Thành tựu của nền văn minh công nghệ 2018

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Kể từ năm 2001, tạp chí MIT Technology Review đã tổng hợp một danh sách những đột phá công nghệ đáng kinh ngạc nhất mà nó tin rằng sẽ xác định cuộc sống của chúng ta trong nhiều năm tới.

Không phải tất cả chúng đều được biết đến rộng rãi, nhưng một số đã gần bước vào thị trường.

1. In 3-D bằng kim loại

• Đột phá công nghệ. Giờ đây, máy in có thể tạo ra các đồ vật bằng kim loại một cách nhanh chóng và rẻ tiền.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Khả năng sản xuất các vật thể kim loại lớn và phức tạp có thể tối ưu hóa sản xuất.

• Cầu thủ chính. Markforged, Desktop Metal, GE.

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

In kim loại trở nên rẻ và đủ dễ dàng.

Trong ngắn hạn, các nhà sản xuất sẽ không cần phải có lượng hàng tồn kho lớn - họ có thể chỉ cần in ra một mặt hàng, chẳng hạn như phụ tùng cho một chiếc ô tô cũ, khi ai đó cần.

Về lâu dài, các nhà máy lớn sản xuất một số bộ phận hạn chế có thể được thay thế bằng các nhà máy lớn hơn, thích ứng với nhu cầu thay đổi của khách hàng.

Công nghệ này có thể tạo ra các bộ phận nhẹ hơn, chắc hơn và các hình dạng phức tạp mà các phương pháp chế tạo kim loại thông thường không thể thực hiện được.

Máy in 3D được phát triển bởi công ty in 3D Markforged và GE. Sau đó, dự kiến bắt đầu bán máy in này vào năm 2018.

2. Phôi nhân tạo

• Đột phá công nghệ. Không sử dụng trứng hoặc tinh trùng, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các cấu trúc giống như phôi thai chỉ từ các tế bào gốc, cung cấp một cách hoàn toàn mới để tạo ra sự sống.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Phôi nhân tạo sẽ giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng hơn trong việc nghiên cứu sự khởi đầu bí ẩn của cuộc sống con người, nhưng chúng đang làm dấy lên những cuộc tranh luận mới về đạo đức sinh học.

• Cầu thủ chính. Đại học Cambridge, Đại học Michigan, Đại học Rockefeller.

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

Các nhà nghiên cứu đã cẩn thận định vị các tế bào trong một giàn giáo ba chiều và quan sát khi chúng bắt đầu giao tiếp và phù hợp với hình dạng đặc trưng của phôi chuột vài ngày sau đó.

Bước tiếp theo là tạo ra một phôi nhân tạo từ tế bào gốc của con người, đang được nghiên cứu tại Đại học Michigan và Đại học Rockefeller. Các phòng thí nghiệm sẽ có thể "chỉnh sửa" gen để chúng có thể được kiểm tra khi chúng lớn lên.

Tuy nhiên, phôi nhân tạo đặt ra những câu hỏi về đạo đức. Nếu không thể phân biệt được chúng với phôi thật thì sao? Chúng có thể được nuôi trong phòng thí nghiệm bao lâu trước khi chúng trở nên nhạy cảm với đau đớn? Các nhà hóa sinh nói rằng những vấn đề này cần phải được giải quyết trước khi khoa học phát triển.

3. Thành phố nhạy cảm

• Đột phá công nghệ. Toronto là nơi đầu tiên tích hợp thành công thiết kế đô thị tiên tiến với công nghệ kỹ thuật số hiện đại.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Thành phố thông minh có thể làm cho các khu vực đô thị trở nên dễ tiếp cận hơn, đáng sống hơn và thân thiện hơn với môi trường.

• Cầu thủ chính. Sidewalk Labs và Waterfront Toronto.

• Khả dụng. Dự án được công bố vào tháng 10 năm 2017; việc xây dựng có thể bắt đầu sớm nhất là vào năm 2019.

Nhiều kế hoạch thành phố thông minh đã phải đối mặt với nhiều trở ngại khác nhau, bao gồm cả việc thiếu kinh phí. Một dự án mới ở Toronto, được đặt tên là Quayside, hy vọng sẽ thay đổi mô hình đó, hình dung lại khối thành phố từ đầu và xây dựng lại nó bằng các công nghệ kỹ thuật số mới nhất.

Alphab's Sidewalk Labs, có trụ sở tại New York, đang hợp tác với chính phủ Canada trong một dự án công nghệ cao cho khu công nghiệp Toronto. Nó sẽ được trang bị một mạng lưới cảm biến rộng khắp thu thập dữ liệu về mọi thứ, từ chất lượng không khí đến mức độ tiếng ồn cho đến các hoạt động của con người.

