Выбор Билла Гейтса: 10 прорывных технологий 2019 года

Журнал MIT Technology Review попросил основателя Microsoft Билла Гейтса составить список технологий, которые изменят мир в ближайшем будущем.

Печатается с сокращениями. Полный текст опубликован в номере MIT Technology Review (издание Массачусетского технологического института) за март—апрель 2019 года.

От плуга к метафизике

(вступление от лица Билла Гейтса)

Было очень сложно сузить круг полезных технологий всего до десяти. Мне хотелось не просто выбрать то, что будет мелькать в заголовках СМИ в 2019 году, я надеялся запечатлеть этот момент в истории развития технологий — и это заставило меня задуматься, как вообще инновации эволюционировали со временем.

Из всех возможный вещей мне в голову прежде всего пришел плуг. Он прекрасно олицетворяет историю инноваций. Люди использовали плуги начиная с 4000 года до н.э., когда земледельцы Месопотамии насыщали почву воздухом с помощью заостренных палочек. Мы медленно экспериментировали с ними, улучшали их, и сейчас плуг — это настоящее технологическое чудо.

Но каково настоящее назначение плуга? Это инструмент, который позволяет сделать больше: больше выращенных зерен, больше собранного урожая, больше еды, которой хватит на всех. В регионах, где сложно найти себе пропитание, не будет преувеличением сказать, плуг дарит людям дополнительные годы жизни.

Сравните это с выращенным в лаборатории мясом — одной из инноваций, которую я выбрал для списка десяти прорывных технологий этого года. Животный белок выращивают в лабораториях не ради того, чтобы накормить больше людей. Уже сейчас домашнего скота достаточно для того, чтобы накормить весь мир, даже с учетом все возрастающего спроса на мясо. Белок нового поколения нужен для других целей — он улучшит качество мяса. Он поможет снабжать всех пропитанием и не лишаться при этом деревьев, поможет обойтись без выбросов метана. Кроме того, новая технология даст возможность наслаждаться гамбургерами, не убивая животных.

Иными словами, если плуг может увеличить продолжительность жизни, то выращенное в лаборатории мясо повышает ее качество. Очень долго мы вкладывали весь наш инновационный потенциал в первое. И серьезно преуспели: продолжительность жизни в мире выросла с 34 лет в 1913 году до 60 в 1973-м, ныне же она составляет 71 год. Теперь наше внимание начинает смещаться в сторону благополучия. Но процесс идет очень медленно.

Поясню: сомневаюсь, что в ближайшее время человечество оставит попытки еще больше увеличить продолжительность жизни. Мы все еще далеки от идеального мира, где каждый человек в любой точке планеты может дожить до глубокой старости, сохранив превосходное здоровье, и нам нужно еще очень много работать над достижением этой цели. К тому же «качество жизни» и «продолжительность жизни» отнюдь не взаимоисключающие понятия.

Сейчас мы дошли до невероятно интересного момента в истории, когда людей волнуют обе эти идеи. Если бы мне нужно было предсказать, как список, подобный тому, что я составляю сейчас, будет выглядеть несколько лет спустя, я бы поставил на технологии, которые помогут облегчить течение хронических болезней.

Если бы можно было заглянуть еще дальше, например на 20 лет вперед, я бы понадеялся, что тогда в подобном списке будут только те технологии, которые увеличивают качество жизни. Как сделать людей счастливее? Как нам создавать значимые связи внутри общества? Как помочь всем людям жить насыщенной жизнью?

Хотелось бы, чтобы в 2039 году люди действительно задавались именно такими вопросами. Это означало бы, что мы победили все болезни и справились с глобальным потеплением. Я не могу себе представить более очевидного признака прогресса.

1. Атомная энергия нового поколения

Разработки последних лет дают надежду, что этот вид энергии станет дешевле и безопаснее. Среди таких разработок — ядерные реакторы четвертого поколения, малые модульные реакторы и управляемый термоядерный синтез: технология, казавшаяся совершенно недосягаемой. Создатели реакторов четвертого поколения, такие как канадская Terrestrial Energy и TerraPower из Вашингтона, работают совместно с энергетическими компаниями, рассчитывая к 2020 году создать новые системы энергоснабжения.

