10 прорывов десятилетия: Инновации 2020
Тем не менее накануне грядущего десятилетия трудно удержаться от соблазна пофантазировать о том, какие новые технологии или устройства станут существенными факторами нашей жизни до 2020 года. Крылья фантазии слегка «подрезает» тот факт, что технологические новации, изменяющие нашу жизнь, не берутся из ниоткуда. Если завтра мы будем чем-то активно пользоваться, то сегодня это самое «что-то» должно находиться по крайней мере в стадии разработки или эксплуатироваться ограниченным числом людей (например, в силу высокой цены). Известно, что интернет-технологии создавались с 1960—1970-х годов, а первые опыты с сотовой связью проводились в начале 1980-х, но лишь в два последних десятилетия интернет и мобильный телефон изменили до неузнаваемости мир коммуникаций.
Именно поэтому ждать от второго десятилетия XXI века каких-то невиданных прорывов и чудес, наверно, все-таки не стоит. То, что порадует нас в 2010-х годах, и сегодня находится где-то рядом. Наш «топ-10» самых ожидаемых технических новшеств совсем недалекого будущего, конечно, не претендует ни на строгую научность, ни на исчерпывающий характер. Наш выбор прежде всего остановился на таких технологиях, внедрение которых стало бы наиболее наглядным и понятным широкой публике. При этом нельзя исключить, что в ближайшие годы будут сделаны важнейшие открытия, например, в материаловедении, биологии, медицине, оценить которые и почувствовать от них реальную отдачу человечество сможет лишь десятилетия спустя.
Индивидуальные лекарства
Впечатляющий прогресс молекулярной биологии в ближайшее десятилетие позволит исполнить мечту многих поколений медиков — создать «персональную таблетку». Лекарство, которое будет учитывать особенности организма конкретного пациента. Следовательно, основное действие препарата будет максимально эффективным — это раз, возможность развития побочных реакций будет сведена практически к нулю — это два.
Приоритетными направлениями были и остаются онкология, кардиология и неврология. Именно в этих трех областях медицины достижения молекулярной биологии наиболее впечатляюще. Выявлены гены, которые вызывают те или иные злокачественные новообразования и определяют склонность к атеросклерозу или рассеянному склерозу. Мало того, найдены «выключатели» этих генов и «красные кнопки» клеточной самоликвидации. Так что первые персонализированные лекарства будут представлять из себя модифицированные ретровирусы, заставляющие замолчать дефектные гены. Или, наоборот, включить механизм самоуничтожения в клетках опухоли, которые перед этим будут «помечены» при помощи другого прирученного вируса.
Весь процесс будет состоять из двух тесно связанных процессов. На первом этапе проводится подробнейшая генетическая диагностика пациента. Нет, потребности в секвенировании генома не будет, врачей будет интересовать небольшой участок генетического кода. Тот самый, который связан с данным конкретным заболеванием.
На втором этапе будет изготавливаться собственно лекарство — программироваться и создаваться фрагмент РНК, который необходимо будет внедрить в нужное место определенных клеток организма. В результате мы будем иметь точечное воздействие. В отличие от глобального, которое оказывают препараты, действующие на уровне рецепторов.
Впрочем, со временем дойдет дело и до анальгетиков и спазмолитиков. Сейчас в любой аптеке могут изготовить так называемую пропись — мазь, суспензию или порошок по рецепту врача. В нее доктор включает те компоненты, которые, по его мнению, больше всего подходят данному пациенту. Например, можно изготовить препарат без отдушек и ароматизаторов, на которые чаще всего развивается аллергия.
Суборбитальный космический туризм
Миллионеры, не успевшие слетать в космос на «Союзах», сейчас в печали: в связи с уходом «Шаттлов» в ближайшие годы туристов на МКС возить не будут — нет мест. Зато несколько притихшие во время кризиса разработчики систем суборбитальных полетов оживились и обещают увлекательное десятилетие. Virgin Galactic, ведомая «хиппи-капиталистом» Ричардом Брэнсоном, торжественно открыла космодром Spaceport America и показала уже «в металле» двухступенчатую систему для суборбитальных запусков White Knight 2 — Space Ship 2, так что, возможно, через пару лет уже купившие билеты космические авантюристы наконец-то смогут отправиться за линию Кармана. С другой стороны, компания Armadillo, ведомая не менее легендарным «отцом» DOOM Джоном Кармаком, заключила договор с фирмой Space Adventures, которая отправляла космических туристов на «Союзах». Готового корабля у Armadillo пока нет, но солидный партнер по подбору клиентов уже найден. Наряду с суборбитальным туризмом новые возможности появятся и у орбитального (см. врезку внизу).
Исследовательский корабль нового поколения
Окончательно похоронив крылатый «Клипер», РКК «Энергия» недавно объявила о завершении работы над эскизным проектом космической капсулы под рабочим названием «Русь». Этот конусообразный аппарат (когда и если его построят) вместит в себя до шести человек экипажа плюс полтонны груза. Первый пилотируемый полет на «Руси» ориентировочно назначен на 2018 год, так что шансы уложиться в десятилетие есть.
В США корпорация Lockheed Martin разрабатывала свою капсулу под названием Orion в рамках программы NASA Constellation. Администрация Обамы эту программу финансировать отказалась, а техникой для пилотируемых полетов теперь предложено заняться независимым частным производителям. NASA делает сейчас особые ставки на капсулу Dragon, разрабатываемую компанией SpaceX. Первоначально ее предполагается запускать к МКС в качестве грузового корабля (6000 кг полезной нагрузки), а позже, вероятно, появится пилотируемая версия для экипажа из семи астронавтов. В качестве ракеты-носителя выступит Falcon 9, также созданная компанией SpaceX. Первый успешный запуск ракеты состоялся 4 июня этого года.
Интеграция разных видов телефонной связи
Прошлым летом случился небольшой скандал: российские сотовые операторы объявили, что их не устраивает ситуация, когда клиенты безвозмездно пользуются программами голосовой связи через интернет (VoIP) типа Skype или ICQ.
Дело в том, что покупка услуг безлимитного мобильного доступа в интернет с последующими звонками в любую точку мира через VoIP обходится значительно дешевле, чем звонки тем же абонентам по тарифам голосовой сотовой связи. Операторы, таким образом, недополучают прибыль, а нагрузка на каналы передачи данных возрастает. Этот конфликт связан с тем, что исторически инфраструктуры сотовой связи и интернета развивались отдельно друг от друга и принадлежат зачастую разным владельцам. С точки же зрения пользователя, что кому принадлежит, не имеет значения — он просто хочет позвонить и сэкономить деньги. Интересы потребителя в конечном итоге приведут к тому, что операторам связи вынужденно придется интегрировать разные каналы передачи голосовой информации и нынешнее деление на фиксированную, сотовую и VoIP-телефонию постепенно исчезнет. Этот процесс уже идет как в виде предложения на рынке корпоративных схем FMC (Fixed Mobile Convergence), позволяющих телефонам сотрудников работать с двумя видами сетей, так ив виде приобретения крупнейшими сотовыми операторами компаний, представляющих в пакете услуги передачи данных, IP-телефонии и IP-телевидения. Когда эта интеграция завершится и какой именно технический стандарт ляжет в основу «единого телефонного пространства», сейчас сказать трудно, но день, когда телефон станет просто телефоном (без определения «сотовый», «стационарный» или «IP»), вероятно, наступит в обозримом будущем.
Трехмерный объемный дисплей
Современные технологии передачи 3D-изображения, которые ныне переживают бум в кино- и видеоиндустрии, на самом деле к настоящей трехмерности отношения не имеют. Все, что мы видим, надевая очки с разноцветными или поляризационными фильтрами, — это иллюзия объема. Попытки же воссоздавать образы в физической трехмерности хоть и предпринимаются, но пока впечатляющих результатов не достигли. Можно предположить, однако, что в ближайшие годы настоящие объемные дисплеи получат более широкое распространение как в науке (для визуализации разного рода 3D-объектов), так и в индустрии развлечений. В конструкции объемных дисплеев воплощены два основных принципа. Первый — это генерация 3D-изображения с помощью быстро вращающегося плоского экрана. За счет инерционности человеческого зрения двухмерная картинка разворачивается в трехмерную. Второй принцип- это создание дисплея по принципу 2D, только в этом случае не плоскость, а объем строится из дискретных элементов переменной яркости. По аналогии с «пикселями» такие элементы объемного экрана называются «вокселями». «Воксели» являют собой точки внутри объема, заполненного твердым прозрачным телом, жидкостью или газом, в которых воздействие лазерного луча вызывает кратковременное свечение.