Sidewalk Labs cho biết họ sẽ mở quyền truy cập vào phần mềm và hệ thống mà họ xây dựng, đồng thời các công ty khác có thể xây dựng dịch vụ dựa trên chúng khi họ xây dựng ứng dụng cho điện thoại di động.

Công ty dự định theo dõi chặt chẽ cơ sở hạ tầng công cộng và điều này làm dấy lên lo ngại về quản lý dữ liệu và quyền riêng tư. Nhưng Sidewalk Labs tin rằng nó có thể làm việc với cộng đồng và chính quyền địa phương để giải quyết những vấn đề này.

4. Trí tuệ nhân tạo cho mọi người

• Đột phá công nghệ. AI dựa trên đám mây làm cho công nghệ rẻ hơn và dễ sử dụng hơn.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Là một dịch vụ đám mây, AI có thể được cung cấp rộng rãi cho nhiều, thậm chí cả các công ty nhỏ, tạo động lực cho nền kinh tế.

• Cầu thủ chính. Amazon, Google, Microsoft.

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

Trí tuệ nhân tạo cho đến nay chủ yếu là món đồ chơi của các công ty công nghệ lớn như Amazon, Baidu, Google và Microsoft, cũng như một số công ty khởi nghiệp. Đối với nhiều công ty và bộ phận khác của nền kinh tế, các hệ thống AI quá đắt và quá phức tạp để có thể triển khai đầy đủ.

Không rõ công ty nào trong số này sẽ dẫn đầu trong việc cung cấp các dịch vụ AI dựa trên đám mây. Nhưng đây là một cơ hội kinh doanh rất lớn cho những người chiến thắng.

Các sản phẩm này sẽ rất quan trọng nếu cuộc cách mạng trí tuệ nhân tạo lan rộng hơn ở các bộ phận khác nhau của nền kinh tế.

Hiện tại, AI được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghệ. Y học, sản xuất và năng lượng cũng có thể được chuyển đổi nếu chúng có thể tích hợp đầy đủ hơn công nghệ với năng suất kinh tế tăng lên.

5. Mạng Neural Cạnh tranh

• Đột phá công nghệ. Hai hệ thống AI có thể cạnh tranh với nhau để tạo ra những hình ảnh hoặc âm thanh gốc siêu thực mà máy móc chưa bao giờ có thể làm được.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Điều này mang lại cho máy móc cảm giác giống với trí tưởng tượng có thể giúp chúng trở nên ít phụ thuộc hơn vào con người, nhưng cũng biến chúng thành công cụ mạnh mẽ để giả mạo kỹ thuật số.

• Cầu thủ chính. Google Pain, DeepMind, Nvidia

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

Giải pháp lần đầu tiên được nghĩ đến với Ian Goodfellow, một nghiên cứu sinh tại Đại học Montreal, trong một cuộc thảo luận học thuật tại một quán bar vào năm 2014. Cách tiếp cận này, được gọi là mạng đối địch chung, hay GAN, sử dụng hai mạng thần kinh - các mô hình toán học đơn giản của não người làm nền tảng cho việc học máy hiện đại nhất - và ghép chúng với nhau trong một trò chơi mèo vờn chuột kỹ thuật số.

Cả hai mạng đều được đào tạo trên cùng một tập dữ liệu. Một trong số chúng - máy phát điện - được thiết kế để tạo ra các biến thể trong hình ảnh mà cô ấy đã thấy. Thứ hai, người phân biệt đối xử, được yêu cầu xác định xem ví dụ mà cô ấy nhìn thấy có giống với những hình ảnh mà cô ấy đã được đào tạo hay không, hay đó là giả do máy phát điện tạo ra.

Theo thời gian, bộ tạo có thể trở nên tốt trong việc tạo ra hình ảnh đến mức bộ phân biệt không thể phát hiện ra các giả mạo. Công nghệ này đã trở thành một trong những tiến bộ hứa hẹn nhất của AI trong thập kỷ qua, có khả năng giúp máy móc tạo ra kết quả đánh lừa ngay cả con người.

Kết quả không phải lúc nào cũng hoàn hảo. Nhưng vì hình ảnh và âm thanh thường thực tế đến kinh ngạc, một số chuyên gia tin rằng có cảm giác trong đó các GAN bắt đầu hiểu được cấu trúc cơ bản của thế giới mà họ nhìn thấy và nghe thấy. Và điều này có nghĩa là AI có thể đạt được, cùng với trí tưởng tượng, khả năng độc lập hơn để hiểu những gì nó nhìn thấy trên thế giới.

6. Tai nghe "cá Babylon"

• Đột phá công nghệ. Tính năng dịch gần thời gian thực hiện hoạt động cho nhiều ngôn ngữ và dễ sử dụng.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Trong một thế giới toàn cầu hóa, ngôn ngữ vẫn là một trở ngại trong giao tiếp.

• Cầu thủ chính. Google và Baidu.

• Khả dụng. Đã có sẵn.

Trong cuốn tiểu thuyết khoa học viễn tưởng đình đám The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, bạn phải nhét một con cá Babylon màu vàng vào tai để có thể dịch nhanh sang bất kỳ ngôn ngữ nào. Google đã đưa ra một giải pháp trung gian - một cặp Pixel Buds với giá $ 159. Họ làm việc với điện thoại thông minh Pixel và ứng dụng Google Dịch để dịch gần như trực tuyến.

Một người đeo tai nghe và người kia đeo điện thoại. Chủ nhân của chiếc tai nghe nói ngôn ngữ của riêng mình - mặc định là tiếng Anh - ứng dụng sẽ dịch cuộc trò chuyện và phát to trên điện thoại. Người đối thoại trả lời điện thoại và câu trả lời của anh ta được phát và phát qua tai nghe.

Cho đến nay, việc phát triển có nhiều nhược điểm: nhiễu do xen kẽ, bất tiện khi đeo, khó thiết lập tương tác với điện thoại. Họ hứa rằng tất cả những điều này sẽ được loại bỏ và thiết bị sẽ có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao tiếp.

7. Khí tự nhiên với hàm lượng cacbon bằng không

• Đột phá công nghệ. Nhà máy điện thu hồi một cách hiệu quả và rẻ lượng carbon thải ra từ việc đốt cháy khí đốt tự nhiên đồng thời tránh phát thải khí nhà kính.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Khoảng 22% lượng điện trên thế giới được tạo ra từ khí đốt tự nhiên, chiếm khoảng 19% lượng khí thải carbon của ngành năng lượng.

• Những người chơi chính. 8 Sông Thủ đô; Thế hệ Exelon; CB & I

• Khả dụng. Trong vòng 3-5 năm.

Thế giới có thể phụ thuộc vào khí tự nhiên như một trong những nguồn cung cấp điện chính của chúng ta trong tương lai gần. Giá rẻ và sẵn có, nó hiện chiếm 22% lượng điện trên thế giới. Mặc dù sạch hơn than nhưng nó vẫn là một nguồn thải carbon dioxide khổng lồ. Một nhà máy điện thử nghiệm gần Houston đang thử nghiệm công nghệ có thể biến năng lượng sạch từ khí đốt tự nhiên thành hiện thực.

Nếu vậy, điều đó có nghĩa là thế giới có cách sản xuất năng lượng không có carbon từ nhiên liệu hóa thạch với chi phí hợp lý.

Net Power là sự hợp tác giữa công ty phát triển công nghệ 8 Rivers Capital, Exelon Generation và công ty kỹ thuật điện CB&I. Công ty đang trong quá trình vận hành thử nhà máy và đã bắt đầu thử nghiệm ban đầu. Cô ấy dự định sẽ đưa ra những ước tính sớm trong những tháng tới.

Nhà máy đưa khí cacbonic thải ra từ việc đốt cháy khí tự nhiên dưới áp suất và nhiệt cao, sử dụng CO2 siêu tới hạn tạo thành "chất lỏng hoạt động" để điều khiển tuabin được chế tạo có mục đích. Hầu hết carbon dioxide có thể được tái chế liên tục.

8. Quyền riêng tư trực tuyến hoàn hảo

• Đột phá công nghệ. Các nhà khoa học máy tính đang hoàn thiện một công cụ mật mã để chứng minh điều gì đó mà không tiết lộ thông tin cơ bản của bằng chứng.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Nếu bạn cần tiết lộ thông tin cá nhân để thực hiện một điều gì đó trực tuyến, bạn sẽ dễ dàng thực hiện điều đó hơn mà không gặp rủi ro về quyền riêng tư của bạn hoặc để lộ danh tính của bạn.

• Những người chơi chính. Zcash; JPMorgan Chase; ING.

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

Công cụ này là một giao thức mật mã mới có tên là zero-knowledge proof. Mặc dù các nhà nghiên cứu đã làm việc về vấn đề này trong nhiều thập kỷ, nhưng sự quan tâm chỉ đạt đỉnh trong năm qua, một phần là nhờ vào nỗi ám ảnh ngày càng tăng đối với tiền điện tử, hầu hết trong số đó không phải là của riêng tư.

Các nhà phát triển Zcash đã sử dụng một kỹ thuật gọi là zk-SNARK (cho "không có kiến thức về đối số kiến thức ngắn gọn, không tương tác") để cung cấp cho người dùng khả năng thực hiện các giao dịch ẩn danh. Điều này thường không thể xảy ra trong Bitcoin và hầu hết các blockchain công khai khác, nơi mọi người đều có thể nhìn thấy các giao dịch.

Đối với các ngân hàng, đây có thể là một cách để sử dụng blockchain trong hệ thống thanh toán mà không ảnh hưởng đến quyền riêng tư của khách hàng của họ.

Tuy nhiên, đối với tất cả những lời hứa của họ, zk-SNARK vẫn rất phức tạp và chậm chạp. Họ cũng yêu cầu cái gọi là "cấu hình an toàn", tạo ra một khóa mật mã có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ hệ thống nếu nó rơi vào tay kẻ xấu. Nhưng các nhà nghiên cứu đang xem xét các giải pháp thay thế sử dụng tốt hơn các bằng chứng không có kiến thức và không yêu cầu khóa như vậy.

9. Dự đoán di truyền

• Đột phá công nghệ. Các nhà khoa học hiện có thể sử dụng bộ gen của bạn để dự đoán khả năng mắc bệnh tim hoặc ung thư vú, và thậm chí cả chỉ số thông minh của bạn.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Dự đoán dựa trên DNA có thể là thành công lớn tiếp theo về sức khỏe cộng đồng, nhưng chúng sẽ làm tăng nguy cơ phân biệt gen.

• Cầu thủ chính. Vòng xoắn; 23andMe; Di truyền học vô số; Ngân hàng sinh học Vương quốc Anh; Viện poad

• Khả dụng. Sẵn ngay bây giờ.

Nó chỉ ra rằng hầu hết các bệnh phổ biến và nhiều hành vi và đặc điểm, bao gồm cả trí thông minh, không phải là kết quả của một hoặc nhiều gen, nhưng nhiều loại hoạt động cùng một lúc. Sử dụng dữ liệu từ các nghiên cứu di truyền lớn đang diễn ra, các nhà khoa học tạo ra cái gọi là "đánh giá rủi ro đa gen."

Mặc dù các xét nghiệm DNA mới mang lại sự tin cậy hơn là chẩn đoán, nhưng chúng có thể mang lại lợi ích lớn về mặt y tế. Các công ty dược phẩm cũng có thể sử dụng điểm trong các thử nghiệm lâm sàng về thuốc phòng ngừa các bệnh như Alzheimer hoặc bệnh tim. Bằng cách chọn những người tình nguyện có nhiều khả năng mắc bệnh, họ có thể kiểm tra chính xác hơn mức độ hoạt động của thuốc.

Vấn đề là, các dự đoán còn lâu mới hoàn hảo. Ai muốn biết liệu họ có thể phát triển bệnh Alzheimer không? Điểm số đa dạng cũng gây tranh cãi vì chúng có thể dự đoán bất kỳ đặc điểm nào, không chỉ bệnh tật. Ví dụ, bây giờ họ có thể dự đoán khoảng 10 phần trăm hiệu suất của một người trong các bài kiểm tra IQ. Khi kết quả được cải thiện, có khả năng các dự đoán về chỉ số IQ DNA sẽ liên tục có sẵn. Nhưng các bậc cha mẹ và các nhà giáo dục sẽ sử dụng thông tin này như thế nào?

10. Bước nhảy vọt về lượng tử của vật liệu

• Đột phá công nghệ. IBM đã mô hình hóa cấu trúc điện tử của một phân tử nhỏ bằng máy tính lượng tử bảy chu kỳ.

• Tại sao điều này lại quan trọng đối với một nền văn minh kỹ trị? Hiểu chi tiết về các phân tử sẽ cho phép các nhà hóa học phát triển các loại thuốc hiệu quả hơn và cải thiện vật liệu để sản xuất và phân phối năng lượng.

• Cầu thủ chính. IBM; Google; Alán Aspuru-Guzik của Harvard

• Khả dụng. Trong vòng 5-10 năm

Một cơ hội hợp lý và hấp dẫn: thiết kế phân tử chính xác.

Các nhà hóa học đang mơ về các protein mới cho các loại thuốc hiệu quả hơn nhiều, chất điện phân mới cho pin tốt hơn, các hợp chất có thể biến ánh sáng mặt trời trực tiếp thành nhiên liệu lỏng và pin mặt trời hiệu quả hơn nhiều.

Chúng ta không có những thứ này bởi vì các phân tử rất khó lập mô hình trên một máy tính cổ điển.

Nhưng đây là một vấn đề tự nhiên đối với máy tính lượng tử, thay vì các bit kỹ thuật số đại diện cho 1 và 0, sử dụng "qubit", bản thân chúng là các hệ lượng tử. Gần đây, các nhà nghiên cứu của IBM đã sử dụng một máy tính lượng tử bảy qubit để mô phỏng một phân tử nhỏ được tạo thành từ ba nguyên tử.