Когда компания Monsanto купила The Climate Corporation, большую компанию, занимающуюся страхованием от неблагоприятных погодных условий, основанную бывшими сотрудниками Google Дэвидом Фредбергом и Сираджем Халиком, и объединила ее с высокотехнологичной системой посева Precision Planting, контролирующей расположение и глубину высадки семян на основе данных о составе почвы, они продемонстрировали, что сейчас основными направлениями производительности в сельском хозяйстве являются сбор данных и контроль. Требуется меньше семян, меньше удобрений и меньше воды, когда электронная аппаратура может сообщить фермеру точные данные о состоянии земли и о ходе созревания урожая, и автоматически управлять его техникой, действуя в соответствии с этой информацией.
Это относится и к инженерному делу и материаловедению. Помните комментарий Сола Гриффита: «Мы заменяем материалы математикой»? Одна из компаний Сола, Sunfolding, продает для крупных солнечных электростанций систему солнечных трекеров, в которой стальные детали, двигатели и шестерни заменены простой пневматической системой, изготовленной из промышленной версии того же материала, который используется для бутылок с прохладительными напитками, невероятно легкого и дешевого. Другой проект предлагает заменить гигантские герметизирующие сосуды для хранения природного газа на емкости, состоящие из крошечных пластиковых трубочек, которые позволяют резервуарам хранения природного газа принимать любую произвольную форму, а также уменьшают риск катастрофического разрыва. Получается, если вы хорошо разбираетесь в физике, вы действительно можете заменить материалы математикой.
«В 1660 году Роберт Гук изложил то, что теперь известно как закон Гука (закон Гука гласит, что сила, необходимая для сжатия или растяжения пружины или для деформации материала, пропорциональна относительному увеличению или сокращению длины, умноженному на коэффициент упругости материала). «Это означает, что мы можем рассматривать все материалы как линейные пружины, – объяснил мне Сол. – Во времена до изобретения компьютера это имело важное значение, потому что упрощало расчеты максимальных нагрузок при проектировании балок и конструкций. В реальном мире ни один материал не является идеально линейным, в особенности пластмассы и каучуки. Теперь нам доступно такое количество вычислений, что мы можем спроектировать совершенно новые виды машин и конструкций, математические расчеты для которых мы раньше просто не могли выполнить».
Новые возможности проектирования идут рука об руку с новыми технологиями производства, такими как 3D-печать. 3D-печать открывает возможности не только для местного производства и создания недорогих макетов. Она предоставляет возможность создания различных геометрических форм, в отличие от традиционного производства. Для этого требуется программное обеспечение, которое вдохновляет дизайнеров исследовать возможности, выходящие далеко за рамки известного. Будущее – это не только умные вещи, инструменты и устройства, напичканные сенсорами и искусственным интеллектом, но и новые виды «дурацких вещей», сделанных при помощи умных инструментов и усовершенствованных методов создания этих вещей.
Autodesk, фирма, производящая программное обеспечение для проектирования, полностью понимает эту концепцию. Ее набор инструментов нового поколения придерживается так называемого «генеративного дизайна». Для инженера, архитектора или разработчика изделий существует набор конструктивных ограничений – функциональность, стоимость, материалы, но облачный генетический алгоритм (примитивная форма ИИ) показывает сотни или даже тысячи возможных вариантов достижения целей. В ходе итеративного процесса человек и машина совместно разрабатывают новые формы, которые люди никогда не видели раньше и иногда не могли себе даже вообразить.
Самым любопытным является использование вычислений для разработки принципиально новых видов форм, материалов и процессов. Например, Arup, международная архитектурно-строительная фирма, продемонстрировала конструкцию, спроектированную с использованием новейших методов, которая может выдержать ту же нагрузку, что и традиционная, но вдвое меньше ее по размеру и требует вдвое меньше материалов. Дизайн, полностью созданный компьютером, не похож на то, что мог бы спроектировать человек.
Объединение новых дизайнерских решений, новых материалов и новых видов производства в конечном итоге сделает возможным создание новых продуктов, столь же поразительных, какой была для мира Эйфелева башня в 1889 году. Возможно, однажды мы сможем создать легендарный космический лифт из научной фантастики или транспортную систему Hyperloop Илона Маска?
На этом взаимодействие человека и новейших технологий не заканчивается. Уже есть люди, которые пытаются внедрить новые чувства в наши тело и разум, – и не сомневайтесь в этом, GPS уже является дополнением к человеческому сенсориуму, хоть и находится пока на внешнем устройстве. Может быть, однажды мы сможем наполнить кровь нанороботами – крошечными машинами, которые будут ремонтировать наши клетки, заменяя органы, и отправим современные методы пересадки органов в музей устаревших технологий? Или, быть может, мы добьемся этого не посредством усовершенствования машин, а пойдя по стопам Лютера Бербанка? Сегодня в синтетической биологии и генной инженерии происходят удивительные открытия.
Джордж Черч и его коллеги из Гарварда запускают неоднозначный проект, рассчитанный на десять лет, по созданию полноценного человеческого генома с нуля. Райан Фелан и проект Стюарта Бранда Revive and Restore («Возродить и восстановить») с помощью генной инженерии трудятся над восстановлением генетического разнообразия исчезающих видов и надеются однажды возродить вымершие виды. Такие технологии, как CRISPR-Cas9, позволяют исследователям переписывать ДНК внутри живых организмов.
Нейротехнологии – непосредственное взаимодействие между машинами, мозгом и нервной системой – это еще одна новая перспектива. Был достигнут значительный прогресс в создании протезов конечностей, которые обеспечивают обратную сенсорную связь и реагируют непосредственно на мысли. На передовой линии инноваций Брайан Джонсон, основатель Braintree, системы онлайн-платежей, проданной PayPal за 800 миллионов долларов, использовал полученные средства, чтобы основать компанию, целью которой является создание мозгового импланта для улучшения памяти, служащего лекарством от болезни Альцгеймера.
Брайан убежден, что для нейробиологии настало время выйти из лабораторий и поддержать революцию предпринимательства, не просто восстанавливая поврежденный мозг, а повышая уровень человеческого интеллекта.
Брайан – не единственный выдающийся предприниматель-нейротехнолог. Томас Реардон, создатель веб-браузера Microsoft Internet Explorer, ушел из Microsoft и получил степень доктора философии в области нейробиологии, а в 2016 году основал компанию под названием Cognescent для создания первого пользовательского интерфейса «мозг-машина». Как отметил Реардон в своем электронном письме: «Каждое цифровое действие может и должно контролироваться нейронами, которые передают движение ваших мыслей, теми нейронами, которые непосредственно возбуждают ваши мышцы». Это блестящая комбинация нейробиологии и информатики. «Основная часть нашей работы происходит в моделях машинного обучения, которые переводят биофизические сигналы – да, даже на уровне отдельных нейронов, – чтобы предоставить вам контроль над цифровыми действиями», – объясняет он.
