Автор: Грег Сател
Если взглянуть на типичное домохозяйство середины 20 века, то можно увидеть много знакомого: стиральные машины, пылесосы, автомобили, телевизоры. Но если переместиться ещё на 50 лет назад, в 1900 год, большинство из нас обнаружит совершенно чуждый и утомительный мир. Ежедневные хлопоты, такие как приготовление пищи и стирка, занимали много времени. Всё изменилось потому, что в начале 20-го века электричество и внутреннее сгорание полностью поменяли то, как мы живем, преобразовав города, дома, способ совершения покупок, приёма пищи, работы и практически все остальные аспекты повседневного существования.
Сегодня мы находимся на пороге схожего изменения, за исключением того, что не две, а три технологии готовы изменить мир: редактирование генов, новые вычислительные архитектуры и материаловедение только начинают выходить из лабораторий на рынок. Вместе они могут преобразовать наш мир не меньше, чем электричество и внутреннее сгорание, что положило начало 50-летнему буму производительности.
CRISPR
В 2006 году Дженнифер Дудне позвонила коллега из Калифорнийского университета в Беркли — Джиллиан Банфилд, с которой она была лишь шапочно знакома. Область научных интересов Бэнфилд — неизвестные бактерии, живущие в экстремальных условиях — была лишь косвенно связана с работой Дудны, изучавшей биохимию РНК и другие клеточные структуры.
Цель звонка состояла в том, чтобы привлечь Дудну к изучению нового явления, недавно обнаруженного в микробиологии — странной последовательности ДНК, обнаруженной в бактериях. Заинтригованная Дудна начала исследовать последовательности, названные CRISPR, в своей собственной лаборатории, и в 2012 году обнаружила, что они могут быть использованы в качестве нового мощного инструмента для редактирования генов. Сегодня CRISPR совершает революцию в геномике, полностью переосмысливая то, что считалось невозможным всего несколько лет назад.
В области здравоохранения CRISPR обладает потенциалом для лечения таких заболеваний, как рак, рассеянный склероз и серповидноклеточная анемия, и это лишь некоторые возможности, а ряд методов лечения уже одобрен для испытаний. Помимо этого, технология также используется в сельском хозяйстве для синтеза химических веществ, таких как пластмассы и топливо, и даже для хранения данных.
Постдигитальные вычисления (квантовые и нейроморфные)
За последние несколько десятилетий мы переживали разгар цифровой революции, которая в значительной степени движима законом Мура — нашей способностью постоянно удваивать количество транзисторов, которые мы можем втиснуть в кремниевую пластину. Тем не менее, теперь закон Мура замедляется и скоро перестанет работать. Таким образом, выяснение нового способа вычисления долгое время было основной областью исследований.
Сегодня мы находимся на пороге внедрения двух архитектур, которые могут заполнить этот пробел. Первая —квантовые вычисления, в которых используются субатомные эффекты для создания практически невообразимых вычислительных пространств. Вторая, называемая нейроморфными вычислениями, имитирует структуру человеческого мозга.
Квантовые вычисления особенно хороши для моделирования физических систем, таких как материалы и биологические системы, а также для массивных процессов оптимизации, например в большом финансовом портфеле. Нейроморфные чипы могут быть в миллионы раз эффективнее обычных процессоров, что делает их идеальными для таких задач, как граничные вычисления.
Как и в ранних цифровых компьютерах, у обеих технологий есть свои проблемы, и понадобится десятилетие или больше, чтобы их полное влияние стало ясным, однако они продвигаются вперёд чрезвычайно быстро. IBM недавно представила первую интегрированную систему квантовых вычислений для коммерческого использования, и мы можем ожидать появления нейроморфных чипов в промышленных средах в ближайшие несколько лет.
Материаловедение
Подумайте о любой серьезной проблеме, с которой мы сталкиваемся: материалы находятся в ее центре. Чтобы построить новое будущее в области экологически чистой энергии, нам нужны более эффективные солнечные батареи, ветряные турбины и аккумуляторы. Производителям нужны новые материалы для создания более совершенных продуктов. Нам также необходимо заменить материалы, подверженные сложностям в поставках, такие как редкоземельные элементы.
Традиционно разработка новых материалов была медленным, кропотливым процессом. Чтобы получить нужные свойства исследователям часто приходится тестировать сотни или даже тысячи материалов по отдельности. Это сделало исследование материалов непомерно дорогим для большинства отраслей.
Тем не менее, сегодня мы переживаем разгар материаловедческой революции. Мощные методы моделирования в сочетании с повышенной вычислительной мощностью и машинным обучением позволяют исследователям автоматизировать большую часть процесса обнаружения, значительно ускоряя разработку новых материалов, в некоторых случаях более чем в сто раз.
Чтобы получить представление о потенциальном эффекте, рассмотрите самолёт Boeing 787 Dreamliner. Во многом он похож на своего предшественника, за исключением того, что благодаря усовершенствованным материалам, разработанным компанией, он на 20% легче и на 20% эффективнее. Это оказывает значительное влияние, если принять во внимание мировой рынок авиации. Материаловедческая революция обещает принести пользу гораздо более широкому кругу отраслей.
Новая эра инноваций, в которую мы вступаем, вероятно, будет еще более трансформирующей, чем цифровая революция последних 30 лет. Некоторым это трудно представить, но факт в том, что мы все еще живем в физическом мире, и именно здесь создается основная ценность.
Грег Сателл — писатель и консультант по инновациям, чья последняя книга «Каскады: как создать движение, способствующее трансформационным изменениям» выйдет в печать в апреле 2019 года. Его предыдущую книгу, «Картографирование инноваций», называли одной из лучших бизнес-книг 2017 года.
Оригинал: Barrons
