Революционные достижения технологий минувшего десятилетия

30 декабря, 2019 NanoNetNews ( NNN) http://www.nanonewsnet.ru/

Технологии развиваются с огромной скоростью — если в 2010 году 3D-принтеры, способные печатать металлом и пластиком, системы оплаты покупок лицом и тотального распознавания лиц казались фантастикой, то в 2019 году они уже стали нормой. «Хайтек» вместе с VK запускает специальный проект о самых интересных технологических инновациях за последнее десятилетие.

 

2010

Apple представила первый iPad

В 2010 году компания Apple представила свой первый планшет iPad. В первой версии устройство было оснащено: 9,7-дюймовым светодиодным дисплеем с сенсорной подсветкой и разрешением 1024×768, 16–64 ГБ флеш-памяти, процессором Apple A4 с тактовой частотой 1 ГГц, Bluetooth 2.1 и разъемом для подключения док-станции.

iPad совершил революцию в мире мобильных гаджетов — он стал первым устройством между смартфоном и ноутбуком. За первые 80 дней было продано 3 млн iPad. К запуску iPad 2 Apple продала более 15 млн устройств. Вслед за Apple производством планшетов занялись все крупнейшие на тот момент производители электроники: Samsung, BlackBerry, Microsoft и HP.

Речевой перевод Google Translate

К началу 2010 года на смартфонах Apple использовался алгоритм для непрерывного распознавания и перевода речи в реальном времени. В январе аналогичная функция впервые появилась на смартфонах конкурирующей операционной системы Android.

Пионерами в копировании технологии на более доступные устройства стали Symbian и Nexus One — на устройствах появилась функция перевода и распознавания речи с богатым словарным запасом на нескольких языках, созданная на основе Google Translate.

Первый электронный имплантат

В марте 2010 года Фиоренцо Оменетто, инженер из Университета Тафтса, представил первый электронный имплантат, позволивший собирать данные о концентрации в крови различных видов биологических маркеров, в том числе инсулина, в реальном времени и сообщать результаты анализов пользователю.

Имплантат сигнализировал о высокой концентрации инсулина с помощью нескольких десятков светодиодов. За обнаружение биомаркеров отвечали антитела и ферменты, расположенные на поверхности микросхемы из кремния, нанесенной на шелковую пленку. Авторы разработки отмечали, что со временем имплантат полностью растворяется, это позволяет отказаться от операции по его удалению.

Имплантированная электроника может дать более четкое представление о том, что происходит внутри организма, чтобы помочь контролировать хронические заболевания или прогресс после операции, но до работы Оменетто проблемы биосовместимости ограничивали их использование. Ученому удалось создать устройство, которое в ходе испытаний показало рекордно высокую на тот момент биосовместимость. Успех исследователя вдохновил ученых и предпринимателей на развитие технологии и вывод ее на рынок.

2011

USB 3.0

В начале года международная некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF) представила USB 3.0 — третью версию стандарта для подключения периферийных устройств к компьютеру.

В новой версии скорость передачи данных выросла в 10 раз — с 480 Мбит/с у USB 2.0 до 5 Гбит/с. Обновление значительно сократило время, необходимое для передачи данных, при одновременном снижении энергопотребления. Новый стандарт при этом сохранил совместимость с USB 2.0.

Первый потоковый облачный сервис —OnLive

Компания OnLive запустила первый облачный потоковый сервис — проекту удалось создать технологию сжатия видеопотока, позволившую передавать его без существенных задержек сотням тысяч пользователей одновременно.

Чтобы добиться этого, инженеры OnLive отказались от буферов, которые обычно используются для хранения нескольких секунд или минут потокового видео. Хотя буферы дают время для повторной отправки любых потерянных или задержанных данных до того, как они понадобятся, они создают задержку, которая делает невозможной работу в режиме реального времени. Кроме того, разработанная система постоянно проверяла качество сетевого подключения, увеличивая степень сжатия видео и уменьшая требования к пропускной способности в случае необходимости.

Та же технология легла в основу облачных вычислительных решений, которые сейчас позволяют играть в видеоигры с высокими системными требованиями или пользоваться программами для обработки видео и изображений даже со слабых компьютеров — все вычисления производятся в облаке.

