Amazon verstehen dies und bieten Beratungsdienste an, um neue KI-Talente vorzubereiten.
5. Wettbewerb neuronaler Netze
Neuronale Netze haben gelernt, Millionen von Bildern zu erkennen, aber lange Zeit konnten sie sich nichts einfallen lassen. Sie hatten einfach keine Phantasie. Die Lösung wurde von Ian Goodfellow von der Universität von Montreal durch die Schaffung eines generativen kontradiktorischen Netzwerks (GAN) erfunden. Es repräsentiert zwei neuronale Netze (vereinfachte mathematische Modelle des menschlichen Gehirns), die Katz und Maus miteinander spielen.
Zunächst werden beide neuronalen Netze mit denselben Daten trainiert. Dann fügt einer von ihnen, der als Generator bezeichnet wird, dem bereits bekannten Bild eine neue Funktion hinzu - zum Beispiel hat ein Fußgänger eine dritte Hand. Das zweite neuronale Netzwerk - der Diskriminator - muss verstehen, ob sie zuvor ein ähnliches Bild gesehen hat oder ob es eine Fälschung ist. Das heißt, sie muss verstehen, ob eine dreiarmige Person real sein kann. Im Laufe der Zeit lernte der Generator so geschickt, Bilder zu fälschen, dass der Diskriminator sie nicht von echten unterscheiden konnte. Es stellt sich heraus, dass das neuronale Netzwerk sich etwas Neues und Realistisches vorgestellt und geschaffen hat.
GAN ist in diesem Jahr zu einer der disruptivsten Technologien geworden. Entwickler aus Nvidia, die Hunderttausende von Bildern von Prominenten zusammengestellt haben, haben menschliche Gesichter geschaffen, die von echten nicht zu unterscheiden sind - trotz der Tatsache, dass diese Menschen nie existierten. Eine andere Forschungsgruppe konnte Gemälde stilistisch nicht von Gemälden von Van Gogh unterscheiden, die er nie malte. Die Technologie öffnet die Tür für hochwertige Fälschungen, ermöglicht es Ihnen jedoch gleichzeitig, der KI die Vorstellungskraft zu geben, die erforderlich ist, um besser mit der umgebenden Realität zu arbeiten.
6. "Babylonischer Fisch"
Google veröffentlichte die $ 159 Pixel Buds, ein Analogon des "babylonischen Fisches" aus dem Per Anhalter durch die Galaxis. Sie können automatisch aus 40 Sprachen übersetzen. Sie müssen nur einen Knopf drücken oder etwas sagen wie: "Hilf mir, Spanisch zu sprechen!" Diese Funktion ist zwar nur in einem Bundle mit einem anderen neuen Produkt verfügbar - dem Google Pixel 2-Smartphone.
Eine Person setzt Kopfhörer auf, die andere hält ein Smartphone in den Händen. Eine Person mit Kopfhörern spricht ihre eigene Sprache - das Smartphone übersetzt seine Sprache automatisch über die Freisprecheinrichtung. Ein Mann mit einem Smartphone antwortet - Simultanübersetzung ist im Kopfhörer zu hören. Es ist klar, dass die Kommunikation auf diese Weise auf lauten Straßen problematisch sein wird, da es für das System nicht einfach ist, Sprache unter Hunderten anderer Geräusche zu erkennen. Trotzdem ist es besser als über Google Translate zu sprechen, da jeder der Konversationsteilnehmer das Mikrofon in den Kopfhörern und im Telefon steuern und nach Bedarf zoomen kann.
7. Gaskraftwerk ohne Emissionen
Startup Net Power hat in Houston ein emissionsfreies Gaskraftwerk gebaut. Die Technologie basiert auf einer grundlegend neuen Turbine mit einer Größe von 1/10 einer herkömmlichen Turbine, die in einen 5,6 m² großen Raum passt. Gleichzeitig bleibt es dank einer effizienteren Wärmeübertragung mit der überkritischen Flüssigkeit gleich stark.
In einer kleinen Turbine wird Erdgas in einer Brennkammer unter reinem Sauerstoff verbrannt und nur Wasserdampf und Kohlendioxid entstehen. Darüber hinaus ist die Kammer bereits unter hohem Druck und hoher Temperatur mit überkritischem Kohlendioxid gefüllt. Die Brennkammer erzeugt Kohlendioxid und etwas Wasserdampf. Dieses Hochtemperatur-Hochdruckgemisch wird dann zu einer Gasturbine geschickt, wo die Druckenergie die Welle dreht und Elektrizität erzeugt. Das abgekühlte Gasgemisch verlässt die Turbine und wird dort in Teile getrennt.
Die erforderliche Menge Kohlendioxid wird in einen überkritischen Zustand komprimiert und in die Kammer zurückgeführt, um die erforderliche Gaszirkulation im System aufrechtzuerhalten. Der verbleibende Kohlendioxidstrom kann unter der Erde vergraben oder an andere Unternehmen verkauft werden, und das saubere Wasser wird abgelassen. Die Kraftstoffeffizienz eines solchen Kraftwerks wird 80% betragen (zum Vergleich: Der Wirkungsgrad vieler russischer Kraftwerke überschreitet 21-22% nicht, bei amerikanischen etwa 60%).
Trotz der Beliebtheit erneuerbarer Energien geht Net Power davon aus, dass mit der massiven Umstellung auf Elektroautos die Nachfrage nach Strom mehr denn je steigen wird. Erdgas hat daher möglicherweise gute Aussichten: Wenn ein Kraftwerk gleich effizient bleibt, aber die Umwelt nicht belastet, warum nicht fossile Brennstoffe verwenden?
8. Echte Online-Privatsphäre
Das neue Internet-Identifikationssystem kann Ihre Identität überprüfen, ohne dass Sie Ihr Geburtsdatum oder andere persönliche Informationen angeben müssen, dank eines Protokolls, das als wissensfreier Nachweis bezeichnet wird. Trotz der Tatsache, dass die Entwickler seit Jahrzehnten an der Erstellung arbeiten, ist das besondere Interesse daran erst im letzten Jahr dank der Kryptowährung Zcash geweckt worden.
Die Entwickler betonen, dass die Währung auf einem fortschrittlichen Kryptografiesystem basiert, mit dem Geld überall auf der Welt ohne Rückverfolgung gesendet werden kann. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Zcash und Bitcoin. Jeder Bitcoin-Besitzer erhält eine Adresse aus Buchstaben und Zahlen, und alle Transaktionen werden über ein verteiltes Hauptbuch - die Blockchain - abgewickelt. Strafverfolgungsbehörden können mithilfe von Datenanalysen herausfinden, wem diese Adresse gehört, und den Fortschritt von Transaktionen verfolgen. Blockchain hat Ermittlern wiederholt dabei geholfen, Drogendealer zu finden, die Waren auf dem Schwarzmarkt verkaufen.
Zcash basiert auf der Kryptographie-Methode zk-Snark, die von israelischen Wissenschaftlern in Zusammenarbeit mit Kollegen vom MIT entwickelt wurde. Alle Transaktionen werden im Netzwerk bestätigt, es ist jedoch nicht möglich, die Adressen der Teilnehmer an der Operation zu verfolgen.
Trotz aller Vorteile von zk-Snark ist es eine sehr komplexe und langsame Technologie. Daher suchen Entwickler jetzt nach Möglichkeiten, es zu vereinfachen und zugänglicher zu machen.
9. Genetische Vorhersagen
Der Tag ist nicht mehr fern, an dem Kinder bei der Geburt einen genetischen Pass erhalten. Es wird zeigen, wie wahrscheinlich es ist, in Zukunft einen Herzinfarkt zu bekommen, eine Tendenz zu bestimmten Arten von Krebs oder Diabetes. Bei der Untersuchung einer riesigen Datenmenge leiten Wissenschaftler "polygene Risikobewertungen" ab, die in Zukunft dazu beitragen werden, schwerwiegende Krankheiten in einem frühen Stadium zu identifizieren und erfolgreich zu behandeln.
Pharmaunternehmen benötigen diese Informationen auch, um Medikamente zur Vorbeugung von Alzheimer oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu testen. Für Studien können sie Patienten rekrutieren, die für diese Krankheiten anfällig sind, um die wirksamsten Medikamente zu entwickeln.
10. Quantencomputer
Chemiker warten am meisten auf das Erscheinen von Quantencomputern. Sie erwarten bereits, wie sie damit neue Moleküle erzeugen werden. Neue Proteine für viel effektivere Medikamente, neue Elektrolyte für Batterien und Verbindungen, die Sonnenlicht direkt in flüssigen Kraftstoff umwandeln können. Herkömmliche Computer verfügen nicht über genügend Rechenleistung, um solche Computer zu bauen, und mit dem Aufkommen von Quantencomputern wird dies ein Teil des täglichen Lebens von Chemiewissenschaftlern.
Das in Kalifornien ansässige Startup Rigetti Computing hat bewiesen, dass ein Quantencomputer für maschinelles Lernen verwendet werden kann. Das Unternehmen eröffnete auch den Zugang zu seinem Forest-Quantencomputer, der sich in der Cloud befindet und Berechnungen mit einem 19-Qubit-Prozessor durchführen kann.
Olga Gogoladze
