Технологичните вълни - разрушение и възход

Числата управляват света.
Питагор

Можем да гадаем какво точно е имал предвид Питагор, но безспорно тази кратка сентенция е признание за интелектуалната сила на математиката. Най-абстрактната от всички науки от древността до ден днешен влияе неотразимо на всяка човешка дейност. Математическата логика, модели и алгоритми са гръбнакът на съвременните технологии. Но технологиите въоръжиха математиката с мощни изчислителни и аналитични средства и все повече развитието й, както и това на другите науки, не може да бъде отделено от развитието на технологиите. Математикът и философ Бертран Ръсел сполучливо отбелязва, че без Питагорейците (древните математици) дори теолозите навярно нямаше толкова усилено да търсят логически доказателства за съществуването на Бога и безсмъртието.

Математиката, като най-прости отброявания, първоначално използвайки пръстите на ръката, а след това чертите върху камъни и кости, е възникнала и се е развила в периода 30 000 – 20 000 години преди Христа, а прочутата Питагорова теорема е изведена около 600-та година преди Христа. Но биологичният род Homo (човек) се формира в пет вида преди 2 милиона години, а единственият оцелял вид Homo Sapiens – преди 150 хиляди години. Науката досега не е открила причините, отключили когнитивната революция в нашия мозък, но е установила, че тя започва преди 70 хиляди години. Следващите революции, променили коренно света, са земеделската – преди 12 хиляди години, научната – стартирала преди 500 години, първата промишлена и втората земеделска революции – преди 250 години, и информационната революция (като част от научната) – само преди по-малко от 50 години.

Дискусиите за факторите, определящи човешкия прогрес и бъдеще, не затихват. Теолози, учени, писатели, политици, предприемачи и представители на всички професии и култури активно участват в търсенето на истината. Широко употребявани и сякаш ясни за всички понятия като просперитет, прогрес, щастие, също са подложени на преосмисляне. Така и трябва и да бъде. Времената и гледните точки се променят. Настоящето изложение няма за цел да анализира основните конкуриращи се тези на съвременните мислители. Тук акцентираме само на тази от тях, която ще ни позволи да разбираме по-добре и да прогнозираме по-точно съвременното социално-икономическо развитие. Тезата е, че зад всеки дълъг (над 50 години) период на подем в човешкия прогрес стои дълъг период на подем в иновациите и технологиите. Последните 200 години история са ярка демонстрация, че страните, които своевременно приемат иновациите и последователно прилагат новите технологии, са като правило в челото на развитието и на социалния прогрес. Технологичните вълни идват във все по-големи пакети, много по-чести, по-бързи, по-мощни, с разрушителната сила на цунами, разчиствайки пътя на радикално нови продукти, индустрии, бизнес модели и което е много важно – на нови обществени отношения. Технологичното експоненциално развитие вече е незаобиколим и решаващ политически фактор за настоящето и бъдещето на всяка страна и на света.

Ще се спрем накратко на основните понятия: иновация, технология, технологична революция. Разграничаването и разбирането на процеса на тяхното възникване, съзряване и затихване има голямо практическо значение за формирането на икономически и политически стратегии и решения. Ще очертаем в едри щрихи генезиса и потенциала на основните технологии, които формират очакванията ни за бъдещето.

3.1.  Иновации

Иновацията е новата религия,
която обединява лявото и дясното в политиката.

Грегъри Дейнс, Университет на Кеймбрийдж

През 1925 г. Николай Кондратиев поставя началото на теорията на дългите икономически цикли. Те имат характера на вълна с фази на възникване, разширяване, повратна точка, стагнация и рецесия. Редица видни икономисти след него анализират факторите, последствията, видовете и фазите на циклите.

Вълните на Кондратиев са в основата на теорията на иновациите, развита от Джоузеф Шумпетер през 30-те години на миналия век. Според нея пакет от иновации, със силата на креативно разрушаване, предизвиква технологични революции, които създават нови водещи промишлени и търговски сектори и протичат в 50-60-годишни макроикономически цикли.

Моторът на тази непрекъсната сила на творческо унищожение е технологичната промяна. Ключовите носители на първата индустриална революция (1770-1850 г.) са водната механична сила, памукът, текстилът и желязото. Втората вълна е създадена от технологията на парния двигател, железопътния транспорт и стоманата. Третата – от електрификацията, двигателя с вътрешно горене и химикалите. Четвъртата - от електронизацията, автоматизираните процеси, авиацията и нефтопродуктите. Последната (1970-2020 г.) - от софтуера, дигиталните мрежи и новите информационни и комуникационни технологии. Всяка една от дългите вълни се отличава с продължителен период на социална модернизация и нарастваща икономическа производителност.

Шумпетер идентифицира иновациите като критично измерение на икономическата промяна. Той пледира, че пазарната мощ, произхождаща от иновациите, може да осигури по-добри резултати от невидимата ръка на пазара и ценовата конкуренция. Технологичните иновации често създават временни монополи, позволяващи за кратък период необичайни печалби, но бързо намират конкуренция и конкурентни продукти.

Клейтън Христенсен въвежда и анализира термина разрушителна иновация (disruptive innovation) през 1995 г. като иновация, която създава нов пазар и нова стойност и евентуално разрушава съществуващ пазар и стойност, измествайки пазарни лидери и продукти. Тя не само отнема пазара на старите продукти, но често прави безполезна цялата инфраструктура за производството им. Компаниите, които не разбират процеса и не могат да се приспособят навреме, изчезват, но израстват нови. Закриват се работни места с установени професионални умения, но се откриват нови места с изисквания за нови умения.

Пример на мощна разрушителна иновация от края на миналия век са мобилните телефони, които изместват напълно фиксираните кабелни линии. През последните месеци сме свидетели на възникването на друга иновация с голяма разрушителна сила – автономните коли, които ще изместят колите с водачи.

Както Шумпетер удачно е отбелязал, една нормална здравословна икономика не е тази в равновесие, а тази, която постоянно се разрушава от технологични иновации. Компаниите, които уловят зараждането и следват вълновите цикли, просперират, но истинските технологични лидери са създателите на вълните. Останалите, в най-добрия случай, са талантливи имитатори и платежоспособни потребители на новите продукти.

Графиката на Джефри Мур по-долу показва цикъла на живот на иновациите. В стандартното камбанообразно разпределение на oдобрението от пазара се открива „пропаст”- недостиг на доверие, непосредствено след фазата на възникване на иновацията. Тя погълва част от иновациите в ранен етап, но други, които успяват да прескочат „пропастта”, получават бурна пазарна подкрепа.

Иновациите често са затворени в компанията, която ги развива и прилага. Но все повече се налага отвореният модел на иновационно развитие, в който създадените приложения на иновацията извън компанията дават много по-бърз пазарен тласък на новите продукти.

3.2. Технологии и технологични революции

В античната философия Аристотел определя технологията като правене на нещата от човека, който имитира природата. Занаятчийското знание е само една част от човешкото знание. Подобно разбиране за технологията доминира и през Средновековието.

Франсис Бейкън (1561-1626), широко известен с фразата „Знанието е сила“, акцентира на връзката между експерименталното изучаване на природата и техническите проекти.

Бързото развитие на технологията през 19 и 20 век дава тласък и на осмислянето на нейната същност. Американската асоциация за научен напредък определя технологията като мощна сила в развитието на цивилизацията. В днешния свят технологията е сложнa социалнa система, което включва не само научни изследвания, дизайн и умения, но и финанси, производство, управление, труд, маркетинг и поддръжка.

В най-широк смисъл, технологията разширява способностите ни да променяме света. Но резултатите от промяната на света често са сложни и непредсказуеми. Те могат да включват неочаквани ползи, неочаквани разходи и неочаквани рискове, всеки от които може да рефлектира в различни социални групи по различен начин и в различно време.

Свръхцикълът на Гарднър демонстрира как се развива във времето възприятието на технологиите от пазара, който е манипулиран от върхове на свръхочаквания и от падения на свръхразочарования на потребителите, докато намери равновесие в платото на реалната потребност.

Технологичната революция е сравнително кратък период от време, когато една доминираща технология (или набор от технологии) се заменя с друга доминираща технология (или набор от технологии). Новата технологична революция трябва да увеличи съществено производителността и ефективността на труда. Тя включва не само материални промени, но и промени в управлението, обучението, социалните взаимодействия, финансирането, методите за изследване и т.н. Технологичната революция пренаписва материалните условия на човешкото съществуване, а също така прекроява културата, обществото и дори човешката природа.

Концепцията за технологичната революция се основава на идеята, че технологичният прогрес не е линеен, а вълнообразен. Технологичната революция може да бъде в един сектор или да предизвика универсални радикални промени в повече сектори.

Технологиите, според Американската асоциация за научен напредък, силно повлияват хода на историята и природата на човешкото общество и продължават да го правят. Големите революции в селскостопанските технологии вероятно са имали по-решаващо влияние върху начина, по който живеят хората, отколкото политическите революции. Промените в санитарната и превантивната медицина са допринесли за експлозията на броя на населението (а и за неговия контрол). Микропроцесорът променя радикално начина, по който хората пишат, изчисляват, банкират, оперират, извършват изследвания и комуникират помежду си. Технологията в голяма степен е отговорна за мащабни промени, като засилената урбанизация на обществото и драматично нарастващата икономическа взаимозависимост на страните по света. В исторически план някои теоретици вярват, че технологичните промени предизвикват социална промяна, докато други вярват, че социалните промени водят до технологични промени. Ясно е обаче, че поради мрежата от връзки между технологичните и другите социални системи много влияния действат и в двете посоки.

Редица индикатори сочат, че днес сме в началото на нов 40-50-годишен период на подем в развитието, задвижван от голяма иновационна вълна, която все повече прилича на цунами. Не може да не забележим - как учени, мислители и предприемачи от цял свят настойчиво ни предупреждават: достигнали сме до уникални научно-технически знания и умения, държим в ръцете си „магическа пръчка“, навлизаме в „територията на Бога“, решенията как да приложим технологиите ще определят съдбата ни необратимо – ще ни издигнат скокообразно от предисторията в истинската история на човешката цивилизация или ще ни изтрият завинаги от лицето на Земята.

Един от тези визионери, астрофизикът Мартин Рейс, наскоро пише: „Нашата Земя е съществувала в продължение на четиридесет и пет милиона столетия и навярно (ако не бяха хората) ще съществува още шейсет милиона столетия, докато Слънцето умре като звезда. Но този век може да бъде определящ момент. Това е първото събитие в историята на нашата планета, когато един вид има в ръцете си бъдещето на Земята заради овластяването ни с бързо развиващи се технологии. Ние, хората, имаме правото да се чувстваме уникално значими като първият известен вид със силата (и отговорността) да формира своето бъдеще - и може би бъдещето на разума в Космоса. Три нови технологии ще бъдат от решаващо значение през 21 век: напреднали биотехнологии, изкуствен интелект (в т.ч. роботите) и способността да изследваме Космоса. Всички те се развиват толкова бързо, че не можем да предскажем с увереност какво ни очаква дори до края на настоящия век: трябва да запазим умовете си отворени към трансформиращите постижения, които сега могат да изглеждат научна фантастика.“

Нека разгледаме жалоните в историята на основните съвременни технологии, трендовете и тяхното вероятно влияние върху прогреса в следващите няколко десетилетия , т.е. отвъд ограничения хоризонт на днешните ни представи.

3.3. Информационни и комуникационни технологии

„Когато безжичната връзка е перфектно приложена, цялата земя ще се превърне в огромен мозък, което всъщност означава, че всички неща ще са като частица от истинско и ритмично цяло. Ние ще можем незабавно да комуникираме, независимо от разстоянието. Не само това, но и по телевизията и телефонията ще се видим и ще се чуем един друг, сякаш сме изправени лице в лице, независимо от разстоянието на хиляди километри; а инструментите, чрез които ще можем да направим това, ще бъдат невероятно прости в сравнение с настоящия ни телефон. Човек ще може да носи един в джоба на жилетката си.“

Никола Тесла, 1926

В началото бе Словото. То запали въображението. Но практическото начало положиха цифрите много преди Никола Тесла да предскаже мобилния телефон. През 1703 г. математикът Готфрид фон Лайбниц предлага концепцията, сега известна като дигитализация, а по-късно Бооле (1854), Шанон (1938) и Щибиц (1940) я доразвиват. Дигитализацията е преобразуване на аналогова информация във всички форми (текст, фото, звук, глас и др.) в дигитална форма (една от двете цифри 0 или 1) чрез скенери и специализирани чипове, така че информацията може неограничено и универсално да се ползва, обработва, съхранява, споделя и предава чрез различни електронни устройства и мрежи.

Дигитализацията е нарастващо взаимодействие и сближаване между цифровия и физическия свят. Цифровият свят има три основни елемента:

• Данни: цифрова необработена информация от сензорни устройства;
• Научен анализ: използването на данните с алгоритми за получаване на полезна информация и нови знания;
• Свързване: обмен на данни между хора, устройства и машини (включително машина-машина) чрез цифрови комуникационни мрежи.

Тенденцията към по-голяма дигитализация се определя от паралелния напредък във всичките три области:

• увеличаване на обема на данните, благодарение на бързо намаляващите разходи за сензори, нови сензори почти за всичко и съхранение на данни;
• бързият напредък в аналитичните и изчислителните способности на хардуера;
• по-голямата свързаност с по-бързото и по-евтино предаване на данни между всички в централизирани, децентрализирани и дистрибутирани информационни системи

Първият електронен компютър е представен от Джон Атанасов през 1939 г., последван от Simon - 1950 г., Apple II - 1977 г. и IBM PC - 1981 г. Производителите на компютри и производителите на микропроцесори се обособяват бързо като различни бизнеси, което подпомага по-нататъшното стандартизиране на хардуера. В паралел стартира и софтуерната индустрия, първоначално подценявана от мнозина. Първият компютърен език Фортран е представен от Джон Бейкъс през 1968 г. Последващото бурно развитие на софтуерни компании като Майкрософт, Оракъл и IBM поставя всичко на мястото си. „Майката на всички демо“, Дъглас Енгелбърг дава идеите за клавиатура и мишка, които правят компютъра персонален и общодостъпен.

Първата мрежа ARPANET свързва академични и военни локални мрежи през 80-те години в САЩ. Началото на 90-те бележи трансформацията към Интернет като глобална система на взаимно свързани компютърни мрежи, използващи стандартен комплект протоколи TCP/IP.

Следващият голям скок е World Wide Web, изобретен през 1989 г. от Тим Бърнърс-Лий. Първият уебсайт се появява онлайн на 6 август 1991 г. Същата година двата проекта WWW и Internet се сливат. WWW е информационно пространство, където документи и други информационни ресурси са адресирани чрез Uniform Resource Locators (URLs), свързани са с hypertext links и са достъпни в Интернет. Това събитие само за няколко години отключи възможността за интерактивност в Интернет на милиарди хора.

Съвременният Интернет предоставя постоянно нарастващи приложения като имейл, интернет телефония и телевизия, онлайн музика, игри и видео, онлайн медии, социални мрежи, безплатни информационни масиви, знание за всичко, което се досетите, търсачки, финанси, туризъм, онлайн търговия, онлайн обучение, онлайн услуги.

През последните 50 години, съгласно закона на Мур, на всеки 24 месеца процесорите ставаха два пъти по-мощни и все по-малки, вече много близо до граничните си стойности, лимитирани от размера на атомите. Мощните миниатюрни процесори и Интернет услугите, заедно с безжичните, мобилни и облачни технологии направиха от персоналния компютър смартфона, въоръжавайки всеки потребител с огромна персонална информационна и комуникационна мощ с размерите на джобен портфейл.

Но най-голямата промяна в информационните технологии през последното десетилетие предизвика идеята за свързаност. Свързаност на всички дигитални устройства в локални мрежи, локалните мрежи в глобална мрежа, зареждане на мрежата с информационни масиви и обновяващи се бази данни, обособяване на специализирани платформи, свързаност на платформите, свързаност на всеки с всеки и с всичко материално - стационарно и движещо се, автономна свързаност на нещата, мобилна и облачна свързаност – Интернет на хората, Интернет на нещата, Интернет на системите, Интернет на тялото, Интернет на всичко или почти на всичко в живия и материален свят. Добавете към това зараждащата се мощ на двойката „биологичен-изкуствен интелект“ и ще получите последния сегмент на драматичната и завладяваща картина на технологичното развитие.

Предстои наред с „Интернет на хората“ да се потопим в многократно по-големите „Интернет на нещата“ и „Интернет на индустриалните системи“. Експертите прогнозират интернет на ценностите, разпределителните и доверителните отношения във всички области, базиран на крипто- и блокчейн- технологиите.

В реалния свят винаги е доминирало разделението между тези, които правят нещата и други, които ги ползват. В приложенията на Интернет на нещата за производители и консуматори ще доминира свързаността между умни неща с умни неща и на умни неща с изкуствен интелект. Тя ще доведе до редуциране на продажбите на крайни продукти - като скъпи машини, и до повишаване на продажбите на услуги с машини. Бизнес моделът „продаване на услуга като услуга“ ще обхваща все повече продукти и ще повишава ефективността, както за производителя, така и за потребителя, намалявайки разходите за консумативи и поддръжка и увеличавайки качеството и надеждността. Все по-ясно ще става за всички, че несвързаната машина е мъртва, че само умните, оборудвани със сензори и свързани неща генерират и споделят данни. Алгоритмите на изкуствения интелект ще разчитат данните в облака, извличайки нови знания и стойност, които ще прилагат в управлението на процесите в реално време, както и за създаването на нови продукти с нова потребителска стойност. Един от най-важните проблеми и същевременно голяма бизнес ниша е защитата на собствеността на данните от конкуренти и от други нерегламентирани ползватели.

Новите бизнес модели „Софтуер като услуга“, „Облачни услуги и хардуерен капацитет като услуга“, „Онлайн търговия като услуга“, „Инфраструктура като услуга“, „Платформа като услуга“ и други подобни позволяват на малки и средни компании да ползват недостъпни до сега за тях скъпи софтуери, решения и устройства. Предстои широко приложение на бизнес модела за дистанционна, частична и почасова трудова ангажираност в услугите, на споделено ползване на оборудване, транспорт, жилища и всеки скъп, но незает постоянно от потребители продукт. Това ще даде тласък за иновации и растеж по цялата верига.

Онлайн търговията и дигиталният маркетинг дават непознати до сега възможности за всеки качествен продукт на конкурентна цена да намери бързо пазари и крайни купувачи. Онлайн платформите за търговия, логистиката за доставка, платежните инструменти и структури вече са ефективно и надеждно функциониращи във всички развити пазари. Разходите да маркетираш продуктите, услугите и уменията си падат и стават достъпни за малки и средни предприятия, както и за всеки човек, който има какво да предложи на потребителите от цял свят.

Дигиталните платформи са новите градивни елементи на бизнеса. Всяка организация ще има комбинация от поне пет платформи за цифрова технология: информационни системи, опит с клиентите, анализи и проучване, интернет на нещата и бизнес екосистеми. Според McKinsey Global Institute условията за конкуренция съществено се променят: взаимосвързаните мрежи от партньори, платформи, потребители и доставчици преживяват революция на екосистемата на бизнеса. Линейните вериги на стойността от миналия век се заместват постепенно от хоризонтални платформи и екосистеми „всеки към всеки“.

Платформите са много повече от традиционните корпорации, отбелязва тинк-танкът Демос Хелзинки: „Платформите са нов, непредвидим и силен потребител на властта, които обединяват нуждите на хората, физическите активи и труда. Фирми като Amazon, Facebook, Google, Salesforce и Uber създават онлайн структури, които позволяват широка гама от човешки дейности. Това отваря пътя за радикални промени в начина, по който работим, общуваме, създаваме стойност в икономиката и се конкурираме за печалби. В бъдеще всички наши взаимодействия с непознати ще бъдат улеснени от глобалните цифрови платформи: от търговия до срещи, от услуги до партньорска помощ. Платформите понижават разходите за взаимодействие и са успешни поради факта, че позволяват само определени видове взаимодействия да се случват. Второ, те се стремят да бъдат глобални монополи, т.е. те работят само, ако всички ги използват и използването им е напълно или почти безплатно. Поради това платформите растат и се разпространяват с бързи темпове. Правителствата няма да могат да контролират платформите. Когато все повече от живота ни се премества в цифровата сфера, основното човешко право да имаш мнение в структури, които ни принуждават да участваме, става критично важно. Сегашните средства за контрол на платформите са изключително ограничени. Първата фаза на интернет е свързването на цялата информация с мрежата. Новите технологии свързват всички физически активи с мрежата, в крайна сметка я разтварят в нашата околна среда и дори в тялото ни. Приложенията се прилагат директно в мрежата. Подобен свят е драматично различен, но не много далечен от днешния свят. Следователно всеки, който има желание да има дума в бъдещето, ще трябва да обърне внимание на платформите по-скоро, отколкото по-късно.“

Блокчейн технологията (Blockchain) за безопасен трансфер на данни, документи и пари има потенциала да премахне посредниците и да създаде нова безопасна доверителна среда за обмен и регистрация на информация. Цената, която плащаме днес за доверие и безопасност, ще падне, ако отпаднат посредниците.

Bitcoin, известна преди всичко като най-популярната дигитална валута, е първата постоянна, децентрализирана, глобална, без доверителен посредник книга на записите на транзакциите с дигитална информация в Интернет. Това изобретение на анонимен автор(и) под името Satoshi Nakamoto е правилно разбрано от самото начало, че може да бъде приложено към всяка необходимост от надежден доверителен запис в Интернет.

Накратко, Blockchain позволява на хората да си изградят сигурни дигитални връзки, които са били невъзможни преди това. Данните се разкриват по различен начин, осигуряват се по различен начин и се записват по различен начин. Това променя цифровите взаимоотношения, създавайки способност да бъдат автоматизирани чрез „интелигентни договори“.

Според Уикипедия приложението на Blockchain технологията има голям потенциал за трансформиране на бизнес моделите в дългосрочен план и обещава да донесе значителна ефективност на световните вериги на доставки, финансовите транзакции, регистрите на активите и децентрализираните социални мрежи. Примерите включват платежни системи и цифрови валути, които не се нуждаят от финансови посредници, автоматично нотариално заверена документация без нотариуси, вкл. сделки с недвижимост и други доверителни услуги без посредник, автоматизиране на процеси, като регистрацията на събития и действия с правен характер, автоматизирано разпределение на печалби, дори събиране на данъци и други приложения.

В рамките на здравеопазването блокчейн има потенциала да предпазва както пациентите, така и медицинските заведения от проблеми в администрирането, застрахователни спорове и нарушения при ползването на лични данни.

Звучи странно, но навярно съвсем скоро няма да имаме необходимост от любимия ни посредник в социалните мрежи Фейсбук. И не само той, логично е да изчезнат всички частни платформи, паразитиращи върху монопола на обмен на информацията. Просто новите търсачки и социални мрежи в блокчейна ще ни свързват пряко един с друг, без преследващи ни навсякъде посредници, търгуващи с личната ни информация, без цензура и други неудобства, защото ще бъдат част от нова глобална информационна инфраструктура, която не принадлежи на никого, подобно на сегашния Интернет. Не се съмнявайте: най-блестящи умове в цял свят, запленени от идеята, вече активно работят един ден това да се случи.

Блокчейн записите имат потенциала да станат втората най-голяма иновация в счетоводството след модела „активи-пасиви“, дал тласък на доверителното финансиране на търговците от средновековна Венеция и останал до наши дни без особени изменения. Триканалното счетоводство, базирано на блокчейн, ще опрости счетоводния процес, ще редуцира разходите за неговата поддръжка, ще ликвидира измамите, ще направи излишни днешните счетоводители, одитори и данъчни инспектори. Сега действащата система за отчет, доверие и верификация напълно ще се преобрази.

Големите софтуерни компании вече предлагат блокчейн инструменти за разработка на приложения. В САЩ, Китай, Русия, Япония, Швейцария, Естония, ОАЕ навлизат първите лицензирани от правителствата продукти и решения.

Според много експерти далеч не сме видели всичко. Може би най-голяма предстояща промяна в информационните технологии ще предизвика квантовият компютър. Процесорите, които използват тези компютри, са базирани на принципите на квантовата механика, за да ускорят значително скоростта и обема на обработка на информацията. Традиционните компютърни битове са двоични, съществуващи само като 0 или само като 1, и функционират като превключватели, които са включени или изключени. Квантовите Qubits могат да бъдат 0 или 1 като обикновени битове, но имат и квантови свойства, които им позволяват да бъдат едновременно 0 и 1. Това прави Qubits потенциално много по-мощни, или както Google ги нарича - квантово надмощие.

IBM, Интел, Майкрософт, Гугъл и китайски компании обявиха, че усилено работят в тази област с прогноза за продажба на стандартни устройства до 2020 г. IBM за пръв път отвори безплатен публичен достъп до пилотните си квантови процесори преди година, за да послужат като помощен инструмент за научни изследвания и катализатор в тази област. Към днешна дата потребители от цял свят са извършили повече от 300 хиляди квантови експеримента върху IBM Cloud. Същото направиха Гугъл и D-Wave.

Бъдещите приложения на квантовите компютри могат да включват решаването на комплексни сложни проблеми, изискващи оптимизация на огромни масиви данни, с които сегашните най-бързи и мощни компютри не се справят, в т.ч.:

• Осигуряване на най-добри бизнес решения, оптимизирайки едновременно веригите за доставки, логистиката, производството и продажбите;
• Моделиране на финансови данни, процеси и анализ на риска;
• Осмисляне на базовата природа на атомните и молекулярни взаимодействия за откриването на нови материали и лекарства за нелечими днес заболявания като рак и диабет;
• Ускоряване на порядъци чрез разработването на алгоритми на изкуствен интелект;
• Кибер защита на информацията в облака.

Заместването на сегашната компютърна инфраструктура с квантова ще увеличи на много порядъци разполагаемата изчислителна мощ да обработваме данни за живата и неживата природа и ще ни позволи да стигнем до физическите и биологичните фундаменти и взаимодействия, разбирането на които днес е ограничено. Който постигне квантова изчислителна мощ, много по-бързо ще напредва и в технологиите, развиващи изкуствен интелект и роботика. Сигурно ще решим много от проблемите си, преобразявайки коренно живота, но вероятно ще стигнем и до нови емпирични и теоретични знания, които на свой ред няма да разбираме. Религиозни авторитети предупреждават, че науката е на една крачка от границата, където самият Бог ще даде знак, че по-нататък започва територия, непознаваема за човешкия разум.

В заявлението за успешния опит китайските учени отбелязват: „Частните и сигурни комуникации са основни човешки потребности. По-специално, с експоненциалния растеж на използването на интернет и електронната търговия, от първостепенно значение е да се създаде сигурна мрежа с глобална защита на данните. Традиционната криптография на публичния ключ обикновено се основава на изчислителната невъзможност на определени математически функции. За разлика от това, разпределението на квантовите ключове (QKD) използва единични фотони в квантови суперпозиционни състояния, за да гарантира безусловна сигурност между отдалечените страни. Преди това разстоянието на квантовата комуникация беше ограничено до няколкостотин километра, поради загубите на оптични канали от влакна или свободно земно пространство. Перспективното решение на този проблем използва сателитната и космическата връзка, която може удобно да свърже две отдалечени точки на Земята с много намалена загуба на канал, тъй като по-голямата част от пътя на разпространение на фотоните е в празно пространство с незначителна загуба и декохерентност.“

Австрийските партньори в експеримента от Института за квантова оптика и информация заявиха - вече няма научни съмнения, че квантовият интернет да стане реалност.

Интересен е коментарът на това събитие на една от най-авторитетните американски консултантски компании Армстронг Екъномикс: „Quantum Encryption е мечта, която бързо се сбъдва. Квантовото ниво може да направи данните защитени и практически невъзможно да се хакнат. Това ще промени всичко. Интересно е, че Китай води играта. Изглежда, че сме прави в нашите компютърни прогнози.”

3.4. Изкуствен интелект

Интелектът е това, което най-много отличава нас, хората, от останалия биологичен свят. Способността да възприемаме информацията, да разсъждаваме, да я анализираме, структурираме и обратно - да я синтезираме в предположения и в ново познание, с което можем да си служим многоцелево, ни прави всесилни във времето. Само за 200 поколения и само за 4 000 години изминахме пътя от механичното сметало до изкуствения интелект. Достигнахме повратна точка, в която ставаме фактор за собствената си еволюция, комплексно и много по-бързо отпреди, променяйки обстоятелствата и самите себе си. Досега създаденото от нас увеличаваше главно физическите ни способности, пренасяйки механични функции, дейности и контрол към машините. Сега сме на прага да увеличим многократно интелектуалните си способности. Дори в този ранен етап не можем да си представим живота без изчислителната и комуникационната сила на устройствата, които масово използваме. Нещо повече, бързо свикнахме мощта им на всеки 24 месеца да се удвоява. Както казва Илон Мъск, със смартфона в джоба ние вече сме киборги. Предстои ни много от характеристиките, функциите и дейностите на биологичния интелект да пренесем постепенно към изкуствения интелект и роботите (надяваме се в наша полза), увеличавайки общия си интелектуален потенциал неограничено във времето, а навярно и в пространството. Да разгледаме контурите на средносрочните прогнози в развитието на изкуствения интелект и контурите на симбиозната двойка „биологичен - изкуствен интелект“.

Поради изключителната важност на темата, по-нататък ще приведем без интерпретация акцентите в проучването на Станфордския университет „Изкуствен интелект и живот през 2030 г.“ и констатациите в доклада на Националния съвет за наука и технологии на САЩ „Подготовка за бъдещето на Изкуствения интелект“, публикуван в края на 2016 г.

Терминът „изкуствен интелект“ (ИИ) се използва от 1956 г., но научните хипотези възникват по-рано и особено активно след изобретяването на първите съвременни компютри. От тогава мечтата за компютър с човешки интелект завладява въображението не само на писателите-фантасти, но което е по-съществено – на изследователите и предприемачите.

Известният тест на Тюринг, предложен през 1950 година, е проверка дали компютърът има разум в човешкия смисъл на думата. Тестът изглежда по следния начин: човек разговаря дистанционно с двама събеседници и на основание на отговорите на въпросите трябва да определи с кого разговаря - с машина или с жив човек; задачата на изкуствения интелект е да въведе човека в заблуждение, карайки го по този начин да направи грешен избор.

Изкуственият интелект (ИИ), според доклада на Станфорд, е наука и технологии, които са вдъхновени от начините, по които хората използват нервната си система и тялото, за да усетят, да научат, да разсъждават и да предприемат действия.

Работещите днес системи с ИИ са тясно специализирани да изпълняват само определени задачи. Тясно специализиран ИИ се внедрява с успех и все по-широко в научни изследвания, медицинска диагностика, образование, автоматизирани коли, роботика в редица индустрии, финансов софтуер, картографиране на технологии, смартфони с гласови команди, интелигентна логистика, езиков превод, разпознаване на ръкописен текст, разпознаване на образи и други приложения.

Понастоящем няма създаден ИИ с общо предназначение, който да има интелигентно поведение в различни области, подобно на човешкото, и да премине теста на Тюринг. Неговата разработка ще отнеме още няколко десетилетия, според американските експерти. Дотогава ще имаме повече познания и основания да обсъждаме хипотезата за супер-интелигентните машини, които експлозивно създават още по-интелигентни машини, извън контрол и в конфликт с биологичния интелект. Тези опасения са сериозни и трябва да се имат предвид, но не може да са водещи на този етап, подчертават авторите на двата доклада. По-позитивният възглед - че изкуственият интелект ще се развива безопасно като помощник и партньор на човека, доминира виждането на учените и политиците в САЩ в момента .

В основата на много от последните постижения и приложения на ИИ е съзряването на подходите и алгоритмите на машинното обучение, стимулирано отчасти от възхода на цифровата икономика, която генерира и използва големи количества дигитализарани данни. Други фактори са увеличаването на облачните изчислителни ресурси и търсенето на услуги като разпознаване на говор, образ и поддръжка на навигацията. Машинното обучение е провокирано също от впечатляващите успехи на изкуствените невронни мрежи, които сега могат да бъдат обучени с огромни масиви от данни и мащабни изчисления. Скокът в изпълнението на алгоритми за обработка на информация е придружен и от значителен напредък в хардуерната технология за изпълнение на основни операции като усещане, възприятие и разпознаване на обекти.

Мярката за успех на приложенията на изкуствения интелект е стойността, която създават за човешкия живот.

През последната година станахме свидетели как успешното съчетание на няколко паралелно напреднали технологии ни приближава много по-бързо от очакваното до напълно автономни коли. Големите автомобилни компании, както и нови производители - като Тесла и Гугъл, тестват първите прототипи по пътищата в САЩ, Япония, Китай, Германия, Франция и Швейцария. Стотици хиляди километри са преминати без пътни инциденти.

Самоуправляващите се коли вероятно ще станат първия мащабен проект с изкуствен интелект, който ще получи масово одобрение сред населението. Изкуственият интелект ще управлява напълно една от най-важните инфраструктури – транспортната. Ще остане в миналото ежегодната загуба на милиони човешки животи по пътищата. Ще отпадне навярно и необходимостта да притежаваш личен автомобил. Травис Каланик СЕО на Юбер планира до 2030 г. компанията да предоставя услуги само с автономни коли. Американският институт на електроинженерите прогнозира 75% от всички коли до 2040 г. да са автономни. В края на септември 2017 г. Сенатът на САЩ гласува първото законодателство за автономни коли. Шофьорската професия ще остане в историята.

Автономни товарни влакове и кораби вече преминават успешно изпитания и до 2050 г. ще доминират в класическия железопътен и воден транспорт.

Свръхбързи транспортни технологии като Хиперлуп за междуградски наземни връзки увеличават средната скорост на движение над 1200 км в час. Ракетните пътнически кораби стават предмет на конкурентно промишленo проектиране и изпълнение. Днешните 15-часови трансконтинентални полети ще бъдат редуцирани в рамките на 30 минути.

Дронове - таксита, доставчици, контрольори и инспектори в земеделието, в строителството, в поддръжката на скъпи инфраструктурни проекти, дронове-застрахователни агенти и за каквото още се досетим, ще покриват постоянно и навсякъде небето над нас. От 2016 г. в САЩ и в Полша действат първите национални регулации за полетите с дронове.

"Харвард бизнес ревю" отбелязва: „Дроновете измерват различни параметри и характеристики на реалния физически свят по-добре, по-лесно и по-евтино от сателитите и самолетите. Оборудвани с прецизни камери, разнообразни сензори и софтуер с неограничени приложения, дроновете ще се превърнат в умни инструменти за събиране на данни. Данните автоматично ще се натрупват в облака за анализ и реакция за потребителите в реално време. Дроновете бързо ще сканират територията на целия свят в детайлни 3D карти и ще летят, ползвайки тези карти за навигация.“

Следващото поколение дронове ще бъде с вграден изкуствен интелект за летящи роботи и ще изпълнява много по-сложни операции, например във високото строителство, поддръжката на трудно достъпни и опасни съоръжения. Умните дронове и летящи роботи ще бъдат част от Интернета на нещата. Тяхната свързаност ще трансформира дейностите, които те обслужват. В следващото десетилетие тази технология ще расте бързо, превземайки въздушното пространство над земята. PwC оценява глобалния пазар на дрон-услуги и решения на $127 млрд.

Роботите за дома (за почистване и за косене на трева) са успешна търговска достъпна реалност от няколко години. Този сегмент ще получи масово развитие със следващите стъпки на тяхното усъвършенстване и надеждност, добавяйки повече сензори и изкуствен интелект в устройствата на приемлива цена, в т.ч. способността им да комуникират с хората и да се движат свободно в домовете им.

Здравеопазването е област на приложение на изкуствения интелект с най-значим хуманитарен ефект. Превенцията, диагностиката и двойката “лекуващ лекар – изкуствен интелект” с активното участие на информирания пациент са в центъра на промените. От изкуствения интелект се очаква да минимизира лекарските грешки, които статистически са една от главните причини за преждевременна смърт или влошаващо се състояние на пациентите – над 440 000 случая годишно само в САЩ.

Както и в други приложения, генерирането и натрупването на достоверни данни от лекарите и от преносимите сензори е ключов въпрос. Няма непреодолими технически трудности до няколко години технологията за автоматизирано разпознаване на образи да стане достатъчно прецизна, което в съчетание дори с наличната апаратура за медицинска образна диагностика ще доведе до значими подобрения. Хирургическата роботика вече успешно асистира медиците в много операции.

Комбинацията от здравни и социални персонални данни, споделянето на данни в групи и платформи през мобилни приложения бързо нараства и все по-масово се ползва. Това навярно ще породи нови продукти и методики за превенция и лечение. Персонализираните грижи за възрастни хора и за хора с увреждания ще бъде голямо поле за изява на изкуствения интелект и роботите с увеличаването на тази група като най-голяма в населението на развитите страни.

Изкуственият интелект навлиза и в образованието. Няма изследвания доколко той ще подобри ефективността на класическия образователен процес и доколко ще навреди с ограничаване на социалните контакти на децата и младежите. Но очакванията са големи във възможността да се персонализира образователната програма съобразно естествения напредък на ученика и изкуственият интелект да бъде добър асистент на преподавателя. Технологиите за превод, класифициране и обработка на информацията ще дадат улеснен достъп до знанието. Ученето през целия живот ще се осъществява с помощта на ИИ чрез виртуални уроци, персонални планове за преквалификация и усъвършенстване.

Приложенията на изкуствения интелект в аграрния сектор ще доведе до по-прецизно земеделие, основано на достоверни данни от сензорите на земята и на дронове във въздуха за състоянието на почвата, фазата на растеж и съзряване на културите, климатичните промени, третиране с необходимите химикали, торове и вода.

Метерологията ще работи като напълно автоматизирана автономна система от милиони сензори и изкуствен интелект. Интелигентни системи за предупреждение на бедствия с базирани сензори, например на кулите на мобилните оператори, ще намалят радикално потенциалните щети от закъснели или фалшиви предупреждения.

Възможностите на биологичния интелект самостоятелно да възприема, изучава и анализира огромните по обем и съдържание потоци данни, с които ни заливат сензорите около нас, са крайно ограничени. Структурирането, разчитането и интерпретацията на Big Data с помощта на изкуствения интелект е вече разширяваща се реалност и ще доведе до много по-съвършено управление на икономическите, социалните и биологичните процеси.

Съвременните логистични системи стават все по-бързи и ефективни и допринасят за създаване на нова стойност и растеж. Понятия като „производствен склад“ и „склад за готова продукция“ постепенно изчезват и се размиват в динамиката на логистичната верига. Повечето от складовете на Амазон например вече са напълно роботизирани и стоките в тях се задържат само за времето на обработка и маршрутизация. ИИ за разчитане на ръкописни текстове обработва 25 млрд писма годишно в САЩ, спестявайки стотици милиони долари. Предстои скоро да предадем изцяло управлението на логистиката на изкуствения интелект.

Дефинирането на дългосрочни визии за сложни системи, като национални икономики или цели индустрии, включва разглеждането на различни сценарии, основани на знанието днес, на най-добрите практики, на фактори и индикатори, които са ключови за това определени събития да се случат, отчитайки също свързаните разходи и рискове. Става все по-очевидна ползата от ИИ при вземането на решения и приложението им как трябва нещата да се случат оптимално. Ако сега в центъра на вземането на решения е човекът-лидер, то в близко бъдеще растящата лавинообразно маса от данни ще се процесира основно от ИИ и все по-голяма част от рутинните решения ще се формират и изпълняват автоматично, минимизирайки човешките грешки и освобождавайки огромен човешки капацитет и време. ИИ ще подготвя палитра от най-вероятни модели и сценарии на развитие за особено важни казуси, които човек ще запази като своя изключителна територия за управление. Очевидно това ще бъдат решенията с непредсказуем точен резултат, изискващи поемането на значим риск и проявата на мъдрост. Тук двойката „човешки интелект - изкуствен интелект“ ще бъде незаменима и най-ефективна.

Един от подходите в разработването на изкуствен интелект (Reinforcement learning) се основава на идеята, че сме в състояние не само да анализираме данните, да моделираме и прогнозираме сценариите на бъдещо поведение на изучаваните обекти, но и да създадем автоматизирани системи, които да могат директно да въздействат, променяйки благоприятно обстоятелствата и формирайки бъдещето на процесите и обектите в желаното направление.

Само въпрос на време е анализът на делата в правораздаването да става с ИИ по-прецизно и по-бързо. Повишената сложност на тези процеси дава възможност за по-дълбоко ниво на анализ за откриване на доказателства и правни аргументи. Редица стартъп компании вече разработват тези приложения.

Съвсем скоро изкуственият интелект ще стане неразделна и много полезна част от ежедневния ни живот както водата и електричеството, за които се замисляме само ако спрат аварийно или ако месечната ни такса е нараснала необичайно. Експерти оценяват икономическия ефект от Изкуствения интелект да надмине 50 трилиона долара до 2025 г.

Ако някой все още се съмнява, че разработката на изкуствен интелект в САЩ е оставена само на стихията на пазара и на ентусиазма на учените, нека прочете още веднъж внимателно последните няколко страници на нашето изложение.

През юли 2017 г. китайското правителство обяви програма за разработка на изкуствен интелект на стойност 150 милиарда долара до 2030 г. за постигане (също като САЩ) на световно лидерство в тази област. В статия от февруари 2018 г. Ню Йорк Таймс с тревога алармира, че новата администрация подценява потенциала на Китай да вземе връх в надпреварата:

„Китайският Манифест за ИИ е пряко предизвикателство пред водещата роля на Америка в най-важното технологично изследване в продължение на десетилетия. Манифестът също е забележително подобен на няколко доклада за бъдещето на изкуствения интелект, публикувани от администрацията на Обама в края на 2016 г. Забележително е да видим как AI се очертава като основен приоритет за китайското ръководство и колко бързо са започнали нещата, каза Елза Кания, помощник-сътрудник в Центъра за нова американска сигурност, който наблюдва работата на Китай по изкуствения интелект. Плановете и политиките на САЩ за изкуствен интелект, публикувани през 2016 г., очевидно са стимул за формулирането на националната стратегия на Китай за ИИ”.

Неотдавна руският президент Владимир Путин направи публично заявление, че който владее ИИ, ще владее света, подсказвайки че Русия си дава сметка за какво става дума и също сериозно разработва ИИ. Можем само да се досещаме за безпокойството, амбициите и плановете на останалите глобални и регионални сили и за разгръщащото се ново поле за надпревара и надмощие. Стартът е даден и няма връщане назад. Дано на финала или още по пътя не ни очаква изкуствена суперинтелигентност, която Норберт Винер, Стивън Хокинг, Илон Мъск и редица други учени и експерти определят като последното откритие на човечеството и най-голямото предизвикателство пред човешкия род.

Последните проучвания на PWC прогнозират, че глобалният БВП ще бъде с 14% по-висок през 2030 г., в резултат на приложенията на изкуствения интелект, в еквивалент на допълнително 15,7 трлн. долара. Подобренията в производителността се очаква да представляват половината от всички печалби до 2030 г. Това прави ИИ най-големият фактор за растеж в днешната бързо променяща се икономика. Герард Веруийд, лидер на Global Data & Analytics, PwC, коментира: „Никой сектор или бизнес не е имунизиран от въздействието на ИИ. Въздействието върху производителността може да бъде трансформиращо и дори разрушително. Предприятията, които не прилагат ИИ, бързо могат да се окаже нерентабилни и да загубят значителна част от своя пазарен дял. Голямото предизвикателство е как да осигурим подходящите таланти, технология и достъп до данните, за да се възползваме максимално от тази възможност.“

Неотдавна екип изследователи от Института на бъдещето на човечеството в Оксфордския университет и от Йейлския университет проведе анкета сред водещи световни експерти по изкуствен интелект с въпроси за колко време и с каква вероятност изкуственият интелект ще извършва по-успешно и по-ефективно от човека различни видове работа и професии. Средно притеглените прогнози на 352 отговорили експерти са, че изкуственият интелект ще надмине хората в много области през следващите 50 години, като например превода на езици до 2024 г., управлението на камиони до 2027 г., работата в търговията на дребно до 2031 г., математически изследвания до 2060 г., писането на бестселъри до 2049 г., изпълнението на хирургически операции до 2053 г.

Изследователите вярват, че има 50% вероятност изкуственият интелект да надмине хората във всички задачи до 45 години и да автоматизира всички сегашни човешки работни места до 120 години. Анкетираните азиатски учени очакват тези събития да настъпят 30 години по-рано от американските си колеги. По този повод онлайн медията "МИТ технолъджи ревю" отбелязва сполучливо, че възниква резонният въпрос: какво азиатските изследователи знаят, което американските не знаят (или обратно)?

При цялата относителност на прогнозите по време и обхват все по-малко стават скептиците сред експертите и игнорантите сред публиката. Една група противници на технологиите се заканват (както в миналото по други поводи), че никога няма да позволят това да се случи. Но незабележимо в началото, рано или късно, повечето научни прогнози, базирани на дългосрочни технологични трендове, се сбъдват. Друг е въпросът, че те винаги са носели ползи за едни и вреди за други социални групи.

Следващите две картини са примерна илюстрация на бързо нарастващото артистично въображение на изкуствения интелект в една от най-фините творчески сфери на биологичния интелект. За читателите-неспециалисти ще отбележим, че това не са рисунки на софтуерно приложение, направени с човешко участие, а творческа интерпретация на алгоритъм изкуствен интелект, постигнат чрез машинно обучение и саморазвитие.

За разлика от досегашните рискови научни изследвания, в т.ч. свързаните с ядрените оръжия, изследванията за създаване на изкуствен интелект от общ характер теоретично и технологично не са достигнали до смислено решение на проблема кой и как да контролира този процес. Тъй нареченото „ядрено сдържане“ регулира поведението на ядрените сили на основата на страха от взаимно унищожение, а не на основата на етични норми, присъщи на биологичния разум. Напротив, цялата история на човешкия вид е история на унищожение и подчинение не само на по-слабите интелектуално биологични видове в борбата за оцеляване, но и на масово унищожение на милиони човешки същества в борбата за територии и ресурси, продължаваща и в наши дни. Няма гаранции, че биологичният интелект ще успее да създаде изкуствен интелект, превъзхождащ го по мощ, но и по етика, следващ различно етично поведение от типичното човешко поведение. Отсега е ясно обаче, че регулаторът за мирно съжителство на двата вида интелект няма да бъдат силата и страхът от взаимно унищожение, поради интелектуалното превъзходство на изкуствения супер интелект по дефиниция. По тази фундаментална причина, както считат мнозина, той може би не трябва да бъде въобще създаван. Дори да са прави онези изследователи, които твърдят, че опасен е не ИИ сам по себе си, а човекът, който го прилага, то въпросът за контрола на ИИ засега остава без убедителен отговор.

Философът Ник Бостром, професор от Оксфордския университет, е един от малкото учени, изследващи откритостта на изследванията за развитието на изкуствения интелект: „В близко бъдеще може да се очаква откритост и ускоряване на разпространението на съществуващите технологии, което би имало положителен ефект. Някои области на приложение дори на тясно ограничен изкуствен интелект пораждат особена загриженост (военна употреба, социален контрол и системни рискове на зависимост от автономни системи и процеси) и те трябва да бъдат обсъждани от съответните заинтересовани страни. В контекста на дългосрочните въздействия и особено върху кумулативния екзистенциален риск, възникват две критични предизвикателства: контролът и политическият проблем. Откритостта относно техниките за безопасност изглежда недвусмислено добра. Разработчиците на ИИ трябва да бъдат насърчавани да обменят информация за потенциалните рискове от усъвършенстваната обща интелигентност и техники за контролиране на ИИ.“

Оценката на рисковете от развитието на изкуствения интелект се нуждае от постоянен независим експертен мониторинг и актуализация, особено в ранния етап на развитие на технологиите и недостатъчните знания за потенциалните опасности. За разлика от напредналата ядрена технология за военни цели, заключена в не повече от 20 големи изследователски центъра и в не повече от 10 страни, технологията на изкуствения интелект ще се развива от неограничен брой изследователски и приложни групи в цял свят. Обстоятелството, че поети локални непремерени рискове от отделни групи изследователи могат да доведат до неуправляем глобален екзистенционален риск налага приемането и спазването на глобални критерии за оценка и степенуване на рисковете. Организацията на контрола и управлението на рисковете трябва да се стандартизира и организира на различни нива (международно, национално и корпоративно) и чрез независими канали за управление на рисковете.

Много важен и също открит въпрос е кой може да бъде собственик и да упражнява правата на собственик на високоразвит изкуствен интелект от общ характер с мощ, потенциално застрашаваща обществения интерес при недобросъвестно управление. Какъв е механизмът за контрол на обществото върху този собственик и върху държавата, която вероятно ще настоява да е монополен собственик или съсобственик на високоразвит изкуствен интелект от общ характер.

Поради съдбовната важност на вече случващото се, ще завършим тази част с констатацията, доминираща международната експертна общност, че изкуственият интелект не само съществено ще подобри живота за всички хора, но и потенциално може да ускори хода на еволюцията, въоръжавайки ни със свръхинтелигентност и експоненциален живот. Съпътстващият огромен риск е, че ИИ може също така да сложи край на нашия биологичен вид, ако не проявим своевременно мъдрост. С уважение към вярващите и съзерцателите, не бихме посъветвали никого да се уповава на чудо и на регулация свише. Нашата съдба, и за хубаво, и за лошо, както и досега, е изцяло в собствените ни ръце. Всичко това много вероятно ще се случи в рамките на живота на днешните тийнейджъри. Който иска да запази правото си на свободна воля и на жизнен избор, независимо какъв, трябва да се включи активно в процеса.

В интервю от февруари 2018 г. за онлайн списанието „Футуризъм“ двама видни експерти по изкуствен интелект Патрик Уинстън, професор в МИТ, и д-р Юрген Шмидхюбер, директор на швейцарската лаболатория за ИИ и главен научен сътрудник на компанията NNAISENSE, разработваща AI с общо предназначение, се съгласиха, че в следващите няколко десетилетия скоростта на технологичните промени ще бъде толкова бърза, че човешкият живот ще бъде необратимо трансформиран. Шмидхюбер е убеден, „че точката на сингулярност ще бъде достигната до 30 години, ако сегашната тенденция не се пречупи.“

„Представете си евтино малко устройство, което може да изчисли толкова данни, колкото всички мозъци, взети заедно. Е, това може да стане реалност само за 50 години. И ще има много евтини и масови такива устройства. Няма съмнение в ума ми, че АI ще станат супер умни“, казва Шмидхюбер. „Днес светът е изправен пред редица изключително сложни предизвикателства, от глобалното затопляне до бежанската криза. Това са проблеми, които с течение на времето ще засегнат всички на планетата, дълбоко и необратимо. Но истинската сеизмична промяна, която ще повлияе на начина, по който реагираме на всяка една от тези кризи, ще се случи другаде. Цялата тази сложност бледнее срещу това наистина важно развитие на нашия век, което е много повече от една индустриална революция. Това е нещо, което надхвърля човечеството и самия живот. Когато биологичният живот се появи от химическата еволюция, преди 3,5 милиарда години, една произволна комбинация от прости, безжизнени елементи стартира експлозията на видовете, населяващи планетата днес. Сега може да се случи нещо със сравнима величина, сега Вселената прави подобна крачка напред от по-ниска сложност към по-голяма сложност - казва Шмидхюбер - и това ще бъде страхотно. Както при възникването на биологичния живот, ще има елемент на случайност и при решаващия скок между мощна машина и изкуствен живот. И макар да не можем да предвидим точно кога, всички доказателства сочат, че това обезателно ще се случи.“

3.5. Нанотехнологии

Предметът на дейност на нанотехнологиите са материалните частици с размери между 1 и 100 нанометра. Един нанометър е равен на една милионна част от милиметъра или една милиардна част от метъра. Трудно е да си представим колко малка е нанотехнологията: лист хартия е с дебелина около 100 000 нанометра; ако сравним един нанометър с един метър, те ще изглеждат в мащаб както една тенис топка изглежда срещу реалната сфера на Земята.

Това е нова област на науката, постиженията на която рефлектират в други фундаментални науки като химия, физика, биология и в много съвременни индустрии. Работейки в наномащаба, днес учените създават инструменти, продукти и технологии, за да се справят с някои от най-големите предизвикателства в света, включително: чиста, сигурна и достъпна енергия; по-здрави, по-леки и по-издръжливи материали; филтри с ниски разходи за осигуряване на питейна вода; медицински изделия, лекарства и нанотранспортьори на лекарства; икономично осветление; сензори за откриване и идентифициране на вредни химични или биологични агенти; техники за почистване на опасни химикали в околната среда; нанороботи, в т.ч. за манипулации и операции в човешкото тяло.

Идеите и концепциите за нанонауката започват от физика Ричард Файнман през 1959 г. Той описва процес, при който ще може да се манипулира поведението на отделни атоми и молекули. Едва през 1981 г., с прилагането на сканиращия тунелен микроскоп, който може да „види“ отделни атоми, започва модерната нанотехнология. Нобеловата награда за 2014 г. за постижения в химията е присъдена на Е. Бетциг, У. Морнер и С. Хел за разработване на флуоресцентния микроскоп, позволяващ да наблюдаваме с по-голяма резолюция света на наночастиците.

Въпреки че нанотехнологиите са нова област, наноматериали се използват от векове в прецизното занаятчийство. Златни и сребърни наночастици в боите на старите майстори оцветяват драматично прозорците на християнските църкви.

Наночастиците са в основите на природата. Науката на нано ниво има голямо бъдеще. Последните скокове в области като микроскопията са дали на учените инструменти за разбиране и използване на феномени, които се срещат естествено само когато материята е организирана в наномащаб. По същество тези явления се основават на „квантови ефекти“ и други прости физически ефекти, като разширената повърхност. Свойствата на материалите зависят от размера на частиците. Когато размерът е в наномащаб, свойства като точката на топене, флуоресценцията, електрическата проводимост и химическата реактивоспособност се променят като функция от размера на частицата. Резултат от квантовите ефекти на наномащаба е концепцията за „настройка“ на свойствата на наноматериалите в желаната посока, като по-висока якост, по-малко тегло, по-голям светлинен спектър и по-голяма химическа реактивност; по-трайни, водоотблъскващи, антирефлективни, самопочистващи се, устойчиви на ултравиолетови лъчи, антимикробни, устойчиви на надраскване изолатори или електрически проводими материали. Тази уникалност на природата на материята в наномащаба открива широки и неочаквани приложения. В допълнение, фактът, че по-голямата част от биологичните процеси са в наномащаб, дава на учените модели с приложения в медицината, компютрите, печата, химическите катализатори, синтеза на материали и много други области.

Наноматериалите имат далеч по-големи повърхностни площи от подобни маси материали, съставени от по-мащабни по размери частици. Тъй като повърхностната площ на масата на материала се увеличава, по-голямо количество от материала може да влезе в контакт с околните материали, като по този начин повлияе на реактивността на процесите.

Илюстрация, показваща ефекта на увеличената повърхност, осигурена от наноструктурираните материали:

Един прост мислен експеримент показва защо наночастиците имат феноменално големи повърхностни площи. Твърд куб със страни 1 см има обем 1 куб см и обща площ само 6 кв см. Но ако този обем от 1 куб см е бил напълнен с кубчета, всяко със страни 1 нанометър, всеки от които с площ от 6 квадратни нанометра, то общата им площ достига 6000 квадратни метра. С други думи, с една трета по-голяма площ от футболно игрище.

Предимството на по-голямата повърхностна площ е подобрената реактивност на наноструктурираните материали. Това позволи създаването на по-ефективни химически катализатори, генериращи допълнително милиарди долари приходи в нефтената и химическата индустрия. Един ежедневен пример са катализаторите в колите, които намаляват токсичността на димните газове. Нанобатериите, горивните клетки и катализаторите използват подобрената реактивност в наномащаба за по-чисти, по-безопасни и достъпни начини за производство и съхранение на енергия. Наноструктурирани мембрани и материали най-ефективно обезсоляват водата и намират стотици други приложения, вариращи от прецизно прилагане на лекарства до изолация на облеклата.

Наноиндустрията успешно се развива като надеждно и рентабилно производство на наноматериали, структури, устройства и системи. То включва също изследване, разработване и интегриране на процеси „отгоре надолу“ с висока разделителна способност и все по-сложни процеси „отдолу нагоре“ или „самосглобяване“. Подходът „отдолу-нагоре“ към производството на наноматериали създава продукти, изградени от единични атомни и молекулярни компоненти. Особено перспективна е концепцията за поставяне заедно на определени молекулярни компоненти, които спонтанно, без външно стимулиране, да се съберат, самоорганизирайки се „отдолу нагоре“ в подредени структури.

Нанотехнологиите значително допринесоха за големия напредък в изчислителната и електронната техника - по-бързи, по-малки и преносими системи, които могат да управляват и съхраняват все по-големи количества информация. Тези непрекъснато развиващи се приложения включват транзисторите, които позволяват всички съвременни изчисления, придобиващи все по-малки размери чрез нанотехнологиите. В началото на века типичният транзистор е с размер между 130 и 250 нанометра. През 2014 г. Intel създаде 14-нанометров транзистор, година по-късно IBM създаде 7-нанометров транзистор, а наскоро Националната лаборатория Лорънс Бъркли демонстрира транзистор с размери 1 нанометър. Използвайки магнитна памет с произволен достъп (MRAM), компютрите ще могат да „стартират“ почти незабавно. MRAM е активиран от нанометрови магнитни тунелни кръстовища.

Гъвкавата, огъваща се, сгъваема, подвижна, плоска, навиваща се и разтеглива електроника достига до различни сектори и се интегрира към безбройни интелигентни продукти, от интелигентни дрехи и обувки до Интернет на нещата и медицински сензори. Други изчислителни и електронни продукти включват: чипове с флаш памет за смартфони и палетни дискове; свръхчувствителни слухови апарати; антимикробни, антибактериални покрития върху клавиатури и корпуси на мобилни телефони; проводими мастила за печатна електроника за RFID /смарт карти/ и умни опаковки; гъвкави дисплеи за четци на електронни книги; нано медни суспензии са разработени като по-безопасна, по-евтина и по-надеждна алтернатива на оловно-спояващи и други материали, които обикновено се използват в процеса на сглобяване на електрониката.

За да реализира потенциала на нанотехнологиите, американското правителство прави големи инвестиции в научноизследователската дейност и в инфраструктурата. Над 100 мултидисциплинарни изследователски и образователни центрове, посветени на нанотехнологиите, са изградени и функционират с публични средства. Тази модерна апаратура се предоставя за свободен достъп на университети и на бизнес организации за разработка на нови технологии и материали. В паралел милиарди долари се инвестират ежегодно във военни програми и частни проекти и производства. През 2016 г. над 1900 компании, базирани в САЩ, са извършвали научноизследователска дейност, производство или продажба на продукти в нанотехнологиите. От тези компании 36% са участвали в програмите Small Business Innovation Research или Small Business Transfer Technology, финансирани от федералните агенции. Lux Research изчислява, че продуктите с нанотехнологии са генерирали 1,6 трилиона долара глобални приходи през 2014 г . И тази цифра се очаква да се увеличи до 3,5 трлн. долара през 2018 г.

Милиони години еволюцията усъвършенства биологията на наномащаба. Процесите на клетъчно ниво са в наномащаб. Например хемоглобинът - протеинът, който носи кислород през тялото, е с диаметър 5.5 нанометра. Веригата на ДНК, един от основните елементи на човешкия живот, е с диаметър само около 2 нанометра. Както вече стана дума, биологичните и изкуствено създадените от човека структури все повече ще се сближават и взаимно ще се проникват. Нанотехнологиите ще бъдат в центъра на тази революция заедно със синтетичните биотехнологии, изкуствения интелект и роботиката. Нанороботите са една от най-вероятните и широко приложими научни идеи на Земята и в Космоса в близко и по-далечно бъдеще. Заедно с това нараства рискът от случайно или преднамерено катастрофично за човечеството събитие в процеса на разработване и използване на напредналите нанотехнологии, като например самовъзпроизвеждащите се специализирани нанороботи. И както при изкуствения интелект, отново възникват двата въпроса, засега без отговор – контролът и политическият въпрос. Кой и как контролира разработките, кой и как упражнява правото на собственик и произтичащите от него права върху ползите и потенциалните заплахи за останалите хора.

3.6. Напреднали биотехнологии

Биотехнологиите може би чертаят най-фантастичните перспективи пред човешкия вид, част от които ще станат главната тема на философско-етичните и политически дебати през 21 век. Очаква ни технологична и продуктова промяна на хранителната и фармацевтичната индустрия, нови подходи в медицината и здравеопазването. Навярно в края на следващото десетилетие част от 78-те човешки органа ще могат да се принтират или изкуствено да израстват и да се подменят при нужда. Роботи и наноскалпели ще извършват операции. Малките вертикални ферми в напълно изкуствена среда ще произвеждат децентрализирано чисти зеленчуци и плодове по-ефективно от традиционните методи, и непосредствено до консуматорите, съобразно техните специфични нужди и вкусове. Няма теоретични ограничения за изкуствено производство на месо и за 3D printing на храни.

Да погледнем в едри щрихи изминатия път от биологията и биотехнологията досега. Той е очертан през вековете от няколко десетки открития, които променят качеството на живот на всички хора:

След описанието на човешкия геном, Човешкият клетъчен атлас е поредният международен мега-проект на биологията, който ще ни позволи да разберем по-добре от какво сме създадени. През 1665 г. Робърт Хуке поставил под микроскопа си парче корк и открил малки кутии. Той станал първият учен, който описва клетките.

За да изпълни задачата за каталогизиране на 37,2 трлн. клетки от човешкото тяло, през 2016 г. се сформира научен консорциум от САЩ, Великобритания, Швеция, Израел, Холандия и Япония. Проектът има за цел да идентифицира всеки тип клетка във всяка тъкан; кои гени, протеини и други молекули са активни във всеки тип клетка и кои са процесите, които контролират тази дейност; да определи точно къде са разположени клетките; как клетките нормално взаимодействат помежду си и какво се случва с функционирането на тялото, когато генетичните или други аспекти на клетката се променят. Клетъчният атлас е мастър каталог на всеки от 300-те клетъчни типа в човешкото тяло. Крайният продукт ще бъде безценен инструмент за подобряване и персонализиране на здравеопазването. Суперточните модели на човешката физиология ще ускорят откриването и тестването на нови лекарства и терапии.

Санг Юп Лий, професор в Корейския институт за наука и технологии и съпредседател на Глобалния съвет по биотехнологии към Световния икономически форум, в интервю от 2017 година отбелязва как биотехнологията ще промени живота ни:

„Подобно на всички технологии, биотехнологиите предлагат потенциал за огромна полза, но също така и потенциални рискове. Биотехнологията би могла да помогне за решаването на много глобални проблеми като изменението на климата, застаряващото общество, продоволствената сигурност, енергийната сигурност и инфекциозните заболявания. Подобно на други нововъзникващи технологии, не можем да предскажем с абсолютна сигурност рисковете с биотехнологията. Например, синтетичната биология вече допринася съществено за развитието на много биологични системи, произвеждащи лекарства, химикали и горива, без да се използват изкопаеми горива. Въпреки това, ако се използва неправилно, синтетичната биология може да генерира биологични и химични материали, които са вредни за хората, както и за околната среда. Редактирането на генома, особено когато се извършва върху хора, винаги ще носи етични въпроси. Всички тези рискове и предизвикателства трябва да бъдат преодолени чрез диалог между заинтересованите страни, включително политиците, експертите, обществеността, за да се набележат рисковете и решенията.

Какви са големите тенденции в биотехнологиите в момента? Редактирането на генома на живи организми, включително микроорганизми, растения и животни, намира много потенциални приложения. С този напредък бихме могли да подобрим производството на биологични химикали, да увеличим производството на храни и да поддържаме по-добра хранителна стойност, или можем да произвеждаме органи за трансплантация. Метаболитното инженерство и синтетичната биология се развиват много бързо. Виждаме някои невероятни развития в здравеопазването и медицинския сектор. Нови, изключително сложни природни съединения от био източници стават подходящи за фармацевтични цели. Стволово-клетъчната терапия, интегрираната с ИКТ биотехнология и много други ще помогнат за справяне със здравните предизвикателства, свързани със застаряващото население.

Къде мислите, че биотехнологиите ще бъдат до 2030 г.? Биотехнологията ще стане толкова разпространена, колкото мобилният телефон или интернет. Ще има още по-голям брой биотехнологични компании, както големи, така и малки, както и все по-голям брой компании за рисков капитал. В малки селища или дори в къщи, биотехнологията може да се използва, точно както в романите на научната фантастика. Можете просто да помолите машината да направи някои домакински химикали, от които имате нужда, вместо да ги купите в супермаркета. Контейнерите за биотехнологични отпадъци могат да премахнат отпадъците.“

Трагичните проблеми и рисковете, които съпътстват свръхваксинирането на децата – аутизъм, алергии, имунна недостатъчност – станаха широко известни чрез социалните мрежи и проучванията на състава им през последните години. Те ще бъдат решени вероятно от новото поколение ваксини, базирани на генетична информация, ще бъдат персонализирани, безопасни и по-ефикасни.

Храната, която консумираме днес – и технологиите зад нея – изглеждат остарели и ненадеждни, с изключение на избрани храни за ограничен брой хора. Храната е най-важната от всички човешки нужди и една от най-лошо задоволените, независимо от привидното разнообразие и достъпност. Погледнете наоколо: половината от хората са обезобразени от преяждане с нездравословни храни, а друга, все още огромна маса хора, повече от 1.5 млрд, са гладни или недохранени. Въпросът не е дали трябва да променим технологиите на храната. Въпросът е как и колко бързо ще го направим, за да бъде тя здравословна, достатъчна и достъпна за всички. Звучи парадоксално, но промените, които можем веднага с успех да направим, са всъщност връщане към стари, традиционни, естествени био процеси на производство и на приготвяне на храна. Редом с тях вече имаме нови развити биотехнологии. Може би още две десетилетия ни делят от масово производство на синтетични 3D принтирани храни.

Бихме могли веднага да се откажем от доказано вредни съставки и градиенти, като изкуствени подсладители, оцветители, консерванти, наситени мазнини и др., особено в храните и напитките за деца. Както всички добре разбираме, това не е въпрос на технология, а въпрос на бизнес интереси за трилиони долари и неговото регулиране в полза на здравето на населението е един нерешим засега проблем.

Без масов обществен натиск не трябва да очакваме благотворителност от производителите. Може да се съгласим с твърдението на заинтересования бизнес, че всеки човек има право на избор как и с какво да се храни, как да изглежда и от какво да умре, но не би трябвало да се съгласим, че това „право на избор“ имат децата, които несъзнателно се тровят, подведени от натрапчивите реклами. Не само в България, навсякъде по света намаляват гладуващите и недохранени хора, но се увеличават хората със свръхтегло. Да произвеждаме и консумираме здравословни храни е единственото възможно решение в интерес на потребителите.

Напреднали индустриални технологии предлагат на земеделските стопани нов набор от инструменти за повишаване на добивите и качеството на културите, като същевременно намалява използването на вода и химикали. Сензори, роботи, GPS, инструменти за картографиране и софтуер за анализ на данни се използват за персонализиране на грижата, от която се нуждаят растенията. Заедно с перспективата за използване на дронове и изкуствен интелект за следене на растежа в реално време, което в началото може да е по-скъп начин за повечето земеделски стопани в света, нискотехнологичните техники също предлагат решения онлайн.

Експертите на института „Адам Смит“ прогнозират, че „процесът на създаване на нови форми на живот, които не са съществували на Земята преди, ще бъде спорен и с обвинения, че учените, които ги развиват, „играят Бог“. На микроскопично ниво ще има много такива форми на живот и те ще обслужват различни човешки цели. Някои ще бъдат разработени, за да превърнат неживите отпадъци в хранителни продукти. Някои ще изяждат токсични отпадъци, за да почистят екологично повредена земя. Някои биха могли да бъдат използвани в минното дело и изпратени под земята, за да смилат ценни елементи и след това да ги доставят. Ще бъдат разработени микроскопски форми на живот, които могат да извличат въглероден диоксид от атмосферата в големи количества и да го „уловят“ в твърда органична форма като суровина за животните. Ще бъдат разработени нови бактерии, които могат да освободят в атмосферата кислорода, уловен в почвата; ще има ранни експерименти, извършени на Марсианска почва и скала, за да се види дали процесът може да бъде жизнеспособен в планетарен мащаб.“

Съчетанието на компютърна изчислителна мощ, алгоритми на изкуствен интелект за анализ на големи данни, роботика, 3D принтинг и напреднала нанотехнология позволява да се ускори напредъкът в биотехнологиите през последните години.

Мозъчно-компютърният интерфейс (BCI) е система, която позволява директно измерване на мозъчната активност, превръщайки електрическите сигнали в език, който компютърът може да разбере. Чрез изпращане на сигнали до компютър всичко може да бъде автоматизирано, контролирано и управлявано чрез мисълта. И обратно, измерването на мозъчната активност в реално време и наличието на интерфейс ще позволи да се влияе чрез външни сигнали на мозъка и да се предотвратяват заболявания като депресия и епилепсия, без нужда от инвазивни импланти. Тази невротехнология (neurotech) ще позволи рутинното лекуване на слепотата и глухотата, използването на бионични крайници за възстановяване на загубена двигателна активност или байпасиране на увредени нервни пътища от мозъка директно до мускулите на обездвижени крайници. Част от терапията ще включва тренировка чрез виртуална и добавена реалност. Невротех ще позволи също да контролираме машините с нашите мисли и ще даде голям тласък на роботиката и начина на общуване между хората и изкуствения интелект. Виждаме как решенията на мозъчно-компютърния интерфейс ни водят до подреждането на една изключителна с приложенията си мозайка от технологии в полза на човека.

Но най-значимата промяна ще настъпи след успешна връзка на биологичния с изкуствения интелект, позволяваща ни да увеличим с порядъци когнитивността, паметта и скоростта на операциите на биологичния мозък. Когнитивната революция вероятно ще отключи и духовна революция. Не знаем в каква посока и в какви измерения. Рисковете от този революционен скок са огромни. Философско-етичните аспекти, регулациите на свободния индивидуален избор, гаранциите за „мирно съвместно съществуване“ на няколко разумни биологични, изкуствени и хибридни вида на Земята са напълно неизяснени днес. Ще бъде трагично да мислим за тях постфактум. Цената може да е самият живот. Тези редове не са протест и призив за забрана на изследванията, а напомняне за отговорната работа за управление на рискове, която трябва да ги съпътства.

Интеграцията и сливането в умните екосистеми на информационните технологии, нанотехнологиите, роботиката, изкуствения интелект и биотехнологиите са в пълен ход. Както Рей Кързуйл отбелязва, технологичната революция се движи експоненциално, милиони пъти по-бързо от биологичната еволюция и неизбежно ни води към точката на сингулярност. Спорът между експертите кога това ще се случи е сведен до 2-3 десетилетия, някъде между 2040-2070 г. Свидетели сме как природните биологични модели се пренасят и „съживяват“ това, което сега наричаме „машини“. Роденото и създаденото стават все по-близки, взаимнопроникващи и все по-интелигентни. Много вероятно предстои симбиозата на биологичния и изкуствения интелект. Не трябва нито за миг да забравяме, че еволюцията няма предпочитания, не влага чувства, „толерира“ не най-интелигентните и развитите, а само най-бързо приспособяващите се към променената среда видове и „губи“ интерес към останалите. Не можем да очакваме, че еволюционната логика със сигурност ще се промени и ще направи друг избор между биологичния и изкуствения интелект.

В съвременната биология доминира тезата, че всичко в човешката природа, в т.ч. съзнанието като продукт на мозъчната дейност, се свежда до математически алгоритми на биохимични взаимодействия и случайни събития, които могат да бъде разчетени, декодирани, редактирани, прекодирани, пресъздадени и усъвършенствани. Все повече учени уверено заявяват, че болестите и смъртта са само сложни технически проблеми, които до края на века ще бъдат преодолени. Дали човешкото тяло, съзнание, емоции и дух са нещо повече от закодирана информация на еволюционното ни развитие, предстои много скоро да узнаем.

3.7. 3D принтинг

Стартирала през 80-те години на миналия век, днес 3D принтинг технологията навлиза успешно във фазата на промишлено прилагане във все повече области. Нейният потенциал се заключава в следните предимства:

Disruption hub обръща внимание на 5 сектора, които ще изпитат големи промени от триизмерния печат, трансформиращ начина, по който елементите са проектирани, произведени и разпространявани.

Триизмерното отпечатване вече е прието от основните играчи в авиационния и космическия сектор, включително Boeing, BAE Systems и NASA. Всеки от тях  инвестира в производството на части за самолети, а  НАСА - и за ракетни двигатели.  Новата Airbus A350 XWB включва над 1000 компонента, произведени чрез 3D принтинг. В началото на 2017 г. GE обяви, че прилагайки 3D принтинг за голям брой отговорни части, е успяла да намали консумацията на турбините с 20% и е увеличила мощността им с 10%. Прецизността на CAD (Computer Aided Design) е особено полезна за инженеринга, тъй като позволява внимание към детайлите, както и разработване на нови продукти по метода „опит – грешка“. В бъдеще ще видим цяло въздухоплавателно средство, създадено с помощта на 3D принтери. GE Aviation разкри, че е използвала дизайн за 3D принтинг, за да създаде хеликоптер с 16 части, вместо досегашните 900, което има голямо потенциално въздействие върху намаляването на сложността на веригите за доставки и надеждност на дизайна.

През 2014 г. производителят на автомобили Local Motors представи първата в света 3D печатна кола, наречена Strati (от италианската дума за слоеве). Следващият проект на Local Motors е да пусне цяла серия от 3D отпечатани автомобили. Тъй като производителите на автомобили вече са приели 3D печата за резервни си части, само въпрос на време е конкурентните компании да експериментират с материали, за да предложат най-добрия продукт.

Наскоро китайската строителна компания WinSun Global изгради шестетажен блок с триизмерен принтинг за около три месеца. 3D принтингът има потенциал да преформатира строителната индустрия на основно ниво, особено при намаляване на предлагането на квалифицирани трудови ресурси.

3D принтингът има огромни последици за производството на промишлени персонализирани продукти. Това е секторът, който ще бъде най-оспорван заради способността на обикновените хора да отпечатват собствени продукти у дома с достъпни 3D принтери. Потребителите вече не искат масово произведени, унифицирани стоки. Те искат покупките им да бъдат уникални и персонализирани. Тази тенденция също се пренася в света на модата и в производството на играчки с участие на децата.

Друг сектор, в който 3D печатът е приет с много различни приложения, е медицинският – от хирургически модели за обучение до създаване и замяна на функционални части на тялото. В много случаи дори костите се заменят с титаниев триизмерен печат. 3D печатът може да предложи персонализирани продукти и това предимство ще подобри трансплантациите и операциите като цяло. Хирурзите вече  практикуват симулации с 3D отпечатани модели, преди да извършат сложна операция. Може би това ще стане стандартна процедура за всички операции с висок риск. От тази година 90% от слуховите апарати, продавани в САЩ, включват триизмерни печатни компоненти.

3D печатът е използван за проектиране на уникални елементи, които обещават да подобрят начина, по който създаваме и изграждаме. Тъй като скоростта на машината и качеството на продукта се подобряват, 3D принтерите ще продължат да се противопоставят на конвенционалните методи. С обхвата на материалите ще расте паралелно обхватът и количеството на елементите, които могат да бъдат направени с наличието на достъпен хардуер и софтуер.

През последните няколко години интензивно се използва 3D печат в областта на културното наследство за целите на възстановяването и разпространението. Много европейски и северноамерикански музеи са закупили 3D принтери и активно пресъздават липсващите части от своите реликви.

Ще бъде интересно да се види как домашните 3D принтери ще засегнат корпорациите. Технологията вече доказа, че може да спести време и пари, а след скорошния успех на компании като Shapeways и WinSun темповете ще продължат да отразяват нарастващия интерес към безкрайните възможности за 3D отпечатване.

Световният пазар за 3D принтинг се очаква да достигне 120 милиарда долара до 2020 г. и около 300 милиарда щатски долара до 2025 г. Очакванията са, че технологията за 3D печат ще намали строителните разходи с 50% до 70%, а разходите за труд - с 50% до 80%. Освен това технологията ще допринесе за намаляване на отпадъците в строителството с до 60%. Северна Америка, Япония, Германия, Швейцария, Обединеното кралство и други развити страни са отделили огромни бюджети за разработването на триизмерни техники за печат в различни области като медицината, промишлеността, автомобилостроенето и авиацията.

Интересно е да проследим целите на разработената от правителството на Дубай стратегия за 3D принтинг, фокусираща се върху три основни сектора: строителство, медицински продукти, потребителски продукти.

Стойността на строителния сектор, основаващ се на 3D принтинг в Дубай, се очаква да бъде около 600 млн $ до 2025 г.  До 2025 г. Дубай ще произвежда 3D отпечатани изкуствени органи, струващи по-малко от 100 $. Други основни предимства в този сектор включват производството на керамични зъби за по-малко от 20 минути, както и използването на 3D технология за печат в ортопедични операции и за ускоряване на темпа на лечение с 40 до 80%. Дубай се стреми да развие използването на тази технология в сектора на медицинските продукти, за да постигне върхови постижения в различни хирургически операции и във всички медицински специалности. Секторът на потребителските продукти ще се фокусира върху домакински стоки, оптика, модни бижута, детски игри и продукти за заведения за бързо хранене.

Към 3-те пространствени измерения на 3D Printing учените добавят и четвърто - времето,  и вече говорим за производство на продукти, които се променят програмируемо във времето. Редица анализатори считат, че технологиите 3D Printing и 4D Printing напълно ще доминират промишлените и индивидуални производствени системи до две десетилетия.

3.8. Енергиен микс 2030-2050

Засега няма голям пробив в повишаване на ефективността на известните промишлени технологии за производство и съхранение на енергия. Международната енергийна агенция прогнозира потреблението на енергия да се увеличи два пъти до 2050 г., а енергийният микс да се формира от следните източници:

Перкспективните проучвания в напреднала фаза са фокусирани в областта на ядрените модулни централи с малка мощност, Thorium Molten Salt Reactors (TMSR), термоядрения синтез и слънчевата енергия, в т.ч. изнесени в Космоса орбитални слънчеви централи.

Графиката по-долу показва, че според оптимистичните прогнози не можем да очакваме промишлени електроцентрали на принципите на ядрения синтез преди 2030-2040 г.

След няколко десетилетия научни проучвания, в края на август 2017 г. бе съобщено и за успешни експерименти с реактор, използващ торий в разтопена сол за гориво. Евентуалното промишлено реализиране на термоядрения синтез и на ториевите реактори би дало евтин, неограничен, безопасен и чист източник на енергия на бързо нарастващото население и на световната икономика през 21 век.

Последните модели батерии с голям капацитет и достъпна цена правят електромобилите търговска реалност, а възобновяемите източници на енергия далеч по-ефективни. През следващите няколко години се очаква цената на електроенергията от слънчеви и вятърни източници да премине повратната точка и да стане по-конкурентна от фосилните горива. Вследствие на това ще растат  инвестициите не само в големи проекти, но и в милиони малки генерации, захранващи директно приложенията на самите консуматори.

Международната енергийна агенция отбелязва, че дигитализацията преобразува начина, по който електроенергийната система функционира. Освен прякото повишаване на ефективността и икономиите на разходи, цифровизацията има потенциал да катализира по-фундаментални промени в цялата система. Сега електроенергията се генерира в големи електроцентрали, предава се чрез преносни и разпределителни мрежи и се доставя на крайните потребители в жилищния, търговския, промишления и транспортния сектор. Този модел се променя.

Чрез сравняването на търсенето с генерацията и нуждите на цялостната система в реално време, цифровизацията дава възможност на милиони потребители, както и на производителите, да продават електроенергия или да предоставят ценни услуги на мрежата. Свързването е ключовият фактор. С напредването на цифровизацията и прилагането на алгоритми на изкуствения интелект ще се появи силно взаимосвързана интелигентна система, максимално ефективна, която ще размие разграничението между традиционните доставчици и потребителите, като увеличи възможностите за повече местна търговия с енергийни и мрежови услуги. Първите приложения на блокчейн технологията за обмяна на енергийни продукти и услуги без посредник са вече реалност. Очаквайте невероятни промени в дистрибуцията в рамките само на едно десетилетие. Тази инфраструктура се развива и ролите на заинтересованите страни се променят, но централизираните мрежи и операторите на преносните мрежи засега ще продължат да осигуряват гръбнака, който балансира цялата електрическа система.

Развитието на новите поколения свръхбързи и мощни  компютри, на изкуствения интелект и нанотехнологиите ще даде голям тласък и на овладяването на перспективните технологии за производство и съхранение на енергия, а вероятно и откриването на нови източници. Човечеството се стреми към пълно овладяване на енергийния потенциал на Земята, а в по-далечна перспектива – и на Слънцето и Галактиката, съгласно скалата на Кардашев.

3.9. Космически технологии

Наследниците на Икар не са преставали да мечтаят и да работят, за да постигнат невъзможното. От бащата на ракетната технология Константин Циолковски до космическия предприемач Илон Мъск хиляди учени и изследователи са посветили живота си в проправяне на път към звездите. Сред тях има и много българи. Човешкият стремеж към неизвестното е непреодолим. Той е заложен дълбоко в нашата природа. Ние сме разумни същества, следващи несъзнателно и съзнателно мисията да преоткрием живота във Вселената.

Но има и други, напълно прозаични причини да направим живота многопланетарен, преди да сме решили неотложните си проблеми на Земята. Няма никакво съмнение, че нашата прекрасна планета е приютила живота по най-добрия начин от всички небесни тела, които познаваме. Но тя далеч не е безопасно за цивилизацията ни място. Ще отбележим само няколко от тях, които са и ще бъдат напълно извън човешкия контрол вероятно и в по-далечното бъдеще:

Сблъсъкът на Земята с голям метеорит (impact event) може да е фатален за човешкия род. Преди 3.26 милиарда години тяло с диаметър 37 км е променило съществено космическата история на Земята. Останали са следи от повече от десет такива катастрофи, най-голямата преди 65 милиона години на обект с диаметър 10 км, причинил кратер с диаметър между 170 и 300 км, както и изчезването на динозаврите. Големи сблъсъци на тела с диаметър 5 км се случват в период 20 млн години, а по-малки астероиди с диаметър 1 км удрят Земята на всеки 500 000 години. Астероидите обаче с диаметър 20 м удрят Земята приблизително два пъти всеки век, произвеждат мощни въздушни взривове. Метеоритът Челябинск от 2013 г. се оценява на около 20 метра в диаметър с въздушен взрив от около 500 килотона, експлозия 30 пъти по-голяма от атомната бомба в Хирошима. NASA следи поведението на 1400 метеорита, потенциално опасни за живота на Земята.

Изригването на супервулкан е само въпрос на време, неопределено кога. Където и да избухне, ще унищожи човешката цивилизация с комбинация от изхвърлена лава, вулканична пепел и последващата (над 5-6 години) „вулканична“ зима, водеща до липса на храна и питейна вода, разрушена инфраструктура, епидемии и пр. Има 30 известни активни супервулкани в океанското дъно и само един на сушата, в най-посещавания природен парк на Америка – Йелоустоун. Там гейзерите и горещите извори са повече, отколкото в целия останал свят, което прави парка уникално красив и измамно привлекателен. Всъщност, цялата територия на парка е калдера (от лат. казан), с нищожно тънка, в максимума си само 13 км кора, под която клокочи 72 км широка и 200 км дълбока разтопена скала надолу в Земята. Предполага се, че изригването на такава стихия ще унищожи мигновено живота в радиус над 1000 км. Учени, привърженици на вулканичната цикличност, са изчислили средно 600 000 години на едно избухване. Последното за Йелоустоун е било преди 630 000 години... Но на Земята има още над 10 000 активни вулкана, част от които далеч са надхвърлили времето на цикъла, с потенциална висока степен на опасност за гъсто населени региони с десетки и стотици милиони хора. Една близка до нас териториално древна цивилизация, Критската, е погълната от цунами-вълната, предизвикана от избухнал вулкан на съседния остров Санторини.

Вулканичната активност и метеоритите са две от вероятните причини в дълги периоди, от над 20 000 години, броят на населението на Земята да е бил не повече от няколко хиляди души, а генетичното многообразие да е силно редуцирано.

Еволюцията на микроорганизмите предхожда, предполага и подкрепя неотклонно еволюцията на човешкия вид. Без стоте квадрилиона добри бактерии в нас, нашето тяло, състоящо се от само десет квадрилиона клетки, не може да преживее нито ден. Масата на микробите представлява 80% от биомасата на всичко живо на планетата, включително и растенията. Би могло без преувеличение да се каже, че ние сме допуснати да живеем в света на микроорганизмите, а не обратното. Само по случайност сме оживели от епидемиите в миналото и трябва да се радваме на изключителния си късмет или да благодарим на бога за тази милост. Масова случайна епидемия от смъртоносни вируси е една от най-вероятните екзистенциални катастрофи по всяко време и при непредсказуеми обстоятелства.

Дължим живота си и на нашата звезда - Слънцето. Не можем да изключим вероятността за свръхмощна пикова или по-продължителна слънчева радиация, която ще пробие защитите на атмосферния слой на Земята и ще отнеме неограничен брой човешки животи. И няма да остави никаква друга следа за историята. Не без основание е твърдението, че това вече се е случвало.

Нашата цивилизация и всички други известни форми на живот днес са изцяло заключени в рамките на една планета. За подобна, но проста житейска ситуация, по-възрастните хора биха употребили без колебание поговорката: не слагай всички яйца в една кошница; а по-младите – не записвай важна информация само на един носител. Установили сме, че така действа и еволюцията, копирайки генетичната информация неограничен брой пъти, за да я пренесе и усъвършенства във времето. Вероятно така трябва да постъпи и ще постъпи  човечеството, колонизирайки първоначално Луната, Марс и Метеоритния пояс.

Противниците на космическата експанзия настояват, че има много по-належащи за решаване проблеми на Земята. Сигурно са прави, но само донякъде. Решението не е да намалим разходите за космически изследвания, а да пренасочим безсмислените военни бюджети към мирни цели, в т.ч. извънпланетарни. Досегашните инвестиции в космически технологии и изследвания са се възвърнали многократно през безброй приложения в ежедневния живот. Достатъчно е да споменем спътниците, сканиращи денонощно параметрите на Земята, подобрената метеорология, GPS технологията, сателитната телевизия, новите материали.

Една от главните причини да овладяваме Космоса е, че бързо нарастващото население и тенденцията за изравняване на стандарта на живот на хората изчерпва материалните и енергийни ресурси на Земята. Съветът да потребяваме по-малко не е релевантен за тези, които потребяват много и несправедлив за тези, които потребяват малко. Трябва да намерим нови ресурси за икономически растеж и те са в неограничено количество в небесните тела в непосредствена близост до нас. Така например елементът Хелий 3 - най-доброто чисто гориво за ядрен синтез и неограничена евтина енергия, е рядкост на Земята, но в изобилие на Луната. Няма теоретични и технически непреодолими трудности да улавяме енергията на Слънцето в Космоса и да я преобразуваме в електрическа енергия в промишлени мащаби.

В последните си публични изяви преди да ни напусне, знаменитият астрофизик и визионер Стивън Хокинг казва: "... Силно вярвам, че трябва да започнем да търсим алтернативни планети за възможно обитаване. Изчерпват се ресурсите и мястото за живеене на Земята, трябва да преодолеем техническите ограничения, които ни пречат да живеем другаде във Вселената... Сигурно е, че Земята е изправена пред големи проблеми, включително изменението на климата, пренаселеността, епидемиите и астероидните удари... Поради една от тези причини е много вероятно Земята да стане необитаема до 1000 години. Човечеството трябва да се превърне в многопланетен вид през следващия век, ако не искаме да изчезнем...”

През последните години международната надпревара в ракетостроенето, роботиката, изкуствения интелект, нанотехнологиите и 3D Printing получи нов тласък и прави все по-реалистични първите опити за колонизацията на Луната и Марс до 2030 година.

Първите частни американски, европейски, японски и китайски компании за добив на метали на астероидите са вече капитализирани с милиарди долари рискови инвестиции и разработват конкретни проекти за избрани локации. Роботи с тясна и широка специализация, в т.ч. нанороботи, ще бъдат единствените постоянни обитатели и неуморни труженици на тези мини. Постепенно се развива също международното право и регулациите за такава дейност.

Лазерните космически комуникации са предстоящото голямо технологично обновление на този сектор, придавайки му по-висока надеждност, обхват и скорост.

Както в миналото, така и в наши дни български технологични компании показаха, че космическите технологии не са запазена територия само за богати страни и инвеститори. Трябва да дерзаем в мечтите и в бизнес плановете си, активно да се приобщаваме към космическите проекти, които ще заемат все по-голямо място в човешката активност.

Читателите навярно ще си спомнят размишленията на Дъглас Адамс в „Пътеводител на галактическия стопаджия“:

„Не достигнах докъдето исках, но пристигнах там, където имах нужда да бъда… Историята на всяка велика галактическа цивилизация преминава през три различни и ясно очертани периода: Оцеляване, Любознателност и Изтънченост, известни също и като периодите „Как?“, „Защо?“ и „Къде?“. Например първият период би могъл да се характеризира с въпроса „Как да се нахраним?“, вторият  - с въпроса „Защо се храним?“, а третият - „Къде ще обядваме?“

Е, ние все още си задаваме въпроса как да се нахраним…

3.10. ТехнологИЯ И ЕТИКА

Въпреки различията, от древността до днес, всички религиозни и философски теории се обединяват около Златното правило на нравствеността: не прави на другите хора това, което не искаш да правят на теб.

Етичната система се развива във взаимодействие с икономическите, обществените и политическите процеси в обществото и е неделима от социалната еволюция, от формирането на индивидуалното и обществено съзнание.

Науката и технологиите сами по себе си не пораждат непосредствено етика. Науката търси истината за нещата, явленията и процесите. Технологиите намират и осъществяват приложението на научните знания в реалния живот. До неотдавна моралната отговорност, според болшинството учени, трябваше да носят тези, които вземат решенията - политици, инвеститори, бизнесмени.

Шестте закона на технологията, формулирани от Мелвин Кранцберг от Джорджия Тех, разкриват част от нейната същност като социален феномен:

Но в днешно време взаимно преплетените фундаментални науки и високи технологии изменят радикално и експоненциално жизнената среда, в т.ч. начина, по който хората общуват, взаимодействат, работят, разпределят и се забавляват. Учените и експертите не могат вече да се дистанцират от отговорността за приложенията на технологиите в живота. За първи път достигаме до знания, които имат потенциала да ускорят или разрушат биологичната еволюция, да ни овластят със свръхинтелигентност. За първи път дареният с разум биологичен вид е на крачка от създаването на изкуствен интелект и обсъжда неговия възможен етичен код. Дълбинните промени в средата индуцират огромни екзистенциални рискове и поставят фундаментални етични въпроси, оставащи засега без отговор. Ще отнеме време да намерим верните решения и още време да постигнем обществено одобрение, да се коригират и надградят етичните и правните норми на обществото.  В парадокса на развитието на познанието често легалното е неморално, а моралното е нелегално; колкото повече знания откриваме, толкова повече възникват нови реалности, които не разбираме. Разделенията в обществата имат и екзистенциална основа, достигаща до смисъла на живота.

Ще маркираме част от най-важните и нерешени етични въпроси, свързани с хода на научната и технологичната революции в 21 век.

Онлайн изданието New Scientist наскоро публикува своя лист с 10-те най-големи морални дилеми в науката:

Можем да продължим да изброяваме още редица важни етични дилеми в достиженията на съвременната наука и технологиите. Умението да формулираме правилните въпроси и навреме да ги разискваме задълбочено, не само в научните и експертни среди, но и широко в обществото, е съществена част от намирането на необходимите  отговори.

Затова е важно всеки лично, независимо от убежденията си и гледната си точка,  и като държава, особено малките държави, които не създават нови знания, активно да участваме в тези дискусии днес, а не постфактум; да настояваме за публичност, международна регулация и широк достъп на експерти от всички страни до изследванията, свързани с изкуствения интелект, синтетичните био- и нано- технологии; да не се допускат частни патентни права върху ключовите технологии, които могат да ни обрекат на гибел в 21 век. Върховните и критичните постижения на науката днес са плод не само на усилията на съвременните учени, предприемачи и инвеститори. Те са резултат преди всичко на дългата история на цивилизацията, науката и човешкия прогрес, постигнати от поколенията преди нас и затова принадлежат на всички. Трябва да управляваме рисковете заедно и заедно да споделяме ползите от невероятното развитие на технологиите.

Ще бъде трагично, ако скоростта, с която помъдряваме, изостава системно от скоростта, с която технологиите ни овластяват неограничено да се разпореждаме с живата и неживата природа. Вече сме направили безброй погрешни стъпки, за които плащаме изключително висока цена.

Напълно е възможно новите технологични вълни, разрушавайки старите модели, да бъдат решение на основни хилядолетни проблеми пред човечеството, издигайки ни в качествено нови измерения на съществуването, може би „от царството на необходимостта в царството на свободата”, както казва един най-възхваляваните и най-хулените философи на 20 век. Земята може и трябва да стане мирен и уютен дом за всички родени, а не само за шепа избрани.

***

Запознайте се с пълния текст на Визия за България и се присъединете към каузата!