Современные технологические реалии и перспективы на ближайшее время
Приглашаем изучить современную реальность. Обсуждаем технологические тренды, прогресс в области искусственного интеллекта, робототехники, концепции умных городов и квантовых технологий, а также анализируем, как эти изменения трансформируют наш мир.
Будущее за теми мыслителями, которые смогут, используя свою наблюдательность, уловить связи между различными отраслями, идеями и формами поведения, применив их для более глубокого осмысления ускоренной современности.
Искусственный интеллект будет заботиться о нашем здоровье и продлевать жизнь
ИИ продолжает привносить революционные изменения в различные сектора, от здравоохранения до автомобилестроения. Согласно исследованиям McKinsey, к 2030 году вклад ИИ в мировую экономику может достигнуть 13 триллионов долларов.
Влияние искусственного интеллекта особенно заметно в медицинской сфере. ИИ-системы ассистируют медикам в постановке более точных диагнозов на начальных этапах, помогают прогнозировать риски заболеваний и разрабатывают индивидуализированные лечебные планы. По данным Healthcare Financial Management Association, внедрение ИИ в клиники позволяет сократить расходы на диагностику на 30% и удваивает скорость диагностических процессов.
Интеграция здоровья с ИИ обеспечивает возможность оказания медицинской помощи, учитывая уникальные особенности каждого пациента. Использование обширных данных от добровольцев способствует улучшению профилактики и терапии болезней. Например, американский проект All of Us, занимающийся анализом таких данных, позволил выявить новые биомаркеры для диагностики рака на ранней стадии и разработать новые подходы к лечению сердечно-сосудистых заболеваний, что может спасти сотни тысяч жизней.
С началом пандемии в 2020 году российским врачам пришла на помощь ИИ-платформа, обученная выявлять изменения в легких и других органах с точностью 80–90%, что позволило врачам сосредоточить внимание на критичных зонах. Это привело к экономии времени специалистов, улучшению диагностики и снижению ошибок. Используемые ранее для диагностики туберкулеза системы адаптировались для обнаружения коронавируса.
В 2024 году искусственный интеллект от Google DeepMind был успешно адаптирован для клинического использования в диагностике рака глаза. Система показала точность диагностики на уровне 94%, что существенно превышает показатели традиционных методов, чья точность составляет примерно 75%. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Clinical Oncology.
Aidoc, израильский стартап, разрабатывающий ИИ-решения для анализа медицинских изображений, получил одобрение от американского регулятора FDA для своего инструмента, способного рано обнаруживать инсульты по МРТ-изображениям. В 2024 году компания заключила партнерские соглашения с крупными медицинскими учреждениями в США и Европе. Система Aidoc уже способствовала диагностике более 5000 случаев инсульта, позволяя врачам оперативно начинать лечение и тем самым значительно улучшать прогнозы для пациентов.
Между тем, в Москве по состоянию на апрель 2023 года искусственный интеллект помог терапевтам поставить 10 миллионов диагнозов. ИИ активно используется для расшифровки различных медицинских изображений, включая КТ, МРТ, рентген и маммографию. Инструменты, применяемые московскими медиками, способны выявлять признаки 20 различных заболеваний, включая рак легких и молочной железы, остеопороз позвоночника, аневризму аорты, ишемическую болезнь сердца, инсульт, легочную гипертензию, гидроторакс, грыжу позвоночника, плоскостопие и другие.
Роботы вступили в нашу жизнь
Прогресс в области робототехники и автоматизации продолжает изменять производственные и логистические процессы, делая их более экономичными и эффективными. Согласно отчету World Robotics, в 2022 году было отгружено более 500 000 промышленных роботов. Исследовательская компания ABI Research прогнозирует, что к 2030 году объемы поставок уличных мобильных роботов достигнут 350 000 единиц. Тем временем рынок медицинских роботов в 2022 году превысил 9,5 млрд долларов и ожидается, что будет продолжать расти на протяжении следующего десятилетия.
Нидерландский стартап ExRobotics разработал роботов для автоматизации и мониторинга сложных процессов в нефтехимической отрасли. Японская компания Cyberdyne создала роботизированные экзоскелеты для медицинских целей, применяемые для реабилитации пациентов после травм и инсультов. В России разработкой экзоскелетов для медицинских и промышленных нужд занимается компания ExoAtlet, в том числе разрабатываются модели для детей, а для промышленного сектора – компания «ЭкзоРайз».
