Наука-2014: когда ждать в магазинах нанороботы, таблетки от смерти и беспилотные авто

Новости нанороботов

Никто (кроме нанолуддитов) не станет спорить, что за нанороботами будущее. С их помощью можно лечить болезни, создавать оружие — в общем, делать мир совершеннее. Нанороботы — отличные ребята во всем, кроме одного: существуют они пока только в сериале «Революция».

С одной стороны, вроде бы с ними все ясно: принципиально их строение не отличается от строения роботов нормального размера. То есть имеется система, приводящая робота в движение, передатчик, возможно, небольшой компьютер (если мы хотим, чтобы робот был достаточно автономным).

Проблема заключается в том, что для обычных роботов большинство этих деталей можно купить по Интернету, а для роботов с приставкой «нано» этих вещей еще не существует в природе, все-таки речь идет о наномасштабах. Да и квантовые эффекты совсем рядом, что еще сильнее усложняет дело.

Скажем, как может быть устроена система, приводящая наноробота в движение? Наномоторы в природе встречаются сплошь и рядом: они приводят в движение жгутики бактерий и сперматозоидов. Но принципы производства таких моторов непонятны. У природы на их разработку были миллионы лет, у ученых — от силы три года (на большее грант не дадут).

В феврале ученые из Пенсильванского университета сообщили, что им удалось заставить работать наномотор внутри живой клетки. Но не все так радужно. Во-первых, длина наномоторов, сделанных из золота и рутения, — около 3 микро­метров (миллионная доля метра), а это заметно больше нанометра (миллиардная доля метра). Во-вторых, управляли ими с помощью ультразвука и магнитного поля. Конечно, сам факт того, что ученые смогли двигать что-то внутри живой клетки, удивляет, но куски металла, движущиеся под воздействием ультразвука, — это разве мотор? Это же нанокурам на смех!

Если все вышеперечисленные проб­лемы удастся решить, перед инженерами встанет еще одна задача, совершенно иного плана. Если мы хотим, чтобы нанороботы лечили людей, это должны быть не единичные истории из лаборатории какой-нибудь IBM, а массовое производство, практически на развес. Однако в этом вопросе нет консенсуса даже относительно концепции такого производства, не говоря уже о технологии. Если снова обратиться к опыту природы, то самый лучший вариант — заставить нанороботов воспроизводить самих себя. Но пока это фантастика.

Другой вариант — печатать роботов. Используют же, например, метод литографии для создания на кремниевой подложке миллиардов транзисторов за раз. В этом направлении наблюдаются подвижки. Так, например, в 2009 году роботов предложили печатать, нарезать и складывать наподобие оригами. В результате получается, конечно, машина миллиметрового размера, но сама технология может быть масштабирована. По крайней мере, так считают ее создатели.

В общем, если подводить итог, то дела в наноробототехнике пока не обстоят никак. По сути, такая дисциплина не сущест­вует и не будет существовать еще долгое время.

Новости макророботов

В отличие от нанороботов, технологии производства домашних роботов проще и понятнее. Более того, десятки моделей производятся массово, самая известная из них — робот-пылесос Roomba от iRobots. Эта же компания предлагает всем желающим комплект Create – тот же Roomba, но без пылесоса. Пользователи могут проявлять креативность, устанавливая на робота камеру и используя ее для съемок роликов (скажем, с котами).

Roomba

И это все. То есть других доступных по цене и массово производимых домашних роботов не существует. С одной стороны, конечно, роботы собирают даже студенты на специальных фестивалях — механическая часть таких машин общедоступна. Да и выполнение работ по дому не кажется неподъемной с точки зрения программирования задачей. Так почему же мы не видим роботов у себя дома?

Ответ очень прост. Несмотря на то что технологии есть, не существует продукта, который бы мог завоевать рынок. Ведь смартфоны с сенсорными экранами тоже придумали не в Apple, однако именно iPhone стал тем самым продуктом, который пришел в каждый дом.

■■■■■

Японская компания Sinfonia Technology разработала робота для мытья солнечных панелей (ведь в доме будущего просто обязаны быть солнечные панели). Главным его достоинством является то, что он способен переползать с панели на панель, которые расположены на расстоянии до 50 сантиметров друг от друга. Разница по высоте у панелей может составлять до 30 сантиметров, а угол наклона плоскости — до 30 градусов. Производить робота планируется в «ближайшем будущем».

Sinfonia Technology

■■■■■

Американская компания Five Elements Robotics создала робота Budgee, который может помогать переносить людям тяжести, в том числе и во время похода по магазинам. По сути, это такая роботизированная корзина для покупок, которая в состоянии донести 22 килограмма. Робот сам не способен к навигации, но может распознавать владельца и следовать за ним. Купить такую штуку можно будет осенью 2014 года.

Budgee

■■■■■

Компания Unbounded Robotics сконструировала робота-помощника UBR-1, который может перемещаться и таскать грузы. «Голова» робота оснащена полноцветным стереодатчиком и стереомикрофоном для ориентации в пространстве наравне с набором лазерных дальномеров. Главный плюс — дешевизна по сравнению с конкурентами: всего 35 тысяч долларов. Его тоже можно будет купить в 2014 году. Правда, робот способен поднять не более 1,5 килограмма, так что пользы от него не особенно много.

UBR-1

Все эти роботы далеки от концепции универсального робота-помощника, призванного освободить человека от домашней рутины. Пока производители не могут сойтись даже в том, как должен выглядеть такой робот. Вопрос этот гораздо серьезнее, чем может показаться на первый взгляд. Здесь речь идет о так называемой «зловещей долине» — гипотезе о том, что робот, ведущий себя похожим на человека образом (скажем, говорящий манекен), вызывает у наблюдателей отвращение.

Японцы полагают, что роботы должны быть чем-то милым, почти мультипликационным

Японцы полагают, что роботы должны быть чем-то милым, почти мультипликационным. Пример такого подхода — PaPeRo Petit от NEC (уже в продаже). Робот может передавать картинку со своей встроенной камеры на смартфон или планшет, а также умеет зачитывать вслух присланные текстовые сообщения. Американцы, наоборот, предпочли бы роботов с человеческими лицами. Об этом говорит опрос, проведенный учеными Технологического института Джорджии в октябре 2013 года.

Дознание автоавтопилота

31 января 2014 года в Интернет попала информация о том, что Инженерный центр исследований и разработки автобронетанковой техники (TARDEC) Армии США провел испытания полностью автономной (то есть управляемой компьютером) автоколонны. Колонна состояла из нескольких типов автомобилей, все они управлялись системой AMAS.

Автоколонна должна была справиться с теми испытаниями, которые поджидают на дороге обычного водителя вроде тебя: встречное движение, стоящие автомобили, пешеходы и многое другое. По утверждению Lockheed Martin, разработчика системы, автоколонна с поставленной задачей справилась вполне успешно. В подтверждение этого в Интернете было опубликовано видео с экспериментом.

На первый взгляд задача создания автомобильного автопилота кажется сложной: речь идет о системе, которая будет анализировать ситуацию на дороге и оперативно принимать решения. Учитывая, что, чтобы ответить на простой вопрос «Есть ли на видео кот?» для произвольного видеоролика на YouTube, ученым из Google потребовалось создать огромную нейросеть и долго ее тренировать. Перспективы такой технологии не выглядят радужными.

Однако, как показал тот же Google, ситуация с автомобильными автопилотами иная. Во-первых, дорожное окружение гораздо более регулярное, чем случайное видео. Во-вторых, многими параметрами задачи можно пренебречь. Скажем, нам не нужно знать марку и цвет машины, чтобы понять, насколько близко находится она от нашего автомобиля.

Итак, всем известно, что пионером в области создания автономных авто, то есть автомобилей без водителей, был Google, который в 2012 году даже получил от штата Невада первую в своем роде лицензию на испытание беспилотного автомобиля на дорогах. Менее известно, что планы создания автопилотов вынашивают большинство автомобильных концернов современности.

Массовое внедрение автопилотов позволит внести доселе невиданный порядок на дорогах

■■■■■

Так, например, в конце 2013 года компания Renault объявила о создании системы автопилота PAMU. Nissan рассчитывает запустить машины с автопилотами в серию к 2020 году. В середине декабря Ford уже начал испытания гибридного седана Fusion с автопилотом. Да что там говорить! В июле 2013 года на основе несложного радара сделали автопилот для «ГАЗели». Что, если не это, может служить показателем доступности такой технологии?

Впрочем, автопилот позволяет не только разгрузить руки водителя или уменьшить опасность аварии на дороге (все-таки техника реагирует куда быстрее человека). Массовое применение автопилотов позволит навести доселе невиданный порядок на дорогах. К такому выводу еще в сентябре 2013 года пришли ученые из Колумбийского университета. Они провели компьютерное моделирование дорожного движения с водителями и с автопилотами. В первом случае при расчетах учитывался элемент случайности, вносимый отдельными участниками движения. В результате ученые пришли к выводу, что массовое использование автопилотов позволяет увеличить эффективность использования дороги с 5% до 18–19%. В свою очередь, это позволит повысить эффективность транспортных перевозок на 273%.

Наконец, что касается автопилотов, то в России с этим, как ни странно, довольно благополучная ситуация. Согласно проведенному Cisco опросу населения, примерно 57% респондентов поддерживают идею введения автопилотов. Это почти столько же, сколько и в главной автомобильной стране мира — США (60%). Так что у нас есть все шансы увидеть автопилоты на улицах и в пробках Москвы в самые ближайшие годы.

Вопрос жизни без смерти

Наконец, самое интересное и близкое каждому из нас: борьба со старением. Стареть, конечно, приятно: пенсию платят, место в трамвае уступают... Но за все это приходится платить сам знаешь чем. Вообще, люди в начале XXI века живут несравнимо дольше, чем сто лет назад: у мужчин средняя продолжительность жизни была чуть более 30 лет, а у женщин — около 33 лет (правда, тут надо еще учитывать высокую детскую смертность той эпохи). Но мы хотим жить еще дольше! Этой жаждой пользуются разного рода шарлатаны, потому что науке на данном этапе ее развития нечего предложить обывателю.

Единственным методом продления жизни, который был обнаружен биологами, является голодание

Биологи занимаются поиском механизмов, продлевающих жизнь. То есть отдельно взятых механизмов, никакой системы при этом нет. Найдя такой механизм, его начинают проверять на разных организмах. Иногда успешно, иногда нет.

■■■■■

Из нового можно рассказать две истории. Первая. В октябре 2013 года группа биологов обнаружила, что рибосомы голого землекопа работают гораздо точнее, чем у мыши (примерно в 10 раз). Исследователи полагают, что данный факт может влиять на продолжительность жизни этих животных. Землекопы, как известно, выбиваются из стандартного правила «чем больше размер, тем дольше животное живет». Землекопы немногим более мыши, однако живут около 30 лет, а мыши — до четырех лет.

Вторая история. В январе 2013-го биологи установили, что белые акулы живут дольше, чем считалось. Ученые полагали, что продолжительность их жизни не более 30 лет, в то время как выяснилось, что самцы могут жить до 73 лет.

Единственным методом продления жизни, который был обнаружен биологами, является голодание. Утверждается, что снижение количества потребляемых калорий на 10-40% позволяет организмам жить дольше. Однако и тут речь идет про мышей или червей. Даже для обезьян эффективность диетического продления жизни под вопросом. Например, в августе 2012 года в Nature появилась статья, в которой был сделан неутешительный вывод: макаки-резусы, участвовавшие в опыте, не стали жить дольше (а может, не захотели, потому что были бедные и голодные). Впрочем, если ты читал репортаж о долгожителях Окинавы в февральском номере MAXIM, то поневоле задумаешься.

■■■■■

В стремлении обмануть старуху с косой люди ударяются в глупости. Есть, например, такая идея, что жизнь человека можно продлить небиологическим путем. Например, загрузить сознание в компьютер или что-то в этом роде. Тут, однако, надо понимать очень простую вещь: между человеческим мозгом и современными компьютерами – колоссальная пропасть.

В августе 2013 года группа ученых из Японии и Германии решила смоделировать работу нейронной сети, которая напоминает человеческий мозг. Точнее, система более чем из 50 миллиардов нейронов тянула, по словам исследователей, на одну сотую долю настоящего мозга. Так вот, моделирование работы, то есть прохождение электрических импульсов без учета биологических процессов, заняло 40 минут на суперкомпьютере Fujitsu K – четвертом в мире по производительности. За это время ученые смогли смоделировать одну секунду работы сети.

Так что до бессмертия пока еще далеко. Но ты не отчаивайся: у этого есть и хорошие стороны. Не знаем какие, но наверняка какие-то есть!

* — Примечание Phacochoerus'a Фунтика: « Пока одни ученые ищут, как удлинить жизнь, другие ее укорачивают. Не так давно группа биологов из Исландии, изучая внутренний мир моллюсков, вскрыла самого беззащитного из них, а заодно подсчитала, сколько ему было лет (у раковин, как у деревьев, есть годовые кольца). Оказалось, исландские вивисекторы убили самое старое живое существо на планете! Бедному мягкотелому было 507 лет! Хорошо еще, что родные моллюска-долгожителя давным-давно умерли и его некому было оплакивать »