"Bilim ve Teknolojinin Zirvesi 3" piyasada ve gelecek on yılda yeniliğin yönünü ve geleceğini tahmin ediyor
"Saat ibresi 2013'e geri dönerse, derin öğrenmenin bu AI dalgasının borusunu çaldığını hayal eder miyiz? Bir yıl sonra doğacak olan düşman sinir ağının, makinenin hayal gücünün, yaratıcılığın kanatlarını takmasına izin vermesini bekleyebilir miyiz? Bir sel gibi patlıyor mu? 2 yıl sonra, 20 yıldır pekiştirmeli öğrenmeyi "kutu" altında tutan bir teknolojinin, insan zekasının zirvesini temsil eden Go alanında insan şampiyonunu yenebileceğini tahmin ettiniz mi? Çığır açan teknolojiyi yeniden incelememiz gerekiyor mu? Evrimsel tarih ve sonra derinlemesine düşünme, bir sonraki çığır açan teknoloji geldiğinde ne yapmalıyım?
Wu Gansha (Uisee Technology'nin kurucu ortağı ve CEO'su)2001'den beri, MIT Technology Review her yıl "10 Çığır Açan Teknoloji" (TR10) yayınlıyor ve büyük ölçekli ticarileştirme potansiyelini ve bunun insan hayatı ve toplum üzerindeki önemli etkisini tahmin ediyor .
Bu teknolojiler, mevcut dünya bilim ve teknolojisinin sınırlarını ve gelecekteki gelişme yönlerini temsil etmekte, son yıllarda dünya bilim ve teknoloji gelişiminin yeni özelliklerini ve yeni eğilimlerini yansıtmakta ve geleceğe yönelik araştırma yönlerini yönlendirmektedir. Bu teknolojilerin birçoğu pazara girmiş, endüstriyel teknolojilerin gelişmesine öncülük etmiş ve ekonomik ve sosyal kalkınmayı ve teknolojik yeniliği büyük ölçüde teşvik etmiştir.
"Bilim ve Teknolojinin Zirvesi 3", 2009'dan 2018'e kadar 100 çığır açan teknolojiyi sıralar ve bunları teknik özelliklere göre yapay zeka, insan-bilgisayar etkileşimi, donanım ve algoritmalar, model yeniliği, bulut ve veri, robotlar, enerji, malzemeler ve biyotıp olarak ayırır. Yurtiçi ve yurtdışındaki yetkili teknik uzmanlar ve yatırımcılar, bazı alanlardaki teknolojilerin özellikleri, endüstriyel uygulamaların statükosu, gelecekteki gelişme eğilimleri ve genetik ve genetik gibi alanlardaki yatırım potansiyeli hakkında yorum yapmaya ve ileriye dönük yatırım ve bilimsel araştırma rehberliği ve önerileri sunmaya davet edilmektedir.
Kitap, aynı zamanda, bir zamanlar parlak olan, sonra gerileyen ve yavaş yavaş ortadan kaybolan teknolojilerin arkasındaki nedenleri ve sorunları da analiz ediyor.Teknoloji ve endüstriyel gelişmenin analizi yoluyla, okuyucuların ufku genişliyor ve okuyucular yeni teknolojilerin ve yeni endüstrilerin geleceğini tahmin ediyor. Trend, rehberlik ve öneriler sağlar.
Bu çığır açan teknolojiler on yıl içinde nasıl gelişecek? Büyük ölçekte ticarileştirme nasıl sağlanır? Gelecek trendi nedir?
01 Yapay zeka, "hendek yiyip bilgelik yetiştiren" bir makine
20. yüzyılın başlarında insanlar, makinelerin insanlar gibi düşünme olasılığını hayal etmeye başladılar, ancak 21. yüzyıla girdikten sonra yapay zeka (AI), özellikle derin öğrenme alanındaki makine öğrenme yöntemlerinden dolayı gelişmeye başladı. Atılımlar, bilgisayar donanımının hızlı gelişimi ve bilginin patlayıcı büyümesi.
Makine öğrenimi, bilgisayarların büyük miktarda gerçek deneyim, bilgi ve vakalardan öğrenmesine ve daha sonra bir insan gibi "bir hendek yemesine ve bir bilgelik geliştirmesine" olanak tanır. Gelecekte aynı sorunla karşılaştığında, bilgisayar öğrenilen deneyimi doğru yapmak için kullanabilecektir. Yargı.
Derin öğrenme, yapay zeka alanındaki mutlak kozdur. Büyük miktarda veriden öğrenmek, gelecek hakkında tahminlerde bulunmak ve makineleri daha akıllı hale getirmek için çok katmanlı yapay sinir ağlarını kullanır.
Takviyeli öğrenme, son yıllarda makine öğrenimi alanında da sıcak bir teknolojidir ve bilgisayarların, açık bir rehberlik olmadan insanlar gibi özerk bir şekilde öğrenmesini sağlar. Yeterli miktarda öğrenmeye ulaştıktan sonra, pekiştirmeli öğrenme sistemi nihayet doğru sonucu tahmin edebilir ve doğru kararı verebilir.
İster derin öğrenme ister pekiştirmeli öğrenme olsun, belirli bir seviyeye geldikten sonra bir sorunla karşı karşıya kalırlar: ana makine öğrenimi yöntemi hala kaba kuvvet hesaplamasından kaynaklanmaktadır ve sistemi eğitmek için büyük miktarda veriye son derece bağımlıdır.
Tartışmalı sinir ağı (GAN), son yıllarda bu sorunu çözme potansiyeli en yüksek olan önemli bir makine öğrenme modelidir.İlke, iki yapay zeka sisteminin süper gerçek orijinal görüntüler veya sesler oluşturmak için birbirleriyle rekabet edebilmesidir. GAN, makinelere yaratma ve hayal etme yeteneği verir ve ayrıca makine öğreniminin verilere olan bağımlılığı azaltmasına izin verir, bu da yapay zeka için bir dönüm noktasıdır.
Şekil | Tartışmalı Sinir Ağı Prensibi
Şekil | Makine Öğrenimi Modeli
Teknolojik atılımlarla, yapay zekanın ticari uygulamaları tamamen gelişiyor. Bunlar arasında MIT Technology Review, Tesla Autopilot (2016), sürücüsüz kamyonlar (2017) ve görüntü tanıma gibi otonom araçların performansını iyileştirmek için yapay zekayı kullanan en çığır açan uygulamaları değerlendiriyor. Apple Pay (2015), yüz ödeme (2017) ve Babel balık kulak tıkaçları (2018) gibi ses tanıma gibi.
02 İnsan-bilgisayar etkileşimi, "iletişim engelleri" sorununu çözmek için doğdu
İnsan-bilgisayar etkileşimi teknolojisi, insanları ve bilgisayarları birbirine bağlayan bir köprüdür. Asıl görevi, insan bilgilerinin ve ihtiyaçlarının bilgisayarlara rahat, hızlı ve doğru bir şekilde aktarılması ve ardından bilgisayarların sonuçlarının insanlara geri bildirilmesidir.
En eski insan-bilgisayar etkileşimi arayüzü basit bir klavye ve fareydi. İnsanlar bazı karmaşık matematik problemlerini hesaplamak için üstün hesaplama gücüne sahip bir "araca" ihtiyaç duyuyordu.
Donanım ve işletim sistemlerinin geliştirilmesiyle, bilgisayarların rolü artık bilgi işlemle sınırlı kalmamakta, üstün bilgi işlem gücüne dayalı olarak bazı karmaşık sorunları da çözebilmektedir. Bu noktada, bilgisayara sadece hangi problemi hesaplamak istediğimizi söylememiz gerekmiyor, bazen daha fazla problem tanımı girmemiz gerekiyor ve bu sefer birden çok bilgisayar dili beliriyor.
"İletişim engeli" ni daha da çözmek için insan-bilgisayar etkileşimi teknolojisinin gelişme trendi daha verimli bir yönde gelişiyor.En eski yenilikler yazılım tarafında ortaya çıktı.Sabir robotlara dayalı olarak geliştirilen Siri gibi akıllı yazılım asistanları yağlayıcılar gibidir. İnsan-bilgisayar etkileşiminin verimliliğini ve deneyimini geliştirin.
Daha sonra, insan-bilgisayar etkileşimi teknolojisinin arayüzü, yavaş yavaş iki boyutlu elektronik ekrandan fırladı ve üç boyutlu hale geldi. Ses tanıma, görüntü işleme ve VR / AR teknolojisinin yardımıyla, arayüz donanım teknolojisindeki yeniliklere ve atılımlara dayanarak, insan-bilgisayar etkileşimi duyularımızla ilişkilendirilmiştir.
Şekil | İnsan-bilgisayar etkileşiminin çeşitli yolları
Geçtiğimiz on yılda, Massachusetts Institute of Technology Review'un çığır açan on teknolojisinden biri olarak seçilen insan-bilgisayar etkileşimi teknolojisi, bilgi işlemeyi, giriş ve çıkış arayüzlerini ve etkileşimli platformları kapsıyor. Bu zaten insan-bilgisayar etkileşimi teknolojisinin ana parçası ve aynı zamanda İnsan-bilgisayar etkileşimi teknolojisi, sürekli bir hızda ve kapsamlı bir gelişimle bir sonraki gelişim aşamasına girecek.
03 Film ve romanlardan çıkan "Robotlar"
Son yıllarda yapay zeka, Nesnelerin İnterneti, insansız sürüş ve akıllı ulaşım gibi yeni teknolojilerin yükselişiyle birlikte robotlar giderek çeşitli şekillerde insanların günlük yaşamlarına girmeye başlamış, çeşitli ev robotları ve hizmet robotları birbiri ardına ortaya çıkmıştır. Ev süpürme robotları, makul fiyatları nedeniyle binlerce haneye ilk giren robotlardır.Belirli bir zeka düzeyine sahiptirler ve odadaki yeri süpürme, paspaslama gibi temizlik görevlerini otomatik olarak tamamlayabilirler.
Duygusal robotlar, son yıllarda ortaya çıkan yeni bir türdür Algoritmik teknoloji, robotlara sevinç ve üzüntüyü ifade etme, tanıma ve anlama, taklit etme, insan duygularını genişletme ve genişletme, çocuklara ve yaşlılara eşlik edebilmeleri için "duygular" verir. Ünlüler Sonynin Aibo robot köpeği ve SoBankın Pepper robotudur.
İnsanları temel alan insansı tam vücut robotları, şu anda robotların en ileri araştırma alanı ve aynı zamanda robotik ve yapay zekanın nihai hedefi.
Geçtiğimiz on yıl içinde, Baxter mavi yakalı robotlar, bilgi paylaşım robotları ve hünerli robotlar dahil olmak üzere robotikle ilgili alanlarda altı teknoloji, MIT Technology Review'un çığır açan ilk on teknolojisi olarak seçildi. Robotların uygulama alanları sürekli genişliyor ve tamamlanabilen görevler giderek daha karmaşık hale geliyor.
Şekil | Robotik alanındaki ilgili teknolojiler
04 Yeni enerji teknolojisi, artık dikkat "kıyamet günü yargılamasından" kaçınabilir
İklim değişikliğinin son hükmü, insan kaderinin "büyük sınavı" ile karşılaştırılırsa, 21. yüzyıl daha önceki en acımasız sınav olacaktır. 1997'de insanlık, gelişmiş ülkeleri emisyonların azaltılması için bağlayıcı olan ilk "gözden geçirme planı" olan "Kyoto Protokolü" nü formüle etti.
Protokole göre başlangıçta 2050 için planlanan emisyon hedeflerini 2400 yılına kadar tamamlayamayacağız. Bu büyük sınavla uğraşırken, sadece "gözden geçirme planı yapma" konusunda hedeflere ulaştığımız ve uygulama seviyesinin ciddi şekilde geride kaldığı söylenebilir.
Temiz enerji teknolojisinin gelişimi "uzun Ar-Ge döngüsü" ve "yüksek sermaye talebi" özelliklerine sahip olmasına rağmen, İnternet BT teknolojisinin hızlı başlangıcını, yinelemesini ve genişlemesini sağlayamayacak durumda, ancak son on yılda birçok yeni enerji kaynağı doğdu teknoloji. Bazıları piyasaya çıktı ve bazıları hala daha fazla ticarileşme sürecindedir. Başarı ya da başarısızlıktan bağımsız olarak, hepsi insanlığın kıyamet kararından kurtulmak için aralıksız çabalarını temsil ediyor.
Olgun enerji teknolojilerinin temiz dönüşümü, güneş yakıtının temsil ettiği temiz yakıt ve sıfır karbon emisyonlu doğal gaz enerji üretim teknolojisinin temsil ettiği temiz yanma sonucu açısından, birbiri ardına mükemmel araştırma sonuçları ortaya çıkmaktadır.
Yeni enerji güç üretim teknolojisinin gelişimi açısından şunlar vardır: ışığı hapseden güneş enerjisi üretimi, ultra verimli güneş enerjisi, çok bantlı ultra verimli güneş enerjisi ve güneş termal fotovoltaik hücreleri. İstisnasız hepsinin teoride büyük yenilikleri var Şimdiye kadar sıradan silisyum fotovoltaik hücrelerin durumunu sarsabilecek yeni bir güneş pili teknolojisi olmamasına rağmen, görünüşleri şüphesiz güneş fotovoltaik teknolojisinin geleceğini temsil ediyor. Geliştirme yönü. Sanayileşme açısından, üretim süreci ilerledikçe silikon fotovoltaik hücrelerin maliyeti düşmeye devam ediyor. Temsilcilerden biri SolarCity'nin süper fabrikasıdır.
Yeni enerjinin kararsız özellikleri vardır. Bu, her zaman istikrarlı enerji girişine dayanan şebekeye küçük bir zorluk getirmedi. Yeni enerjinin gelişimine uyum sağlamak için, elektrik şebekesinin temsil ettiği güç sistemi, yeni enerjinin erişim oranını artırmalı ve istihbarata doğru ilerlemelidir. Elektrik şebekesi bileşenleri düzeyinde, transformatörlerin ve devre kesicilerin yükseltilmesi teknolojik yeniliği tamamladı ve sadece pazar uygulamalarını bekliyor. Şebeke düzeyinde akıllı tahmine dayalı analiz, akıllı donanım, yapay zeka ve büyük verinin bahar esintisiyle tüm hızıyla gelişiyor. Öte yandan, kısmen şebekenin dışında kalan bağımsız bir mikro şebeke, temiz enerji enerji üretimi için en uygun elektrik şebekesi şekli olarak kabul edilir ve dünya çapında denenmiştir.
05 Gelişmiş malzemeler insan yaşamını değiştirir ve sosyal gelişime yardımcı olur
1970'lerde malzeme, bilgi ve enerji sosyal medeniyetin üç ayağı olarak listelendi. Tabii ki, bilgi ve enerjinin gelişimi, malzemelerin yenilikçiliğinden ve ilerlemesinden de ayrılamaz. Yarı iletken elektronik bileşenler, manyetik depolama ortamı ve kablo ve optik fiber iletişimlerinin tümü, bilgi işlevli materyallerin yükseltilmesine dayanır; pil malzemeleri, hidrojen depolama malzemeleri ve süper iletken malzemeler, insanlığın yeni enerji kaynaklarını açması için net talimatlar sağlar.
Şekil | Malzeme alanındaki bazı teknolojiler
Malzemelerin gelişimi ve teknolojik ilerleme birbirinden ayrılamaz. Malzeme performansının iyileştirilmesi, bilimsel ve teknolojik ilerlemeyi teşvik etmiştir.Örneğin, batarya malzemelerinin kapasitesindeki artış, elektrikli araçların dayanıklılığını daha da güçlendirmektedir. Teknolojideki gelişmeler, malzeme performansının gelişmesine ve yeni malzemelerin ortaya çıkmasına da yol açmıştır.Örneğin, 3D baskı teknolojisinin ortaya çıkışı, yapısal malzemelerin performansını optimize etmektedir. İnsanın malzemeleri tanıma ve kullanma yeteneğinin, toplumun biçimini ve insan yaşam kalitesini belirlediği söylenebilir.
Şekil | Mikro 3B baskı ile hazırlanan nanoyapılı seramikler
06 Biyotıp, hasarı belirlemek için bilgeliği kullanın ve hasarı tersine çevirmek için teknolojiyi kullanın
Zaman ölçeğini genişletin, tüm yaşam değişimlerden gelir. Mutasyon durmadı ve durmayacak ... Aradaki fark, bu sefer her birimizin mutasyonun doğrudan kurbanı olabileceğimizdir. Bir zamanlar yetenekli olanlarla ve yaşamın potansiyel yıkıcılarıyla karşı karşıya kalan insanlar, onları tanımlamak için bilgeliği kullanmayı ve gerektiğinde hasarı tersine çevirmek için teknolojiyi kullanmayı seçiyor.
Doğa insanı yarattı ve şimdi insanlık doğaya direnmek için teknolojiyi kullanıyor. Son yıllarda, enerji, malzeme, bilgi işlem ve İnternet dahil olmak üzere bilim ve teknoloji endüstrileri hızla gelişti ve bunların arasında biyomedikal alan önemli ilerleme kaydetti. Geçtiğimiz on yıl içinde, "MIT Technology Review" biyotıp ile ilgili temel olarak kök hücre araştırması, beyin bilimi ve tespit yöntemlerini kapsayan 14 çığır açan teknoloji belirledi.
Şekil | Biyomedikal ile ilgili teknolojiler
Kök hücreler, kendilerini kopyalayabilen ve diğer doku ve organları yenileme potansiyeline sahip farklılaşmamış hücrelerdir.Kök hücreler, kendi bölünmeleri ve farklılaşmaları yoluyla sadece daha fazla kardeş oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda diğer önemli vücut hücreleri veya organlarında da uzmanlaşırlar. .
Embriyonik kök hücreler, yetişkin kök hücreler ve indüklenmiş pluripotent kök hücreler birlikte "tükenmez ve tükenmez" "tohum bankamızı" oluşturur ve bize yaşamın B Planını sağlar.
Organoidlerle ilgili araştırmalar 40 yıl öncesine kadar izlenebilir, ancak kök ve öncü hücrelerin izolasyonu ve erken yüksek verimli tarama teknolojilerinin sınırlamaları nedeniyle hızlı bir gelişme sağlanamamıştır. Son yıllarda, uyarılmış pluripotent kök hücre teknolojisinin ilerlemesiyle, araştırmacılar çok sayıda kök hücre elde etmek için bir kısayol elde ettiler ve organoid araştırmaları da hızlı şeride girdi.
Organoidlerin uygulanması için, beklenmedik bir şekilde, araştırmacılar olası organ nakline öncelik vermediler, ancak hacim olarak normal organ veya dokulardan uzak organoidlerle klinik deneyler yapmak için "küçük bir hedef" belirlediler. Şubat 2018'de Science'da yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, kanser ilaçlarını test etmek ve ilaçlara hastanın tepkisini tahmin etmek için laboratuvarda insan tümöründen türetilmiş organoidler yetiştirdiler.
Pek çok organoid arasında beyin organoidi en ilgili olanı olarak kabul edilebilir. Duygularımız, davranışlarımız, kararlarımız ve hatta insan uygarlığının tarihinin tamamı bu hücre grubu tarafından belirlenir ve beyin organoidleri, "insanları insan yapan şeyin" sırrını açığa çıkarmanın mükemmel bir yoludur.
Sağlık farkındalığının artmasıyla birlikte, insanların tespit yöntemlerine duydukları ihtiyaç daha net ve doğrudandır.İnsanlar kişisel ihtiyaçlarını açıkça ifade ederek hızlı, verimli, doğru, güçlü süreklilik, daha az insan katılımı ve daha az müdahale gerektiren bir yöntem ararlar. Tek bir izleme ve test aracında çeşitli avantajlar. İmplante edilebilir çip, bu talebi mükemmel şekilde karşılar. Diyabet gibi kronik hastalıklar için, hastaların uzun süreli kan şekeri izlenmesine ve insülin konsantrasyon değişikliklerine ihtiyacı vardır. Hastanın cildinin altına belirli biyobelirteçleri (insülin gibi) tespit etmek için kullanılan bir dizi elektronik bileşen implante edilerek, izleme her gün kan almaya gerek kalmadan tamamlanabilir.
07 Genetik araştırma, insanların hayatı daha iyi anlamasını sağlar
Hayatı yorumlamak için önce DNA'nın bileşimini ve sırasını anlamakla başlamalıyız. 1990'da ABD İnsan Genom Projesini başlattı. Proje yaklaşık 20 yıl sürdü ve 3 milyar ABD dolarından fazlaya mal oldu. Art arda ABD, İngiltere, Japonya, Fransa, Almanya ve Çin'den oluştu. Ülke tamamlamaya katılır. İnsan Genomu Projesi'nin geliştirilmesi, insanlığın yaşam bilimleri anlayışını biyoinformatiğin hakim olduğu yeni bir çağa başarıyla getirdi ve aynı zamanda genetik tanı ve kişiselleştirilmiş tıbbın kapısını açtı. İnsan Genom Projesinin temel tamamlanmasıyla, insanlar bireysel yaşam planlarını haritalama yeteneğine sahip olurlar.
İnsanların, genler, hastalıklar ve diğer işaretler arasındaki karmaşık ilişkiyi bulmaya çalışan bireyler arasındaki genetik "kod" farklılıklarını karşılaştırmak konusunda şüpheleri vardır. Hücreleri sökmekten hayata bakmaya, yaşamı anlamak için hücreleri sentezlemeye kadar. Bilim ve teknolojinin son on yılında, insanlar genleri keşfetmeyi asla bırakmadı.
Gen sıralaması, yaşamın kodunu ortaya çıkaran bir kod kitabı gibidir, ancak nihayet yaşam kodunun görünüş, düşünce ve davranışla nasıl ilişkilendirileceği yorum gerektirir.Bu tam olarak biyolojik büyük verinin yapması ve karmaşıklığı bulması gereken şeydir. Yangchun ve Baixue arasındaki ilişki doğrudan sıradan insanların önünde gösterilebilir.
Mevcut sıralama pazarı için, bilimsel araştırma ve tüketici pazarlarının gerektirdiği başlıca iki tür genetik test vardır.
Şekil | MinION DNA sıralayıcı 100 gram ağırlığındadır ve USB'den güç alır
Bilimsel araştırma düzeyi için, profesyonel sıralama, teşhis ve tedavi için doğru genetik veriler sağlar, ancak her zaman yüksek ve düşüktür ve "temelli" değildir.
Sıradan insanlar için, ataların nereden geldiği, yüksek tansiyon ve diyabet riskinin ne kadar yüksek olduğu ve hatta birinin ne kadar uzun ve uzun yaşayabileceği gibi, kendini yorumlamak daha çok meraktan kaynaklanıyor. Onlar için, doğru tüm genom dizilemesi aşırılık gibi görünüyor ve bu nedenle, son yıllarda, özellikle 40 yaşın altındaki insanlar için tüketici sınıfı gen dizilimi gelişmeye başladı. Tüketici sınıfı gen dizilimi çoğunlukla tükürük yoluyla elde edilir ve bu daha sonra hastalık risklerini anlamak için kullanılır.
Tüketici düzeyinde gen dizilemesinin yalnızca tüketicilerin ilgilendiği genetik bilgileri çıkarması ve yalnızca sıralama ve depolama için önemli eksonları seçmesi gerekir, bu da sırayla dizileme maliyetini düşürür.
Sıralama teknolojisinin ilerlemesiyle, insanlar kendilerini dünyayı anladıkça anlıyorlar. Bilim adamları, genetik bilgiyi yeniden yazabilen bir fırça buldular. Genom düzenleme teknolojisinin gelişimi ve olgunluğu, düzenleme sürecini verimli ve kapsamlı hale getirdi. Düzenleme nesneleri DNA'dan RNA'ya, çift şeritlerden tek bazlara kadar çeşitlilik gösterir. Gen düzenleme teknolojisi sözde yeniden yazmaktadır. "Hedef", hayata sınırsız olanaklar ve umut getirir.
Şekil | Yaşam sürecini anlamak