GreyOrange, индийский стартап, специализирующийся на разработке автоматизированных роботизированных систем для складов, недавно выпустил новое поколение своих роботов. Эти машины способны самостоятельно организовывать и контролировать запасы на больших складских комплексах. Компания контролирует примерно 90% индийского рынка автоматизации складов.
Продолжающееся развитие в области робототехники и автоматизации революционизирует производственные и логистические процессы, снижая издержки и повышая эффективность.
Современные достижения в области генеративного искусственного интеллекта позволяют роботам быстро адаптироваться к новым заданиям, что раньше было невозможно. Вместо традиционного программирования, сегодня для роботов используют нейронные сети и глубокое обучение. Подход, когда в робота встраивается «мозг» в виде обучаемой нейросети, позволяет преодолевать многие ограничения. Эти роботы не следуют строго определенным инструкциям, а обучаются самостоятельно через метод проб и ошибок (обучение с подкреплением) или наблюдая за действиями человека и других роботов (обучение по демонстрации).
Международное сотрудничество ученых способствует созданию «робо-Википедии», которая ускорит обучение и развитие машин. Хотя до реализации полноценных умных домашних роботов-помощников, как в научно-фантастических фильмах, еще далеко, значительные шаги в этом направлении уже сделаны. Первые попытки создать домашних роботов предпринимались еще десятилетия назад — например, автоматический радиоэлектронный секретарь Арсик из 1966 года. Согласно прогнозам, первые массовые модели домашних роботов-гуманоидов могут появиться уже к 2030 году.
Что наблюдаем на текущий момент? Китайский робот Astribot S1, который способен двигаться со скоростью до 10 метров в секунду и поднимать предметы весом до 10 кг. Этот робот умеет наливать вино в бокалы, чистить огурцы и переворачивать сэндвичи на сковороде. Ожидается, что уже в этом году он поступит в продажу. Кроме того, норвежский стартап 1X Technologies представил гуманоидного робота-помощника Neo, который может складывать одежду, вытирать пыль и выполнять другие простые задачи.
Еще один замечательный пример гуманоидного робота — Figure 01. Компания Figure в сотрудничестве с OpenAI разработала этого робота. В интернете появилось видео, где робот общается с инженером и по просьбе человека передает яблоко.
Обучающиеся, адаптирующиеся и многофункциональные роботы на базе искусственного интеллекта постепенно выходят из лабораторий и начинают адаптироваться к использованию в повседневной жизни, включая наши дома. Вероятно, для детей, рожденных сегодня, они станут такими же обыденными и необходимыми, как для нас смартфоны и интернет.
Мы движемся к жизни в очень умных городах
Технологии интернета вещей (IoT) играют ключевую роль в развитии умных городов, где все, от управления движением до систем обработки отходов, автоматизировано для повышения устойчивости и улучшения жизни горожан.
По состоянию на 2023 год число подключенных к интернету устройств достигло 16,7 миллиарда, что на 16% больше, чем в предыдущем году, и ожидается, что к 2027 году это число возрастет до 29 миллиардов, согласно глобальному исследованию IoT Analytics. В России за первые три квартала 2023 года количество подключенных IoT-устройств увеличилось с 73 до 80 миллионов.
В Сингапуре была внедрена система Virtual Singapore, использующая сеть датчиков IoT и цифровые двойники для моделирования и оптимизации городских процессов в реальном времени. Это позволило властям более эффективно управлять такими аспектами, как движение транспорта, качество воздуха и потребление энергии, снизив заторы на дорогах на 25%, увеличив энергоэффективность зданий на 30% и улучшив реагирование на чрезвычайные ситуации.
Москва стала первой столицей в мире, где можно оплатить проезд, используя распознавание лица. В 2022 году в городе функционировало более 200 тысяч видеокамер, из которых сотни оснащены технологиями искусственного интеллекта, помогающими в расследовании преступлений, в том числе в отслеживании мошенников. На законодательном уровне в новостройках может быть введено требование установки отечественных умных счетчиков. Уже сейчас в новых домах данные о потреблении воды и электричества передаются автоматически, а приложения позволяют открывать двери подъезда, подавать жалобы в управляющую компанию и оплачивать услуги ЖКХ.
В рамках инициативы «Умный город — 2030» в Москве планируют развивать дистанционный мониторинг здоровья и использовать искусственный интеллект для поддержки врачебных решений, применять 3D-печать для строительства зданий и сооружений, предотвращать пожары и наводнения с помощью интернета вещей и другие технологии.
Смешанная реальность (XR) начинает активно внедряться в образование
Сектор AR и VR продолжает расти, предлагая новые способы взаимодействия и погружения в цифровые миры.