Первая твердотельная батарея

Сегодня литий-ионные батареи используются в подавляющем большинстве электронных устройств, в автомобилях, кораблях и даже служат источником питания для самолетов. Отчасти наука обязана этим разработкам стартапа Sakti3, который в 2011 году представил первый прототип твердотельной батареи для электромобилей.

Инженеры отказались от охлаждающих веществ и вспомогательных материалов, которые занимали до половины объема батареи — и заменили их на более эффективные материалы. Это позволило уменьшить размер аккумулятора вдвое и, как следствие, значительно снизить его стоимость. Охлаждающие вещества использовались для предотвращения перегрева и взрыва батареи: инженеры заменили их на твердый полимерный материал из металлического лития. Твердотельная батарея, созданная компанией, оказалась устойчивой — в ходе испытаний она выдержала более тысячи циклов перезарядки.

2012

Серийные четырехъядерные смартфоны и планшеты

В первой половине 2012 года на рынке появились первые четырехъядерные смартфоны и планшеты — тогда технологии сделали еще один шаг к высокопроизводительным карманным компьютерам.

В число устройств нового поколения вошли Samsung Galaxy S3, HTC Edge, HTC Zeta, планшет HTC Quattro и Asus Transformer Prime. 3D-транзисторы от Intel

В апреле Intel совершила прорыв в эволюции транзисторов — логических элементов процессоров. Если последние 50 лет в электронике использовались исключительно планарные структуры, то с 2012 года компания запустила массовое производство процессоров с 3D-транзисторами. Устройства позволили значительно сократить утечки тока, а также значительно повысили производительность и скорость работы процессоров. Представитель компании тогда заявил, что 3D-транзисторы работают на 37% быстрее обычных при вдвое меньшем потреблении энергии.

2013

Глубокое обучение, чтобы ИИ стал умнее

Революция в глубоком машинном обучении приходится на период с 2012 по 2014 годы — в это время команда ученых под руководством Джорджа Э. Даля заложила основу для технологии, которая позволила распознавать объекты и переводить речь в режиме реального времени.

В 2012 году инженеры из группы Даля выиграли конкурс Merck Molecular Activity Challenge, использовав глубокое машинное обучение для прогнозирования биомолекулярной мишени одного препарата — нейросети впервые удалось сделать это лучше человека. Затем те же исследователи использовали глубокое обучение для выявления нецелевых и токсических эффектов химических веществ, присутствующих в окружающей среде, питательных веществах, продуктах домашнего обихода и лекарствах. По сути, 2013 год оказался вехой, которая значительно увеличила возможности нейросетей. ИИ в это время стал умнее.

Аддитивные технологии в авиастроении

General Electric, на тот момент крупнейший в мире поставщик реактивных двигателей, начал использовать в производстве аддитивные технологии вместо обычной отливки деталей.

Тогда компания стала использовать промышленную версию 3D-печати для изготовления форсунок для реактивного двигателя LEAP. В новом формате изготовление деталей предполагало создание их слой за слоем — представитель корпорации тогда заявил, что технология снизила вес детали и увеличила ее прочность.

Двуногий робот Atlas

Компания Boston Dynamics совершила революцию в робототехнике, представив 1,8-метрового антропоморфного робота Atlas. Двуногий робот создавался по заказу Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) для поиска и спасения людей.

В первой версии робот вызывал скорее сочувствие, чем восхищение, — однако Boston Dynamics за последующие несколько лет превратили робота в демонстратора главных достижений в робототехнике. В следующих версиях робот научился ходить по пересеченной местности, прыгать, аккуратно поднимать грузы, жонглировать предметами и даже делать сальто.

2014

Умные очки Google Glass

Компания Google 15 представила гарнитуру дополненной реальности Google Glass — устройство, выводящее изображение перед глазами пользователя поверх объектов реального мира. Очки представляли собой самостоятельный гаджет под управлением Android, который может выступать в качестве AR-гарнитуры к другому устройству.

Несмотря на то, что они не пользовались широким спросом из-за специфики управления и высокой цены, всё равно оказали сильное влияние на рост рынка AR-гарнитур и технологии дополненной реальности в целом.

Первые умные часы Apple Watch

В ежегодную дату презентации своих новых устройств Apple представила свои первые умные часы Apple Watch — в корпусе из стали и с дисплеем из сапфирового стекла. К этому моменту мировой рынок умных часов уже вырос до 5 млн устройств.

