3 прорывные технологии, способные изменить мир

Если вспомнить, какими были дома в 1950-е гг., то можно заметить, что уже тогда было много вещей, которые существуют и сейчас – стиральные машинки, пылесосы, телевизоры, автомобили. Но если мы вернемся еще на 50 лет назад, в 1900 г., то заметим, что тогда мир был совсем другим.

Ежедневная уборка или мытье посуды отнимало много времени и труда. И именно в начале XX века электричество и двигатели внутреннего сгорания радикально изменили мир, в котором живут люди, изменили города и нашу повседневную жизнь.

Сегодня мы переживаем примерно такой же период, с той разницей, что наш мир изменят не две технологии, а три: редактирование генома, новая вычислительная архитектура и материаловедение.

Эти технологии только начинают проникать из лабораторий на рынок. Возможно, когда-нибудь они изменят наш мир до неузнаваемости.

В 2006 г. Дженнифер Дугна позвонил ее коллега по Калифорнийскому университету в Беркли Джиллиан Бэнфилд, которого она знала заочно.

Бэнфилд изучал жизнь бактерий в экстремальных условиях, что имело лишь косвенное отношение к работе Дугна, которая изучала биохимию РНК и других клеточных структур.

Цель звонка заключалась в том, чтобы заинтересовать Дугна в изучении феномена, который был недавно обнаружен в микробиологии – странная последовательность ДНК, обнаруженная в бактериях.

Дугна была заинтригована и начала изучать эти последовательности, которые получили название Crispr, в своей лаборатории. В 2012 г. она обнаружила, что они могут быть использованы как мощный инструмент для редактирования генов.

В здравоохранении Crispr может применяться для лечения таких заболеваний, как рак, рассеянный склероз, серповидноклеточная анемия.

Это лишь немногие заболевания, которые может излечить данная технология, причем ряд технологий уже получил одобрение на испытания.

Кроме того, эта технология также применяется в сельском хозяйству для синтезирования химикатов, таких как пластики и топливо.

За последние несколько десятилетий в мире произошла настоящая цифровая революция, которая шла под знаменем закона Мура, согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.

Однако вскоре придется придумывать новый закон, так как действие старого замедляется и вскоре совсем прекратится.

Сегодня есть два варианта, которые могут заменить старый закон, – это квантовые вычисления, которые используют субатомные эффекты для создания почти безграничного вычислительного пространства. Вторая технология – это нейроморфные вычисления, которые повторяют строение человеческого мозга.

Квантовые вычисления особенно хороши для стимулирования физических систем, таких как материалы и биологические системы, а также для масштабных процессов оптимизации.

Нейроморфные вычисления могут быть в миллионы раз эффективнее, чем традиционные процессоры, что делает их идеальными для таких задач, как граничные вычисления.

Обе технологии имеют свои сложности, и пройдет, вероятно, не одно десятилетие, прежде чем станет ясно, каким будет их влияние.

Тем не менее обе технологии развиваются очень быстро.

Для того чтобы решать какие-то задачи, мы всегда применяем материалы. Так, для создания более чистой окружающей среды нам необходимы более эффективные солнечные панели, ветрогенераторы и батареи.

Производителям необходимы новые, более продвинутые материалы для создания таких продуктов.

Также нам необходимы новые материалы для замены других материалов, чтобы предупредить сбои поставок.

Традиционно разработка новых материалов была очень длительным и сложным процессом.

Чтобы добиться необходимых свойств, ученым приходилось проделывать многочисленные тесты и испытания.

Это делало исследования очень затратными и дорогими.

Однако сегодня в науке происходит настоящая революция.

Мощные техники моделирования вместе с ростом вычислительной мощности и машинным обучением позволяют ученым автоматизировать многие процессы, что ускоряет разработку новых материалов, в некоторых случаях более чем в сто раз.

Для того чтобы рассмотреть на более конкретном примере, возьмем самолет Boeing 787 Dreamliner.

Во многом этот самолет похож на своего предшественника, за исключением новых, более высокотехнологичных материалов, которые разработала компания, что позволило сделать его на 20% более легким и на 20% более эффективным.

Это очень значимый эффект, если брать во внимание мировой рынок авиации.

Революция в области материалов обещает аналогичным образом принести выгоду и другим сферам промышленности.

Ученые считают, что мы вступает в новую эру, которая приведет к большему числу трансформаций, чем цифровая революция, произошедшая в последние 30 лет.