Эти технологии человечество пыталось создать десятилетиями — и наконец смогло

О чем пойдет речь

• Искусственный интеллект на базе больших языковых моделей (LLM)
• Редактирование генома CRISPR-Cas9
• «Многоразовые» ракеты
• Вакцины на основе мРНК
• Технологии, которые можно потрогать

Важное уточнение: о технологических прорывах зачастую принято рассуждать так, будто они происходят едва ли не в один день. Но на самом деле между идеей и реализацией какого-либо проекта практически всегда лежат годы исследований и опытов.

Также стоит упомянуть: часть технологий/устройств/научных прорывов, о которых пойдет речь ниже, в какой-то мере могли существовать ранее. К примеру, самые первые электромобили производились в XIX веке, но до нынешней массовой итерации их сумели довести только в XXI веке. Попытки создать ИИ также велись как минимум с середины XX столетия, но к большим языковым моделям (LLM) мы подошли только сейчас.

В общем, между постулатами вроде «у нас есть принцип работы технологии» и «устройство действует в реальном мире ежедневно» зачастую лежит длительная работа.

Искусственный интеллект на базе больших языковых моделей (LLM)

Над форматом, в котором про ИИ-системы — в первую очередь, на основе языковых моделей — мы думаем сегодня, исследователи из США, СССР и других государств начали работать примерно с 50-х годов прошлого века.

Тогда и в последующие десятилетия, вплоть до 2010-х годов — в целом можно говорить о нескольких всплесках поднятия/спада интереса к ИИ, — ученые пытались разработать устройство, которое бы могло понимать и генерировать речь, проходить тест Тьюринга и отличаться более-менее контекстным «мышлением». Но, как понятно из перспективы сегодняшнего дня, разработчики прошлого на тот момент недооценили сложность задачи.

Ранние прототипы, которые с трудом, но можно было назвать «ИИ-решениями» — в 1960—1970-х годах соответствующие работы, например, велись в MIT, Стэнфорде, университете Карнеги — Меллона и Эдинбургском университете, — умели создавать в лучшем случае иллюзию беседы, но работали по заранее заданным скриптам. Машинный перевод постоянно путался. Про голосовые, а не только текстовые механики упоминать долго и вовсе не приходилось.

Что в основном мешало? В первую очередь, очевидно, не хватало вычислительной мощности, а также объемов данных, на которых бы сети могли обучаться.

Когда — по крайней мере, с сегодняшней точки зрения — дело сменило вектор? В 2017 году исследователи Google представили архитектуру Transformer. Объединив ее с вычислительными кластерами и массивами текстов, компании (в том числе OpenAI с ChatGPT) продвинулись далеко вперед.

Для миллионов пользователей технология чат-бота на базе большой языковой модели (LLM) стала значимой в конце 2022 года, когда стал доступен публичный ChatGPT. Впрочем, и сегодня у подобных моделей есть ряд недостатков: LLM-чат-боты не всегда проверяют каждую фразу, способны придумывать факты, повторять ошибки из прошлых чатов.

Хотя стоит признать: за неполные четыре года подобных оплошностей модели от OpenAI, Google и других компаний стали совершать в разы меньше.

Редактирование генома CRISPR-Cas9

Структуру ДНК в виде двойной спирали открыли в уже достаточно далеком 1953 году. Если быть точнее, то 25 апреля американский биолог Джеймс Уотсон и британский физик Фрэнсис Крик опубликовали соответствующую работу в журнале Nature — позднее, в 1962-м, они и еще один исследователь, Морис Уилкинс, получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

По сути, с того момента биологи по всему миру начали думать, каким способом, если это вообще возможно, научиться «исправлять» опечатки в генетическом коде организмов для лечения наследственных заболеваний, рака и ВИЧ.

В общем, специалисты научились «читать» ДНК, и позднее, пускай в определенных пределах, ее изменять — но долгие годы не могли делать это достаточно точно и безопасно. Генетический материал вводился едва ли не вслепую, что могло повредить здоровые гены. Другими словами, попытки в том числе вызывали обратный искомому результат.

Но в 2012 году Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье (Нобелевская премия по химии 2020 года) адаптировали защитный механизм бактерий против вирусов — систему CRISPR-Cas9. Если упростить, то это «молекулярные ножницы», способные отыскать строго определенный участок ДНК, вырезать его или заменить.

В конце 2023-го — начале 2024 годов в США и Великобритании одобрили первое в мире лекарство на основе CRISPR для лечения серповидноклеточной анемии. Но важно осознавать: геном — не линейная программа, где один ген несет ответственность только за один признак. Изменив один участок ДНК, можно повлиять на множество других функций организма.

Таким образом, к рискам относится система off-target (или же «мимо цели») — она может ошибочно разрезать ДНК в похожем месте, что чревато мутациями. Кроме того, изменения в зародышевой линии передадутся будущим поколениям.

«Многоразовые» ракеты

Подробнее про это, правда, с чуть иной точки зрения, мы недавно рассказывали тут. Но не упомянуть многоразовые ракеты и/или космические корабли, которые вскоре почти наверняка заменят или как минимум составят альтернативу традиционным «одноразовым» ракетам, учитывая контекст этого материала, было бы неправильным.

Со старта космической гонки в середине XX века космонавтика считается безумно дорогой отраслью. И, очевидно, неспроста: даже если не брать в расчет те средства, которые ведущие в области державы тратили и продолжают тратить на соответствующие исследования, подготовку и в целом на содержание космических программ, сами запуски ракет стоят огромных денег.

Особенно учитывая, что такие ракеты десятилетиями оставались своеобразными «одноразовыми шприцами» — миллиарды долларов, причем почти буквально, сгорали в атмосфере или тонули после одного полета.

Частично многоразовым был проект Space Shuttle от NASA: корабль возвращался на аэродром, а ускорители вылавливали из океана. Хотя, по данным NASA, средняя стоимость запуска шаттла стоила бюджету США около $450 миллионов за миссию (в сегодняшних реалиях, с учетом инфляции, сумма была бы еще значительнее).

Все изменилось — по крайней мере, начало меняться — в декабре 2015 года. Тогда компания SpaceX Илона Маска впервые успешно посадила первую ступень ракеты Falcon 9 на землю, а затем и на плавучую платформу. Такая многоразовость, очевидно, существенно снижает общие затраты.

Среди планов из относительно недалекого будущего — использование многоразовой ракеты-носителя Starship от SpaceX, предназначенной для доставки грузов и людей на околоземные орбиты, а также для грядущих полетов на Луну и, вероятно, на Марс. Впрочем, стоит признать: на момент публикации этого материала, несмотря на ряд успешных тестов, Starship еще не готов — свою главную миссию ракете и кораблю лишь предстоит выполнить.

Вакцины на основе мРНК

В 2023 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили Каталин Карико, а также Дрю Вайсману — исследования, которые они проводили в Пенсильванском университете, в результате позволили создать мРНК-вакцины против COVID-19.

Еще до совместной работы ученые предполагали, что эффективнее не вводить вакцины с частью возбудителя инфекции, а научить организм самостоятельно синтезировать вирусные белки. Эксперты пытались достичь этого с помощью мРНК, но все шло не так из-за иммунного ответа организма.

В итоге Карико и Вайсман сумели замаскировать генетический материал через комбинацию, которая не вызывала «подозрений» у иммунных клеток. Также модифицированные мРНК заставляли клетки производить больше необходимого белка. На основе данной технологии создали мРНК-вакцины, необходимые для борьбы с ковидом.

Впрочем, стоит учитывать: добиться подобного эффекта до этого специалисты по всему миру пытались 30 лет, еще до пандемии COVID-19. Проще говоря: то, что помогающие в борьбе с COVID-19 вакцины удалось создать «быстро», на самом деле иллюзия — в действительности разработки «схемы», которая в итоге оказалась удачной, велись десятилетиями и потребовали лишь ускоренной доработки.

При этом недавний анализ данных по миллиардам доз мРНК‑вакцин выявил доказательства их безопасности и высокой эффективности против инфекций — об этом говорится в статье в журнале The Lancet, опубликованной в июле этого года.

Технологии, которые можно потрогать

• Литиево-ионный аккумулятор. В 1970—1980—х годах ученые пытались создать легкий, вместительный и, что важно, перезаряжаемый источник энергии. Впрочем, ранние литиевые аккумуляторы признали опасными: металлический литий образовывал структуры, которые могли вызвать короткое замыкание. Показавшую более высокую стабильность батарею данного типа создали в 1985-м, а в 1991-м Sony официально запустила первое массовое производство. Можно утверждать, что без литиево-ионных батарей не было бы современных смартфонов, ноутбуков, беспроводных наушников и электромобиля в привычном виде.
• Электромобили. В самом начале материала упоминалось: первые электрические машины появились под конец XIX века — по сути, раньше бензиновых. Но они проигрывали во многих аспектах: запасе хода, цене батарей, скорости «заправки». Нынешнее «возвращение к истокам» — сегодня электрокары занимают все большую долю среди общего количества автомобилей в ряде стран — во многом стало возможным благодаря литиево-ионным аккумуляторам, о которых говорится выше.
• МРТ. С конца 1930-х ядерный магнитный резонанс выступал предметом фундаментальной физики, пока в 1970-х не возникла идея использовать его для создания изображений тканей. Первые изображения такого типа появились в 1973 году, а клинические аппараты — в 1980-х. В результате медики получили рабочий способ видеть мягкие ткани, мозг, сосуды и связки без хирургического вмешательства. Но на это, по сути, потребовалось минимум 40 лет опытов и разработок.

Нравится читать Onlíner? Добавьте наши новости в «Основные источники» Google

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by