Миллиардер и инвестор Билл Гейтс составил свой TOP 10 технологий, способных в ближайшем будущем изменить мир в лучшую сторону. Список охватил многие отрасли – от ядерных реакторов и медицины до роста потребления искусственного мяса.
Текст: Марина Ежкун
Новая ядерная энергетика
Печальные страницы истории, связанные с ядерными реакторами, побуждают ученых искать пути их совершенствования – это одни из самых сложных и длительных разработок. Однако игра стоит свеч: конструкции нового поколения будут гораздо безопаснее и дешевле. Например, они не должны продуцировать долго сохраняющихся высокоактивных, а значит, опасных отходов, а также обязаны быть неуязвимыми перед любыми природными катаклизмами.
Ядерные реакторы IV поколения, термоядерные и небольшие модульные реакторы находятся в активной разработке у TerraPower, Terrestrial Energy, NuScale, Commonwealth Fusion Systems и других. По расчетам, их внедрение планируется к 2030 году.
Усовершенствованные голосовые помощники
Когда-то они казались фантастикой, а сегодня превратились в часть обыденной жизни. Однако, по уверениям специалистов, это голосовые ассистенты лишь элементарного, базисного уровня. Искусственный интеллект оттачивают, и в скором будущем он сможет не только отвечать на вопросы и совершать поиск информации в Google, но и выполнять мелкие поручения «хозяина» – от вызова врача на дом до бронирования столика в ресторане или билета на самолет. Например, в Китае уже доступен AliMe Alibaba – он контролирует доставку посылок и торгуется за своего «хозяина» в чате.
Основная задача разработчиков – научить «электронный мозг» точно понимать речь и ее смысл, потому что сегодня ответы выдаются на основе прописанных сценариев или статистической генерации из Интернета. Как только случится прорыв в этом направлении, следующим этапом станет постановка задач помощникам. Уже сегодня к этой технологии проявляют большой интерес Google, Alibaba и Amazon, которые через пару-тройку лет планируют удивить homo sapiens.
Ловкие роботы
«Совсем скоро роботы оставят безработными миллионы людей» – пугают заголовки СМИ. Без паники: до этого еще далеко. Современные механизированные «работники» весьма неуклюжи – стоит, например, подвинуть деталь на сантиметр, они «зависают». Но как только андроиды научатся взаимодействовать с предметами самостоятельно, без помощи человека и в изменившейся ситуации, они станут активно участвовать в рабочей и личной жизни человека.
Важный шаг на этом пути – робот Dactyl, способный крутить в пальцах кубик точно так же, как и человек. Разработчики из американской OpenAl меняли цвет предмета, его вес, гладкость поверхностей и даже угол наклона руки (в некоторых позициях уронить кубик легче) – робот должен был увидеть множество непредсказуемых сюжетов и справиться с ними. И ему это удалось! Требуется около пяти лет, чтобы технология вышла на иной качественный уровень и роботы научились самостоятельно ориентироваться в ситуациях, и тогда круг выполняемых ими задач будет значительно расширен.
Снижение риска преждевременных родов
Ежегодно во всем мире 15 миллионов малышей рождается раньше срока. Это одна из основных причин детской смертности, ведь не всех таких детей удается спасти. Стивен Квейк, биоинженер из Стенфорда, разработал анализ крови, по которому можно определить риск преждевременных родов. Ключевые слова – «анализ крови», так как сейчас для аналогичных целей необходим амниоцентез, инвазивная процедура для получения околоплодных вод.
Согласно исследованиям Квейка, отследить отклонения в экспрессии семи генов, отвечающих за преждевременные роды, можно по свободно плавающей РНК в крови матери. Впечатляет тот факт, что такой анализ станет доступным уже в течение ближайших пяти лет, более того, его цена не превысит 10 долларов.
Индивидуальные вакцины от рака
В 2003 году завершился глобальный проект «Геном человека» (Human Genome Project), в ходе которого ученые определили и опубликовали последовательность нуклеотидов ДНК. После этого появилась возможность рассмотреть и последовательность нуклеотидов в раковых клетках, то есть сравнить ДНК опухолевых клеток с ДНК здоровых.
Уже к 2008 году изыскания подтвердили: раковые клетки содержат сотни, если не тысячи специфических мутаций, львиная доля которых уникальна для каждой опухоли. Тогда и была озвучена скорее не идея, а уже необходимость создания индивидуальных вакцин. Сыворотка должна содержать копии этих конкретных отклонений и стимулировать естественные защитные ресурсы организма для поиска и уничтожения всех злокачественных клеток, в которых они содержатся. Это поможет отказаться от химиотерапии, повреждающей наряду с опухолевыми и здоровые клетки.
Первопроходцем отрасли называют немецкий стартап BioNTech. В конце 2017 года он совместно с Genentech начал тестирование вакцин на онкологических больных в разных точках земного шара. Важный момент во всем этом сценарии – производство, так как создание сыворотки предполагает биопсию опухоли, анализ ее ДНК, передачу данных непосредственно изготовителям и максимально быструю доставку панацеи больному. Отлаженная производственная цепочка при массовом подходе может стать новым вызовом страшной болезни.
Кишечный зонд в виде таблетки
Мучениям с глотанием желудочно-кишечного зонда скоро наступит конец. Гильермо Тирни, патолог и инженер одной из бостонских больниц (США), разработал капсулу с вмонтированной в нее камерой. Ее нужно просто проглотить – устройство по размерам сходно с обычной аптечной пилюлей. Дискомфорт для пациентов исключается. Такая капсула позволяет увидеть детализированные изображения органов пищеварения как у взрослых, так и у маленьких детей, не прибегая к наркозу. Питание для микрокамеры и передача данных обеспечиваются благодаря супертонкому катетеру (шнуру). Саму капсулу-оболочку можно стерилизовать и использовать заново.
Изначально технология разрабатывалась для диагностики кишечной дисфункции, распространенной в странах третьего мира. Именно из-за нее у некоторых детей наблюдается задержка в развитии или постоянные вялость и худоба. Но позже стал понятен весь спектр ее возможностей, в частности, капсула подходит для скрининга пищевода Барретта (предраковое состояние). Уже сегодня она прошла испытания на взрослых и подростках, а тесты с участием детей запланированы на 2019 год.
ЭКГ на гаджетах
В скором будущем носимые устройства будут обеспечивать постоянный мониторинг сердца. Это позволит определять нарушения в работе сердечно-сосудистой системы или моментально диагностировать сердечный приступ. Человечество уже может похвастать этим достижением, однако есть несколько нюансов.
Во-первых, акцентировал Билл Гейтс, фитнес-трекеры нельзя назвать серьезными медицинскими девайсами – хотя бы потому, что интенсивная тренировка или ослабленный ремешок могут сбить с толку датчики, считывающие пульс. Во-вторых, люди просто не задумываются о важности электрокардиограммы. А ведь она нужна для диагностики сбоев еще до того, как грянет инфаркт.
В-третьих, для медицинской кардиограммы используется 12 датчиков, а в современных носимых устройствах присутствует всего один. Но даже имеющиеся предложения – уже что-то. Apple выпустила часы с функцией ЭКГ, а компания Withings огласила планы составить ей конкуренцию.
Выращенное в лаборатории мясо
К 2050 году на планете будет проживать 9,8 млрд человек (сегодня – чуть более 7,5 млрд). Они будут употреблять на 70% больше мяса, чем в 2005 году, – публикует прогнозы ООН. Но животноводство само по себе – очень неэкологичный вид деятельности. Обеспечение всего населения Земли натуральным мясом нанесет огромный урон окружающей среде. Цифры заставляют задуматься: килограмм мясного белка (в зависимости от вида животного) требует в 8–50 раз больше воды, в 12–34 раза больше земли и в 12–40 раз больше ископаемых ресурсов, чем производство килограмма растительного белка.
Но существует план Б – мясо, выращенное в лаборатории, или его растительные альтернативы. Как это возможно? Основа, мышечная ткань, будет браться все-таки у животных и помещаться в биореактор. Там и будет происходить «наращивание». Однако справедливости ради стоит отметить, что над улучшением вкусовых качеств еще предстоит потрудиться. Тем не менее ученые из Нидерландов обещают создать бургер с искусственным мясом уже в 2020 году.
В случае с растительными альтернативами сегодня пальму первенства держит калифорнийский стартап Beyond Meat. Их «мясо» – это микс белка гороха, дрожжевого экстракта, кокосового масла и сока свеклы. Продукция Beyond Meat с 2017 года лежит на полках американских супермаркетов рядом с обычной говядиной или индейкой. Также в более чем 3,5 тысяч точек питания можно заказать готовый бургер с растительным мясом Beyond Burger.
Интересно, что рынок искусственного мяса демонстрирует ежегодный активный рост – на 8,4%. В 2020 году его объем составит 5,2 млрд долларов.
Использование углекислого газа
Сократить выбросы углекислого газа в атмосферу жизненно необходимо во имя будущих поколений. Но что делать с теми парами, которые уже там? Провоцируемый ими парниковый эффект может сохраняться тысячи лет. В ООН подсчитали: необходимо изъять из атмосферы 1 триллион тонн углекислого газа (в этом столетии). Оптимальным, хоть и дорогим, по расчетам оказался метод прямого захвата воздуха. Но встал другой, не менее острый вопрос: что делать с «пойманным» углеродом? Куда его деть или как утилизировать?
Канадский Carbon Engineering планирует использовать CO2 в качестве основы для синтетического топлива. Швейцарский Climeworks также основывается на нем (в тандеме с водородом) для производства метана. Еще один вариант – продажа углекислого газа индустрии безалкогольных напитков. Но так CO2 все равно будет возвращаться в воздух. Поэтому эти технологии – прорывные (по прогнозам, их внедрение состоится через 5–10 лет), но конечной целью стоит ставить полную блокировку выброса парниковых газов во избежание климатических изменений. А над этой задачей еще придется поломать голову.
Туалеты без канализации
Около 2,3 миллиарда человек на планете не имеет достойных санитарных условий, в том числе – надлежащих туалетов. Это причина попадания в реки и озера бактерий, вызывающих диарею, отравления или холеру. Важная задача – разработать туалеты для малоразвитых стран, позволяющие избежать вышеназванных последствий.
Билл Гейтс инициировал программу Reinvent the Toilet Challenge. На сегодня несколько команд (Biomass Controls, California Institute of Technology, Duke University) представили в рамках этого челленджа свои варианты. Их ключевая особенность – отсутствие необходимости в воде и канализации. Отходы отфильтровываются и расщепляются на месте или же превращаются в удобрения. Правда, это должны быть общественные туалеты, а не персональные. Необходимо около двух лет, чтобы они появились в бедных городках и селениях планеты.