Ожидается, что к концу 2024 года этот рынок принесет доходы в размере 38,6 миллиарда долларов, а к 2027 году они могут вырасти до 58,1 миллиарда долларов. Эти технологии также находят применение в производственной и медицинской сферах, где используются для тренировок и симуляций сложных медицинских операций, помогают в лечении ожогов, ПТСР и фобий.
Microsoft и Meta (организация, запрещенная в России как экстремистская) объявили о сотрудничестве в сфере VR. На VR-гарнитурах Quest должны были появиться такие сервисы Microsoft, как Teams, Office, Windows и Xbox Cloud Gaming.
Компания Magic Leap в 2024 году представила образовательный комплект AR, который используется в школах для создания интерактивных уроков по биологии, истории и математике. Школы, внедрившие эту технологию, отметили улучшение успеваемости учеников на 40% и повышение их вовлеченности в учебный процесс.
В российских образовательных учреждениях VR-технологии активно используются для обучения по различным предметам. Например, в Центре компетенций по VR/AR в ДВФУ разработан проект «Физика. Магнетизм», а также приложения для изучения космоса, химии и иностранных языков. В школах проводят уроки по ОБЖ — этот проект поддержали МЧС, МВД и транспортная прокуратура. В РНИМУ имени Пирогова используют VR для подготовки медицинских специалистов.
Шагаем в Гаттаку — идеализированный мир будущего
Технологии CRISPR и геномное редактирование открывают перед медициной новые горизонты.
По данным американских Национальных институтов здравоохранения, эти инновации применимы для борьбы с наследственными болезнями и онкологическими заболеваниями. Кроме того, они способствуют прогрессу в аграрном секторе, повышая устойчивость растений к болезням и изменениям климата. Генная инженерия также вносит вклад в борьбу с голодом. Сотни миллионов человек по всему миру страдают от недоедания. Каждый год примерно полумиллион детей теряют зрение из-за дефицита витамина А.
Проблема решается в том числе путем внедрения этого витамина на генетическом уровне в пищевые продукты, например, в рис. Один из методов лечения заболеваний — генная терапия. В 2022 году в России начались первые испытания мирового препарата для генной терапии рака с невирусной системой доставки — «АнтионкоРАН-М».
Испытания показали, что препарат безопасен для людей и их продолжение планируется. А что если соединить генную инженерию с искусственным интеллектом? Проект OpenCRISPR исследует эту возможность.
С помощью CRISPR можно модифицировать геномы живых организмов, а OpenCRISPR — это инструмент для создания искусственных систем редактирования генома на основе нейросетей. Это даст ученым новые возможности для поиска генов для лечения заболеваний. Возможно ли, что наше будущее будет похоже на то, что изображено в фильме «Гаттака»?
Переходим от битов к кубитам
Эта технология стоит на пороге коммерциализации и обещает решать задачи, которые недоступны для традиционных компьютеров. Исследования IBM демонстрируют, что квантовые компьютеры могут значительно ускорить разработку новых лекарств, сокращая время исследований с лет до месяцев.
Применение квантовых технологий обещает кардинальные изменения в криптографии, материаловедении и машинном обучении, радикально переосмысливая понятие безопасности данных. По прогнозам Market Research Future, рынок квантовых вычислений может достичь 6,92 млрд долларов к 2032 году. Калифорнийский стартап PsiQuantum планирует к 2025 году запустить первый коммерческий квантовый компьютер, который будет применяться в различных сферах, от авиастроения до финансовых услуг.
Проект уже привлек значительные инвестиции, включая 940 миллионов долларов от правительства Австралии. 70-кубитный квантовый процессор Sycamore за 6,5 секунды выполнил расчеты, для которых экзафлопсный суперкомпьютер Frontier потребовались бы 47 лет.
В России также активно разрабатываются квантовые технологии: с 2019 года действует дорожная карта «Квантовые технологии». На начальном этапе в стране был создан прототип двухкубитного квантового процессора, а в начале 2024 года были представлены 25-кубитный квантовый компьютер на нейтральных атомах и 20-кубитный на ионах в ловушках.
В текущем году планируется демонстрация 50-кубитного отечественного квантового компьютера. Искусственный интеллект, робототехника, биотехнологии, виртуальная реальность — то, что еще недавно считалось научной фантастикой, теперь становится частью нашего бытия. Мы живем в эпоху беспрецедентных технологических преобразований. Будущее уже наступило, и оно предстает в захватывающих красках для тех, кто готов его встретить.
