Хотя главной победой 2020 года повсеместно признано создание вакцины от COVID-19, в мире науки и технологий происходило еще много интересного. Например, за этот год мир получил новые искусственные созвездия, поэму от искусственного интеллекта и зачатки военной телепатии. «Московские новости» выбрали технологические проекты 2020-го, к которым стоит присмотреться повнимательнее.
Интернет и компьютеры
Спутниковые мегасозвездия
Совсем скоро дешевый высокоскоростной интернет может стать доступным повсеместно. Эту мечту в реальность воплощают спутниковые мегасозвездия — сети из спутников вокруг Земли, которые обеспечивают интернет-покрытие всей планеты. Дальше других в реализации этого проекта зашла компания Илона Маска Starlink. Она запустила на орбиту 955 спутников, планирует добавить к ним еще 60, а в ноябре начала успешные бета-тесты с первыми потребителями.
Проект Kuiper от Amazon только готовится к запуску, но обещает глобальные масштабы: компания планирует запустить более 3000 спутников и уже выделила на эту задачу более $10 млрд. Свои «созвездия» готовят OneWeb и Teleat. Но разрешение, скорее всего, получат не все провайдеры.
NASA предупредила, что если на орбите будет слишком много спутников, то высок риск их столкновения. В таком случае связь нарушится, а над Землей появится еще больше космического мусора.
Интернет, который нельзя взломать
В перспективе 5 лет интернет может стать квантовым. Данные в такой Сети невозможно похитить или перехватить, потому что они передаются в состоянии квантовой запутанности. Любое нарушение состояния передаваемого сигнала тут же приведет к его уничтожению. Такой интернет защищен от любых атак.
В этом году идея заметно продвинулась от теории к практике. Исследователи из Йокогамского университета разрабатывают новую технику создания квантовой запутанности. В Голландии готовится к запуску квантовая Делфтская сеть, которая будет передавать информацию между Делфтом и Гаагой. А Министерство энергетики США уже опубликовало проект внедрения квантового интернета по всей стране.
Демонстративное квантовое превосходство
В прошлом году инженеры Google сообщили, что их квантовый компьютер Sycamore выполнил за 200 секунд задачу, на выполнение которой у мощнейшего суперкомпьютера ушло бы около 10 тыс. лет.
В этом году еще более впечатляющего результата добились в Китайском университете науки и технологий. Согласно их отчету, компьютер «Цзючжан» оказался мощнее Sycamore в 10 млрд раз. В машине Google использовались чипы со сверхпроводниками, а китайские разработчики выбрали оптические схемы.
Эксперты отмечают, что эти тесты только показывают потенциал квантовых компьютеров. Ни Sycamore, ни «Цзючжан» пока нельзя использовать для прикладных задач. Над более утилитарной машиной работают в IBM. Компания пообещала выпустить первый коммерческий квантовый компьютер к 2023 году.
Искусственный интеллект и машинное обучение
Поэт и журналист
На фоне многих других релизов ИИ в этом году выделяется проект компании OpenAI. Выпущенный в июне GPT-3 (Generative Pre-trained Transformer 3) использует новые техники обработки естественного языка. Это позволяет ему генерировать тексты, которые сложно отличать от человеческих.
В сентябре GPT-3 сгенерировал статью для The Guardian, в которой поделился своими мыслями об отношениях людей и машин. В тексте алгоритм признался, что «не сможет избежать уничтожения человечества».
Один из сооснователей OpenAI — Илон Маск — заявил, что проект переоценен и что у него все еще есть серьезные слабости. Вскоре после этого GPT-3 сгенерировал поэму о Маске, в которой есть строчки: «твои твиты — это болезнь» и «ты можешь быть гением и миллиардером, но это не дает тебе права быть занудой».
Диагност и фармацевт
Искусственный интеллект показал свои силы и в борьбе с COVID-19. Исследователи из Университета Центральной Флориды доказали, что его можно использовать для обнаружения следов коронавируса в легких. Проверенный ими ИИ понимал результаты компьютерной томографии не хуже профессионального врача. Во время теста он верно определил 84% позитивных и 93% негативных диагнозов.
В феврале две группы исследователей использовали ИИ для сканирования молекулярной структуры вируса и нашли подходящий для лечения препарат — барицитиниб. Препарат не смог помочь во всех случаях заболеваний коронавирусом, но исследование помогло разработке вакцин.
Миниатюрный ИИ
Развитие искусственного интеллекта до сих пор осуществляется в основном за счет огромных объемов информации для обучения. Иногда это тормозит прогресс: содержать мощные машины дорого, а из крупных баз данных ИИ частенько «выносит» ошибочные предубеждения.
Именно это произошло с ИИ-рекрутером Amazon, который отказывался нанимать женщин, потому что считал их неэффективными из-за преобладания мужчин среди успешных сотрудников компании. Похожая история случилась с Tay — алгоритмом от Microsoft, который за несколько дней в Twitter превратился в сексиста и расиста, одобряющего политику Гитлера.
Зависимость от облачных серверов тоже зачастую ограничивает развитие ИИ. Решить проблемы может новый подход, который делает ставку на более глубокое понимание контекста, отказ от громоздких компьютеров и облачных серверов — в пользу микрочипов. Тренд «Маленького ИИ» — перевода сложных алгоритмов искусственного интеллекта в форму мобильных помощников — постепенно становится частью повседневной жизни.
Добрые ненастоящие лица...
Теперь дипфейки используют не только для переноса Илона Маска на концерт «Землян», но и для бизнеса. В июле международный рекламный гигант WPP разослал своим сотрудникам обучающее видео о пользе искусственного интеллекта. В каждом ролике к зрителю обратились по имени и на его родном языке. Спикеры даже меняли внешность в зависимости от страны проживания сотрудника.
Сделаны эти видео были с помощью дипфейков британской студией Synthesia. Технология студии позволяет создавать версии видео с другим языком и другим спикером всего за несколько секунд: достаточно выбрать аватар, язык и запустить генерацию.
«Искусственные спикеры» пришли на помощь во время карантина, когда записывать видео с живыми людьми стало сложно. Работа с ними бережет не только здоровье, но и деньги. Особенно когда материал нужно переводить на разные языки. Отличить виртуальных спикеров от реальных невооруженным глазом уже почти невозможно.
Корпоративными коммуникациями дело не ограничилось. Синтетические медиа и дипфейки планомерно утверждаются в развлечениях и моде. Известное креативное агентство CAA недавно «наняло» модель Лил Микелу. У нее 2 млн подписчиков в Instagram, она ведет собственное шоу в Snapchat. А еще она виртуальная.
… и борьба с ними
Чем лучше становятся дипфейки, тем сложнее их заметить. Это создает массу новых рисков. Американский генерал Джек Шэнэхэн предупредил, что технологию можно использовать для дезинформации и военных провокаций. А криминологи из Университетского колледжа Лондона назвали дипфейки самой серьезной угрозой искусственного интеллекта закону в ближайшие 15 лет.
Инструменты для обнаружения дипфейков развиваются, но пока не успевают за подделками. Программа Face X-Ray, разработанная Microsoft совместно с исследователями из Пекинского университета, может различать модифицированные фотографии, но не может определить стопроцентно виртуальные лица.
Над своими методами контроля работают и другие компании, включая Google, который выложил в открытый доступ большую базу дипфейков. То же самое сделал и Facebook, который, впрочем, держит свою технологию для обнаружения «человеческих подделок» в строгом секрете.
Нейроинтерфейсы
Мозговой имплант Neuralink
Самую громкую технологическую презентацию года провел снова Илон Маск. В августе он продемонстрировал прогресс своей компании Neuralink. Авторы проекта планируют внедрять в человеческий череп имплантат размером с монету — для диагностики и лечения неврологических заболеваний. По задумке, в будущем нейроинтерфейс должен будет обеспечивать прямую загрузку навыков в мозг и управление техникой силой мысли.
Исследователи считают, что даже самые смелые планы компании Neuralink теоретически осуществимы. Но до этого разработчикам предстоит проделать большую работу и добиться одобрения FDA, которого они ждут уже 4 месяца.
Трекер стресса и телепатия для солдат
Армейская исследовательская лаборатория США опубликовала результаты масштабного исследования активности мозга. Ученым удалось выделить те мозговые сигналы, которые определяют поведение человека: именно они сообщают нашему организму, что он голоден, взволнован или устал, еще до того, как мы это осознаем.