Мобильные платежные сервисы

Apple запустила платежный сервис Apple Pay, чтобы совершать покупки в магазинах и интернете с помощью смартфона со встроенной технологией NFC. В первое время о поддержке сервиса объявили несколько торговых сетей и сотни банков, затем к ним присоединились почти все крупнейшие ритейлеры и поставщики услуг.

Вслед за Apple собственный платежный сервис запустили Google (Android Pay, а затем Google Pay), Samsung и другие компании.

2015

Model S от Tesla — с круиз-контролем «Автопилот»

В октябре началась эра серийных автомобилей, по уровню автономности напоминающих беспилотные — тогда Tesla выпустила обновленный электромобиль Model S c круиз-контролем «Автопилот».

Несмотря на скромные продажи, компания продвинула далеко вперед разработку полностью электрических автомобилей и создала рынок для частично автономных транспортных средств. Еще одним важным новшеством был способ обновления программного обеспечения уже проданных автомобилей — владельцы могли загрузить его через интернет, не обращаясь к официальным представителям Tesla. Это удаленное обновление стало одним из самых масштабных в истории автомобилестроения.

Технология связи между автомобилями V2V

В феврале американский концерн General Motors объявил о внедрении технологии связи между автомобилями (V2V) в Cadillac. Технология предполагает обмен данными между транспортными средствами — например, первый автомобиль может узнать о приближении второго из-за угла еще до того, как водитель увидел его.

Сейчас технология считается одним из самых перспективных направлений повышения безопасности дорожного движения. Она уже не ограничивается только автомобилями, но распространяется и на объекты инфраструктуры (светофоры, центры регулирования движения). Разработкой таких систем занимаются Audi, BMW, Daimler, General Motors, Ford, Honda, Mercedes-Benz, Nissan, Opel, PSA, Toyota, Volkswagen и Volvo.

SpaceX впервые запустила многоразовую ракету

В конце 2015 года аэрокосмическая компания Илона Маска SpaceX осуществила первый успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 FT, в результате которого первая ступень ракеты приземлилась в установленном месте, — а затем была использована повторно.

Этот успех предшествовал волне успешных запусков многоразовых ракет: спустя месяц компания Blue Origin повторно запустила уже летавшую на орбиту NewGlen. Затем к космической гонке подключились Virgin Galactic Ричарда Бренсона и другие компании.

2016

Суперкомпьютеры производительностью в 100 петафлопсов

В 2013 году китайский Tianhe-2 стал самым быстрым суперкомпьютером в мире, достигнув 33,8 петафлопсов при пиковой производительности 54,9 петафлопсов. Он был почти в два раза мощнее своего ближайшего конкурента — машины Titan в Национальной лаборатории Ок-Риджа в штате Теннесси, США.

В 2016 году Китай представил Sunway TaihuLight, суперкомпьютер с пиковой производительностью 125 петафлопсов. Машина стала первым в мире суперкомпьютером с производительностью более 100 петафлопсов — или 100 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду.

AirPods и смерть разъема для наушников

Одним из самых противоречивых технологических прорывов десятилетия стало решение Apple отказаться от разъема для наушников в новых iPhone, начиная с седьмой модели, и перевести их исключительно на беспроводные наушники AirPods, представленные в 2016 году.

Хотя изначально это решение вызывало множество вопросов к корпорации, по итогам 2019 году Apple планирует продать 50 млн AirPods — и, судя по популярности устройства, компании удастся достичь этой цели.

2017

Сервис Face++ — технология оплаты лицом

В начале 2017 года китайская компания Megvii выпустила Face++ — систему аутентификации пользователей по лицу, которая позволяла им пользоваться финансовым приложением Ant Financial без ввода пароля или какого-либо дополнительного подтверждения.

Запуск Face++ сделал систему оплаты покупок по лицу одной из самых быстроразвивающихся технологий — к 2019 году она стала доступной по всему миру. В России пройти аутентификацию по лицу можно в банкоматах нескольких банков, в том числе Сбербанка и «Тинькофф».

ИИ — чемпион по играм в го

Искусственный интеллект AlphaGo, разработанный принадлежащей Google компанией DeepMind, обыграл пять лучших в мире игроков в го. Впервые он победил человека в 2016 году.

