„Mokslo bendruomenė turi puikią tradiciją kurti instrumentus, kurie leidžia į pasaulį žvelgti visiškai kitu žvilgsniu. Mikroskopas leido pamatyti plika akimi nematomas daleles, o termometras suprasti Žemės ir žmogaus kūno temperatūrą. Pasitelkę dirbtinį intelektą ir nanotechnologijas šiandien mes kuriame naują mokslo instrumentų kartą, kuri po penkerių metų visiškai pakeis tai, kaip mes matome aplinką“, – sako „IBM Research“ viceprezidentas mokslui ir sprendimams Dario Gil.
Atradimai šioje srityje gali dramatiškai pakeisti žemės ūkį, padidinti energijos naudojimo efektyvumą, leis iš karto pastebėti pavojingą taršą ir padės išsaugoti fizinę ir psichologinę sveikatą.
„IBM Research“ sudarė 5 mokslo instrumentų, kurie reikšmingai pakeis žmonių gyvenimą per artimiausius 5 metus, sąrašą.
Dirbtinis intelektas atvers langą į smegenis...
Smegenų sutrikimai, įskaitant vystymosi, psichiatrinius ir neurogeneratyvinius susirgimus, sukelia kančias žmonėms ir didelį ekonominį nuostolį valstybėms. Vienas iš penkių JAV gyventojų šiandien serga tokiomis ligomis kaip depresija, bipoliarinis sutrikimas ar šizofrenija, o maždaug pusė žmonių, turinčių rimtų psichinių susirgimų, nėra gydomi. Skaičiuojama, kad iki 2030 m. psichinių ligų kaštai pasauliniu mastu sieks 6 trilijonus JAV dolerių.
Tačiau jei smegenys yra juodoji dėžė, kurios mes iki galo nesuprantame, tai kalba yra šios dėžės raktas. Po penkerių metu tai, ką mes sakome ir rašome bus naudojama kaip indikatorius parodantis mūsų psichinės sveikatos ir savijautos būseną. Mūsų kalbos ir rašto pavyzdžius išanalizavusios besimokančios sistemos galės pastebėti ankstyvos stadijos psichinius sutrikimus.
Jau šiandien IBM specialistai, pasitelkė į pagalba kognityviąją kompiuteriją, analizuoja psichiatrų interviu užrašus bei įrašus tam, kad padėtų medikams tiksliai pastebėti ir stebėti tokius sutrikimus kaip psichozė, šizofrenija, manija ir depresija. Šiandien užtenka vos 300 žodžių tam, kad dirbtinis intelektas padėtų medikui numatyti paciento polinkį į psichozę.
Ateityje panašios technologijos bus naudojamos padėti Parkinsono, Alzhamerio, Hantingtono ligomis sergantiems pacientams.
... ir suteiks superherojaus regėjimą
Daugiau nei 99,9 proc. elektromagnetinio spektro yra nematomi plika akimi. Per pastaruosius 100 metų mokslininkai kūrė instrumentus, kurie gali fiksuoti įvairaus ilgio bangas. Šios technologijos šiandien padeda mums daryti kūno nuotraukas, pamatyti ėduonį dantyje, patikrinti bagažą oro uoste ar nutupdyti lėktuvą rūke. Tačiau visi šie instrumentai yra itin specializuoti ir brangūs bei mato tik tam tikrą elektromagnetinio spektro dalį.
Po penkerių metų nauji instrumentai, naudojantys hipervaizdo technologijas ir dirbtinį intelektą, leis mums pažvelgti toli už įprastai matomo horizonto ir pastebės pavojus, kurių šiaip nematytume. Ir, kas svarbiausia, šie įrenginiai bus nešiojami, įperkami ir prieinami, tad superherojaus regėjimu galės pasigirti daugelis mūsų.
Technologijos matomu paverčiančios tai, ko įprastai beveik ar visai nematome, padės vairuotojams ir savavalždžiams automobiliams. Pavyzdžiui, pasitelkusi milimetrinių bangų vaizdą fiksuojančias kameras ir kitus jutiklius, hipervaizdo technologija padės automobiliui „matyti“ per rūką ar stiprų lietų, praneš apie pavojingas kelio sąlygas, pavyzdžiui plikledį, ar priekyje ant kelio esančias kliūtis. Dirbtinis intelektas įvertins visus šiuos duomenis ir pasakys, kur yra tik ant kelio gulinti šiukšlė, o kur – per jį bėgantis briedis.
Integruotos į mūsų telefonus tos pačios technologijos gali pagal patiekalo nuotrauką įvertinti jo maistinę vertę ar vartojimo saugumą, o recepto ar banko čekio hipervaizdas atskleis ar dokumentai nėra padirbti.
Makroskopai padės suprasti Žemę
Šiandien mus supantis fizinis pasaulis leidžia tik užmesti akį į visą sudėtingą, tarpusavyje glaudžiai susijusią sistemą. Mes renkame milžiniškus duomenų kiekius, bet didžioji jų dalis yra nestruktūrizuota. Tiesą sakant, yra paskaičiuota, kad su duomenimis dirbantys mokslininkai 80 proc. laiko praleidžia rausdamiesi juose, o ne analizuodami ir bandydami suprasti, ką jie rodo.
Daiktų interneto dėka mus užplūdo dar didesni duomenų srautai, gaunami iš milijonų prie interneto prisijungusių objektų – nuo šaldytuvų, elektros lempučių ir širdies monitorių iki įvairių dronų, kamerų, oro stotelių, palydovų ir teleskopų. Šiuo metu pasaulyje yra daugiau nei 6 milijardai prijungtų objektų, kurie kiekvieną mėnesį surenka dešimtis eksabaitų duomenų. Ir šis kiekis kasmet didėja 30 proc. Sėkmingai skaitmenizavę informaciją, verslą ir bendravimą šiandien mes žengiame į kitą etapą – fizinio pasaulio skaitmenizaciją.
Po penkerių metų naudosime besimokančių kompiuterių algoritmus tam, kad jie padėtų mums susisteminti informaciją apie fizinį pasaulį ir panaudoti milijardų daviklių surinktus duomenis tam, kad suprastume, kas vyksta aplink mus. Mes vadiname tai „makroskopu“ – skirtingai nuo visiems žinomo mikroskopo, skirto matyti kažką labai mažo, ar teleskopo, galinčio matyti labai toli, makroskopas yra programų ir algoritmų sistema, leidžianti surinkti visus duomenis apie Žemę ir juos analizuoti.
Pavyzdžiui surinkus, susisteminus ir išanalizavus duomenis apie klimatą, dirvožemio būklę, vandens lygį, naujoji ūkininkų karta gaus informaciją, kuri padės išsirinkti maksimalų derlių duosiančios kultūros rūšį ir kartu taupyti vadenį.
2012 m. IBM Research“ panašią sistemą jau pradėjo bandyti „Gallo“ vyno ūkyje, o ateityje makroskopo technologijos galės būti pritaikomos bet kurioje Žemės vietoje. Naudos iš makroskopijos bus galima gauti ir kosmose, kur įvertinus įvairiausius sudėtingus duomenis, bus galima tiksliai numatyti, pavyzdžiui, asteroidų susidūrimus.
Nano medicinos laboratorijos leis sveikatą tirtis patiems
Ankstyvas ligos nustatymas daugeliu atveju užtikrina sėkmingą jos gydymą. Tačiau, pavyzdžiui, onkologinius susirgimus yra sunku pastebėti, nes liga slepiasi mūsų kūnuose ilgai iki tol, kol pasirodo pirmieji jos simptomai. Informacija apie sveikatos būklę gali būti gauta ištyrus mažytes žmogaus kūno skysčių – sielių, ašarų, kraujo, šlapimo, prakaito – biodaleles, bet dabartinėms mokslo technologijoms yra sudėtinga analizuoti tūkstančius kartu už žmogaus plauko skersmenį mažesnes biodalis.
Viskas pasikeis per ateinančius penkerius metus, kai „lustinės“ medicinos laboratorijos veiks kaip nanotechnologijų sveikatos detektyvai ir seks nepastebimus įkalčius mūsų kūnų skysčiuose, kad galėtų iš karto informuoti, kada turėtume kreiptis į gydytojus. Tad šiandien svarbiausia užduotis yra iki lusto sumažinti visus procesus, kuriuos šiandien atlieka didžiulės biochemijos laboratorijos.
„IBM Research“ mokslininkai šiuo metu kuria medicinos laboratoriją luste, kuri galėtų atskirti ir izoliuoti 20 nanometrų skersmens biodaleles. Tiek užtenka, kad būtų galima pasiekti DNR ir virusus bei pastebėti ligas dar prieš pasireiškiant jų simptomams. Sukūrus lusto dydžio laboratoriją ją būtų galima integruoti į rankinį prietaisą, kurio pagalba žmonės galėtų patys reguliariai tirti savo sveikatą. Kartu su kitais duomenimis, kuriuos galėtų analizuoti dirbtinis intelektas – miego monitorių, išmaniųjų laikrodžių ir panašių prietaisų fiksuojama informacija – tai padėtų medikams turėti išsamų paciento paveikslą.
Išmanieji jutikliai fiksuos taršą
Daugelis teršalų yra nepastebimi žmogaus akiai, o kai jų poveikis išryškėja, jau gali būti vėlu. Metanas, pavyzdžiui, yra pagrindinė sudedamoji gamtinių dujų, laikomų švarios energijos šaltiniu, dalis. Tačiau jei metanas pateks į orą prieš jį panaudojant, ši medžiaga gali sušildyti Žemės atmosferą. Beje, po anglies dvideginio, metanas yra antras svarbiausias pasaulinio atšilimo veiksnys.
JAV metano emisijos iš naftos ir dujų sistemų į atmosferą yra didžiausias pramoninis tokios taršos šaltinis. JAV Aplinkosaugos agentūros duomenimis, 2014 m. iš gamtinių dujų sistemų į atmosferą pateko daugiau nie 9 milijonai tonų metano. Tai didesnis šiltnamio dujų kiekis nei tas, kurį kartu sudėjus išleidžia visa JAV geležies, plieno, cemento ir aliuminio pramonė.
Po penkerių metų nebrangūs, bet veiksmingi jutikliai, įrengti netoli gamtinių dujų gavybos ir saugojimo vietų bei dujotiekių, leis realiu laiku fiksuoti nuotėkius ir likviduoti taršos šaltinius per keletą minučių, o ne po savaičių, kaip kad yra dabar.
