Юрий Гуралюк (guralyuk) wrote,
Юрий Гуралюк
guralyuk

Category:

Как высокие технологии изменят мир в ближайшие 10 лет

Фиксирую просто на память, чтобы было под рукой.

***

Как высокие технологии изменят мир в ближайшие 10 лет

Исследователи сходятся во мнении, что в ближайшие 10 лет новейшие технологии коренным образом изменят наш мир. Как это произойдет, попытался разобраться «Ежедневник».

Исследовательский институт международной консалтинговой компании McKinsey & Company недавно опубликовал аналитический доклад под интригующим названием «Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy», обнародовав очередной список 12 «прорывных технологий», которые по мнению аналитиков McKinsey Global Institute (MGI) в ближайшее десятилетие коренным образом изменят личную жизнь человека, бизнес и глобальную экономику.

Так в перечень дюжины передовых технологий High-Tech от MGI были включены:

мобильный Интернет;
автоматизированная обработка информации
Интернет вещей;
облачные технологии;
робототехника нового поколения;
автономные и полуавтономные автомобили;
геномная инженерия нового поколения;
(со-) хранение энергии;
3D-печать;
материалы с улучшенными свойствами;
новые методы поиска и добычи нефтяных и газовых месторождений.
возобновляемая энергия.
В свою очередь почти за месяц до указанной публикации ученые из Массачусетского технологического института (США) опубликовали собственный список 10 наиболее прорывных высоких технологий.

Как видим, прогнозное совпадение двух независимых исследований оказалось очень поразительным, так как «единодушие» экспертов из разных организаций почти совпало по пяти технологиям. Это: генная инженерия или пренатальная диагностика ДНК плода (Prenatal DNA Sequencing), 3D-печать или аддитивные производства (Additive Manufacturing), робототехника или робот Бакстер (Baxter: The Blue-Collar Robot), ультраэффективная солнечная энергия (Ultra-Efficient Solar Power) возобновляемых источников и отчасти глубокое обучение как составляющая автоматизированной обработки данных.

С другой стороны, важно отметить также следующее, что в своем исследовании эксперты MGI произвели важный подсчет, определив, что через 12 лет совокупный годовой экономический эффект только от внедрения достижений указанной ими дюжины высоких технологий должен достигнуть порядка 14-33 триллионов долларов.

Предоставим кратко некоторые другие интересные цифры и факты, которые были описаны в преамбуле 176 страничного отчета MGI:

5 000 000 против 400 долларов – такова разница стоимости самого «быстрого» в прошлом суперкомпьютера CDC-7600, который был создан в 1975 году в США, и современного смартфона iPhone 4 с равной производительностью (MFLOPS);
более 230 миллионов высокообразованных рабочих насчитывалось по всему миру в 2012 году;
2,7 миллиарда долларов и 13 лет – столько потребовалось потратить на расшифровку генома человека, которая была завершена в 2003 году;
300 000 миль -- автономно прошел автомобиль с использованием технологий Google при одной лишь аварии, да и то совершенной из-за простой человеческой ошибки;
трехкратное повышение эффективности добычи газа из североамериканских газовых скважин в период между 2007 и 2011;
на 85% снизились затраты на получение одного ватта энергии от солнечной фотоэлектрической ячейки.
Такими были некоторые результаты по состоянию на сегодняшний день. А к 2025 году по прогнозам экспертов MGI ожидается:

2-3 миллиарда человек на планете дополнительное получат доступ к глобальной сети (сейчас число людей, использующих Интернет, составляет около 2,2 миллиарда человек);
5-7 триллионов долларов -- потенциальный экономический эффект от внедрения автоматизированной обработки информации и достижений экономики знаний на основе ИКТ;
100-200% -- потенциальное увеличение в % добычи нефти США за счет технологий гидро-разрыва пласта и горизонтального бурения;
16% -- потенциальная доля в глобальном объеме производства электроэнергии, которая будет получена только благодаря возобновляемым источникам энергии (Солнца и ветра)
Есть еще ряд интересных прогнозов, но и этих пока достаточно.

