luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Ставка на будущее: какие технологии изменят мир к лучшему



Стереомикроскоп Mantis

На конференции Think-2018 компания IBM спрогнозировала, какие пять технологий ждут нас в ближайшие пять лет. Как нашу жизнь изменят блокчейн, квантовые компьютеры и микроскопы

В первый день конференции Think 2018 в Лас-Вегасе исследовательское подразделение американского гиганта IBM Research по ежегодной традиции анонсировало прогноз «5 in 5» — пять технологий, которые кардинально изменят мир в ближайшие пять лет. Три тысячи ученых, которые приняли участие в составлении этих предсказаний, но некоторые прогнозы выглядят маловероятными. И это к лучшему.

IBM Research публикует такие прогнозы уже несколько лет подряд. В 2011 году компания заявляла, что неравенство в мире цифровых технологий исчезнет, пароли станут не нужны, а спам будет настолько хорошо учитывать личные предпочтения, что станет самой полезной почтой. Сегодня эти предсказания кажутся чрезмерно оптимистичными. Да, мы используем отпечатки пальцев для подтверждения платежей в Apple Pay, но все еще мучаемся с десятками паролей для разных сервисов.

Да, таргетинг (ориентация на предпочтения пользователя) стал более совершенным, но спам как был проблемой, так и остался. И до цифрового равенства объективно миру пока далеко. Проникновение интернета в среднем по миру 54,4% по данным World Internet Stats на 31 декабря 2017 года. В Африке эта цифра — 35,2%.

И к предсказаниям этого года стоит относиться с долей скептицизма, замешанного на здоровом сдержанном оптимизме. Эти технологии действительно могут что-то изменить, но далеко не все и не так быстро.

Роботы-микроскопы

По ожиданиям компании, к 2025 году больше половины населения планеты будет жить на территориях с ограниченным доступом к чистой воде. Поэтому критически важно для начала хотя бы понять, что происходит с водными ресурсами Земли. С этим есть трудности — ученые используют сенсоры, реагирующие на наличие определенных химических веществ и изменения показателей воды. Но такие устройства не способны выявлять заранее не спрогнозированные ситуации — нетипичные загрязнения или появление в водоеме новых обитателей.

Потенциально решат вопрос миниатюрные 3D-микроскопы, которые разрабатывает в том числе и «голубой гигант». Множество таких устройств, объединенных беспроводной сетью и каждый оснащенные LED-лампочкой и ИИ-микросхемой, будут наблюдать за передвижениями самых маленьких жителей океанов, рек и озер, которые стоят на самой низкой ступени пищевой цепочки — планктоном. Анализ тени существ, определит местоположение микроорганизма в трех измерениях, отследит передвижение, распознает его разновидность и сохранит «цифровой отпечаток».

Хотя планктон не видим человеческому глазу, эти существа мгновенно реагируют на любые изменения среды обитания. Если ученые будут понимать их поведение и реакции, то смогут понимать и то, что происходит с водными пространствами. Сейчас образцы привозят в лаборатории, предварительно добавив в них консерванты. Фактически ученые изучают трупы этих микроорганизмов. «Это равносильно тому, чтобы изучать футбол, наблюдая, как футболисты спят в автобусе после матча», — говорит руководитель этого проекта, главный изобретатель (Master Inventor) IBM Research, Том Зимерман.

Блокчейн против контрафакта

Когда вы сдаете автомобиль в ремонт, нет гарантии, что вам установят оригинальные запчасти. По словам Андреаса Кайнда (Andreas Kind), главы направления «Индустриальная платформа и блокчейн» исследовательской группы IBM Research в Цюрихе, 40% всех автомобильных компонентов, которые есть на рынке — подделка. В здравоохранении эта проблема не менее остра: в некоторых странах 70% лекарств в лучшем случае вам не помогут, в худшем могут привести к летальному исходу. Каждый год оборот контрафактных товаров наносит глобальной экономике ущерб в $600 млрд.

Чтобы помочь миру справиться с этой проблемой, компания разработала новую технологию для криптомаркировки любых предметов с помощью нескольких капель разноцветных чернил или маленьких криптометок размером с гранулу соли. Объединенная с блокчейном, эта технология поможет отслеживать передвижения любых товаров, и на любом этапе транспортировки определять, был ли конкретный объект в действительности выпущен доверенным производителем.

Метод работает также, как, например, голограмма на коробке, которую сложно и дорого напечатать. Или как код лицензии для программного продукта, сгенерированный производителем по определенному математическому принципу. Допустим, злоумышленникам удастся взломать шифр и создать генератор криптокодов, напечатать криптометку и установить на товар. Но чтобы товар выдать за оригинальный, придется хакнуть 50% + 1 компьютер, участвующих в блокчейне. На это потребуется время и огромное количество ресурсов (в том числе финансовых). В общем, мало какой товар оправдывает такие усилия. Хотя, возможно, квантовые компьютеры сделают эту задачу менее сложной.

Квантовые компьютеры

Далеко не новая технология. О ней различные компании говорят последние несколько лет. Чуть больше года назад IBM открыла для публичного использования свой первый такой компьютер, и теперь заявляет, что такие машины вскоре будут доступны студентам вузов и даже обычным школьникам. Они помогут найти решения самых сложных научных проблем, создать самые совершенные нейронные сети из существующих и вообще сильно пригодятся во всех сферах, где требуются серьезные вычислительные ресурсы.