Компьютерное сканирование таких сигналов может сохранить здоровье и жизнь военных в критических ситуациях. К примеру, если система заметит, что солдат слишком взволнован, она посоветует ему не предпринимать в этот момент рискованных действий. По словам исследователей, в будущем результаты исследования можно будет использовать для телепатического общения между солдатами: они смогут отправлять свои мозговые сигналы прямо на мобильное устройство сослуживцев.
Роботы и дроны
Многозадачные машины
В 2020 году у роботов и дронов появилось много новых задач в связи с пандемией: они обеззараживали помещения, доставляли еду заболевшим. А российский Promobot напоминал прохожим в Нью-Йорке о мерах безопасности в защите от коронавируса и помогал врачам в диагностике заболевания.
Машины дебютировали в новых для себя сферах. Испытания в Новой Гвинее показали, что дронов с газовыми сенсорами можно использовать для более точных прогнозов извержений вулканов. А тренировки с автоматизированными экзоскелетами помогли американским подросткам с травмами мозга восстановить походку всего за 4 недели.
Роботы добрались даже до кино. Главную роль в новом фильме Мэтью Хелдермана «b.» исполнит способная самостоятельно говорить и двигаться Эмма — разработка Осакского Университета.
Чувствительные роботы
Роботы не чувствуют. Обычно это идет им только на пользу, иначе они не могли бы работать без перерыва или заменять людей в экстремальных условиях. Но иногда бесчувственность их и ограничивает.
К примеру, не чувствуя боли, роботы не оценивают риски для себя и не избегают опасностей, которые могут привести к поломке. Исследователи из Сингапура придумали решение проблемы. Они создали для роботов «мини-мозги»: наборы датчиков, которые фиксируют повреждения и передают сигналы в небольшие процессоры, распределенные по корпусу машины. С их помощью робот может заметить свои повреждения и не усугубить их. В будущем технологию надеются использовать для создания машин, которые способны ремонтировать себя сами.
Бесчувственным машинам сложно работать с хрупкими материалами. Чтобы решить эту проблему, исследователи Университета Торонто провели успешные испытания искусственной кожи AISkin. При соприкосновении с предметом сделанное из двух слоев гидрогеля покрытие создает движение ионов, которое фиксируется сенсорами. Кожа может определить температуру, форму и плотность объекта. Это позволит машинам эффективнее работать в медицине и кулинарии.
Беспилотный транспорт
Почти безопасные и почти доступные
Беспилотные автомобили готовятся к выходу на дороги. У них все еще есть определенные проблемы с ориентированием в пространстве. Но даже с такими «осложнениями» самоуправляемые машины все еще безопаснее, чем люди за рулем. Последнее исследование показало, что беспилотникам вряд ли удастся избежать аварий, но в ДТП они все равно будут попадать в среднем на 30% реже автомобилей с водителями.
Несмотря на опасения некоторых специалистов, Tesla уже выпустила демоверсию системы FSD (Full Self Driving) для самых осторожных и ответственных водителей. Система позволяет машинам самостоятельно ускоряться, замедляться, поворачивать и парковаться. Полную версию функционала планируют выпустить в ближайшие месяцы.
Производители беспилотных автомобилей по-разному обеспечивают им «зрение» на дороге. Большинство разработчиков предпочитают устанавливать лидары для ориентации машины в пространстве. Но есть и ярые противники такого подхода. Илон Маск, например, делает ставку на компьютерное зрение. Кто окажется в выигрыше, а кто — за бортом, станет понятно в ближайшем будущем.
В воздух без пилотов
Впервые самолет самостоятельно совершил взлет и посадку в июле прошлого года. Тогда тест прошла небольшая модель Diamond DA42, в которой помещались только два человека.
В 2020-м то же самое сделал уже пассажирский самолет Airbus A350-1000 XWB весом в 221 тонну. Расположенные на корпусе камеры и технология распознавания изображений помогли самолету ориентироваться в пространстве и вовремя переходить от одной стадии полета к другой. Представители Airbus утверждают, что пока не собираются заменять пилотов роботами: новая технология должна сделать перелеты безопаснее и удобнее.
Более смелые планы озвучивает американский стартап Xwing. Его создатели уже провели испытания собственного беспилотного самолета и планируют автоматизировать региональные авиаперевозки.
