Николай Звонарев

10 больших глобальных проблем, которые могут решить технологии

2019-03-31T16:26:39.970Z

Секвестрация углерода

Одного сокращения выбросов парниковых газов будет недостаточно, чтобы предотвратить резкое повышение глобальной температуры. Нам также необходимо убрать огромное количество углекислого газа из атмосферы, что не только будет невероятно дорого стоить, но и поставит нас перед острой проблемой того, что делать со всем этим CO2. Все больше стартапов изучают способы переработки углекислого газа в продукты вроде синтетического топлива, полимеров, углеродного волокна и бетона. Это многое обещает, но нам нужен дешевый способ хранения миллиардов тонн углекислого газа, которые нам, возможно, придется извлечь из атмосферы.

Хранение электроэнергии в сети

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, становятся дешевле и используются все шире, но они не генерируют электричество, когда солнце не светит, а ветер не дует. Это ограничивает объем энергии, который могут поставлять эти источники, а также скорость нашего отказа от устойчивых источников, таких как уголь и природный газ. Стоимость создания достаточного количества аккумуляторов для резервного питания целых сетей на время, когда возобновляемые источники недоступны, будет астрономической. Различные ученые и стартапы работают над созданием более дешевых форм хранения энергии в сети, включая проточные батареи или емкости с расплавленной солью. В любом случае, нам крайне необходим более дешевый и эффективный способ хранения огромных объемов электричества.

Универсальная вакцина от гриппа

Пандемия гриппа бывает редко, но уносит много жертв. По меньшей мере 50 миллионов человек умерли в 1918 году от пандемии гриппа H1N1. Совсем недавно около миллиона человек погибло в ходе пандемий 1957-1958 и 1968 годов. В 2009 году полмиллиона человек умерло от возвращения H1N1. Число погибших в последнее время ниже, поскольку вирус проявил более мягкий штамм. Возможно, в следующий раз нам не повезет — и особенно мощный штамм вируса начнет размножаться слишком быстро, чтобы мы успели среагировать и создать вакцину для эффективной борьбы с ним. Универсальная вакцина от гриппа, которая защищает не только от относительно менее опасных версий гриппа, но и от катастрофической вспышки, которая случается раз в столетие, представляет собой важнейшую задачу медицины.

Лечение деменции

По крайней мере 1 из 10 пожилых людей старше 65 лет болеет Альцгеймером; 3 из 10 — старше 85 лет. Поскольку продолжительность жизни людей увеличивается, число людей, живущих с этой болезнью — по всему миру — может резко возрасти. Болезнь Альцгеймера остается достаточно непонятой: окончательные диагнозы возможны только после смерти, и даже тогда врачи спорят о различиях между болезнью Альцгеймера и другими формами деменции, или старческого слабоумия. Тем не менее, достижения в области нейробиологии и генетики начинают проливать больше света. Это понимание дает ключ к тому, как можно замедлить или даже прекратить разрушительное воздействие этого состояния.

Очистка океанов

Миллиарды крошечных кусочков пластика — микропластика — плавают по всему океану, даже на дне Марианской впадины. Большая часть этих отходов поступает из пакетов или трубочек, которые со временем распадаются. И они отравляют птиц, рыб и людей. Ученые опасаются, что воздействие как на здоровье человека, так и на окружающую среду будет слишком сильным, и могут потребоваться столетия, чтобы очистить сотни миллионов тонн пластика, накопившегося за десятилетия. Поскольку загрязнение настолько рассеянное, его трудно устранить, и хотя существуют прототипы методов для борьбы с массивными загрязнениями океанических участков, не существует решения для берегов, морей и водных путей.

Энергоэффективное опреснение

На Земле примерно в 50 раз больше соленой воды, чем пресной. По мере роста мирового населения и усугубления климата, потребность в пресной воде становится все острее. Израиль построил крупнейшие в мире опреснительные установки обратного осмоса и теперь получает большую часть воды для своих домашних нужд из моря, но этот метод слишком энергоемкий, чтобы его можно было применять во всем мире. Могут помочь новые типа мембран; также электрохимические методы могут сделать соленую воду применимой для орошения. Что касается технологий адаптации к изменению климата, создание питьевой воды из океана должно быть главным приоритетом.

Безопасный самоуправляемый автомобиль

Автономные автомобили проехали миллионы километров на дорогах общего пользования. Пилотные программы по доставке и заказу такси постепенно реализуются все шире. Однако машины без водителя пока не готовы к захвату дорог в целом. У них возникают проблемы на загруженных дорогах и в снежную погоду. Если бы их можно было сделать надежными и безопасными, мы бы смогли переосмыслить транспорт навсегда. Пробки на дорогах перестали бы существовать как явление, а города можно было бы перестроить, поскольку в парковках больше не было бы нужды. Кроме того, ожидается, что самоуправляемые автомобили смогут сократить количество смертельных инцидентов на дорогах.

Воплощенный искусственный интеллект

Прошлой осенью в Интернете появилось видео от Boston Dynamics, на котором был запечатлен робот Atlas во всей красе. Там он прыгал по ступенькам как коммандос. И это произошло всего через два года после того, как AlphaGo победил лучшего в мире игрока в го. Atlas не может играть в го (он воплощен в теле робота, но не является суперкомпьютером), а AlphaGo не умеет бегать (зато он очень умный, хоть и бестелесный). Что произойдет, если засунуть сознание AlphaGo в тело Atlas? Многие ученые говорят, что истинный общий искусственный интеллект может зависеть от способности связывать внутренние вычислительные процессы с реальными вещами в физическом мире, и что ИИ приобретет эту способность, научившись взаимодействовать с физическим миром подобно людям и животным.