Малые модульные реакторы обычно производят десятки мегаватт энергии (для сравнения, обычный атомный реактор производит около 1 тыс. мегаватт). В компании Oregon's NuScale считают, что такие реакторы позволят экономить, а также снизят финансовые и экологические риски.

В области управляемого термоядерного синтеза тоже наметился прогресс. Несмотря на то что никто не ожидает прорыва до 2030 года, такие компании, как General Fusion и Commonwealth Fusion Systems, уже достигли некоторых успехов. Такие реакторы застрахованы от аварий и не загрязняют окружающую среду — внедрение технологии не должно встретить какого-либо сопротивления со стороны общественности. Хотя многие полагают, что управляемый термоядерный синтез — это просто несбыточная мечта.

2. Ловкие и умелые роботы

Почему это важно:

Роботы смогут научиться справляться с хаосом реального мира

Несмотря на все разговоры о машинах, которые вот-вот отнимут работу у людей, пока промышленные роботы очень неуклюжие и негибкие. Да, робот может отточенным движением хватать тот или иной предмет с конвейера — он не устанет, и ему никогда не надоест эта рутинная задача. Но сдвиньте предмет на полдюйма или замените чем-то — и все: машина начнет неуклюже нащупывать цель или просто будет хватать пустоту.

Но хоть робота пока и невозможно запрограммировать так, чтобы он просто брал предмет, как это делают люди, его можно научить — методом проб и ошибок. Виртуальных проб и ошибок.

Один из таких проектов — Dactyl, робот, который самостоятельно учится собирать конструктор. Dactyl, созданный некоммерческой организацией OpenAI из Сан-Франциско, представляет собой роботизированную руку, окруженную множеством камер и огоньков. С помощью так называемого обучения с подкреплением (один из видов машинного обучения. — РБК) нейросеть учится хватать и переворачивать кубик в симуляторе и только потом пробует это в реальном мире. Экспериментируя и поначалу действуя наугад, система постепенно приближается к своей цели.

3. Персонализированные вакцины от рака

Почему это важно:

Обычная химиотерапия наносит серьезный ущерб здоровым клеткам и не всегда эффективна в борьбе с опухолями

Ученые вот-вот запустят в коммерческую эксплуатацию первую персонализированную вакцину от рака. Она использует механизмы естественной защиты организма, чтобы выборочно уничтожить именно раковые клетки.

Разработка таких вакцин стала возможна в 2008 году, спустя пять лет после завершения проекта «Геном человека», когда ученые опубликовали последовательности генов раковых опухолей. Вскоре после этого исследователи стали сравнивать ДНК одних раковых клеток с ДНК других раковых клеток, а также с ДНК здоровых клеток. Исследования подтвердили наличие в раковых клетках сотен, если не тысяч, специфических мутаций, большинство из которых уникальны для каждой отдельной опухоли.

Позже немецкий стартап BioNTech представил убедительные доказательства того, что вакцина, содержащая копии этих мутаций, может стимулировать выработку иммунной системой Т-клеток, нацеленных на поиск, атаку и уничтожение раковых клеток. В 2017 году BioNTech совместно с корпорацией Genentech начал масштабное тестирование вакцины на раковых больных.

Компании работают и над массовым производством вакцины. Это непростая задача, ведь для такой вакцины необходимо сначала провести биопсию. А сразу после создания лекарство нужно срочно доставить в больницу — промедление может стоить пациенту жизни.

4. Прогнозирование преждевременных родов

Почему это важно:

Каждый год 15 млн малышей рождаются раньше срока, и это главная причина смертности детей до пяти лет

Генетический материал преимущественно находится в наших клетках. Но небольшое количество внеклеточных ДНК и РНК, как правило высвобождаемых мертвыми клетками, также содержится в нашей крови. У беременных женщин это смесь нуклеиновых кислот плода, плаценты и самой матери.

Биоинженер из Стэнфорда Стивен Квейк попытался использовать это для решения одной из главных медицинских проблем: один из десяти детей рождается недоношенным.

Во внеклеточных ДНК и РНК есть информация, для получения которой раньше применялись инвазивные методы забора клеток — биопсия плаценты или же прокол плодного пузыря для проведения амниоцентеза (анализ околоплодных вод. — РБК). Современные же технологии позволяют обойтись без таких вмешательств и обнаружить небольшие количества внеклеточного генетического материала в крови. В последние годы исследователи начали разработку анализа, который поможет определить рак или улучшить результаты дородовой диагностики синдрома Дауна.

Такие анализы можно проводить быстро и без лишних сложностей, стоят они не более $10, говорит Квейк. Он и его коллеги запустили стартап Akna Dx, чтобы коммерциализировать свое начинание.

5. Таблетка вместо желудочного зонда

Почему это важно:

Девайс помогает выявлять и изучать болезни кишечника и желудка

Тропическая энторопатия — одно из самых сложных заболеваний. Оно сопряжено с раздражением кишечника и плохой усвояемостью пищи. Заболевание распространено в бедных странах, никто не знает, из-за чего оно возникает, как его лечить или предотвращать.

Чтобы диагностировать тропическую энторопатию у маленьких детей, необходимо под наркозом вводить кишечно-желудочный зонд. Это дорого и не всегда возможно.

Инженер и специалист по патологиям в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне Гильермо Тирни разрабатывает крошечные устройства, которые можно использовать для выявления признаков энторопатии уже на первом приеме. В специальные капсулы, которые должен проглотить пациент, встраиваются крошечные микроскопы. Они присоединены к тонкому и гибкому проводу, который обеспечивает питание основного устройства и подсветку. Данные с микроскопов отправляются на специальную консоль с монитором.

Разработку можно применять для выявления и изучения разных болезней. Так, в массачусетской больнице c помощью капсул выявляют синдром Барретта, который может быть предвестником рака пищевода. Для диагностики тропической энторопатии команда Тирни разработала более миниатюрные устройства — их можно использовать при обследовании младенцев.

Технология поможет исследователям ответить на вопросы о возникновении энторопатии, оценить меры по облегчению симптомов и продумать возможное лечение.

6. Продвинутые голосовые помощники

Почему это важно:

Голосовые помощники теперь могут звонить по телефону и бронировать столик в ресторане или координировать доставку посылок

Мы привыкли к голосовым помощникам — Алекса (от Amazon) включает музыку в гостиной, Сири (от Apple) устанавливает будильник на телефоне, но пока они не оправдали ожиданий — распознают узкий диапазон команд и ошибаются.

Но раскрыть этот потенциал можно. В июне 2018 года исследователи из OpenAI разработали более дешевую и эффективную методику, которая учит искусственный интеллект (ИИ) распознавать текст. Несколько месяцев спустя команда Google представила систему BERT, которая научилась угадывать пропущенные слова, изучая миллионы предложений. Такие доработки позволяют перейти от простых инструкций помощникам к разговорам с ними.

Подобные помощники уже существуют. Google Duplex, пугающе похожее на человека обновление Google Assistant, может принимать звонки, проверяя их при этом на спам. Оно также может позвонить и забронировать ресторан. В Китае потребители привыкают к AliMe от Alibaba, который может по телефону заказать доставку посылок и спорит по поводу цены товаров в чате.

Пока ИИ распознает только часто употребляемые фразы и словосочетания из продуманных сценариев, но не беглую речь. Когда мы преодолеем это препятствие, возможно, голосовые помощники смогут стать нянями, учителями или даже нашими друзьями.

7. Туалеты без канализации и вредных бактерий

Почему это важно:

Дети в развивающихся странах умирают от болезней, вызванных отсутствием туалетов

У 2,3 млрд человек нет доступа к нормальной канализации. Ее отсутствие заставляет людей сбрасывать экскременты в пруды и реки, распространяя бактерии, вирусы и паразитов, которые могут вызвать диарею и холеру. Диарея является причиной одной из девяти детских смертей во всем мире.

В 2011 году Билл Гейтс запустил конкурс «Изобрети туалет заново». Несколько команд сделали пилотные модели туалетов, в которых все отходы обрабатываются на месте.

Туалет NEWgenerator, разработанный в Университете Южной Флориды, отфильтровывает загрязняющие вещества с помощью анаэробной мембраны, поры которой меньше бактерий и вирусов. Проект от компании Biomass Controls — очистительный завод размером с контейнер для транспортировки.

Задача сейчас состоит в том, чтобы сделать туалеты дешевле в производстве и адаптировать для использования как в большой деревне, так и в районе на десять домов. «Здорово построить один или два туалета, — говорит Даниэль Йе из Университета Южной Флориды. — Но для того чтобы технология действительно изменила мир, необходимо массовое производство».

8. Мясо из пробирки

Почему это важно:

Производство мяса естественным путем приводит к вырубке лесов и загрязнению воды

Выращенное в лабораториях мясо и его растительные альтернативы становятся похожими по вкусу на настоящие, они не уступают и по пищевой ценности. При этом создание заменителей не наносит вреда окружающей среде.

ООН ожидает, что к 2050 году в мире будет 9,8 млрд человек. И эти люди становятся богаче. Это не предвещает ничего хорошего для экологии, ведь люди с достойным доходом стремятся достойно питаться. Сейчас люди потребляют на 70% больше мяса, чем в 2005 году. Но выращивание животных для употребления в пищу пагубно влияет на окружающую среду.

Ученые из Университета Маастрихта в Нидерландах, которые работают над масштабируемостью производства аналогов мяса, считают, что лабораторный бургер будет доступен уже к следующему году. Но пока для выращенного «в пробирке» мяса экологические выгоды все еще неочевидны — в последнем докладе Всемирного экономического форума говорится, что выбросы газов от производства лабораторного мяса будут лишь на 7% меньше выбросов от производства говядины.

9. Поглотитель углекислого газа

Почему это важно:

Извлечение углекислого газа из атмосферы может быть последним способом остановить климатическую катастрофу

Даже если мы замедлим выбросы углекислого газа, парниковый эффект может сохраняться в течение тысяч лет. По мнению специалистов климатической группы ООН, чтобы предотвратить опасное повышение температуры, миру в этом столетии потребуется выкачать из атмосферы до 1 трлн тонн углекислого газа.

Климатолог из Гарварда Дэвид Кейт подсчитал, что теоретически машины могут справляться с этим при расходах менее $100 за тонну, применяя технологию, известную как прямой захват воздуха. Но нужно еще придумать, что делать с газом.

Carbon Engineering, канадский стартап, основанный Кейтом, планирует увеличить производство синтетического топлива, используя пойманный углекислый газ. Разработанная компанией из Цюриха Climeworks установка прямого захвата воздуха будет производить метан из извлеченного углекислого газа и водорода. Другой завод будет продавать углекислый газ для компаний из отрасли безалкогольных напитков.

Впрочем, газ в основном попадет обратно в атмосферу. Конечная цель — навсегда заблокировать выбросы парниковых газов.

10. ЭКГ на запястье

Почему это важно:

Прогресс облегчает жизнь тем, кто вынужден постоянно мониторить состояние своего сердца с помощью портативных устройств

Фитнес-трекеры не являются серьезными медицинскими устройствами. Интенсивная тренировка или браслет, неплотно прилегающий к запястью, могут нарушать работу датчиков, считывающих пульс. Но чтобы сделать электрокардиограмму, нужно сходить в клинику, и люди часто не успевают провериться вовремя.

«Умные» часы с датчиком ЭКГ — это удобные портативные устройства с точностью, близкой к медицинской. В 2017 году стартап из Кремниевой долины AliveCor получил разрешение на использование медицинского аксессуара в «умных» часах Apple Watch. Устройство AliveCor может распознавать мерцательную аритмию, частую причину образования тромбов и инсультов. В прошлом году Apple выпустила собственный ЭКГ-монитор для часов.

Существующие портативные устройства все еще используют только один датчик, тогда как при реальной ЭКГ их 12. И пока ни одно из разработанных устройств не может диагностировать инфаркт.

Но скоро все может измениться. AliveCor вместе с Американской кардиологической ассоциацией представили предварительные результаты разработок приложения и системы диагностики с двумя датчиками, которые могут определить один из типов сердечного приступа.