С тех пор различные алгоритмы выигрывали чемпионат мира по покеру и различным видеоиграм, а скорость их обучения выросла от нескольких месяцев на первом этапе до двух-трех дней.

2018

Первая дуэльная нейросеть

К 2018 году ИИ научился хорошо распознавать предметы и лица на основе изображений, — однако с задачей по созданию реалистичного искусственного изображения на тот момент он справиться не мог.

Решение этой проблемы нашли исследователи из Университета Монреаля под руководством Яна Гудфеллоу — они создали первую генеративную состязательную нейросеть (GAN), состоящую из двух алгоритмов: генератора и дискриминатора. Оба обучаются на одном и том же наборе данных, однако выполняют разные функции: генератор создает изображения, а дискриминатор анализирует их на реалистичность. Другими словами, нейросети постоянно соревнуются друг с другом.

Со временем генератор учится создавать настолько реалистичные изображения, что дискриминатор не может найти в них подделки — так ИИ научился без посторонней создавать реалистичные картины, которые почти не отличаются от созданных человеком.

3D-принтеры, печатающие металлом

К началу 2018 года несколько компаний и исследовательских групп представили относительно дешевую (до 0 тыс. за принтер) и технически доступную технологию 3D-печати из металла. Это позволило производителям транспортных средств и другой техники отказаться от хранения больших запасов запчастей — они получили возможность при необходимости быстро печатать их на 3D-принтере.

В перспективе 3D-печать из металла позволит отказаться от строительства крупных фабрик, которые выпускают ограниченный ассортимент продукции. Их заменят более мелкие предприятия, которые благодаря технологии смогут создавать широкий ассортимент и быстро адаптироваться к меняющимся потребностям клиентов.

ИИ становится общедоступным

Благодаря запуску облачных вычислительных серверов компаниями Amazon (AWS) и Google (TensorFlow) искусственный интеллект перестал быть технологией, доступной для использования только крупным компаниям. Облачные вычисления позволили сделать ИИ общедоступным — и упростить его внедрение во многие отрасли экономики.

Беспилотное такси в России

Запуск беспилотного такси в Иннополисе — первая зона использования автономных автомобилей в России. За два года жители города совершили на них более 4 тыс. поездок.

2019

Роботы становятся действительно ловкими

В начале года исследователи из группы OpenAI представили первого действительно ловкого промышленного робота, способного захватывать предметы разной степени хрупкости, не повреждая их, и отслеживать положение изделий на конвейере вплоть до нескольких миллиметров.

Главное новшество разработки заключается в иной системе взаимодействия с предметами: нейросеть, созданная на основе обучения с подкреплением, сначала определяет свойства предмета, а затем дает манипулятору указание, как с ним обращаться.

Самая эффективная установка для улавливания углекислого газа из воздуха

Одним из главных технологических прорывов года стала разработка эффективных систем улавливания углекислого газа — такие устройства почти одновременно представили Carbon Engineering и Climeworks.

По мнению климатической группы ООН, чтобы предотвратить опасное для человечества повышение температуры, в ближайшие 100 лет потребуется удалить из атмосферы 1 трлн тонн углекислого газа. Carbon Engineering разработал систему, которая позволяет преобразовывать углекислый газ в синтетическое топливо, а Climeworks построил целый завод, на котором планирует производить метан и газ для безалкогольных напитков на основе уловленного углекислого газа.

Starlink и дешевый интернет

Запущена первая группа из 60 спутников-прототипов Starlink. Это первая часть системы околоземных спутников, разрабатываемых компанией SpaceX с целью создания дешевого и высокопроизводительного спутникового интернет-канала связи и технических передатчиков для приема и передачи сигнала с Земли и орбиты.

Вечные наушники

Компания JBL представила беспроводные наушники, которым не нужна зарядка. В дужки наушников встроен материал, впитывающий солнечные лучи. Это позволяет отказаться от обычной зарядки.

5G — новый стандарт мобильной связи

5G стал новым стандартом сотовой связи, развитием которого будут заниматься и в России, и за рубежом. В Москве уже появилась первая публичная зона, работающая на 5G, а все российские операторы создадут компанию, которая будет заниматься развитием сотовой сети нового поколения.