Прогнозирование землетрясений

Более 100 000 человек погибли в результате землетрясения на Гаити в 2010 году, а цунами в Индийском океане в 2004 году, вызванное одним из мощнейших землетрясений, погубило почти четверть миллиона человек в Индонезии, Шри-Ланке, Индии и других странах. Мы умеем предсказывать ураганы за дни и недели, но землетрясения до сих пор появляются неожиданно. Прогнозирование землетрясений с некоторой уверенностью в среднесрочной перспективе позволило бы планировщикам найти долгосрочные решения. Предупрежденные даже за несколько часов люди могли бы покинуть небезопасные районы и спасти миллионы жизней.

Расшифровка мозга

Наш мозг остается глубокой загадкой для нейробиологов. Все, что мы думаем и помним, все наши движения, должны каким-то образом кодироваться в миллиардах нейронов в наших головах. Но каким кодом? В понимании того, как наш мозг хранит и передает мысли, есть много неизвестного. Взлом этого кода может привести к прорыву в том, как мы относимся к психическим расстройствам, таким как шизофрения и аутизм. Это позволит нам улучшить интерфейсы, которые напрямую связывают наш мозг с компьютерами или даже другими людьми, и это изменит жизнь людей, парализованных травмами или дегенеративными заболеваниями.

Все о Model Y — новом кроссовере Tesla

2019-03-31T16:23:15.711Z

Сейчас многие традиционные производители автомобилей сравнивают свои изделия с Tesla — с «народной» Model 3. Но с учетом того, что в ближайшее время на этом рынке будет больше EV-кроссоверов, нежели седанов, Model Y должен стать новым эталоном.

Model Y — компактный кроссовер, меньше по размеру и значительно дешевле, чем Model X. На сайте Tesla уже доступен конфигуратор. Самая доступная версия с приводом на два задних колеса предлагается в США по цене от $42 700. AWD стоит на $4000 дороже, А более мощная Perfomance обойдется в $55 700. Базовая версия называется «Long Range» и проезжает на одной зарядке до 482 км. При этом подзарядить «на 300 км» на станции Supercharger автомобиль можно всего за 15 минут.

До сотни заднеприводная Model Y разгоняется за 5,5 секунды, полноприводная — за 4,8 секунды, а Perfomance — за 3,5. У 4WD-версий с двумя электромоторами дистанция на одном заряде скромнее — до 450 км.

«Функционально это внедорожник, но вам покажется, что спорткар», — пообещал Илон Маск.

За дополнительные деньги ($3000 и $5000) можно установить автопилот или систему, которая обещает «полную автонономность» в будущем. Еще среди опций — семиместный салон. Для автомобилей такого размера это редкость, но электромобили традиционно просторнее.

Интересно, что первая характеристика, о которой сообщает страница Model Yна сайте компании — это внушительный объем багажника, 1,86 кв. м.

Краш-тесты Model Y пока не прошла, но Илон ожидает «отменных результатов», предполагая, что в своем классе автомобиль станет самой безопасной моделью на рынке, передает Verge.

На рынке Model Y появится осенью 2020 года. Как указывает Reuters, сейчас для предзаказа необходимо оформить депозит в $2500.

Название «Long Range» наводит на мысли о более дешевой версии. Она тоже появится — но не раньше 2021 года, по мере роста производства, заявил Маск. По его словам, когда-нибудь самая доступная Model Y будет стоить $39 000.

В случае с Model 3 путь к появлению на рынке самой дешевой версии за анонсированные $35 000 занял около трех лет.

Реакции и конкуренты

Model Y анонсирована в рубежный момент жизни Tesla как компании: в этом году получена рекордная квартальная прибыль, запущено по-настоящему массовое производство Model 3, которая стала самым продаваемым электрокаром в мире за счет продаж только в Северной Америке. Начато строительство огромного завода в Китае — на главном рынке EV-транспорта, присутствие на котором требует не только солидных финансов и технологий, но и дипломатических талантов.

При этом за время подготовки Model Y к производству у Tesla появится целый ряд серьезных конкурентов именитых марок: электрокары от BMW, Porsche, Volkswagen, Mercedes, Audi, Honda, Seat и ряда других. Почти все немцы, за исключением VW, начинают пробовать новый для себя рынок именно с компактных кроссоверов.

Как пишет InsedeEVs, Tesla в это время окажется на позиция Apple — законодателя мод, которому с каждым разом приходится «прыгать выше головы» в попытке доказать преимущества своих автомобилей по сравнению с конкурентами. У дорогостоящих смартфонов из Купертино это в последнее время выходит неважно.

6 дорог на солнечном питании, которые изменят мировую инфраструктуру

2019-03-27T15:26:38.254Z

Дороги будущего будут использоваться не только для того, чтобы по ним ходить и ездить: новые технологии позволяют сделать скоростные шоссе и даже дороги в сельской местности источником экологичной энергии. Шесть пилотных «солнечных дорог» уже запущены в разных точках мира, от Китая до США.

Дорога с панелями из закаленного стекла

Скотт и Джули Брюсо представили свой проект Solar Roadways несколько лет назад. Их целью было превратить привычные асфальтовые дороги в шоссе, производящие энергию. Разработчики применили модифицированные солнечные панели, покрытые закаленным стеклом, которые встроили в дорожное покрытие. Опытный участок такой дороги они проложили в 2016 году в своем родном городе Сандпойнт (штат Айдахо). У четы Брюсо были планы создать «солнечный» участок в миссурийской части легендарной трассы 66, но этот проект не был реализован. Тем не менее, участок дороги в Сандпойнте до сих пор функционирует нормально. Недавно разработчики сообщили на Facebook, что у них есть предложения о сотрудничестве в Южной Корее, ОАЭ, Австралии и Австрии.

2800 солнечных панелей во Франции

В конце 2016 года во Франции открылась первая в мире полномасштабная «солнечная дорога»: это шоссе через французскую деревню Турувр-о-Перш протяженностью один километр. Оно полностью вымощено солнечными плитами (их число около 2800 штук), и производимой энергии хватает, чтобы питать уличное освещение во всем населенном пункте. Разработчик проекта – компания Wattway.

Солнечные панели в составе «дороги будущего»

Спустя несколько месяцев после открытия французской дороги в США на границе Алабамы и Джорджии также появился участок шоссе с солнечными панелями, произведенными Wattway. Установка панелей – только часть масштабного проекта The Ray, «дороги будущего» длиной 29 км, где объединены несколько инноваций, включая питаемую от солнца станцию для зарядки электромобилей.

Шоссе в Китае вырабатывает 1 млн кВт/ч в год

В городе Цзинань (Китай) дорога с солнечными панелями появилась совсем недавно, в начале 2018 года, благодаря компании Qilu Transportation Development Group. Длина инновационного шоссе – один километр, и его полотно состоит из трех слоев: прочного основания, солнечных панелей и прозрачного защитного верхнего слоя. Панели покрывают площадь около 6000 км2(две дорожных полосы и одну «резервную»). Они способны генерировать около 1 млн кВт/ч экологически чистой энергии в год. Вскоре после монтажа компания-разработчик столкнулась с тем, что воры похитили небольшой кусок дороги. Поскольку солнечные панели стоят недорого, инженеры сделали вывод, что кто-то решил изучить конструкцию и принцип работы шоссе.

Велодорожка питает электричеством три дома

Солнечные панели удобны не только для шоссе – их можно использовать и для велодорожек. Одна из них расположена в городе Кроменье, Нидерланды: эта страна известна как одна их самых «велосипедных» в Европе. Как признаются велосипедисты, они не замечают никакой разницы между «солнечной» и обычной велодорожками. При этом вырабатываемой дорожным полотном энергии (70 кВт/ч на 1 м2) хватает, чтобы обеспечить энергией три жилых дома. Как признаются разработчики проекта, инженеры компании TNO, это больше, чем они рассчитывали.

Тротуар, который заряжает автомобили

Пешеходные дорожки тоже покрывают солнечными панелями. Такой проект был реализован в Будапеште компанией Platio. Генерируемая энергия позволяет заряжать электрические транспортные средства. А если образуются излишки, они идут на обеспечение ближайших офисных зданий.

Как мы будем осваивать Марс

2019-03-27T15:20:13.320Z

Если верить современной науке и фантастике.

Заскучали на Земле? Может быть, вы хотите покорить Марс, терраформировать его и построить новые поселения? Увы, но пока еще рано, человечество топчется в дверях первых экспедиций на другие планеты, так и не решаясь войти внутрь. Нет требуемых ракет, нет необходимых кораблей. Еще слишком рано.

Однако для тех, кто надеется дождаться этого волнующего момента, а то и «чем черт не шутит» вступить в ряды будущих колонистов, мы решили рассказать о сложностях и преградах, стоящих на пути у будущего жителя инопланетных колоний. И начать решили с разговора о Марсе.

Выбор потенциальных объектов для заселения у первых космических колонистов будет совсем небольшой. Раз, два, три и обчёлся. Вряд ли в ближайшее время появится возможность для межзвездных полетов, а раз так, то и выбирать придется лишь среди планет и других объектов Солнечной системы.

Что же у нас в меню? Марс. Сейчас это самый лучший и простой выбор. Кроме того, это единственная планета, где в обозримой перспективе возможно терраформирование, приближающее поверхность планеты к тому, что требуется для нормальной прогулки человека без скафандра.

Марс — наш

На данный момент это лучший выбор для переселения. Четвертая по удаленности от Солнца планета. Именно с Марсом связывается большинство проектов по колонизации.

Причиной тому положение Марса и наличие атмосферы, пусть и гораздо более разреженной, чем земная. Климат тоже не очень пугает –153 градуса по Цельсию на полюсах и до +35 на экваторе (мерил лично марсоход Curiosity).

Да, разброс большой, но если взять земной, то он едва ли не сильнее. От –71 градуса по Цельсию в Оймяконе до +50 в пустынных районах. Но ведь ничего, живем.

Да еще и длина дня практически такая же, как на Земле. Марсианский день (Сол) длится 24 часа 39 минут — у колонистов, домашних животных и растений проблем с циркадными ритмами не будет. И то хлеб.

Да, на Марсе холоднее, чем на Земле, но не критично. Увы, с атмосферой все не очень здорово — она состоит в основном из углекислого газа, да к тому же очень разрежена. Но уже сейчас есть несколько достаточно реалистичных идей по терраформированию Марса.

Да, они все жутко дорогие, сложные и немного опасные. Выпустить в атмосферу Марса метан, чтобы создать парниковый эффект, устроить много контролируемых ядерных взрывов или разместить на Марсе большое производство.

То есть решения как минимум есть. Остается всего ничего. Справиться с высоким уровнем солнечной радиации (атмосфера Марса ее не задерживает), решить проблему с жильем, воздухом для дыхания — и вперед сажать марсианские яблони.

Что обещает фантастика

В фантастике Марс колонизируют, терраформируют, да и просто совершают на него путешествия достаточно давно. Стоит вспомнить советскую «Аэлиту» Алексея Толстого, когда с дружеским визитом на Марс полетели петроградский инженер и изобретатель Мстислав Лось и бывший махновец, красноармеец Алексей Гусев, набранный в экспедицию по объявлению.

Ни грамма иронии — Лось действительно искал второго космонавта, расклеивая по мрачным питерским закоулкам объявления неподалеку от нынешнего метро «Старая деревня».

Если серьезнее, то есть немало романов о проблемах колонизации, где уже — начиная с Артура Кларка и его «Песков Марса» (1951 год) —поднимается основной вопрос всех межпланетных колонизаций: «А зачем?».

Зачем люди стремятся на другие планеты, где тяжелее, опаснее и менее комфортно, хотя и на Земле еще полным полно работы. Впрочем, у Кларка в фокусе сюжета скорее не поиски ответа на этот вопрос, а попытка сохранить независимость маленького марсианского поселения, сохранить самостоятельность этого фронтира.

Продолжает тему проблем освоения Марса и Ким Стенли Робинсон, в 1992 году выпустивший практически классический производственный роман о буднях американских и российских колонистов, которые столкнулись с огромными сложностями при попытке колонизировать Марс.

Они занимаются терраформированием, пытаются не допустить потери основного документа будущих колонистов (коллективного договора по освоению), ну и, конечно, попутно влюбляются, страдают и переносят трудности на пути к созданию первого города Марса.

Есть и гораздо менее оптимистичные варианты. Для патриарха британской фантастики, Барайана Олдисса, в «Птицах Марса» (2013 года) главной проблемой при колонизации стала вовсе не техника или недостаток ресурсов. В его романе проблема марсианских поселенцев заключена в них самих. Да, они покинули Землю, но все грехи, накопленные там, тоже взяли с собой.

Как говорится: «Можно вывезти девушку из деревни, но вот деревню из девушки уже никак». Так и здесь — страхи, лень, глупость, конфликты полов и религий тяжким грузом давят на плечи колонистов, мешают им создать из Марса место, где можно хотя бы просто жить.

Отдельно стоит упомянуть и российского автора Олега Дивова — в его произведении «Лучший экипаж солнечной» Земля достаточно быстро разорвала отношения с Марсом и Венерой, начав войну за ресурсы и денежные потоки. И лишь гораздо более серьёзная внешняя угроза может помочь людям объединиться.

В чём-то схожую картину можно наблюдать и в цикле «Пространства» Джеймса Кори. Действие его разворачивается в 23 веке, когда люди уже неплохо освоили Солнечную систему, но вырваться за ее границы не могут, что приводит к конфликтам между метрополией и колониями.

На Марсе ведется проект по терраформированию, распланированный на сотни лет вперед, а его народ славится суровостью, готовностью переносить тяжелейшие испытания ради цели и первоклассным космическим флотом. Но однажды находка творения инопланетного разума нарушает хрупкое равновесие в Солнечной системе.

Отдельной строкой нельзя не упомянуть «Марсианина» Энди Вейера (2012 года), ставшего супербестселлером. Может быть, дело в том, что автор не пытался предугадать далекое будущее, а описывал первые полеты на Марс, какими они видятся сейчас.

Приключения оставленного на Марсе астронавта, спасающегося только теплом РИТЭГа, своей головой, неиссякаемым чувством юмора стали практически визитной карточкой фантастики о Марсе. Колонизация это для сильных духом.

А что в реальности

Какие же перспективы в плане освоения Марса имеются у нас сейчас? Насколько на данный момент человечество продвинулось в своих попытках колонизировать Марс? Начнем по порядку и попробуем оценить, что уже почти готово, а где еще и конь не валялся.

Транспорт

На чем лететь на Марс? А вот тут первая и пока основная проблема. В настоящее время у человечества нет ракеты, подходящей для пилотируемых полетов на Марс. Хуже другое — почти все проекты, что сейчас создаются и разрабатываются, тоже не годятся для нормальных полетов.

Ни российский сверхтяж из нескольких ракет-носителей «Союз-5», запланированный на 2025 год, ни американский SLS, чей срок сдачи уже переносился неоднократно, в деле полетов на Марс нам не помогут. Они слишком маленькие. Да, они сверхтяжелые — и едва ли не самые большие из того, что разрабатывало человечество, но для полетов на Марс и возвращения обратно все равно слишком маленькие.

Лишь американский миллиардер Илон Маск, основатель компании SpaceX, создаёт свою ракету-носитель с четким марсианским прицелом. Его Big Falcon Rocket, согласно известной информации, должна стать транспортом, способным достичь Марса, высадить колонистов и вернуться обратно.

Космический корабль

И с этим тоже большие проблемы. Пока не решена даже главная задача — как же тормозить в разряженной атмосфере Марса, чтобы доставить на поверхность космонавтов живыми и в добром здравии. Есть определенные наработки, но не более того.

Если честно, то пока государственные структуры — ни NASA, ни «Роскосмос» — всерьез не рассматривают пилотируемые полеты на Марс. Существующие космические корабли, как, например, Orion для ракеты SLS, просто не имеют достаточного размера, чтобы слетать на нем хотя бы до Марса и обратно, не говоря уже о высадке.

Снова Илон Маск? Да. И вроде как он собирается это делать, но все опять же упирается в финансы и время. На создание предыдущего космического корабля Dragon, хотя он гораздо проще и меньше, как оказалось, потребовалось гораздо больше времени, чем предполагалось изначально.

Поэтому, да, работы ведутся, но что в реальности со сроками не скажет никто. Скорее всего, первый пилотируемый полет к Марсу, даже без высадки, состоится ближе к концу двадцатых годов, не раньше.

Технологии для колонизации

Вот тут и вовсе все глухо. Вроде как в теории есть идеи, есть отдельные реализованные звенья, но не более того. В результате мы имеем ощущение, что вроде бы все почти готово, а на самом деле это не так. Более того, даже в лучшем случае современные технологии способны обеспечить колонистам не жизнь, а скорее выживание.

На первых порах колония будет полностью и целиком зависеть от снабжения с Земли. К настоящему времени нет даже примерного понимания, сколько колонистов потребуется, какой уровень терраформирования будет достигнут до того, как колония станет самостоятельной. Судя по современным темпам, это вряд ли будет достигнуто в первые два–три десятилетия колонизации.

Вот уже после начала самостоятельного развития можно будет говорить о самобытной, складывающейся отдельно от Земли марсианской культуре. Примерно тогда же стоит ожидать первого не марионеточного, а серьезного посольства Марса на Земле. Вот после этого и можно будет говорить о начале взаимоотношений двух планет.

Интересную версию подобного развития событий можно прочитать у вышеупомянутого Джеймса Кори — в его серии «Пространство». Что интересно, фантастический элемент в этом отношении в книгах минимален.

У человечества появился лишь двигатель Эпштейна, позволяющий более комфортно колонизировать Солнечную систему. Во всем ��е остальном никаких поблажек — людям сложно договариваться, все отношения между метрополией и колониями натянуты до предела, каждый пытается гнуть свою линию.

Имитации колонизации

Но до полноценных дипломатических отношений пока далеко. Людям в реальности стоило бы просто научиться выживать в условиях другой планеты. Для этого часто проводятся симуляции возможных полетов и жизни в условиях космической станции или другой планеты. И что самое плохое — большинство экспериментов, проводимых на Земле, показали, что если к недлинной экспедиции люди готовы, и скрепя сердце смогут ее провести, то жить в таких условиях долгое время можно лишь в мечтах.

В реальности колонизация требует сверхусилий, на которые люди просто не готовы. Например, в 1996 году уже проводился эксперимент «Биосфера-2». Он стал наиболее известной попыткой создания замкнутой экологической системы. Организован был проект миллиардером Эдвардом Бассом в пустыне Аризона (США).

О том, насколько громко о себе заявлял этот проект, можно понять даже по названию. «Биосфера-2» — это не вторая попытка, как может показаться, а прямое и явное сравнение с Землёй, которую организаторы проекта называли «Биосфера-1». И это были не закрытые, маленькие кельи будущих колонизаторов Марса, а огромная сеть теплиц и лабораторий на полтора гектара.

Семь различных климатических зон, ажурные стеклянные переходы. Словом, все было сделано для того, чтобы жить и ни в чем себе не отказывать. «Играть» в астронавтов и будущих колонизаторов согласились восемь добровольцев вроде как подготовленных для этого.

Однако количество проблем, свалившихся на участников эксперимента, оказалось просто огромным. Практически сразу, со старта первой группы из восьми «космонавтов» в сентябре 1996 года, внутри системы начал падать уровень кислорода. Ежемесячно его уровень в атмосфере комплекса падал на полпроцента, что поставило под угрозу здоровье участников программы.

Уже через пару месяцев у «космонавтов» началось кислородное голодание, пришлось дополнительно закачивать кислород под купол. Предположительно, причиной падения уровня кислорода стало непредвиденно быстрое размножение микроорганизмов. Именно эту проблему указывает большинство ученых как наиболее опасную при попытке колонизации других планет. Мы пока просто не знаем, как поведут себя земные микроорганизмы «в гостях».

На этом проблемы не закончились. Посевы, саванна и лес кишели микроорганизмами. Они интенсивно размножались и истребляли всходы. Хотя экспериментаторы в «Биосфере-2» намеревались провести там два года и доказать возможность автономного существования, однако уже буквально через несколько дней одна из участниц отрезала себе палец — участницу эвакуировали.

Учёные предполагали, что подобное натуральное хозяйство и сбалансированная система будут достаточны для поддержания комфортной жизни, но расчёты оказались ошибочны. Из-за недостатка кислорода обитатели стали быстро терять в весе и задыхаться. Учёным пришлось подкачивать кислород постоянно, иначе бы люди просто не выжили.

Более того, участники разругались между собой и разделились на два лагеря (они и до сих пор отказываются общаться, фотографироваться и участвовать в передачах вместе). В итоге проект прекратили раньше срока, выпустив из неудавшегося рая худых, обессилевших и злых экспериментаторов.

В СССР подобный, пусть и гораздо меньший по масштабам, проект «БИОС-3», окончился гораздо удачнее. Более 180 дней участники провели в закрытом помещении, где они пытались выращивать себе в пищу и для кислорода максимальное количество растений.

При помощи оранжереи им удавалось получать примерно 600 граммов зерна в сутки и чуть более килограмма свежих овощей. Остальное они получали из запасов обезвоженного мяса и других консервов. Поле с пшеницей и культиваторы с хлореллой также отвечали за выработку кислорода, его вырабатывали примерно 3500 литров в сутки, что достаточно для жизни семи человек.

Все эти эксперименты лишь маленькие звенья большой цепи. И пока она не скована воедино — говорить о колонизации Марса просто нельзя. Хотя и очень хочется.

Нужно еще не меньше нескольких десятков лет, чтобы довести всё до уровня нормального, приемлемого риска: начиная от ракет и заканчивая системами обеспечения. Пока же попытка колонизации кажется лишь чрезвычайно дорогим и изощрённым способом самоубийства. И в обозримом будущем мы явно будем больше читать о ней в фантастических произведениях, чем читать новости в СМИ.

Основы машинного обучения простым языком

2019-03-27T15:14:18.897Z

В диалоге об искусственном интеллекте трудно найти середину: СМИ пишут о сенсациях, даже когда разработка не заслуживает внимания, а научная литература порой сбивает с толку своим языком самых мотивированных исследователей. На деле всё гораздо проще. Чтобы в общих чертах понять принцип работы ИИ, рядовому пользователю нужно вспомнить школьный курс математики.

ИИ — любой алгоритм, подражающий человеческому интеллекту, будь то бот в видеоигре или движок AlphaGo. Машинное обучение же позволяет машине «учиться» на данных реального мира, а не действовать в рамках установленных правил. Но что же значит «учиться»?

Больше всего мне нравится такое объяснение: машинное обучение есть функция y = mx + b. Мы можем показать компьютеру входные (x) и выходные (y) данные, а он вычислит, как они связаны.

Действительно, нынешний ИИ — чистая математика, иногда очень сложная, требующая обширных знаний в информатике, статистике. Но в конечном итоге он сводится к математической функции.

Итак, нам известны x и y, формула тоже дана, осталось отыскать значения m и b.

Взглянем на таблицу ниже. Чтобы получить y из x, умножим x на единицу (значение m) и прибавим единицу (значение b). Таким образом, функция принимает вид y = 1x + 1. Располагая значением x, мы сможем определить значение y для всех четырёх примеров.

Теперь нарисуем график:

Самый замысловатый этап — научить компьютер определению наиболее подходящей функции для описания данных.

Человеку не по силам математика, которая по силам компьютеру

Стоит помнить: чтобы отыскать качественное отношение, требуется достаточное количество информации, в противном случае оно будет слишком неточным. Если для x и y дана лишь одна точка, верная функция будет иметь единственный вид. Но в нашем примере, когда x = 1, а y = 2, функция может принимать вид y = 2x, y = x + 1, y = ([x+1]*5 – 9)⁵ + 1 и так далее.

К тому же данные далеко не всегда идеальны. На графике ниже компьютер определил несколько функций, описывающих наибольшее число точек. Стало быть, модель хороша настолько, насколько хороши обучающие данные.

Функция y = 1x + 1 проста. Но что, если на входе не одна переменная? Что, если на y влияют x¹, x²,…x¹⁰⁰? Человек не может разом охватить миллионы точек данных и вывести функцию, описывающую результат. Эту задачу мы перекладываем на компьютеры.

На практике

Я работаю в фармацевтике, поэтому давайте представим, что у нас есть база данных, в которой две переменные на входе — радиус и периметр опухоли — и два возможных вывода, качества опухоли: доброкачественная или злокачественная. Подставим значения в формулу, где:

y — диагноз; если y = 0, опухоль доброкачественная, если y = 1 — злокачественная;
x1 — радиус;
x2 — периметр;
у каждого x есть неизвестный множитель m, назовём его «нечто»;
b — неизвестная константа.

Как теперь выглядит наше линейное уравнение: диагноз = (нечто1*радиус) + (нечто2*периметр) + b. Похоже на формулу y = mx + b, не так ли?

Тут-то мы и выходим за пределы человеческих возможностей. Вместо того чтобы самостоятельно высчитывать, на какое нечто нужно помножить переменные для точного диагноза, мы ставим задачу алгоритму. Вот, собственно, что такое машинное обучение.

Космический туризм, падение астероида и другие новости высоких технологий

2019-02-04T17:01:58.050Z

Какую часть скорости света должна составлять скорость частицы, чтобы ее кинетическая энергия была равна ее энергии покоя? Мы знаем ответ, а еще в курсе того, что произошло в мире высоких технологий за последнюю неделю.

1. Скоро будем летать на растениях и горчице! По крайней мере все к этому идет. На днях, например, авиакомпания Etihad Airways провела первый коммерческий рейс самолета, работающего на биотопливе — для этого использовалось биотопливо на основе солероса (растения из прибрежной морской полосы с высокой концентрацией соли в почве). Другими словами, керосин просто разбавили биотопливом в соотношении 50 на 50 — на одном только биотопливе самолет пока полететь не может.

Следом за ОАЭ о своих планах объявили Нидерланды. Министерство обороны страны заявило, что хочет перевести всю военную авиацию страны на полеты на биотопливе. Сначала все военные самолеты будут летать с 20-процентным добавлением биотоплива, но со временем его содержание планируется увеличить до 70 %.

Планируют ли российские авиакомпании хотя бы частично использовать биотопливо для полета коммерческих рейсов в ближайшем будущем? В пресс-службе S7 Group и «Аэрофлоте» нам заявили, что таких планов у авиаперевозчиков пока нет.

2. Тем временем частная аэрокосмическая компания Blue Origin, владельцем которой является миллиардер Джефф Безос, провела успешный запуск ракеты New Shepard, а затем и посадку отработанной ступени и капсулы для экипажа. Это первый запуск ракеты New Shepard в 2019 году и в целом уже десятое успешное испытание для компании.

New Shepard – это полностью многоразовая ракета. Другими словами, практически каждый элемент ее системы можно восстановить для повторного использования. Она состоит из двух основных частей – собственно, самого ускорителя (ракеты-носителя), а также капсулы, в которой планируется доставлять людей на высоту около 100 километров над поверхностью Земли.

С каждого пассажира New Shepard будут просить 200 000 долларов за билет. Предыдущая модификация летала в космос 5 раз, пока в 2016 году компания ее не заменили на новую версию.

3. Хотите увидеть 16 раз солнечных восходов и закатов за день? Почувствовать своим телом эффекты микрогравитации и насладиться фантастическими видами нашей планеты со стороны? Вполне вероятно, что уже в 2021 году у вас появится такая возможность. Правда, при наличии 9,5 миллионов долларов.

Именно в такую сумму американская компания Orion Span оценивает возможность провести 12 суток на борту Aurora Station — первого космического отеля класса люкс, который планируется открыть через 2 года. Космический отель Aurora Station будет представлять собой модульную станцию, где смогут разместиться 6 человек – 4 туриста и 2 члена экипажа. Предполагается, что она будет находиться на низкой околоземной орбите на высоте 320 км.

Гости отеля смогут любоваться восходами Солнца, поддерживать постоянную видеосвязь с родственниками на Земле (обещают доступ к высокоскоростному Wi-Fi), отдыхать в специально сконструированных ячейках для сна и питаться космическими рационами высшего качества. Ну вот, другое дело!

4. Мы все умрем? В 2068 году на Землю может упасть астероид Апофис, говорится в докладе, подготовленном учеными кафедры небесной механики Петербургского госуниверситета.

Практически сразу после его открытия ученые стали делать прогнозы о вероятности столкновения объекта с Землей. Так в 2004 году ученые предположили, что вероятность падения Апофиса на Землю в 2029 году будет составлять 1 к 45 000. Некоторое время спустя радарные наблюдения исключили возможность столкновения в 2029 году, однако ввиду неточности начальных данных существовала вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 и последующих годах.

Учитывая размеры астероида, реальные последствия от его падения на поверхность планеты оцениваются катастрофическими, отметил наш собеседник в СПбГУ. Например, возможно поражение территории размером со среднюю страну.

До сближения Апофиса с Землей в 2068 году нас ожидает еще несколько более ранних встреч с малым небесным телом.

5. Не успела ракета Starship еще даже полететь, как уже упала из-за сильного ветра. На фотографиях, опубликованных разными пользователями в «Твиттере» видно, что верхняя часть будущего аппарата лежит на боку и довольно сильно смята. Илон Маск сообщил, что ему известно о данном инциденте. Кроме того, глава SpaceX добавил, что работы по восстановлению могут занять несколько недель.

В перспективе компания SpaceX планирует использовать новую ракету сверхтяжелого класса для доставки людей и грузов не только на околоземную орбиту, но также на Луну и Марс. Прототип Starship собрали довольно быстро рядом с деревушкой Бока-Чика, где SpaceX ведет строительство нового космодрома.

Хочется верить, что собирать ракету будут более ответственно, чем крепить ее к земле.

Полное погружение на скорости в 500 км/ч: «Формула-1» 2050 года от McLaren

2019-01-27T17:59:00.607Z

Рев моторов, человеческий фактор и периодические поломки — неотъемлемая часть нынешних Королевских гонок. К 2050 году многое изменится. В команде McLaren решили поделиться своим видением того, как сохранить интригу и вывести вовлеченность зрителей на невиданный уровень, рассказывает New Atlas.

Проконсультировавшись с фанатами «Формулы-1», инженеры McLaren создали концепцию, которая вернет гоночному спорту драйв и публику.

MCLExtreme — это сочетание электрических технологий с новейшими разработками в области аэродинамики, беспилотного управления, нейронных связей, эмоциональных дисплеев и футуристических форм.

Начнем с автомобилей. В McLaren верят, что машины F1 будут к середине века развивать скорость 500 км/ч. Они будут полностью электрическими — с этим компания уже смирилась. Но заряжаться от розетки им не придется. Пополнение аккумулятора будет беспроводным: едешь медленнее — заряжаешься быстрее. А если подобраться поближе к сопернику, можно будет перекачать себе часть его энергии.

Менять колеса тоже не придется — они будут самовосстанавливающимися.

Сами машины будут немного трансформерами. Для увеличения стабильности они будут раздаваться вширь, а если пилот решит ускориться на прямой, то станут длиннее и уже.

Кабину придется закрыть — ветер на скорости 500 км/ч не слишком полезен для здоровья. Но McLaren считает, что зрителям важно наблюдать человеческий элемент гонок. Поэтому система датчиков будет считывать эмоции пилотов и выводить их на дисплее. И все увидят, спокойны ли они, когда лидируют, а когда — раздражены неожиданным обгоном.

Гонщики тоже будут ощущать настроение толпы: эмоции зрителей будут транслироваться внутрь болидов.

Что касается ИИ, то McLaren не собирается вырывать руль из рук человека. Скорее, речь идет об искусственном втором пилоте, спрятанном под приборной доской. Он изучит стиль вождения своего напарника, его особенности и эмоциональные параметры, чтобы подсказать оптимальную стратегию заездов через голографические визоры шлемов.

Придется изменить и треки, чтобы они соответствовали новым скоростям и пожеланиям фанатов F1 — те хотят более длинные и широкие трассы с обилием обгонов.

Впрочем, захотят ли зрители в 2050 году, отказавшиеся от самостоятельного управления собственных автомобилей, смотреть даже на такие зрелищные гонки — остается под вопросом.

Идея снабдить водителей шлемами виртуальной реальности пришлаи разработчикам израильского танка Merkava. ИИ объединит танки в единую информационную сеть и создаст VR-панораму поля боя.

Как починить лампочку на высоте 500 метров

2019-01-27T17:53:21.500Z

Построенные человеком сооружения иногда бывают очень высоки. Но даже на такую высоту приходится иногда забираться, чтобы что-то проверить или отремонтировать.

Телепортация: реально ли перемещаться на тысячи километров?

2019-01-27T17:40:13.780Z

На сегодняшний день телепортация, как и ряд других смелых футуристических теорий и технологий, например, чтение и обмен мыслями людей или путешествие во времени, считается уделом научной фантастики и рассматривается учеными лишь как гипотеза. Но с развитием науки исследователи начинают больше говорить о возможности телепортации, например, с использованием варп-перехода или квантовой телепортации запутанных частиц. Большинство этих заявлений осторожные и рассматривают такую возможность в достаточно отдаленной перспективе. Rusbase попробовал разобраться в доступной информации о технологии.

К возможным видам телепортации можно отнести квантовую телепортацию, которая передает на расстояние квантовое состояние частиц, ускорение материальных объектов до сверхсветовых скоростей с помощью варп-двигателя, метод дырочной телепортации, основанный на гипотетическом понятии дырочного вакуума, и теорию кротовых нор, доказывающую существование пространственных «туннелей». Но более или менее явных результатов наука пока смогла добиться только в области квантовой телепортации.

Квантовая телепортация.

Квантовая телепортация — это процесс передачи квантового состояния на расстояние при помощи разъединенной в пространстве пары запутанных частиц и обычного канала связи. Квантовое состояние разрушается в точке отправления и восстанавливается в точке приема, независимо от местонахождения двух частиц, и теоретически такие частицы могут находиться в разных уголках Вселенной.

Квантовая телепортация является частью квантовой оптики и уже используется при передаче и обработке данных, повышая уровень безопасности и надежности информационных каналов. Однако, по мнению специалистов, явление квантовой запутанности, которое лежит в основе теории квантовой информации, может стать также и фундаментом для теории квантовой телепортации.

Рассматривая это явление, сразу следует уточнить, что квантовая телепортация может передавать на расстояние только частицы, но не передает энергию или вещество. Другими словами, полноценная телепортация живых объектов и неодушевленных предметов остается для науки только теорией.

Сейчас ученые в состоянии телепортировать атомы. Так, в 2009 году исследователи из университета Мэриленда впервые телепортировали квантовое состояние иона на один метр. Спустя год физики из Китая смогли передатьквантовое состояние фотона на 16 километров. В 2015 году ученым из Национального института стандартов и технологий США удалось телепортировать фотоны через оптиковолоконные сети на расстояние более 100 километров, а в июле 2017 года СМИ сообщили, что фотон преодолел расстояние более 500 километров и телепортировался с Земли на орбиту.

Исследователи не исключают, что со временем технологию квантовой телепортации можно будет применить также и к молекулам, и к веществам, однако ученые относятся к этой идее скорее осторожно. Профессор Хэнсон из технологического университета Делфта в Нидерландах, участвовавший в презентации квантовой телепортации в 2014 году, отметил тогда, что если представить, что мы являемся набором атомов, собранных в определенной последовательности, то телепортировать человека из одного места в другое в принципе возможно.

ИИ предсказывает исход суда до начала процесса

2019-01-19T21:05:35.075Z

Десятки внешних факторов оказывают влияние на решение судей в США, причем большинство из них не имеют прямого отношения к делу. На это указывают предварительные результаты исследования, проведенного экспертом в области права Дэниэлом Ченом из Университета Тулузы.

Оказалось, что судьи подвержены «заблуждению игрока». Этот феномен заставляет человека сомневаться в своем решении, если до этого он выносил несколько похожих суждений подряд.

К примеру, если суд рассматривает дело о предоставлении убежища и выносит серию одобрительных решений, в следующий раз судья подумает, что стал слишком снисходительным. И человек получит отказ, хотя его просьба не менее обоснована.

Чен также обнаружил, что окружные суды подвержены влиянию президентских выборов, проходящих в стране.

В интервью Verge исследователь рассказал об эксперименте, который доказывает: предсказать исход разбирательства можно еще до начала рассмотрения дела.

Для этого достаточно составить базу внешних факторов и подвергнуть ее анализу с помощью системы на базе машинного обучения. «Мы пришли к выводу, что судьи принимают решения спонтанно и чаще полагаются на эвристический подход, чем на факты», — заключил Чен.

Дорога к справедливому суду

Юрист предлагает создать алгоритм, который будет заранее анализировать вероятность предвзятости и предупреждать судью о возможных рисках. Система предложит еще раз обдумать кейс и уделить ему несколько дополнительных часов или даже дней.

В идеале датасет должен содержать историю прошлых решений судьи, а также сумму внешних факторов.

Согласно ряду исследований, на которые ссылается Чен, на решение судьи влияют настроение, погода, успехи спортивных команд на крупных соревнованиях и даже день рождения ответчика.

Чен надеется, что в будущем ИИ будет вызывать больше доверия и его чаще будут применять в юридической сфере. Проблема в том, что люди не хотят подвергаться анализу со стороны алгоритмов. Каждый считает себя уникальной личностью, поступки которой невозможно подвести под единую базу данных.

Об этой проблеме пишет историк Юваль Ной Харари, автор книги Homo Deus. Он отмечает, что концепция свободы воли устарела, но человечество по-прежнему продолжает в нее верить. «Сознание человека так же легко взломать, как компьютер», — уверен футуролог.

Перспективы юридического ИИ

Несмотря на риски, системы на базе ИИ уже проникают в юридическую сферу. Осенью Школа права Гарвардского университета открыладоступ к миллионам судебных дел для обучения ИИ-юристов. Некоторые алгоритмы уже превосходят людей в точности и скорости принятия решений.

Но полностью автоматизировать работу специалиста пока нельзя. По оценкам McKinsey, только 22% задач эксперта в области права можно поручить искусственному интеллекту. Среди мелких судебных клерков этот показатель выше — 35%. По этой причине многие стартапы делают ставку на автоматизацию рутины, например, обработку документови подачу исков.