Но, чтобы это стало возможным, требуются специалисты, которые понимают, как такими машинами пользоваться. Талия Гершон (Talia Gershon), руководитель направления AI Challenges and Quantum Experiences в IBM говорит, что обычная линейная логика не подходит для разработки программ для квантовых компьютеров. Поэтому компания развернула бурную деятельность по обучению будущих специалистов для работы с такими машинами. В образовательной инициативе IBM Q experience зарегистрировалось уже 1500 вузов. Это сайт, предоставляющий облачный доступ к прототипу квантового компьютера любому желающему, причем бесплатно.

Криптография на решетках

В IBM предсказывают, что киберкриминальная индустрия продолжит набирать обороты. Она обзаведется квантовыми компьютерами и станет творить невиданные по масштабам DDoS-атаки, с которыми будет крайне сложно справиться, а также взламывать приложения с помощью искусственного интеллекта. «Квантовые компьютеры с вычислительной силой в миллионы кубитов позволят быстро перебрать все возможные варианты и взломать даже самый сильный шифр из существующих» — говорится в официальных документах IBM. Что нужно делать в такой ситуации? Например, придумывать более сильный способ защиты. В IBM делают ставку на метод криптографии на решетках — lattice cryptography.

Глава этого проекта, математик Сецилия Бочини ( Cecilia Boschini), объясняет, что взлом любой криптографической защиты сводится к решению определенной математической задачи. Чем сложнее эта задача, тем дольше ее решать, и тем надежнее защита. Нынешние методы шифрования устроены так, что пришлось бы потратить десятилетия на то, чтобы взломать код. Но очень мощные вычислители в теории могли бы справиться с этой задачей гораздо быстрее. Некоторое время назад ученые изобрели новый метод криптографии — следующий шаг эволюции алгоритмов шифрования после эллиптических кривых. Это lattice-based cryptography, что переводится, как «криптография на решетках». Представьте себе воображаемую решетку, скажем, тюремную.

В точках пересечения прутьев располагаются узлы с определенными координатами. Каждый из узлов может быть соединен с любым другим с помощью вектора. Поиск длины самого короткого ненулевого вектора в такой системе представляет собой сложную математическую проблему, которая так и называется Shortest vector problem (SVP) — проблема самого короткого вектора. «Казалось бы что тут сложного, — говорит Сецилия — нужно просто посмотреть на решетку и станет ясно, какая точка ближе всего к заданному узлу. Но если таких решеток много и они распределены, скажем, по сотне измерений, то даже квантовый компьютер будет не в состоянии решить эту математическую задачу». Собственно, по этой причине данный метод считается одним из самых многообещающих способов так называемого постквантового шифрования. IBM уже начала готовиться к переходу на протоколы, использующие данную защиту. Но, возможно, преждевременно.

Иван Новиков, основатель Wallarm напоминает, что до создания квантового компьютера с миллионами кубитов еще очень далеко. IBM в прошлом году анонсировала, что работает над 50-кубитной машиной, в этом году Google похвасталась 72 кубитами. «За последние 20 лет, начиная с 1998 года, когда было объявлено о первом двухкубитовом квантовом вычислителе, количество кубит увеличилось примерно вдвое ежегодно. И все это время хакеры взламывали криптографические системы из-за ошибок в реализации даже очень стойких, можно сказать, безупречных алгоритмов. Вспомним историю 2014 года с OpenSSL уязвимостью Heartbleed, из-за которой были раскрыты данные сотен миллионов человек», — напоминает Новиков. Так что математическая теория зачастую сильно отличается от практики.

Менее предвзятый искусственный интеллект

Это может звучать странно, но здесь кроется действительно серьезная научная, социальная и технологическая проблема. Дело в том, что нейронные сети обучаются людьми с помощью наборов данных, в которые уже «зашита» предвзятость. К примеру, в наборе данных с фотографиями знаменитостей, который некоторые приложения могут использовать для обучения алгоритмов распознавания лиц, есть перекос в сторону представителей светлокожей расы. Обученная на таких данных нейронка будет хуже распознавать людей с другим цветом кожи. Не исключено, что такая предвзятость может привести к дискриминации, некорректным решениям и так далее. IBM разработала и продолжает совершенствовать методику для проверки наборов данных для выявления «предубеждений». Ученые компании уверены, что в ближайшие пять лет эта проблема исчезнет или перестанет быть существенной.

Более интересен побочный эффект этого исследования. Франческа Росси (Francesca Rossi), которая руководит данным проектом, говорит, что чем больше ученые работают над выявлением таких отклонений в наборах данных, тем больше понимают свои собственные предвзятые убеждения. Что ж, это нам уже показала нейронная сеть Microsoft, которая обучалась на сообщениях в Твиттере и подхватила от людей все возможные ментальные болезни вроде сексизма, расизма и любви к нецензурному грубому самовыражению.

Над избавлением искусственного интеллекта от субъективных предвзятых оценок работают специалисты из множества различных областей, включая людей искусства, философов, юристов. Как надеется Талия, избавленный от человеческих слабостей ИИ в будущем станет подсказывать людям, если они их проявляют. Вы готовы к такому будущему, в котором машины нас учат, как нужно жить? IBM предсказывает, что оно наступит уже через пять лет.

Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 29
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments