10 baanbrekende technologieën die nog niet wijdverspreid zijn gebruikt, maar die in 2018 algemeen beschikbaar kunnen komen.
1. metalen 3D-printen
3D-printen zelf bestaat al heel lang, maar het werd vooral gebruikt voor het werken met kunststoffen. Alle andere materialen - vooral metaal - waren te duur voor deze technologie. Nu is het 3D-printen van metalen producten betaalbaar, breed toepasbaar geworden en zal het systeem van massaproductie binnenkort veranderen.
Met name het ontbrekende deel kan eenvoudig in één exemplaar op een printer worden geprint, in plaats van grootschalige productie te organiseren. Voor oude auto's, tv's en andere zeldzame apparatuur zal het probleem van het ontbreken van reserveonderdelen verdwijnen. Planten zullen het bereik van hun mechanismen kunnen diversifiëren en ze aanpassen aan de specifieke behoeften van klanten. En hiervoor hoeft u geen nieuwe apparatuur aan te schaffen.
In het VK kreeg een patiënt bijvoorbeeld ribben die van titanium waren bedrukt. Het Franse bedrijf Stelia Aerospace heeft een zelfversterkt romppaneel geprint. En Nederlandse scheepsbouwers presenteerden de eerste volledig bedrukte scheepsschroef. En dit zijn slechts enkele van de tientallen voorbeelden van succesvol 3D-printen van metaal in het afgelopen jaar.
2. Kunstmatige embryo's
Promotie video:
Wetenschappers uit Cambridge veranderen het concept van het creëren van nieuw leven volledig. Ze slaagden erin om een muizenembryo in een reageerbuis te laten groeien met alleen stamcellen. Hiervoor waren geen eieren of sperma nodig. Stamcellen organiseren zichzelf op de een of andere manier tot een embryo, dat zich echter nog steeds niet verder kan ontwikkelen. Niettemin is dit de eerste stap om op deze onconventionele manier levensvatbare menselijke embryo's te creëren.
Dergelijk onderzoek zal wetenschappers helpen begrijpen hoe ze kunstmatige organen kunnen laten groeien en genen kunnen bewerken, erfelijke ziekten kunnen voorkomen en de ontwikkeling van embryo's in de vroegste stadia kunnen bestuderen. Toegegeven, er doen zich een aantal ethische kwesties voor die moeten worden aangepakt voordat de technologie kan worden verbeterd tot het gewenste niveau.
3. Slimme steden
Sidewalk Labs, een dochteronderneming van Google, gaat een Smart Quayside-buurt van 8 vierkante meter bouwen in Toronto, Canada. km. Het zal langs de oostkust van de stad worden gevestigd en de lokale afdeling van de internetzoekmachine Google Canada zal zijn hoofdkantoor daarheen verplaatsen. Het bedrijf zal daar een ankerbewoner worden en $ 50 miljoen investeren in de ontwikkeling van het gebied.
Het project kost Sidewalk ongeveer $ 1 miljard, met een extra $ 1,25 miljard toegevoegd aan de regering van Toronto. Het plan impliceert een volledige renovatie van het transportsysteem (alle auto's worden onbemand en rijdend rijdend), evenals de creatie van betaalbare woningen. Er zullen strenge eisen worden gesteld aan de bescherming van het recht op privacy, vooral wat betreft overheidsinmenging. Bovendien zullen autonome doorvoerlijnen en de meest milieuvriendelijke energiesystemen verschijnen in het "slimme" gebied.
Een uitgebreid netwerk van sensoren zal de infrastructuur helpen verbeteren en informatie verzamelen over alles, van luchtkwaliteit en geluidsniveaus tot de dagelijkse activiteiten van burgers. Sidewalk Labs zal al zijn software gratis maken, zodat IT-bedrijven op basis daarvan nieuwe, interessante applicaties kunnen creëren.
Als het Toronto-project slaagt, worden slimme buurten gebouwd in San Francisco, Denver, Los Angeles en Boston.
4. AI voor iedereen
De AI-markt wordt tegenwoordig gedomineerd door Amazon, Baidu, Google en Microsoft. Maar technische giganten zijn begonnen met het hosten van sommige van hun ontwerpen op cloudplatforms, zodat andere bedrijven machine learning voor hun eigen doeleinden kunnen gebruiken. Hierdoor kan de industrie veel sneller groeien en een revolutie teweegbrengen in de geneeskunde, productie en energie.
Het probleem is dat maar weinig mensen het zich kunnen veroorloven om AI-specialisten in te huren. Daarom is zelfs de beschikbaarheid van informatie geen garantie dat deze correct zal worden gebruikt. Google en Amazon begrijpen dit en bieden adviesdiensten om nieuw AI-talent voor te bereiden.
5. Concurrentie van neurale netwerken
Neurale netwerken hebben geleerd miljoenen beelden te herkennen, maar konden lange tijd niet zelf iets bedenken. Ze hadden gewoon geen fantasie. De oplossing is uitgevonden door Ian Goodfellow van de Universiteit van Montreal door een generatief adversarial netwerk (GAN) te creëren. Het vertegenwoordigt twee neurale netwerken (vereenvoudigde wiskundige modellen van het menselijk brein) die kat en muis met elkaar spelen.
Ten eerste worden beide neurale netwerken getraind op dezelfde gegevens. Dan voegt een van hen, die een generator wordt genoemd, een nieuwe functie toe aan het al bekende beeld - een voetganger heeft bijvoorbeeld een derde hand. Het tweede neurale netwerk - de discriminator - moet begrijpen of ze eerder een soortgelijk beeld heeft gezien, of dat het nep is. Dat wil zeggen, ze moet begrijpen of een persoon met drie armen echt kan zijn. Na verloop van tijd leerde de generator zo vakkundig om afbeeldingen te vervalsen dat de discriminator ze niet van echte kon onderscheiden. Het blijkt dat het neurale netwerk iets nieuws en realistisch heeft bedacht en gecreëerd.
GAN is dit jaar een van de meest ontwrichtende technologieën geworden. Ontwikkelaars van Nvidia, die honderdduizenden afbeeldingen van beroemdheden hebben verzameld, hebben menselijke gezichten gemaakt die niet van echte te onderscheiden zijn - ook al hebben deze mensen nooit bestaan. Een andere groep onderzoekers was in staat schilderijen in stijl niet te onderscheiden van schilderijen van Van Gogh, die hij nooit schilderde. De technologie opent de deur voor vervalsingen van hoge kwaliteit, maar stelt je tegelijkertijd in staat AI de verbeeldingskracht te geven die nodig is om beter met de omringende realiteit te werken.
6. "Babylonische vis"
Google heeft de Pixel Buds van $ 159 vrijgegeven, een analoog van de "Babylonische vis" uit The Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Ze kunnen automatisch vertalen vanuit 40 talen, je hoeft alleen maar op een knop te drukken of iets te zeggen als: "Help me Spaans spreken!" Toegegeven, deze functie is alleen beschikbaar in een bundel met een ander nieuw product - de Google Pixel 2-smartphone.
De een zet een koptelefoon op, de ander houdt een smartphone in zijn handen. Iemand met een koptelefoon spreekt zijn eigen taal - de smartphone vertaalt zijn spraak automatisch via de luidsprekertelefoon. Een man met een smartphone antwoordt - simultaanvertaling is te horen in de koptelefoon. Het is duidelijk dat op deze manier communiceren in drukke straten problematisch zal zijn, aangezien het voor het systeem niet gemakkelijk is om spraak te herkennen tussen honderden andere geluiden. Toch is het beter dan praten via Google Translate, aangezien elk van de deelnemers aan het gesprek de microfoon in de koptelefoon en in de telefoon kan bedienen en zo nodig kan inzoomen.
7. Gascentrale zonder uitstoot
Startup Net Power heeft een emissievrije gasgestookte elektriciteitscentrale gebouwd in Houston. De technologie is gebaseerd op een fundamenteel nieuwe turbine van 1/10 van een conventionele turbine, die in een ruimte van 5,6 m2 past. Tegelijkertijd blijft het hetzelfde krachtig, dankzij een efficiëntere warmteoverdracht met behulp van de superkritische vloeistof.
In een kleine turbine wordt aardgas in een verbrandingskamer onder zuivere zuurstof verbrand en worden alleen waterdamp en kooldioxide geproduceerd. Bovendien is de kamer al onder hoge druk en temperatuur gevuld met superkritisch kooldioxide. De verbrandingskamer produceert kooldioxide en wat waterdamp. Dit hogetemperatuur-hogedrukmengsel wordt vervolgens naar een gasturbine gestuurd waar de drukenergie de as laat draaien en elektriciteit opwekt. Het afgekoelde gasmengsel verlaat de turbine, waar het in delen wordt gescheiden.
De vereiste hoeveelheid kooldioxide wordt gecomprimeerd tot een superkritische toestand en teruggevoerd naar de kamer om de noodzakelijke gascirculatie in het systeem te behouden. De resterende stroom kooldioxide kan ondergronds worden begraven of verkocht aan andere bedrijven, en het schone water wordt geloosd. De brandstofefficiëntie van een dergelijke energiecentrale zal 80% zijn (ter vergelijking: de efficiëntie van veel Russische energiecentrales is niet hoger dan 21-22%, voor Amerikaanse is dit ongeveer 60%).
Ondanks de populariteit van hernieuwbare energiebronnen gelooft Net Power dat met de massale verschuiving naar elektrische auto's de vraag naar elektriciteit meer dan ooit zal toenemen. Daarom kan aardgas een goed vooruitzicht hebben: als een energiecentrale even efficiënt blijft maar het milieu niet vervuilt, waarom dan geen fossiele brandstoffen gebruiken?
8. Echte online privacy
Het nieuwe internetidentificatiesysteem kan uw identiteit verifiëren zonder dat u uw geboortedatum of andere persoonlijke gegevens hoeft op te geven, dankzij een protocol dat zero-knowledge proof wordt genoemd. Ondanks het feit dat de ontwikkelaars al decennia aan de creatie ervan hebben gewerkt, is er vorig jaar pas speciale interesse in gewekt dankzij de Zcash-cryptocurrency.
De ontwikkelaars benadrukken dat de valuta is gebaseerd op een geavanceerd cryptografiesysteem waarmee geld overal ter wereld kan worden verzonden zonder te worden getraceerd. Dit is het belangrijkste verschil tussen Zcash en Bitcoin. Elke eigenaar van bitcoin ontvangt een adres dat bestaat uit letters en cijfers, en alle transacties verlopen via een gedistribueerd grootboek - de blockchain. Wetshandhavingsinstanties kunnen gegevensanalyse gebruiken om erachter te komen wie de eigenaar is van dit adres en de voortgang van transacties te volgen. Blockchain heeft onderzoekers herhaaldelijk geholpen om drugsdealers te vinden die goederen op de zwarte markt verkopen.
Zcash is gebaseerd op de zk-Snark-cryptografiemethode, ontwikkeld door Israëlische wetenschappers in samenwerking met collega's van MIT. Alle transacties worden op het netwerk bevestigd, maar het is onmogelijk om de adressen van de deelnemers aan de operatie te achterhalen.
Ondanks alle voordelen van zk-Snark is het echter een zeer complexe en trage technologie. Daarom zijn ontwikkelaars nu op zoek naar manieren om het te vereenvoudigen en toegankelijker te maken.
9. Genetische voorspellingen
De dag is niet ver meer dat kinderen bij de geboorte een genetisch paspoort krijgen. Het zal aangeven wat de kans is op het krijgen van een hartaanval in de toekomst, een neiging tot bepaalde soorten kanker of diabetes. Door een enorme hoeveelheid gegevens te onderzoeken, leiden wetenschappers "polygene risicobeoordelingen" af die in de toekomst zullen helpen bij het identificeren van ernstige ziekten in de vroege stadia en deze met succes zullen behandelen.
Farmaceutische bedrijven zullen deze informatie ook nodig hebben om medicijnen te testen om de ziekte van Alzheimer of hart- en vaatziekten te voorkomen. Voor proeven kunnen ze patiënten rekruteren die vatbaar zijn voor deze ziekten om de meest effectieve medicijnen te maken.
10. Kwantumcomputers
Chemici wachten het meest op de komst van kwantumcomputers. Ze anticiperen al hoe ze die zullen gebruiken om nieuwe moleculen te maken. Nieuwe eiwitten voor veel effectievere medicijnen, nieuwe elektrolyten voor batterijen en verbindingen die zonlicht direct in vloeibare brandstof kunnen veranderen. Conventionele computers hebben niet genoeg rekenkracht om dergelijke computers te bouwen, en met de komst van kwantumcomputers zal dit een onderdeel worden van het dagelijkse leven van chemische wetenschappers.
De in Californië gevestigde startup Rigetti Computing heeft bewezen dat een kwantumcomputer kan worden gebruikt voor machine learning. Het bedrijf opende ook toegang tot zijn Forest-kwantumcomputer, die zich in de cloud bevindt en berekeningen kan uitvoeren met een 19-qubit-processor.
Olga Gogoladze
