ТОП-10 НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 2024 ГОДА

Изображение: DC Studio/Freepik

В отчёте Всемирного экономического форума «10 самых перспективных технологий 2024» перечислены самые влиятельные новые технологии текущего года. В список включены способы, с помощью которых искусственный интеллект ускоряет научные исследования с упором на приложения в области здравоохранения, связи, инфраструктуры и устойчивого развития. Также эксперты обратили внимание на научные открытия на базе ИИ, микробы и эластокалории, улавливающие углерод.

Какие новые технологии должны быть в повестке дня политиков, принимающих решения, предпринимателей и граждан в ближайшие годы в быстро меняющемся мире преходящих идей? Последний отчёт ВЭФ, подготовленный в сотрудничестве с издателем научных журналов Frontiers, раскрывает будущее, полное возможностей. Уже в 12-м издании доклада использован более широкий взгляд, основанный на опыте более 300 ведущих мировых учёных и экспертов из Глобального совета будущего ВЭФ, сети университетов и исследователей и 10 ведущих членов Руководящей группы по новым технологиям.​

1. ИИ для научных открытий

Хотя искусственный интеллект уже много лет используется в исследованиях, достижения в области глубокого обучения, генеративного ИИ и базовых моделей революционизируют процесс научных открытий. ИИ позволит исследователям установить беспрецедентные связи и добиться прогресса в понимании болезней, предлагать новые материалы и расширять знания о человеческом теле и разуме.

ИИ для научных открытий меняет способы открытия и использования новых знаний. Системы искусственного интеллекта, такие как AlphaFold от Deep Mind, могут точно предсказывать трёхмерные модели белковых структур. ИИ также применялся в исследованиях, в ходе которых обнаружено новое семейство антибиотиков и созданы материалы для более эффективных батарей. Согласно недавнему отчёту Консультативного совета по науке и технологиям при президенте США, ИИ обладает потенциалом трансформировать каждую научную дисциплину и многие аспекты того, как мы ведём науку.

2. Технологии повышения конфиденциальности

Синтетические данные призваны изменить способ обработки информации с помощью мощных приложений в исследованиях, связанных со здоровьем, защищая личную конфиденциальность и одновременно предоставляя новые возможности для глобального обмена данными и совместной работы.

Поскольку ИИ расширяет мир данных, как никогда раньше, ключевым моментом является поиск способов его использования без проблем этики или безопасности.  Он воспроизводит закономерности и тенденции в наборах конфиденциальных данных, но не содержит конкретной информации, которая могла бы быть связана с отдельными лицами или скомпрометировать организации или правительства. Синтетические данные, основанные на достижениях в области искусственного интеллекта, позволяют учёным и другим лицам обмениваться данными по всему миру и совместно работать над исследованиями, связанными с биологией и здоровьем, удаляя идентифицирующую информацию.

3. Реконфигурируемые интеллектуальные поверхности

Эти инновационные поверхности превращают обычные стены и поверхности в интеллектуальные компоненты для беспроводной связи, одновременно повышая энергоэффективность беспроводных сетей. Они обещают найти множество применений — от «умных» заводов до автомобильных сетей.

Реконфигурируемые интеллектуальные поверхности (RIS) оптимизируют беспроводные каналы связи, динамически изменяя форму, объединяя метаматериалы, интеллектуальные алгоритмы и передовую обработку сигналов для управления и манипулирования электромагнитными волнами. Разработанный для повышения пропускной способности и возможностей подключения, а также с особым упором на экологическую устойчивость, RIS может превратить обычные стены и поверхности в интеллектуальные компоненты беспроводной сети.

4. Станции на высотной платформе

Используя самолеты, дирижабли и воздушные шары, эти системы могут расширить доступ к мобильной сети в отдалённых регионах, помогая преодолеть цифровой разрыв для более чем 2,6 миллиардов человек во всём мире. Помимо улучшения охвата цифровыми технологиями, HAPS быстро развёртываются, поэтому могут оказаться жизненно важными в чрезвычайных ситуациях.

С помощью новейших технологий солнечной энергии, аккумуляторов, лёгких композитных материалов и авионики, системы станций на высотной платформе (HAPS) потенциально предлагают новый уровень возможностей связи и наблюдения. Работая на высоте около 20 км над Землёй они могут превзойти возможности связи, покрытия и производительности наземных вышек и спутников. Инновационная инфраструктура HAPS призвана предоставить доступ к интернету более чем 2,6 миллиардам человек в 100 странах, не имеющих возможности подключения, создавая возможности для образования и экономического роста.

5. Интегрированное зондирование и связь

Появление сетей 6G облегчает одновременный сбор данных (зондирование) и передачу (связь). Это позволяет системам мониторинга окружающей среды помогать в интеллектуальном сельском хозяйстве, охране окружающей среды и городском планировании. Интегрированные устройства зондирования и связи также обещают сократить потребление энергии и кремния. Датчики и анализ данных могут использоваться, например, для мониторинга качества воздуха и воды, влажности почвы и погодных условий.

В мире, переполненном сенсорными и коммуникационными устройствами, неизбежно возникает некоторое функциональное дублирование. Интегрированное зондирование и коммуникация (ISAC) объединяет эти возможности в единой системе, которая может одновременно собирать и передавать данные, обеспечивая экономию и эффективность оборудования, одновременно открывая новые возможности. ISAC делает беспроводные сети экологически ориентированными, обеспечивая такие функции, как локализация, картографирование окружающей среды и мониторинг инфраструктуры.

6. Иммерсивная технология для искусственного мира

Сочетая вычислительные мощности с виртуальной и дополненной реальностью, эти технологии обещают быстрое улучшение инфраструктуры и повседневных систем. Эта технология позволяет дизайнерам и специалистам в области строительства проверять соответствие между физическими и цифровыми моделями, обеспечивая точность и безопасность, а также повышая устойчивость. Бизнес, возможно, и процветает, но глобальная нехватка рабочей силы сохраняется. В метавселенной эту проблему можно смягчить, говорится в отчёте, с помощью иммерсивной среды обучения и подготовки, объединяющей профессионалов в области архитектуры, инженерии и строительства со всего мира.

По данным ООН, на строительный сектор приходится почти 40% выбросов углекислого газа. Иммерсивные технологии для искусственного мира и инструменты смешанной реальности на основе искусственного интеллекта могут сыграть решающую роль в его более чистом будущем, помогая предвидеть проблемы и оптимизировать проекты для реализации в реальном мире. Например, цифровые двойники можно использовать для моделирования сложных результатов, повышая эффективность, а виртуальное прототипирование и экспериментирование могут помочь повысить точность.

7. Эластокалорийность

По мере повышения глобальной температуры потребность в охлаждающих решениях резко возрастает. Предлагая более высокую эффективность и более низкое энергопотребление, эластокалории выделяют и поглощают тепло при механическом воздействии, представляя устойчивую альтернативу нынешним технологиям. Ещё одним преимуществом является то, что они не требуют использования экологически вредных хладагентов и могут использоваться для охлаждения в районах с ограниченной или отсутствующей инфраструктурой электросетей, согласно отчёту. Исследование министерства энергетики США оценивает эти тепловые насосы как наиболее перспективную альтернативу существующим системам.

Эластокалорика — это быстро развивающаяся область, описываемая как «приведение тепловых систем в действие как мышцы», которая может предложить более устойчивые способы сохранения прохлады. В условиях потепления климата и растущих потребностей в данных это становится как никогда важным. Тепловые насосы, в которых используются эластокалорические материалы, такие как никель и титан, которые выделяют тепло при приложении механического напряжения и охлаждаются при его ослаблении, оказываются более энергоэффективными, чем традиционные системы отопления и охлаждения.

8. Микробы, улавливающие углерод

Искусственные организмы преобразуют выбросы в ценные продукты, такие как биотопливо, обеспечивая многообещающий подход к смягчению последствий изменения климата. Существует два основных типа микробного улавливания углерода. Первый использует такие организмы, как цианобактерии и микроводоросли, которые «поедают» углерод посредством фотосинтеза, второй использует микроорганизмы, которые используют возобновляемые источники энергии — такие как водород или потоки органических отходов — для улавливания CO₂, который затем преобразуется в новые продукты, включая биодизель и протеин.

В разгар климатического кризиса микроорганизмы оказываются ценным ресурсом. Способные улавливать парниковые газы из воздуха или выхлопных газов, они преобразуют выбросы в ценные продукты, такие как биотопливо, которые могут снизить глобальное потепление.

9. Альтернативные корма для скота

Белковые корма для скота, полученные из одноклеточных белков, водорослей и пищевых отходов, могут стать устойчивым решением для сельскохозяйственной отрасли.

Животноводство зависит от производства белков, таких как соя, что может привести к вырубке лесов, утрате биоразнообразия, чрезмерному удобрению и выбросам парниковых газов в результате изменений в землепользовании. Альтернативные корма для скота или белковые корма для скота, полученные из одноклеточных белков, водорослей и пищевых отходов, могут стать жизнеспособными и устойчивыми заменителями таких продуктов, особенно по мере роста спроса, — говорится в докладе.

10. Геномика для трансплантации

Успешная имплантация генно-инженерных органов человеку знаменует собой значительный прогресс в здравоохранении, давая надежду миллионам людей, ожидающих трансплантации.

Хотя трансплантаты спасают жизни, доступных органов недостаточно для удовлетворения спроса. Но недавние достижения в области генетических манипуляций, такие как CRISPR-Cas9 , могут изменить ситуацию, — заключили авторы отчёта.