10 прорывных технологий 2022 года по версии MIT
Каждый год редакция MIT Technology Review изучает последние разработки в направлениях от медицины до цифровых технологий и выбирает самые значимые открытия. В феврале издание опубликовало топ-10 инноваций, которые изменят нашу жизнь. Рассказываем, что ждет человечество завтра.
Будущее без паролей
В начале 60-х профессор Массачусетского технологического института Фернандо Корбато нашел решение для защиты личных данных пользователей — пароль. Со временем все привыкли к этой технологии входа.
Однако это далеко не идеальный вариант. Пароль можно украсть или подобрать. К тому же, часто пользователи задают ненадежные шифры или повторяют их на разных площадках.
ИТ-компании уже сейчас предлагают альтернативные способы входа в приложения и сервисы. Владельцы Apple и других смартфонов вовсю используют систему распознавания лиц, а YouTube узнает юзера по электронной почте.
Так что скоро вместо паролей мы будем использовать push-уведомления, биометрию или ссылки, отправленные на наш e-mail.
Контроль за новыми версиями COVID
За последние два года примерно 2% положительных тестов на COVID-19 уходило в машины для секвенирования или определения последовательности генома. Цель: создать карту наследственной информации вируса SARS-CoV-2 — около 30 тысяч букв, и посмотреть, как он меняется.
Наблюдение за COVID-19 уже дало свои плоды. В ноябре 2021 года ученые из Южной Африки обнаружили вирус с более чем 50 мутациями. Сразу же компьютеры в Сиэтле, Бостоне и Лондоне получили данные и сделали прогноз: омикрон — это проблема, он способен ускользать от антител. Возможно, поэтому волна этой мутации оказалась более контролируемой.
Медики пока не могут точно предсказать развитие SARS-CoV-2 и призывают еще более пристально следить за вирусом. Однако секвенирование и свободный обмен данными уже сейчас позволяет быстро предупреждать мир о новых атаках.
Долговечные батареи для возобновляемой энергии
29 апреля 2021 года Калифорния получила 95% энергии от возобновляемых источников — событие было названо важным шагом на пути к декарбонизации. Однако это был один солнечный день. Что делать, если на следующий небо будет затянуто тучами? Использовать накопленное ранее электричество.
Для этого операторам электросетей необходимо дешевое хранение энергии в течение нескольких часов и даже дней. Справиться с этой задачей могут аккумуляторы на основе железа. Они в конечном итоге будут дешевле, чем, например, литий-ионные накопители.
У железных аккумуляторов свои недостатки. Так, они обычно имеют сравнительно низкий КПД. Однако если такие батареи получится усовершенствовать, они помогут обеспечить мир стабильной возобновляемой энергией.
Искусственный интеллект для определения структуры белков
Почти все в нашем теле зависит от белков. Поэтому понимание, как работает то или иное органическое вещество, дает ключ к разработке большинства лекарств.
Белок состоит из ленты аминокислот, которая складывается в запутанный узел. Определение его трехмерной формы, а значит и функции, в лабораториях занимает месяцы. Много лет ученые пытались передать эту задачу компьютеру, но ни один метод так и не смог приблизиться к человеческой точности.
Все изменилось с появлением искусственного интеллекта (ИИ) AlphaFold2 от DeepMind. Он предсказывает форму белков с точностью до атомов. Ученые по всему миру уже начали использовать его в исследованиях рака, устойчивости к антибиотикам и COVID-19.
По мере того, как алгоритм предсказывает белковые структуры, разработчики заполняют открытую базу данных. Сейчас в ней около 800 тысяч записей, а в течение следующего года DeepMind обещает добавить почти все известные науке белки.
Вакцина против малярии
Малярийный паразит — смертельный враг, который выработал множество способов уклоняться от иммунитета. В странах Африки к югу от Сахары малярия убивает более 600 тысяч человек в год, большинство из которых — дети. В октябре 2021 года Всемирная организация здравоохранения одобрила первую в мире вакцину для борьбы с этим заболеванием.
Также этот препарат стал первой вакциной против паразитарного заболевания. Паразиты — сложные организмы, геномы которых намного больше, чем у вирусов и бактерий. Благодаря этому они легко мутируют.
Препарат компании Glaxo состоит из белка, который покрывает паразита в самом начале его жизни, и молекул, которые вызывают тревогу в иммунной системе человека. В результате организм вырабатывает антитела, которые в будущем защитят его от малярии. Ожидается, что в сочетании с другими методами борьбы вакцина снизит смертность от этой болезни на 70%.
Экологичный крипторынок
Блокчейн — это цепочка данных, которая содержит информацию обо всех транзакциях участников системы. Чтобы внести свой блок в цифровую книгу, майноры соревнуются между собой в решении задач. Успешные участники получают вознаграждение за свою работу в виде криптовалюты. Эту технологию проверки пользователей называют Proof-of-Work или «доказательство работы».
Вычислительные операции требуют большое количество энергии. Протокол Proof-of-Stake или «доказательство доли» решает эту проблему. Криптовалюты, которые работают на этой технологии, вообще не нуждаются в майнинге.
В случае Proof-of-Stake на возможность вставить новый блок в цепочку влияет то, какой вклад в систему внес пользователь. Ethereum планирует перейти на эту технологию в 2022 году.
Лекарство от COVID-19
Новый препарат «Паксловид» от Pfizer обеспечивает защиту от вируса, а в сочетании с вакцинами эти таблетки могут стать способом окончательной победы над COVID-19.
Лекарство не было случайно удачей. Фармацевты специально создавали формулу, которая блокирует вирусный белок, называемый протеазой, и нарушает репродуктивные функции SARS-CoV-2. У препарата есть свои ограничения: он работает только в первые дни заражения. Однако эти таблетки все равно смогут предотвратить большое количество жертв.
Применение термоядерных реакторов
На Солнце постоянно происходят термоядерные реакции: ядра элементов сталкиваются друг с другом и выделяют огромное количество энергии. Если бы эти процессы получилось повторить на Земле, человечество получило бы практически безграничный энергоисточник. Эта заманчивая идея давно волнует изобретателей.
Современные разработки опираются на использование гигантских магнитов. Их поле удерживает раскаленный газ из ионов и электронов, называемый плазмой. В ней и происходит термоядерная реакция.
Однако есть проблема: для поддержания температуры плазмы (около 100 миллионов градусов Цельсия) требуется очень много энергии. Никто еще не построил установку, которая производит больше, чем потребляет. Однако в последнее время в этом направлении наметился прогресс.
Исследователям из Commonwealth Fusion Systems удалось достичь индукции магнитного поля выше 20 тесла, используя десятитонный D-образный магнит. Разработчики утверждают, что этот результат стал серьезным шагом к разработке недорогого термоядерного реактора. Если все пойдет по плану, компания планирует начать поставки термоядерной энергии в электросеть к началу 2030-х годов.
Синтетические данные для искусственного интеллекта
В 2021 году исследователи из Data Science Nigeria заметили, что для обучения алгоритмов доступно множество наборов данных с изображением западной моды, но ни одного — с традиционной африканской одеждой. Команда устранила дисбаланс с помощью созданной компьютером базой информации.
Синтетические наборы данных — сгенерированные программой образцы с теми же характеристиками, что и подлинные объекты. Такие подделки могут обучать ИИ в тех областях, где реальной информации недостаточно или же она конфиденциальна. Например, как в случае с медицинскими записями.
Сторонники этой технологии считают, что она позволит избежать предвзятости, которой страдают многие выборки данных.
Установки для удаления углекислого газа из атмосферы
Сокращение выбросов — это важно для смягчения климатических изменений, но недостаточно. Разработчики из Исландии запустили систему по удалению углекислого газа из воздуха.
Установка около Рейкьявика может улавливать четыре тысячи тонны углекислого газа ежедневно. Большие вентиляторы прогоняют воздух через фильтр, а затем летучее соединение смешивается с водой и закачивается под землю. Там вещество вступает в реакцию с базальтовой породой и превращается в камень.
Вместо заключения рассказываем про приз зрительских симпатий
Редакция MIT выбрала 10 прорывных достижений вместе с экспертами, а за еще одно прорывное достижение предложила проголосовать самим читателям.
Победителем оказалась технология «часов старения». Они отражают биологический возраст человека, который может сильно отличаться от хронологического. Их часовой механизм работает на основе генетического анализа. ДНК-маркеры позволяют отслеживать процесс старения в реальном времени и помогают понять, почему люди взрослеют с разной скоростью.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