Теперь продолжим рассмотрение нынешнего состояния передовой дюжины High-Tech по версии исследования MGI, а также прогнозы по ним на будущее.

1). Мобильный Интернет

Мобильный Интернет - это технология подключения к глобальной «паутине» практически из любого места с помощью портативных устройств мобильной (сотовой) связи, которая в течение относительно небольшого периода времени, начиная от момента своего зарождения и до сегодняшнего дня, пережила несколько основных этапов развития.

Так сети первого поколения 1G предназначались исключительно для голосовой связи между абонентами (эксплуатационная реализация 1984 год, стандарты AMPS, TACS, NMT).

Сети второго поколения 2G (1991 г., стандарты TDMA, CDMA, GSM и PDC) обеспечивали возможность передачи данных сначала по технологии CSD с использованием специально для этого разработанного протокола WAP, а затем по технологии пакетной передачи данных GPRS уже с временным разделением каналов при скорости передачи данных около 170 кбит/с.

Вскоре наступило время технологии EDGE (EGPRS) с максимально возможной скоростью передачи данных 473 кбит/с. А после этого в сетях третьего поколения 3G (2002 г.) инженеры перешли на кодовое разделение, что позволило передавать данные уже со скоростью до 3,6 Мбит/с в по стандартам WCDMA, UMTS и CDMA2000.

Следующим шагом вперед стали сети четвертого поколения 4G (2008-2010 гг.), создаваемые в соответствии со стандартами LTE-Advanced, WiMax Release 2 (IEEE 802.16m) и WirelessMAN-Advanced, которые на сегодняшний день являются самыми прогрессивными. При этом согласно требованиям Международного союза электросвязи в современных сетях 4G должна обеспечиваться скорость передачи данных не менее 1 Гбит/с для мобильных абонентов, которые передвигаются с небольшой скоростью или стоящих на месте.

Таким образом, всего за несколько десятилетий мобильный Интернет превратился из предмета роскоши для немногих (считай избранных или интеллектуалов) в доступный по цене мобильный сервис повседневного использования для 1 миллиарда людей, которые не «могут жить» или уже не представляют свою жизнь без смартфона или планшета.

Так, например, по оценкам экспертов MGI, сегодня в США 30% пользователей просматривают веб-страницы, включая собственную электронную почту, и 40% - новостные ленты в СМИ через собственные мобильные устройства. Заметим также, что помимо США и других развитых государств мира, в ближайшей перспективе мобильный Интернет должен стать доступен по цене и технологически распространен для миллиардов людей во многих развивающихся странах.

ПРОГНОЗ. Всего через 3 года, то есть к 2015 году, по прогнозам аналитиков из MGI в количественном выражении использование беспроводной сети должно превысить число соединений, которые будут осуществляться через обычную проводную связь. Мобильный Интернет также будет иметь широкое распространение, как в бизнесе, так и в государственном секторе, что позволит более эффективно предоставлять многие услуги и сервисы, всемерно способствуя увеличению производительности труда.

Прогнозируется также, что в 2025 году будет насчитываться как минимум 4,3 миллиарда пользователей Интернета, в основном за счет роста мобильного сегмента. При этом произойдет 6-кратный рост продаж смартфонов и планшетов по сравнению с уровнем сегодняшнего дня, и будет осуществляться более 1 миллиарда транзакций среди абонентов сотовой связи или сетевых взаимодействий «мобильных» работников между собой.

2). Автоматизированная обработка информации

Современные достижения в области искусственного интеллекта, машинного обучения и разработанные в настоящее время интерфейсы пользователя, применяемые, например, при распознавании голоса и обработке видео-изображений, уже сегодня позволяют успешно автоматизировать многие сферы производства реального сектора экономики, а также предоставляют человеку возможность решать такие задачи, которые долгое время считались невозможными или нецелесообразными, поскольку в прошлом искусственно созданные интеллектуальные машины не могли их выполнять вообще. Не секрет, что уже сейчас некоторые специальные компьютеры могут ответить на неструктурированные вопросы или сформировать «тонкое собственное» суждение об абстрактом предмете, сродни человеческому мышлению. Другую информацию, например, о глубоком обучении (Deep Learning) можно найти здесь.

