- Заплатки для людського тіла
- позаутробного виношування
- Редагування гена всередині тіла людини
- Штучний інтелект вчиться жити самостійно
- Свій серед чужих: коли мова одна на всіх
- Чудовий новий світ пристроїв, які завжди з тобою
- квантовий комп'ютер
- землеподібну планета
- Брак прісної води: відповідь витає в повітрі
За минулий рік вчені далеко просунулися в боротьбі з глобальною посухою, нестачею органів для трансплантації та важкими генетичними захворюваннями. Світ вперше побачив 50-кубитовую квантовий комп'ютер, а також нові гаджети, які відстежують стан здоров'я людини.
Російська служба Бі-бі-сі підводить наукові і технологічні підсумки року.
Заплатки для людського тіла
Рік почався з вражаючою новини: в січні міжнародна команда вчених на чолі з Хуаном Карлосом Іспісуа Бельмонте, професором Інституту біологічних досліджень Солка (США), опублікувала в науковому журналі Cell статтю, оголосивши, що ними створено якийсь гібрид людини і свині.
Організм, що має два набори генетичних клітин, називається химерою. В даному випадку в ембріон свині були підсаджені людські стовбурові клітини. В результаті людська частина в химери склала одну на десять тисяч клітин.
Image caption За розвитком ембріонів вчені спостерігали протягом 28 днів
Подібний експеримент, на думку вчених, - це перший крок на шляху до вирощування людських органів в організмах тварин, а значить можливого вирішення проблеми нестачі органів для трансплантації.
Пошук нових матеріалів для ремонту людського тіла - один з головних трендів в сучасній медицині. Очевидно, в майбутньому будуть з'являтися все більше інноваційні, ергономічні і економічні способи створення відсутніх або хворих органів.
3D-друк цьому тільки сприяє: медикам вже вдавалося надрукувати за допомогою особливих біочерніл деякі органи, в тому числі навіть пульсуючу серцеву тканину. Крім цього, з'являються більш складні моделі біонічних протезів, деякі з яких також друкуються на 3D-принтері.
позаутробного виношування
Неонатальні інкубатори для недоношених або народилися з серйозними захворюваннями немовлят - вже давно не новина. Але до успішного застосування пристроїв, які здатні допомогти розвинутися плоду так, як якщо б він все ще перебував всередині утроби, справа поки не доходила.
У квітні 2017 року вчені дитячої лікарні при Науково-дослідному інституті Філадельфії (США) опублікували результати свого експерименту в журналі Nature Communications. У своїй статті вони розповіли про те, що вперше змогли створити апарат BioBag, що імітує роботу матки, і виростили в ньому недоношеної ягняти.
BioBag представляє Розв пластикову сумку з сумішшю теплої води і солей, щось схоже з амніотичної рідиною, що оточує ембріон в утробі в природних умовах. При цьому пуповину плода підключають до спеціального апарата, що виробляє поживні речовини і кисень, які зазвичай він отримує від плаценти матері.
Image caption Ягня зміцнів і відростив шерсть всередині BioBag - пристрою, що виконує роль матки
Втім, дослідники поки не впевнені, що прилад вийде застосувати у випадку з людиною. Випробування на людях планують почати через кілька років.
Якщо ж вони пройдуть успішно, людське дитя будуть виходжувати в BioBag вже з 22-го тижня перед приміщенням в звичний нам інкубатор. У нинішньому своєму вигляді BioBag не може повністю замінити внутрішньоутробний розвиток, але хто знає, що медикам вдасться створити в майбутньому?
Редагування гена всередині тіла людини
У листопаді в лікарні Окленда 44-річний Брайан Мадо пройшов першу в світі процедуру по редагуванню ДНК в тілі живої людини. Мадо страждає від генетичного захворювання - синдрому Хантера, яке на даний момент є невиліковним.
Надія на те, що редагування генома дозволить Мадо не наражати свій організм регулярної замісної терапії, підштовхнула його до того, щоб взяти участь в клінічних випробуваннях нового методу.
Для проведення процедури лікарі використовували так звані "цинкові пальці", особливі білки з іонами цинку, які "розрізають" ДНК пацієнта в потрібному місці і вставляють туди відсутній ген. Для цього потрібна була звичайна крапельниця.
Image caption Брайан Мадо зі своєю нареченою Марсі Хамфрі під час процедури генного редагування.
Раніше вчені вже займалися редагуванням генома, однак вони використовували тільки вилучені у пацієнтів клітини, які в підправленому вигляді згодом імплантувалися назад в їх організм.
Інший метод редагування генома - CRISPR / Cas9 - поки не схвалений до використання в тілі живої людини. Однак лікарі вже успішно застосовували його до клітин, вилученим у ракових хворих, пацієнтів з ВІЛ і з бічний аміотрофічний склероз.
Штучний інтелект вчиться жити самостійно
У році, що минає штучний інтелект з успіхом освоював різні сфери застосування. Так, наприклад, "Яндекс" став використовувати нейромережі в своєму онлайн-перекладача і удосконалив цю модель в своєму пошуку, а також випустив перший російський голосовий помічник "Аліса".
В травнем 2017 року програму AlphaGo від DeepMind (належить Google) вдруге перемогла найсильнішого в світі гравця в го. На цьому розробники не зупинилися. Після цього DeepMind випустила нову версію програми AlphaGo - Alpha Zero, яка, навчившись грати в го самостійно (тобто не використовуючи людський досвід), обійшла в грі свою попередницю.
Інший підрозділ Google, Google AutoML, розробило програму, яка створила свій "дочірній" штучний інтелект. У розпізнаванні зображень він виявився ефективнішим софта, створеного людьми. Тобто фактично комп'ютер навчили створювати програми, більш ефективні, ніж ті, що пише людина.
Але навіть якщо ці новини не здалися вам вражаючими, до наступної складно буде залишитися байдужими.
Влітку цього року вищезгадана DeepMind опублікувала статтю про те, як її розробники навчили штучний інтелект гнучкій поведінці в модельованих середовищах , В тому числі - рухатися в складному середовищі.
Можливо, це звучить занадто зарозуміло, але якщо подивитися відео, все стає на свої місця. Спрощено кажучи, штучний інтелект сам навчився пересуватися в просторі.
Свій серед чужих: коли мова одна на всіх
У вересні минає Девід Талбот, глава "яндекс.перекладач", в інтерв'ю Російській службі Бі-бі-сі описав майбутнє перекладу наступним чином.
"Хочеться, щоб переклад став супершвидким. Люди не переводять для того, щоб перевести слова. Вони переводять тому, що хочуть з кимось спілкуватися, прагнуть щось зрозуміти. І ми повинні зробити так, щоб у них була ця можливість. Переклад повинен відбуватися по дефолту. Тоді комунікація стане абсолютно безмежної, а нам не потрібно буде думати про використання якогось додатку ".
У 2017-му сервіси перекладу зробили багато для того, щоб наблизити описане Талботом світле майбутнє.
Media playback is unsupported on your device
Хто переводить краще - "Яндекс" або Google?
"Яндекс" слідом за Google почав використовувати нейромережі в своєму онлайн-перекладача. А компанія Google випустила бездротові навушники Pixel Buds, що дозволяють переводити мова в режимі реального часу. Пристрій зараз підтримує 40 мов, але російського серед них поки немає.
У липні цього року команда інженерів з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго представила в науковому журналі PloS One свою нову розробку: рукавичку, яка розпізнає мову жестів і переводить його в текст, який передається на екран смартфона або комп'ютера. Це не перший подібний девайс, але особливість саме цього в тому, що його вартість не перевищує ста доларів.
Чудовий новий світ пристроїв, які завжди з тобою
Тільки ледачий зараз не носить на зап'ясті браслет фітнес-трекер або розумні годинник. Ажіотаж навколо шоломів доповненої і віртуальної реальності продовжує зростати.
Цього року виробники так званих переносних пристроїв (wearable devices), відчуваючи на собі пильну увагу публіки, розширювали свій асортимент.
Стартап Magic Leap, який давно інтригував інвесторів і громадськість своїми секретними розробками, анонсував VR-окуляри.
А компанія з Кремнієвої долини Willow презентувала "розумний бюстгальтер" Smart Breast Pump для годуючих грудьми матерів. Він дозволяє зціджувати грудне молоко в будь-який час і в будь-якому місці.
Image caption Новинка 2017 року: "розумний бюсгальтер" Smart Breast Pump дозволяє збирати грудне молоко коли і де завгодно непомітно для інших - навіть на робочій нараді
На конференції Slush17 в Гельсінкі компанія Oura показала нову модель свого розумного кільця - трекера сну: тепер воно дозволяє не тільки стежити за якістю сну, але і відстежувати циркадні ритми, серцевий пульс, а також - завдяки вбудованому гіроскопа - фізичну активність.
Виробники подібних пристроїв не забувають про те, що такі гаджети повинні виглядати стильно. Не менш важливим стає те, чи погодиться споживач постійно мати при собі подібний пристрій і як воно буде доповнювати його образ.
Деякі розробники роблять ставку на те, щоб девайси виглядали шикарно: так, наприклад, в одному з варіантів дизайну кільце Oura включає в себе вставку з діамантів. Інші прагнуть до того, щоб людина не помічав навколишні його пристрою.
Вже зараз ми користуємося розумними окулярами, годинами, браслетами, кільцями і підвісками , Але в майбутньому нас очікують розумна одяг та інші гаджети, що дозволяють збирати і обробляти інформацію про наше життя і стан здоров'я.
квантовий комп'ютер
Якщо терміни "нейромережі" і "штучний інтелект" вже не лякають обивателя, то квантовий комп'ютер поки ще здається чимось з області фантастики. Однак в цьому напрямку зараз буквально вершиться історія.
Квантовий комп'ютер працює на основі явищ квантової суперпозиції і квантової заплутаності. Головний його абстрактний елемент ( "будівельну цеглу" всіх комп'ютерних операцій) - це кубіт (біт - його аналог в звичайних комп'ютерах).
Кубіт здатний перебувати в двох станах одночасно. Це дозволяє значно швидше здійснювати перебір варіантів і проводити складні обчислення.
Image caption Так виглядає 50-кубитовую комп'ютер IBM Watson. Сам квантовий процесор крихітний і розташований в самому низу, в серці пристрою. Все інше - охолоджувальна система
У липні 2017 року на Четвертій міжнародній конференції по квантовим технологіям в Москві міжнародна команда вчених під керівництвом Михайла Лукина, одного із засновників Російського квантового центру і професора з Гарвардського університету, оголосила, що створила квантовий обчислювач на базі 51 кубіта.
До цього лідером в квантової гонці вважалася компанія Google, яка працювала над системою з 49 кубітів. Система з 50 кубітів вважалася кордоном.
У листопаді IBM Watson представила свій 50-кубитовую процесор. Поки що компанія не запустила квантові комп'ютери в промислове виробництво, але створення такого процесора - безумовно поворотний етап розвитку комп'ютерних технологій.
Image caption Доступні "рукавички-перекладачі" з мови жестів сильно полегшили б життя людям з пробеми голосового, зорового і слухового апаратів
Трохи раніше, в червні 2017 року вчені з Массачусетського технологічного інституту і Вашингтонського університету в Сієтлі заявили, що їм вперше вдалося створити двомірний магніт. Вони довели, що з'єднання під назвою трійодід хрому здатне зберігати магнітні властивості навіть при товщині в один атом.
Це може відкрити шлях до нових експериментів в області магнетизму, до створення найтонших електронних пристроїв, нових форм цифрових сховищ і квантових комп'ютерів.
Створення практичних квантових комп'ютерів, цілком можливо, поставить під загрозу кібербезпека, адже такий комп'ютер зможе зламати будь-який шифр, завдяки своїй величезної потужності. Однак плюсів від створення подібного комп'ютера теж слід очікувати чималих: наприклад, він дозволить моделювати роботу мозку і складних квантових систем.
Абсолютно точно можна сказати, що за квантовими комп'ютерами - майбутнє не тільки комп'ютерних технологій, але і науки в цілому.
землеподібну планета
У листопаді 2017 роки команда вчених Європейської південної обсерваторії (ESO) оголосила , Що виявила землеподібну планету всього в 11 світлових роках від Сонячної системи. Вона отримала позначення Ross 128 b.
Після Проксіми b це друга по близькості до нас землеподібну планета з помірним кліматом. Температура на її поверхні повинна знаходитися в діапазоні приблизно між -60 і 20 ° C, повідомили вчені. Вони сподіваються виявити на ній життя.
Image caption Дістатися до нової землеподобной планети можна всього за 11 світлових років.
За словами вчених, зірка Ross 128 рухається в бік Землі, тому в майбутньому планета Ross 128 b відбере у Проксіми b першість в списку найближчих до Землі екзопланет. Астрономам відомі тисячі схожих на Землю планет, але всі вони розташовані значно далі.
У лютому 2017 НАСА оголосило, що виявило в 40 світлових роках від Сонячної системи сім нових схожих за своїми розмірами на Землю планет. Вчені зробили висновок, що на них теоретично може знаходитися вода, а на трьох з них навіть може бути життя.
Тоді заступник голови директорату наукових місій НАСА Томас Цурбюхен заявив, що виявлення другої Землі - це не питання "якщо", а питання "коли".
Цікаво, що в цих пошуках астрономи використовують сучасні напрацювання комп'ютерних технологій. Наприклад, за допомогою методу машинного навчання їм вдалося виявити планету розміром з Землю, названу Кеплер-80g.
Подальша інтеграція швидко технологій повинна прискорити і полегшити процес цих пошуків. Можливо, в результаті збудуться прогнози футурологів, і людство зможе створювати колонії на інших планетах.
Незалежно від цього з кожним роком стає все ясніше, що Земля не здатна підтримувати життя людства в колишніх темпах. Залишається шукати, або способи знизити споживання і забруднення на цій планеті, або новий будинок ...
Брак прісної води: відповідь витає в повітрі
У квітні 2017 року вчені з Каліфорнійського університету в Берклі і Массачусетського технологічного інституту оголосили , Що створили апарат, здатний збирати 2,8 л води в день на кожен кілограм абсорбенту, який в ньому використовується, всього за 20% вологості повітря.
Image caption Майже половина населення планети в тій чи іншій мірі страждає від нестачі прісної води
Це означає, що подібним пристроєм можна користуватися навіть в пустелі. Апарат вбирає вологу вночі, а вдень за допомогою сонячного світла вивільняє її у вигляді пари, який конденсується в рідину.
За даними, опублікованими на сайті ООН, 40% людства страждає від дефіциту води, і ця цифра з кожним роком тільки зростає. При цьому в земній атмосфері знаходиться одноразово 13 трлн літрів вологи, що рівноцінно 10% обсягу прісної води у всіх річках та озерах планети.
Вчені давно намагаються придумати, як добувати з повітря воду, проте винайдені раніше способи були занадто енерговитратних і вимагали більш високого рівня вологи в повітрі.
В цьому ж році американський стартап Zero Mass Water запустив продажу так званої "гідропанелі", працюючої від енергії сонця. За словами компанії, їх пристрій здатний добувати з повітря до 10 літрів рідини в день.
Крім того, Zero Mass Water також насичують вийшла питну воду кальцієм і магнієм.
У нинішньому своєму вигляді BioBag не може повністю замінити внутрішньоутробний розвиток, але хто знає, що медикам вдасться створити в майбутньому?