Зонд-пігулка, міні-реактор та штучне м’ясо. 10 технологій, про які світ говоритиме у 2019 році, за версією Білла Гейтса

Спритність для роботів

Хоч у світі точиться все більше розмов про те, що машини от-от відберуть робочі місця в людей, індустріальні роботи все ще доволі недолугі та обмежені. Вони можуть, наприклад, дуже точно робити одні й ті самі рухи, збираючи складні вироби на конвейєрі, але якщо перекласти деталь на міліметр лівіше чи правіше — губляться та починають поводитися непередбачувано.

Один із дослідницьких проектів, в межах якого науковці намагаються вирішити цю проблему — Dactyl від компанії OpenAI. Dactyl — це роботизована рука, яка займається тим, що крутить та підкидає прості фізичні об’єкти, наприклад — дитячі кубики. Нейронна мережа, до якої під’єднана рука, запам’ятовує, як рука взаємодіє з об’єктами, накопичує ці дані й таким чином вивчає, як влаштований реальний світ.

Якщо проект буде вдалим, більше не знадобиться закладати в пам’ять роботам математичну модель поведінки — достатньо буде досвіду, що його накопичила нейронна мережа.

Атомна енергія нового покоління

Нові ядерні реактори, безпечніші та компактніші, вже йдуть на зміну громіздким та шкідливим для довкілля енергоагрегатам минулого. Як вважають вчені, їхнє масове застосування замість застарілого обладнання здатне навіть зупинити зміну клімату на планеті.

Так звані реактори четвертого покоління активно розробляють канадська Terrestrial Energy та американські TerraPower і NuScale. Остання, наприклад, спеціалізується на міні-реакторах, які вже зараз можуть виробляти десятки мегават енергії кожен. Для порівняння — стандартний ядерний реактор виробляє приблизно тисячу мегават.

Тест на передчасні пологи

Приблизно кожне десяте немовля у світі народжується передчасно. Якщо у вчених зі Стенфордського університету все вийде, вже за пару років лікарі зможуть за допомогою звичайного аналізу крові визначати, чи існує для вагітної жінки загроза передчасних пологів.

Зараз, аби це з’ясувати, лікарям доводиться робити непрості хірургічні маніпуляції, на зразок пункції (проколювання) живота.

Нова технологія основана на тому, що в крові людини теж знаходяться невеликі частки її ДНК та РНК — з тих клітин, що вже померли. Достатньо взяти дещицю крові людини, знайти там ці частки та проаналізувати, шукаючи, перш за все, можливі генетичні мутації.

Шлунковий зонд у пігулці

Малий компактний пристрій, який легко ковтати навіть без анестезії — це те, що має дуже скоро замінити здоровезні та неприємні у використанні гастрозонди. На відміну від сучасних ендоскопів, новий зонд лікарі зможуть носити з собою та застосовувати навіть під час першого візиту до хворого.

Зонд-пігулка, який розробляють у клініці MGH у Бостоні, міститиме мініатюрний мікроскоп. До пристрою кріпитиметься дуже тонка нитка, через яку передаватимуться зображення шлунка та кишечника. Також зонд зможе брати зразки біологічного матеріалу на аналіз.

Міні-зонд допоможе не тільки діагностувати та лікувати розповсюджені кишкові та шлункові захворювання, а й за певними ознаками передбачити, наприклад, наближення раку стравохода.

Персоналізовані вакцини від раку

Звичайна хіміотерапія зазвичай убиває багато здорових клітин, але далеко не завжди перемагає ракову пухлину. Нові ліки від раку, які вже тестують на хворих лікарі з німецької компанії BioNTech, мають запускати в організмі людини «розумний» захисний механізм, який знищуватиме тільки ракові клітини.

Вакцина допоможе людському тілу розпізнати мутації, унікальні для кожної пухлини, та вибірково «атакувати» їх. Для цього необхідно попередньо взяти зразок пухлини, проаналізувати його та закласти цю інформацію в ліки, таким чином персоналізуючи їх для кожного хворого.

Штучне та рослинне м’ясо

Згідно з розрахунками ООН, у 2050 році населення Землі сягне 10 мільярдів людей. На той час люди споживатимуть на 70% більше м’яса, ніж у 2005 році. Але зростання об’ємів тваринництва призводить також до збільшення шкоди довкіллю, адже для тварин застосовують великі об’єми води та чималі площі пасовищ із унікальним ґрунтом.

Натомість, як розрахували вчені, для виробництва одного фунта штучного або рослинного протеїну потрібно в рази менше води та інших невідновлюваних природних ресурсів, ніж для виробництва одного фунта протеїну тваринного.

Зараз паралельно тривають дослідження двох основних методів виготовлення «альтернативного» м’яса.

Перший із них — так зване «лабораторне» м’ясо, технологію виробництва якого розробляють вчені з Маастрихтського університету. Вчені виймають у тварин тканини м’язів та вирощують із них м’ясо у біореакторах.

Другий — виробництво продуктів, схожих на м’ясо, з рослин. Вчені з американських компаній Beyond Meat та Impossible Foods роблять «м’ясо» з сої, гороху, пшениці, картоплі та рослинних олій. За їхніми підрахунками, при виробництві однієї рослинної котлети у повітря викидається на 90% менше парникового газу, ніж при виготовленні звичайного бургера з яловичини.

Пастка для вуглекислого газу

Ще один спосіб боротьби з глобальною зміною клімату запропонував гарвардський вчений Девід Кіт. Його ідея полягає у тому, щоб всмоктати повітря за допомогою спеціальних машин та потім видалити з нього шкідливі домішки, перш за все — вуглекислий газ.

Метод доволі дорогий — видалення однієї тонни вуглекислого газу коштуватиме 100 доларів, а видалити треба, як стверджують спеціалісти ООН з питань клімату, один трильйон тонн. Але, зважаючи на те, як повільно людство зменшує шкідливі викиди в атмосферу, не такий вже й дивний та безперспективний, як видається на перший погляд.

Інше питання — що потім робити з цим величезним об’ємом газу.

Канадійський стартап Carbon Engineering планує виробляти з нього синтетичне паливо. А швейцарська компанія Climeworks та американська Global Thermostat хочуть використовувати вуглекислий газ для виробництва метану або навіть для виготовлення газованих напоїв.

Кардіограма на зап’ястку

Кардіо-браслет від каліфорнійського стартапу AliveCor, як очікується, за своїми можливостями буде ближчим до серйозних медичних пристроїв, ніж до популярних нині фітнес-трекерів. Він матиме 12 чутливих сенсорів та зможе знімати у власника електрокардіограму, розпізнавати миготливу аритмію та навіть наближення серцевого нападу. Передаватиме браслет всю цю інформацію на смарт-годинник від Apple.

Також розробку кардіо-годинника анонсувала французька компанія Withings.

Туалети, що не використовують каналізацію

За певними підрахунками, більше двох мільярдів людей в світі не мають належним чином обладнаної каналізації. Як наслідок — фекалії забруднюють водойми, розташовані поруч, розповсюджуючи бактерії та спричиняючи захворювання на кшталт холери та діареї.

Енергоефективні туалети, які розробляють учені, зможуть функціонувати без каналізаційної системи та перероблятимуть відходи просто одразу на місці. Що важливо — туалети мають бути достатньо дешевими, щоб їх було вигідно використовувати саме в бідних країнах, де існує найбільше проблем із каналізацією.

Туалет NEWgenerator, розроблений в університеті Південної Флориди, фільтрує бактерії та віруси за допомогою спеціальної анаеробної мембрани. Інший дослідний зразок, від коннектикутської компанії Biomass Controls, одразу переробляє відходи на органічні добрива.

Штучний інтелект, що розмовляє

Сучасні помічники зі штучним інтелектом поки що недостатньо добре аналізують людську мову. Вони розрізняють тільки стандартний набір команд та легко плутаються, якщо щось йде не так.

Нові технології мають дозволити роботизованим асистентам розрізняти вже не команди, а семантичний зв’язок між словами.

Наприклад, Google нещодавно продемонструвала комп’ютерну систему під назвою BERT, яка навчилась визначати, які слова пропущені у реченні, вивчивши попередньо багато людських текстів.

Ці розробки, якщо їх поєднати із покращеними синтезаторами людської мови, дозволять людині просто розмовляти зі своїми роботами-помічниками замість того, щоб просто давати їм стандартні та не завжди вичерпні команди.