К тому же, помимо роста практического внедрения систем искусственного интеллекта, как уже отмечалось, в этом году в мире насчитывалось более 230 миллионов высокообразованных рабочих, которые во время своего труда повседневно используют различные средства вычислительной техники (СВТ), что составляет около 9% от всего объема мировой рабочей силы. И их работа автоматизирована почти на 100%.

ПРОГНОЗ. В 2025 году ожидается, что производительная мощность вычислений обычного компьютера будет превышена в 100 раз по сравнению с таким известным супер-компьютером прошлого века как Deep Blue. Напомним, что эта супер-ЭВМ была разработана компанией IBM во второй половине 20-го столетия, а всемирную известность она получила в 1997 году, когда машина впервые в истории человечества феноменально выиграла престижное соревнование по шахматам у действующего тогда чемпиона мира.

Назовем другие прогнозные показатели. Число квалифицированных работников, которые будут использовать на производстве СВТ, должно превысить 400 миллионов. А 1,1 миллиарда человек будут достаточно широко применять свои смартфоны и планшеты для коммуникаций друг с другом в каждодневной практике. Кроме того, ожидается, что через пять лет примерно на 400 миллионов возрастет число пользователей, которые будут применять такие средства автоматизированной обработки информации как персональный помощник или вопросно-ответная система, наподобие ныне существующих Siri (англ. Speech Interpretation and Recognition Interface) или Google Now - персонализированный сервис поиска информации для систем Android и iOS.

3). Интернет вещей

Интернет вещей представляет собой концепцию вычислительной сети, определенным образом сконфигурированной и состоящей из многочисленных физических объектов («вещей»), каждый (-ая) из которых оснащен (-а) встроенной системой (например, чувствительными сенсорами или датчиками) для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Известно, что начиная с 2010 года, Интернет вещей остается постоянно растущим и очень перспективным трендом в сфере ИКТ.

Прогресс этого направления наблюдается, прежде всего, потому, что самое широкое распространение по всему миру находят беспроводные сети, а также за счет появления «облачных» вычислений (см. ниже) и создания огромных хранилищ больших данных, в том числе благодаря всемерному развитию современных технологий межмашинного взаимодействия. Эти технологические достижения являют собой основу для сбора и обработки информации, которая крайне необходима для оперативного принятия решений и оптимизации процессов функционирования «вещей» всемирной «паутины».

ПРОГНОЗ. Ожидается, что в будущем на 300% будет увеличено число интерактивных соединений машина-машина (М2М) по сравнению с нынешним состоянием. А число «вещей», которые будут подключены к Интернету, достигнет отметки в 1 триллион. Кроме того, через пять лет стоимость затрат на производство чувствительных датчиков и сенсоров для микро-электромеханических систем будет снижена на 80-90%, поэтому такие «умные вещи» станут доступными для многих людей со средним достатком.

4). Облачные технологии

Под «облачными» вычислениями (англ. Cloud Computing) понимают современную технологическую модель предоставления широкого и удобного доступа в глобальную сеть по требованию заказчика. И такой доступ предоставляется именно как к общему пулу объединенных вычислительных ресурсов, которые сконфигурированы заранее под конкретного пользователя и расположенные где-то неосязаемо виртуально (в «облаках»), то есть вне пределов организации или компании клиента.

Другими словами, это современная технология распределенной обработки информации, в которой некие виртуальные компьютерные ресурсы и объединенные вычислительные мощности выделяются определенному пользователю как заказанный Интернет-сервис. Сами потребители «облачных» вычислений рачительно сокращают собственные расходы на инфраструктуру информационных технологий (ИТ), перекладывая их создание и обслуживание на профессиональные сторонние (оффшорные) организации.

При этом выделяют четыре основных вида «облачных» услуг: - SaaS (Software as a Service) – программное обеспечение (ПО) как сервисная оплаченная услуга, когда клиенту предоставляется доступ к необходимому для его работы ПО; - IaaS (Infrastructure as a Service) – инфраструктура как «облачный» сервис, когда заказчику предоставляется виртуально развернутая в «облаках» ИТ инфраструктура организации в соответствии с его потребностями и требованиями; - PaaS (Platform as a Service) – платформа как сервис, который предназначен для разработки «облачных» приложений, прежде всего, необходимый для самих разработчиков этого ПО; - DaaS (Desktop as a Service) – рабочее место как сервис, который предназначен для получения, хранения и обработки информации на неком виртуальном рабочем столе, причем с любого места, где только есть доступ в глобальную сеть Интернет.

Помимо перечисленных выше 4 основных способов предоставления «облачных» сервисов различают три варианта непосредственного развертывания таких систем: - частное «облако» (private), часто создаваемое внутри одной компании (организации), которая является одновременно и заказчиком и поставщиком, и иногда и непосредственным разработчиком «облачных» услуг; - публичное «облако» (public), которое используется телекоммуникационными провайдерами непосредственно как услуга по предоставлению «облачных» сервисов внешним заказчикам; - смешанное (гибридное - hybrid) «облако», когда происходит совместное использование двух, указанных первыми, моделей.

ПРОГНОЗ. До сегодняшнего дня в нашем мире каждые 18 месяцев происходило удвоение производительной мощности серверов, и по прогнозам так и далее будет происходить постоянно, если только не быстрее. Причем как минимум в 3 раза будет снижена стоимость владения вычислительными мощностями, а количество пользователей, которые будут использовать «облака», приблизится к 2 миллиардам человек только за счет таких «облачных» сервисов, которые поставляются могучей тройкой: Gmail, Yahoo! и Hotmail.

Организациями, прежде всего территориально расположенными в США, будет потрачено около 3 триллионов долларов на создание «облаков», что составит около 80% от затрат на создание ИТ инфраструктуры. Кроме того, аналитики MGI отмечают, что только лишь Интернет будет вносить вклад в совокупный мировой ВВП в размере 1,7 триллиона долларов, и не последнюю роль при этом будут играть «облака» равно как и указанные под пунктом №1 в исследовании MGI мобильные приложения.

5). Робототехника нового поколения

В конце прошлого столетия промышленные роботы находили свое основное применение преимущественно в тех промышленных отраслях, где человеку было трудно работать физически, порой опасно, а иногда и довольно сложно, или в таких «грязных» условиях труда, как сварка или окраска поверхностей распылением.

«Старые» роботы были довольно дорогими, громоздкими и негибкими, часто прикрученными массивными крепежными болтами к полу и отгороженными от обслуживающего персонала обширной зоной защиты. Теперь же, роботы самого последнего поколения являются более «продвинутыми» и имеют расширенный функционал, сродни «чувствам» человека, и почти обладая его ловкостью при манипулировании.

Эти технологические изменения в робототехнике произошли благодаря широким внедрениям современных достижений в области искусственного интеллекта, а также за счет машинного зрения, обработки данных, прочной обратной связи в системах машина-машина и машина-человек, прецизионной мехатроники и точной механики, основой которых является четкое и позиционно выверенное взаимодействие между чувствительными датчиками и исполнительными механизмами.

Сегодня современные роботы не так громоздки, как ранее, они более компактны и гибки, часто самообучаемы, что позволяет размещать их достаточно безопасно, порой в самой непосредственной близости от рабочих. Отметим, что только за 2009-2011 годы рост продаж «новых» промышленных роботов составил 170%. Что же касается стоимости таких систем, то уже сегодня робот Baxter3 стоит на 75-80% дешевле, чем типичный промышленный робот «старого» образца.

ПРОГНОЗ. В самом ближайшем времени следующие достижения в робототехнике приведут к практической замене роботами человеческого труда при выполнении более сложных и точных задач, таких как, например, хирургическое протезирование или оперирование. Кроме того, ожидается, что не менее 320 миллионов человек будет работать на современных технологических производствах «в паре» с интеллектуальными роботами нового поколения. И это составит до 12% от всей рабочей силы в мире (ожидаемый рост на 3%).

Затраты на внедрение роботизированных систем будут осуществлены в размере порядка 6 триллионов долларов, причем ежегодно будет совершаться до 250 миллионов крупных сделок, а стоимость одноразовой сделки при этом может составлять до 2-3 триллионов долларов.

6). Автономные и полуавтономные автомобили

Инженеры и ученые технологически развитых стран мира уже сегодня разрабатывают и создают автомобили, самолеты, суда и другие средства наземного, воздушного и подводного передвижения, которые полностью или частично автономны.

К месту следует сказать, что под полуавтономными системами часто понимают такие устройства, которые позволяют механическому объекту выполнять до 80-90% обязанностей условного водителя, причем без стороннего вмешательства человека, за исключением разве что экстренных случаев.

В связи с этим положением, многим из нас, наверно, известны многочисленные примеры успешных полетов беспилотных летательных аппаратов (дронов), как в мирных, так и в военных целях. Или в СМИ недавно был подробно описан практический случай управления автомобилем на базе использования технологии машинного зрения от компании Google и за счет четкого функционирования системы искусственного интеллекта (пункт №2).

ПРОГНОЗ. В ближайшее десятилетие недорогие, а посему коммерчески доступные и легко управляемые, автономные и полуавтономные автомобили, а также дроны или подводные аппараты могут быть использованы для широкого спектра приложений, не применяемого ранее. Автономные легковые и грузовые автомобили могут произвести настоящую техническую революцию в наземном транспорте.

Потенциальные выгоды от использования таких средств включают в себя повышенную безопасность, снижение уровня смертей и серьезных травм водителей и пешеходов на дорогах, резкое сокращение выбросов углекислого газа СО2 в атмосферу, экономию горючего, а также рациональное использование рабочего дня водителей за счет оптимизации отдыха и времени нахождения в пути.

Разработчики компании Google единодушно твердят о том, что полностью автономные автомобили и другие подобные им средства передвижения станут доступны для широкого использования уже в 2018 году. Однако эксперты MGI более осторожны в своих прогнозах, и привязывают наступление такой эры «автономизации» транспорта лишь в 2025 году. Так, по оценкам MGI ожидается, что через 12 лет в мире таких устройств может насчитываться до 1 миллиарда. Причем 45% всех автономных систем передвижения найдет свое применение, прежде всего, на гражданском автомобильном транспорте, в военной авионике, а также в авиации общего назначения.

7). Геномная инженерия нового поколения

Известно, что сегодня, геном отдельно взятого человека может быть упорядочен в течение каких-то 2-3 часов, и всего лишь за сравнительно небольшую сумму, которая эквивалентна нескольким тысячам долларов. А ведь это все та же по сложности задача, на решение которой в недалеком прошлом потребовалось почти 13 лет. Причем тогда инвестиции составили объем 2,7 миллиарда долларов. А теперь это так «легко» и «просто».

Ко всему прочему, современная методика геномной инженерии может дать исследователям и ученым в сфере Healthcare ключ к разгадке причин возникновения многих сердечнососудистых заболеваний человека, а также рака, или, например, диабета 2 типа, от которых в мире умирает ежегодно более 26 миллионов человек.

С другой стороны, о таком перспективном направлении как пренатальная диагностика ДНК плода (Prenatal DNA Sequencing) можно более подробно прочитать здесь.

Кроме этого, также известно, что за период с 1996 по 2012 годы в 100 раз возросло число площадей в мире, которые были отведены под посевные для генетически модифицированных сельскохозяйственных культур. Что же качается общего числа работников, которые заняты сейчас в сельском хозяйстве, то таких людей во всем мире насчитывалось 2,5 миллиарда, пусть даже совсем небольшая часть из них принимает участие в генных экспериментах. Но то, что их количество растет – это бесспорно.

ПРОГНОЗ. Следующее поколение геномной инженерии (геномики) будет основываться на комбинации достижений науки о последовательности изменения генетического материала (не только человека как первоосновы таких исследований) и обработке большого количества данных для глубокого последующего анализа. Поэтому новые открытия в генетической науке и созданные на их основе технологии, безусловно, окажут самое глубокое влияние, прежде всего, на медицину. Они будут в значительной степени ускорять, например, процесс открытия новых лекарственных средств и форм, сокращая время создания на их базе совершенных генных препаратов, и уже на промышленной основе. Известно также, что расходы на эти и другие геномные исследования в области здравоохранения составят около 6,5 триллионов долларов.

Помимо сферы Healthcare геномика будет ключевым образом воздействовать на сельское хозяйство, в основном оказывая прямое влияние на производство модифицированных, но безвредных для здоровья человека и животных продуктов питания. В то же время аналитики MGI утверждают, что глобальная стоимость пшеницы, риса, кукурузы, сои, ячменя и других зерновых культур составит более 1,1 триллионов долларов, что косвенно свидетельствует о том, что проблема обеспечения продуктами питания стоит перед человечеством весьма и весьма остро. Вот почему геномика не прихоть «зарвавшихся» ученых, о острая необходимость избавить нашу планету от голода… И кроме перечисленных уже в этом пункте направлений будут по-прежнему развиваться технологические производства таких дорогостоящих на сегодня производных веществ, как биотопливо, стоимость которого будет неуклонно падать, а объемы производства расти, как и посевные площади под рапс, и которое все больше и больше будет заменять нефтепродукты, а также ряд других отраслей.

8). Хранение энергии

Сегодня технологически (со-)хранение энергии производится в основном в батареях, аккумуляторах различного вида и других системах резервного питания для последующего использования некогда накопленной энергии. Например, известно, что литий-ионные батареи, системы и элементы питания, произведенные на их основе, уже достаточно широко применяются в электрических или гибридных транспортных средствах, наряду с широким использованием в миллиардах портативных устройствах бытовой электроники и в мобильных телефонах и смартфонах.

Так, в отчете MGI отмечается, что в последнее десятилетие производители литий-ионных аккумуляторов, в частности, особенно последовательно наращивали эффективную производительность накопителей энергии при одновременном снижении цен на их производство, стараясь значительно уменьшить затраты на единицу емкости хранения. Так, по сравнению с 2009 годом стоимость, например, аккумуляторных батарей упала почти на 40%.

ПРОГНОЗ. В течение ближайшего десятилетия новые технологические достижения в области сохранения и расхода накопленной энергии могут сделать электромобили (включая, в том числе и гибридные) достаточно конкурентоспособными по сравнению с транспортными средствами на основе двигателей внутреннего сгорания.

9). 3D-печать

До сих пор 3D-печать, основой которой служат предварительно разработанные цифровые 3D-модели, находила незначительное применение в промышленном секторе. Она была «уделом» небольшого числа избранных и привлекала повышенный интерес только лишь узкой группы дизайнеров, включая в большей степени любителей как энтузиастов всего нового. Да, и нет в том никакого секрета, что ранее эта современная технология послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели была достаточно дорогой и использовалась лишь для малого круга приложений, то есть в «простых» не массовых производствах.

Тем не менее, который год производительность и точность воспроизведения заданной модели 3D-принтеров неизменно улучшается, постоянно расширяется спектр и сложность создаваемых приложений и поэтому, совсем не удивительно, что цены (как на сами принтеры, так и на композитные материалы) резко уменьшаются.

Так эксперты MGI говорят, что цена на 3D-принтеры только за последние четыре года упала примерно на 90%. Эту и другую познавательную информацию о технологии 3D-печати можно найти здесь.

ПРОГНОЗ. Ожидается, что совокупный вклад в глобальный ВВП только лишь от 3D-технологий составит 11 триллионов долларов, а реальные доходы бизнеса от глобальных продаж произведенных им изделий 3D-печати окажутся в размере 85 миллиардов долларов.

(окончание в комментах)
Tags: технологии
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments