Текст: Влад Бовсуновский

Хотя инженеры и ученые всего мира в большинстве своем относятся к прогнозам скептически (так как знают слишком много факторов, способных существенно повлиять на технический прогресс), мы все-таки рискнули — изучили данные аналитических компаний IDC, Gartner, Forrester и журнала Science, чтобы понять, как будут развиваться технологии в ближайшем будущем 

1 Процессоры сверхмалого размера

Закону Мура (он гласит, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца; соответственно, чтобы уместить столько транзисторов, их уменьшают в размерах) долгое время прогнозировали крах, так как при уменьшении чипа до 10 нм возникает такое явление, как туннелирование (атомы неспособны удержаться на месте). Тем не менее компания Intel заявила, что в 2015 году проблема физического барьера будет решена. Просто кремний заменят на новый вид материалов, которые назвали металлоорганическими структурами, или МОС. Это кристаллические ансамбли из металлических ионов и органических молекул. Их свойства были смоделированы на суперкомпьютере, а затем проверены экспериментально. На будущее компания заявляет и о транзисторах размером в 7 нм, и о возможности производства чипов по 5-нанометровому процессу. Это значит, что мощные и при этом экономичные с точки зрения энергетических затрат процессоры можно будет встраивать куда угодно: в кольцо, чашку, пуговицу пиджака и другие небольшие предметы. Добро пожаловать в мир умных предметов!

2 Уничтожение языкового барьера

Пару недель назад компания Microsoft запустила в режиме тестирования новый сервис, который позволяет переводить речь во время разговора по Skype в режиме реального времени, — Skype Translator. Программа уже сейчас доступна для загрузки по предварительной заявке, но полноценная (полнофункциональная) версия ожидается весной следующего года.

Skype Translator — не очередная игра маркетологов, а нужный и полезный продукт, который поможет преодолеть языковой барьер при общении людей из разных стран мира. Но пока есть одна особенность: на момент тестирования сервис поддерживает работу лишь с двумя языками (испанским и английским). Однако в ближайшем будущем Microsoft планирует добавить до 10 языков, включая русский (предполагаем, что со временем добавят и украинский, ведь компания анонсировала поддержку 45 языков). Голос переводчика, конечно, не очень похож на человеческий, но Skype Translator на данном этапе действует неплохо. Он может переводить не только голосовые звонки, но и обычные текстовые
сообщения. Созданием этой технологии занимались две команды: Skype и Microsoft Translator. Над самой программой работали более 10 лет.

3 Прорыв  в протезировании

Бионические протезы известны уже давно, но до сих пор их интеграция с человеческим телом была ограничена: чтобы установить механическую конечность, нужно было присоединить электро-ды к культе. В декабре этого года в Университете Джонса Хопкинса (США) провели уникальную операцию, после которой впервые пациент с ампутированными на уровне плеч руками смог одновременно управлять двумя роботизированными конечностями.

Операция потребовала восстановления нарушенной иннервации хирургическими методами. Затем в течение нескольких недель пациент проходил реабилитацию и тренировку на специальном компьютерном симуляторе, который, реагируя на сигналы от сохранившихся нервов, позволял управлять виртуальными протезами на мониторе. После этого наступил решающий этап — использование высокотехнологичных моторизованных конечностей, полностью заменяющих руки. Уже сейчас при помощи силы мысли он может выполнять такие действия, как захват и перемещение мелких предметов.

4 Искусственная  кровь

Работы над созданием заменителя человеческой крови ведутся уже не один десяток лет. В этом году ученым из Эдинбургского университета наконец удалось произвести красные кровяные тельца, которые пригодны для применения в человеческом теле. В 2015 году начнутся испытания на пациентах-людях. Как ожидается, это будут три человека с талассемией — заболеванием красных кровяных телец, при ко-тором людям необходимы регулярные переливания крови. Сначала пациентам перельют по пять миллилитров крови для того, чтобы оценить поведение клеток в организме. Если все пройдет успешно, то в будущем такая кровь сможет заменить донорскую, не исключено начало ее производства в промышленных масштабах. При этом нормой искусственная кровь может стать не ранее чем через 20 лет.

Важность этой технологии крайне велика. Она позволит в разы снизить смертность в результате травм, полученных в ДТП (можно будет изготовить запасы крови любой группы), а также решить проблему риска заражения ВИЧ при переливании крови.

5 Выращивание органов

У всех известных сегодня способов выращивания новых человеческих органов с помощью стволовых клеток есть серьезный недостаток — высокая цена (десятки тысяч долларов). В 2015 году, как ожидается, метод создания тканей и органов из клеток самого пациента взамен поврежденных либо утерянных из-за болезни или травмы можно будет удешевить в разы. Группа ученых из медшколы Университета Кэйо (Япония) смогла получить бюджетный рецепт жидкости для культивирования iPS-клеток, которая используется в качестве питательной среды для выращивания живых тканей. Если сейчас стоимость одного литра такой живой среды дохо-дит до $1,5 тысячи, то в 2015-м ее смогут сни-зить до $200–250. Правда, остается еще одно препятствие для массового применения: человек с такими органами подвержен высокому риску развития раковых заболеваний.

6 Батарея на графене

У существующих электромобилей есть два серьезных недостатка по сравнению с бензиновыми собратьями. Во-первых, они слишком долго заряжаются (6–8 часов), во-вторых, слишком быстро разряжаются (через 70–100 км активной езды). Эти ограничения преодолены с помощью нового изобретения — графен-поли-мерного аккумулятора от ученых из Университета Кордовы (Испания).

Заявленные характеристики впечатляют. Такой аккумулятор весит в два раза меньше литий-ионного, дешевле его на 77%, заряжается за восемь минут и предлагает автономность езды до 1 000 км. К тому же графен экономичен в производстве (фактически это частички графита) и распространен в природе. Старт сборки авто с такими аккумуляторами — весна 2015 года. Информацию о том, под какими именно марками будут выпускать машины нового поколения, пока держат в секрете. Известно лишь, что это два крупных немецких автомобильных концерна.

7 Лазерное оружие

Использование лазера в качестве оружия долгое время считалось фантастикой. Но в начале декабря военно-морской флот США в Персидском заливе испытал новейшую лазерную пушку Laser Weapon System (LaWS), которая поражает невидимыми лучами цели вроде моторных лодок, небольших самолетов и дронов. Твердотельный инфракрасный лазер в основе пушки обладает мощностью в 30 кВт и может работать как в режиме ослепления систем управления поражаемой цели, так и для нанесения физического повреждения.

В 2015 году лазерное оружие будет установлено в средствах обороны военных кораблей нового поколения. Кроме того, LaWS является весьма экономичным оружием: один выстрел пушки обходится военным менее чем в один доллар. Также в следующем году обещают начать испытания мобильной лазерной системы ПВО, которая будет использоваться американским Корпусом морской пехоты на наземных транспортных средствах (внедорожниках, БМП). Как и военно-морская LaWS, наземная система будет предназначаться для непосредственной защиты от БПЛА и ракет.

8 Прорыв в 3D-печати

Технология трехмерной печати известна уже более 10 лет. Но до сих пор с помощью 3D-прин-теров можно было изготовить лишь модели предметов и различного рода поделки, не имеющие особой ценности. Однако осенью компания Local Motors (Чикаго, США) показала, что развитие технологии способно совершить революцию для потребителей, представив автомобиль Strati, практически полностью созданный на 3D-принтере. На печать ушло всего 44 часа (обещают снизить время производства до 24 часов). Состоит такой автомобиль из 40 деталей, из которых напечатаны шасси, кузов, сиденья, приборная панель и центральная консоль. А вот двигатель, подвеску и аккумуляторы позаимствовали у электрокара Renault Twizy. Максимальная скорость Strati составляет 64 км/час, а запас хода варьируется от 192 до 240 км в зависимости от стиля вождения и местности. Продажи стартуют в 2015-м, а стоить такое авто будет $18 тысяч (вместе с принтером). Как заявили в компании, в ближайшие годы потребитель будет покупать лишь чертежи одного из многочисленных вариантов этого авто (на свой вкус) и распечатывать самостоятельно. К тому же появится возможность менять внешний вид машины бесконечное количество раз.

9 Квантовые вычисления

Еще один прорыв, которого ожидают в следующем году, — квантовые вычисления. Оптимизм основан на том, что в 2014 году сразу несколько команд разработчиков объявили, что у них появились вычислители с квантовыми свойствами. Это прежде всего заявление НАСА, а также лаборатории Google. Последняя в сентябре даже наняла известного физика Джона Мартиниса из Калифорнийского университета для разработки чипа квантового вычисления (в 2013-м  НАСА и Google приобрели для опытов первый квантовый компьютер в мире — D-Wave Systems). Также о начале работ в этом направлении заявила Microsoft, где над данным проектом трудится знаменитый разработчик суперкомпьютеров Бертон Смит.

Отличия квантового компьютера от традиционной ЭВМ в том, что он использует для вычисления не обычные (классические) алгоритмы, а так называемые квантовые, использующие такие природные явления, как квантовый параллелизм и квантовая запутанность.Задачи не решаются в прямом смысле этого слова. Вместо этого результаты подбираются методом перебора. Производительность таких компьютеров в тысячи раз выше по сравнению с традиционными электронными вычислителями. Квантовые компьютеры будут использовать для медицинских исследований (например, расшифровки генома), но они подходят и для взлома пароля любого уровня сложности, вычисления точного прогноза погоды на несколько месяцев вперед и даже для предсказания политических событий.

10 Управление жестами и мыслями

Производители гаджетов уже сегодня анонсировали то, что они покажут на выставке CES-2015 (Лас-Вегас, США) в январе. Основные тенденции: множество беспилотных летательных аппаратов, встроенные в смартфоны и планшеты проекторы (дисплеем может служить любая поверхность), а также широкое распространение интерфейсов управления с помощью жестов (без прикосновения), голоса и даже мимики лица. Так, со следующего года обычные 2D-камеры в ПК заменят на модули Intel RealSense 3D, которые способны распознавать объекты и даже измерять дистанцию между ними. Разработчики говорят, что такой способ управления откроет новые возможности и сделает машины более интерактивными. Ведь, например, компьютеры смогут распознавать настроение владельца, сканируя его голос, выражение лица и движения.

Еще одно направление, которое будет развиваться в следующем году, — нейроинтерфейсы. В продаже появятся нейрокоммуникаторы, которые позволят людям с тяжелыми нарушениями речи и двигательной системы (например, после инсульта) не потерять канал связи с внешним миром. Та-кие люди смогут силой мысли набирать тексты, управлять курсором компьютера, заходить в интернет и многое другое (к примеру, скомандовать умной кровати изменить наклон или подать мысленную ко-манду смартфону позвонить нужному человеку). В основе технологии — электро-энцефалографы, которые улавливают электрическую активность мозга. К концу 2015 года приборы будут доступны для широкого потребителя.