Книга Цифровая революция. Преимущества и риски. Искусственный интеллект и интернет всего - Елена Сергеевна Ларина

с изменением климата. В настоящее время разработка фармацевтических препаратов и материалов с высокими эксплуатационными характеристиками в значительной степени зависит от проб и ошибок, а это означает, что это итеративный, трудоемкий и ужасно дорогой процесс. Квантовые компьютеры смогут это изменить.

Квантовый компьютер в ближайшие годы поможет решать задачи по оптимизации нашей жизни. Это может быть логистика – от расписания электричек, движения автотранспорта без пробок до прокладки трубопроводов. Похожего рода задачи лежат в области поиска новых материалов с заданными физическими свойствами – к примеру, как создать формулу сверхпрочного и одновременно сверхлегкого композита. В будущем квантовые технологии помогут решить, наконец, проблему сверхпроводимости при комнатной температуре.

В течение следующих лет энергетический переход достигнет критической точки. Стоимость новой возобновляемой энергии будет ниже, чем предельная стоимость ископаемого топлива. Глобальная инновационная экосистема обеспечит среду, в которой проблемы могут решаться коллективно, и позволит быстро масштабировать внедрение инноваций. В результате можно будет увидеть поразительное увеличение мощности ветроэнергетики. Машинное обучение, сочетающее физические модели с большими данными, приведет к более экономичным проектам, снижению эксплуатационных расходов и, в конечном счете, чистой и доступной энергии для всех. Возможность отслеживать состояние конструкций в режиме реального времени и чинить вещи до того, как они сломаются, приведет к созданию более безопасной и отказоустойчивой инфраструктуры.

Тепловая энергия океана сегодня является в значительной степени неиспользованным ресурсом и одним из крупнейших в мире возобновляемых источников энергии. Прямо сейчас ученые и практики работают над созданием энергетического прорыва. Он заключается в выработке электроэнергии в коммерческих масштабах за счет преобразования тепловой энергии океана. Тепловая энергия океана будет играть решающую роль в будущем энергетическом балансе, будучи одним из очень немногих постоянных источников энергии, доступных днем и ночью, круглый год.

Солнечные панели – еще одна технология, которая существует уже некоторое время, но имеет огромный потенциал в будущем. Мало того, что теперь панели могут быть спрятаны в черепице на крыше вашего дома, но некоторые компании разрабатывают способы интеграции их в автомобильные крыши, где они смогут питать автомобили или производить электроэнергию для автомобильных батарей.

Среди многих фантазий, которые есть у человечества, беспроводное электричество, бесспорно, заслужило свое место. Однако вероятно это скоро станет реальностью (возможно лет через десять). Сейчас мы уже используем беспроводную зарядку для гаджетов, и этого достаточно, чтобы построить аналогичную конструкцию для более крупных предметов или объектов. Ряд компаний пытаются разработать электрические «концентраторы», способные питать целый дом. Идея состоит в том, чтобы использовать тот факт, что некоторые определенные электромагнитные волны облегчают передачу энергии, а электричество может передаваться между объектами, которые резонируют на одной частоте.

Знаете ли вы, что вы можете зарядить свой iPhone энергией растения? Леса могут стать энергетическими станциями будущего. Вскоре это станет возможным. Компании смогут вырабатывать электроэнергию из органических веществ в почве и создавать биологические батареи, которые могут питать, например, сельскохозяйственные датчики, осветительных установок. Технология устранит необходимость в одноразовых химических батареях, которые необходимо часто заменять. В конце концов, биология сможет помочь питать электроэнергией даже крупнейшие города.

К 2050 году последствия внедрения искусственного интеллекта будут широко ощущаться во всех аспектах нашей повседневной жизни. Поскольку мир сталкивается с рядом неотложных и сложных проблем, от климатического кризиса до жилищного строительства, ИИ способен провести границу между антиутопическим и пригодным для жизни будущим.

ИИ – это направление исследований, которые сегодня позволяют решать множество практических задач. Его прикладная цель – создать помощника, который смог бы участвовать в повседневной жизни человека, повышая эффективность работы. В будущем искусственный интеллект скорее всего сойдется с нейробиологией и философией: его мышление станет подобно человеческому. Это будет вести нас к пониманию самих себя и к ответам на более глубокие философские вопросы.

Существует два основных подхода к созданию искусственного интеллекта. Первый – это решение смоделировать мозг, как материальный носитель интеллекта. Мозг состоит из сети нейронов, нейроны передают электрические сигналы. Соответственно, мозг можно смоделировать как сеть нейронов. Этот подход получил название «искусственные нейронные сети».

Второй подход – символьный ИИ. Человеческий интеллект основан на манипуляции с символами. Его можно смоделировать при помощи модели рассуждений. В этом и заключается суть второго подхода. Данное направление науки зародилось на рубеже прошлого века. Когда появились первые компьютеры, математическое моделирование помогло решать сложные задачи, которые не решались аналитически, и строить самообучающиеся математические машины.

Оптимизм исследователей ИИ по поводу будущего с годами менялся, и даже современные эксперты ведут по этому поводу споры. Развивая ИИ как концепцию, исследователи и оптимисты, утверждают, что его осталось ждать недолго, всего несколько десятков лет.

Обучением уже существующего ИИ занимаются сейчас многие научные группы. У кого-то лучше получается, у кого-то хуже. Самые крутые сегодня уже больше похожи на художников, чем на математиков: они не могут объяснить, как они настраивают сеть, но они хорошо это делают. Это уже происходит на кончиках пальцев.

Самые яркие успехи достигнуты этими людьми в области распознавания образов. ИИ сейчас делает это лучше, чем человек. Вы не поверите, но одной из самых сложных проблем было научить компьютер отличать собак от кошек. Для нас это вроде бы легко, а вот создать алгоритм, поместив в него различные параметры отличия этих видов животных друг от друга, для искусственного разума оказалось непростой задачей. У обоих четыре лапы, усы, хвост. Размер – тоже не показатель, есть собаки мельче кошек. В итоге компьютеру просто предложили обучающую выборку – до миллиона фотографий с собаками и кошками. Как именно он сам «уяснил» себе после этого, кто есть кто, – никто точно сказать не может, но теперь ИИ безошибочно идентифицирует и кошек, и собак, и даже может распознать по фотографии конкретного Шарика или Мурку.

Есть гипотеза, что настоящий, сильный ИИ будет сделан на квантовом компьютере. Дело в том, что свойства квантового мира таковы, что его регистры, кубиты будут находиться в суперпозиции (то есть в состоянии 0 и 1 одновременно). Благодаря этому система будет не по очереди перебирать все возможные варианты, как это делает обычный компьютер, а позволит обрабатывать информацию параллельно, одномоментно. Это очень похоже на наше человеческое восприятие мира, на ассоциативное мышление и т. д. В общем, такой ИИ на базе квантовой машины сможет обрабатывать сразу очень большое количество вариантов. Кстати, квантовые технологии уже входят в нашу жизнь – пока не создан полноценный компьютер, люди работают над гибридными системами, когда с помощью квантовых алгоритмов можно ускорять обучение классических нейронных сетей на обычных машинах.

Умные города с подключенными автомобилями и автономно летающими дронами, новый опыт покупок, везде датчики и никаких смартфонов: так может выглядеть мир Интернета вещей (IoT) в