Пятница будущего: итоги 2024 года

Приветствую! Вот и подошел к концу очередной год, поэтому по традиции предлагаю подвести его технологические итоги. Десять новостей о технологиях, которые были реализованы на том уровне, когда можно говорить об их работоспособности и готовности к массовому выпуску. То есть только тогда, когда технология действительно заработала. Не в лаборатории, не с обещанием решить вопрос редкоземельных материалов и необходимости использования космического вакуума и т.п. А то, что можно если не купить в магазине, то, по крайней мере, видеть работающим в реальных условиях.

Table of Contents

• Водозащита электроники от HZO
• Спутниковая связь со смартфонами
• Разрушение космических тел
• Генеративное видео от ИИ
• Киберкостюм для музыканта
• Реактор для «дожигания» вредных остатков
• Три большие новости Huawei
• Квантовый компьютер Google
• Уметь программировать больше не требуется
• Алмазный накопитель для «вечного» хранения

Водозащита электроники от HZO

Еще в начале года на выставке CES стартап из Северной Каролины продемонстрировал работающую технологию защиты абсолютно любой электроники от воды. Технология HZO пока все же не в полной мере может считаться серийной, но она работает, не требует каких-то дефицитных материалов и оборудования, так что в ближайшем будущем начнет появляться в электронике, требующей возможности работать под водой. Идея заключается в покрытии полимерной пленкой из парилена толщиной 2-2,5 мкм печатных плат и любых иных компонентов. Метод вакуумного осаждения позволяет наносить такую защиту без повреждения даже самой хрупкой электроники. Известный сейчас минус для массового рынка — длительность процесса, на мини-компьютер Raspberry Pi ушло 15 часов. Об успехах в преодолении этого препятствия мне новостей не попадалось, но почти уверен в том, что в следующем году мы узнаем больше о водозащищенных смартфонах.

Спутниковая связь со смартфонами

Еще одна технология, которая пока недоступна массовому пользователю, но во внедрении которой в самом ближайшем будущем сомневаться не приходится. В отличие от российских перспективных планов, компании SpaceX удалось продемонстрировать практическое достижение скорости связи между спутником и немодифицированным (это важно!) смартфоном, которое позволяет пользоваться Интернет-соединением практически без ограничений. Соединение со скоростью почти 17 Мбит/с было установлено между неназванной моделью Samsung с модемом 4G/LTE и одним из первых спутников Direct to Cell компании SpaceX. Известные сейчас ограничения — малое количество спутников, поддерживающих такую связь (группировка растет, так что это исключительно вопрос времени), и проблема ширины «луча» связи, формируемого ФАР спутника, что исключает возможность работы системы в зоне, где имеется наземная связь (местностей, где ее нет в принципе, на планете более чем достаточно).

Разрушение космических тел

Следующая новость скорее относится к 2023 году, но космические процессы, скорости и расстояния ведут к тому, что известия приходят с некоторым запозданием. На страницах «Пятницы будущего» я писал о проекте DART, опытном исследовании возможности отклонения астероидов, летящих к Земле, чтобы мы не повторили судьбу динозавров. Эксперимент оказался успешным, астероид Диморф изменил свою траекторию, так что DART уже можно было бы признать первым в истории человечества космическим аппаратом, который смог оказать влияние на полеты инопланетных гостей. Однако изучение снимков со спутника LICIACube, который был послан фиксировать результаты удара по Диморфу, дало основание предполагать, что DART стал первым рукотворным космическим аппаратом, который уничтожил космическое тело. Никакого Диморфа больше нет, вместо него по орбите движется скопление обломков. Не так красиво, как в фильмах и играх, но итог один — рукотворный планетоубийца у человечества уже есть. Он очень маленький, но очень важный.

Генеративное видео от ИИ

От разрушения — к созиданию. Генеративные нейросети за 2024 год проделали огромный путь и от анимированных картинок по несколько секунд дошли до полноценных короткометражных фильмов. Понятно, что пока без человеческой режиссуры и монтажа обойтись не получается, но это был год генеративного видео. Его итог как бы подводит компания Google, чья нейросеть Veo 2 была использована для создания двухминутной короткометражки The Heist. Люди трудились только над монтажом и звуком. И если показанный в феврале «фильм» про археологов от Open AI вызывал ощущение принятия веществ, расширяющих сознание за пределы известных измерений, то The Heist пусть и полон ляпов и некоторой несуразицы в темпе, но в пределах того, что бывает и в реальном кинематографе.

Киберкостюм для музыканта

Кстати, о музыкантах. В Российской академии музыки (РАМ) имени Гнесиных разработали киберкостюм, который может помочь музыкантам как научиться играть лучше, так и поддерживать навыки. Известно, что для того, чтобы хорошо играть, нужно вначале много времени потратить на приобретение моторных навыков, а потом для поддержания их на должном уровне тратить немало времени на тренировки. Однако в будущем музыкантам, вполне возможно, не будет требоваться тратить по несколько часов ежедневно на повторение гамм. Вместо этого они будут надевать костюм с нейротрекингом и функциональной электростимуляцией. В Центре развития творческих компетенций РАМ был создан программно-аппаратный комплекс, который в виртуальной реальности позволяет воспроизводить тактильные ощущения с точностью до 85% и даже передавать моторные навыки. В эксперименте удалось обеспечить такую передачу для игры на барабанах. Таким образом, уже в довольно скором времени можно будет упростить обучение игре на новых инструментах, а также быстрее восстанавливать утраченные навыки. Разумеется, есть определенные ограничения по типам инструментов, да и необходимости наличия музыкального слуха и прочих требований к музыканту это не отменяет, но сам эксперимент крайне интересен.

Реактор для «дожигания» вредных остатков

Другая интересная российская разработка — это идея по сжиганию в реакторах на быстрых нейтронах вырабатываемых в «обычных» реакторах элементов нептуния и америция. Эти два элемента, расположившиеся в периодической таблице Менделеева справа и слева от плутония, рассматриваются как перспективные «минорные актиноиды», но пока что являются крайне неудобным побочным продуктом отработанного ядерного топлива. Именно они обеспечивают долговременную опасность ядерного топлива, в то время как прочие продукты распада в нем дали бы относительно приемлемые ~300 лет опасности. Против сотен тысяч — заметная разница. В реакторах на быстрых нейтронах эти актиноиды не вырабатываются, поскольку сгорают в процессе. Таким образом, довольно очевидной идеей было взять эти элементы из отработанного ядерного топлива и отправить в реактор БН-800, где они бы стали частью топлива, а после «дожигания» оставили бы обычные продукты распада. Впрочем, путь от идеи до воплощения в ядерной энергетике никогда не был близким и простым, но на этой неделе реактор БН-800 из состава Белоярской АЭС вышел на 100% мощности после загрузки нового ядерного топлива, в который были добавлены «излишки» нептуния и америция. Таким образом, на практике началось промышленное «дожигание» этих вредных элементов. Стоит отметить, что на данный момент в мире нет других действующих реакторов этого типа, но натриевые реакторы критикуются за дороговизну в строительстве и эксплуатации, причем последняя связана с большей стоимостью топлива. Так что добавление минорных актиноидов может давать еще и коммерческую выгоду, делая реактор БН-800 более конкурентным.

Три большие новости Huawei

От российских новостей — к новостям нашего большого восточного соседа. А если точнее, то не всего Китая (хотя для него это тоже архиважные достижения), а одной конкретной компании. Huawei заслуженно получает звание технического ньюсмейкера года, обойдя Илона Маска с его прожектами. Все дело в осенних презентациях, где компания сумела показать сразу три принципиально важные вещи. Во-первых, первый в мире смартфон, при создании которого использовались технологии, разработанные исключительно в Китае. Hauwei Mate 70, может, и не так примечателен как флагман, но если задуматься о том, каких сверхусилий потребовало создание такого аппарата не просто внутри одной компании, а внутри одной страны, стоит отметить, что никакой iPhone рядом не стоял. Во-вторых, не каждый год на рынок выводят принципиально новую ОС. Huawei же показала Harmony OS Next, и хотя она и похожа на Android, начиная с уровня ядра им не является. Я не очень верю в то, что эта ОС имеет большое будущее (если только санкционные войны не станут всеобъемлющими и мир не распадется на враждующие технологические лагери), но внимания она заслуживает. Как и аппарат Huawei Mate XT. Я не знаю, зачем в реальном мире нужна такая конструкция аппарата, но выглядит впечатляюще. Смартфон года, который уже вписался в историю, и неважно, какие у него будут продажи.

Квантовый компьютер Google

Буквально под занавес года компания Google представила очередной квантовый компьютер, который примечателен тем, что должен быть избавлен от одной из главных проблем машин подобного класса. Модель под названием Willow не только прибавила в производительности (если в 2019 году Google обещала превзойти суперкомпьютеры в соотношении 3 минуты против 10 тысяч лет, то теперь это 5 минут против 10 септимиллионов), но и получила систему, которая избавит ее от накопления ошибок. Кубиты склонны к ошибкам из-за скорости обмена со своей средой, который настолько быстр, что обычные системы не годятся для отлавливания таких ошибок в реальном времени. В Willow встроена квантовая система проверки на ошибки, которая обеспечивает проверку в реальном времени. В результате корпорация заявляет, что вместе с размером в 105 кубитов это дает наилучшую в классе производительность и позволит использовать квантовый компьютер в «полезных», а не только в классических математических вычислениях.

Уметь программировать больше не требуется

GitHub квантовыми компьютерами не пробавляется, но представил сервис, который в ближайшие годы может изменить наши представления о том, какие компетенции требуются для того, чтобы получить собственное полезное приложение. Сервис Spark позволяет не просто упростить процесс создания приложений, а вообще отказаться в нем от таких вещей, как написание кода и его компиляция. Вот описание от создателей: «Всё начинается с идеи. В детстве у нас их тысячи — некоторые глупые, некоторые сумасшедшие. Сегодня мы представляем GitHub Spark, продукт, который позволяет вам опробовать их все. Работающий на естественном языке, он закладывает основу для нашего видения — помочь 1 млрд человек стать разработчиками. Речь идёт о развлекательном и персональном программном обеспечении, а не о корпоративных приложениях для повышения производительности». В Spark имеется три составляющих: редактор для описания и уточнения идей приложения на естественном языке; управляемая среда выполнения, в которой находятся эти микроприложения, хранилище данных и доступ к LLM; панель управления с возможностью запуска приложений и пересылки. Что касается нейросетей, то сейчас можно выбирать между Claude Sonnet 3.5, GPT-4o, o1-preview и o1-mini.

Алмазный накопитель для «вечного» хранения

И последнее — о вечных ценностях. Всю свою историю человечество мучается проблемой, как донести свои знания до потомков. И в этом вопросе, с точки зрения вечности, мы не очень-то далеко ушли от древних египтян, поскольку ни один современный архив без перезаписи не сможет сохраниться дольше, чем вырубленная в камне запись. И, возможно, мы все так же будем вырубать наши знания в камне. Во всяком случае, группа китайских исследователей предложила использовать для длительного хранения данных накопители, в которых информация будет храниться на алмазных носителях. Т.е. буквально на кристалле алмаза будет гравироваться череда отметок, которую можно будет считать лазером, подобно тому, как сейчас это реализовано в оптических дисках. При этом преимуществом станет разве что высокая прочность алмаза и возможность практически бесконечного хранения подобных накопителей. Плотность записи потенциально составит 1,85 ТБ на кубический сантиметр, но это потенциально, при усовершенствовании системы записи. Зато никаких проблем с многократным чтением и хранением следующую пару тысяч лет. Проблема в другом. Стоимость самих алмазов меркнет на фоне того, во сколько обойдется оборудование для чтения и записи данных на такие накопители, поскольку единственным подходящим средством видятся сверхбыстрые лазеры с длительностью импульса около 200 фемтосекунд. С другой стороны, чисто коммерческого использования технология не подразумевает, рассматривается только схема, при которой длительность и надежность хранения информации имеет приоритет над всем прочим.

А вам какие научно-технические достижения 2024 года запомнились больше других?