Реферат на тему:
"Технології майбутнього"
Вступ
Майбутнє може бути різним, і шляхів до нього теж багато, але ні те, ні інше передбачити неможливо. І все ж деякі широкі штрихи накидати можна, причому в більшості сценаріїв прогрес призводить до зміни способу нашого спілкування, обсягу інформації, з якою нам доведеться мати справу, і, можливо, навіть наших природних здібностей.
Технологія мікропроцесорів вже наближається до фундаментальних обмеженням. Дотримуючись закону Мура, до 2010-2020 років розміри транзистора повинні зменшитися до чотирьох-п'яти атомів. Розглядаються багато альтернативи, але, якщо вони не будуть реалізовані в масовому виробництві, закон Мура перестане працювати. Цей закон (вірніше, прогноз співзасновника Intel Гордона Мура) говорить, що щільність транзисторів в мікросхемі подвоюється кожні півтора року, і всі останні 20 років він виконувався. Якщо на початку нового століття пост продуктивності мікропроцесорів припиниться, в обчислювальній техніці настане стагнація. Але можливо, що замість цього відбудеться технологічний стрибок з тисячократним збільшенням потужності комп'ютерів.
Останній сценарій дуже привабливий. Мало того, що цілий ряд технологій отримає необхідний розвиток, розробки в одних областях допоможуть просуванню інших. Інженер Рей Курцвейл (Ray Kurzweil) називає це «законом взаємного посилення вигод». Коли у розвитку якійсь області відбувається стрибок, час між відкриттями скорочується і попередні досягнення накладаються на наступні, що ще більше прискорює прогрес.
До технологій, здатним експоненціально збільшувати обробну потужність комп'ютерів, слід віднести молекулярні або атомні технології; ДНК і інші біологічні матеріали; тривимірні технології; технології, засновані на фотонах замість електронів, і нарешті, квантові технології, в яких використовуються елементарні частинки. Якщо на якому-небудь з цих напрямків вдасться домогтися успіху, то комп'ютери можуть стати всюдисущими. А якщо таких успішних напрямків буде кілька, то вони розподіляться по різних нішах. Наприклад, квантові комп'ютери будуть спеціалізуватися на шифруванні та пошуку у великих масивах даних, молекулярні - на управлінні виробничими процесами і мікромашин, а оптичні - на засобах зв'язку.
Можливості сучасного виробництва поки не дозволяють налагодити недороге масове виготовлення подібних пристроїв. Однак багато вчених упевнені в тому, що рішення буде знайдено. Вже є свідчення певного взаємного посилення вигод за Курцвейл. Наприклад, ефективність «генетичних чипів» вдалося підвищити (а вартість - знизити) завдяки використанню інших чіпів, що містять півмільйона маленьких дзеркал, - спочатку вони призначалися для оптичних систем зв'язку. Цифрова мікродзеркальна система (Digital Micromirror Device, DMD) від Texas Instruments застосовувалася навіть для демонстрації останньої серії фільму «Зоряні війни». Точно так само мікромашини (MEMS) виготовляються із застосуванням технології травлення, розробленої для виробництва електронних мікросхем. У цих пристроях датчики поєднуються з мікропривід, що дозволяє їм виконувати фізичні дії. Можливо навіть, що MEMS допоможуть у створенні комп'ютерів атомних розмірів, необхідних для квантових обчислень.
У наступному столітті обчислювальна техніка зіллється не тільки із засобами зв'язку та машинобудування, а й з біологічними процесами, що відкриє такі можливості, як створення штучних імплантантів, інтелектуальних тканин, розумних машин, «живих» комп'ютерів і людино-машинних гібридів. Якщо закон Мура пропрацює ще 20 років, вже в 2020 році комп'ютери досягнуть потужності людського мозку - 20000000 мільярдів операцій в секунду (це 100 млрд. нейронів помножити на 1000 зв'язків одного нейрона і на 200 збуджень у секунду). А до 2060 року комп'ютер зрівняється за силою розуму з усім людством. Однією ймовірності подібної перспективи досить, щоб відкинути будь-які побоювання з приводу застосування біо-та генної інженерії для розширення здібностей людини.
«Я не вірю в наукову фантастику типу« Зоряного шляху », де через 400 років люди залишаються колишніми, - сказав астрофізик Стівен Хокінг, виступаючи в минулому році в Білому домі. - По-моєму, людська раса і складність її ДНК дуже скоро почнуть змінюватися ».
Однак для цього обчислювальна техніка майбутнього століття має увібрати в себе деякі новітні технології. Нижче наводиться огляд кількох нових технологій і процесів, здатних не тільки забезпечити продовження дії закону Мура, але і перетворити його з лінійного в прогресуючий.
Давайте зробимо маленьку екскурсію і уявимо собі як буде розвиватися майбутнє, що нового буде в ньому, і які технології будуть панувати там.
Молекулярні комп'ютери
Отже, перша наша зупинка буде здійснена на зупинці Молекулярні комп'ютери. Давайте зробимо екскурс в історію ...
У 2006 році компанія Hewlett-Packard оголосила про перші успіхи у виготовленні компонентів, з яких можуть бути побудовані потужні молекулярні комп'ютери. Вчені з HP і Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) оголосили про те, що їм вдалося змусити молекули ротаксана переходити з одного стану в інший - по суті, це означає створення молекулярного елемента пам'яті.
Наступним кроком має стати виготовлення логічних ключів, здатних виконувати функції І, АБО і НЕ. Весь такий комп'ютер може складатися з шару провідників, прокладених в одному напрямку, шару молекул ротаксана і шару провідників, спрямованих у зворотний бік. Конфігурація компонентів, що складаються з необхідного числа елементів пам'яті і логічних ключів, створюється електронним способом. За оцінками вчених HP, подібний комп'ютер буде в 100 млрд. раз економічніше сучасних мікропроцесорів, займаючи в багато разів менше місця.
Крім того, молекулярні технології обіцяють появу мікромашин, здатних переміщатися і докладати зусилля. Причому для створення таких пристроїв можна застосовувати навіть традиційні технології травлення. Коли-небудь ці мікромашини будуть самостійно займатися складанням компонентів молекулярного або атомного розміру.
Перші досліди з молекулярними пристроями ще не гарантують появи таких комп'ютерів, однак це саме той шлях, який визначений всією історією попередніх досягнень. Масове виробництво чинного молекулярного комп'ютера цілком може початися десь між 2010 і 2015 роками.
Біокомп'ютери
Наступною нашою зупинкою буде Біокомп'ютер. Деякі вважають, що розробка таких комп'ютерів повинна буде грунтуватися на генетичне інженерії. Давайте подивимося, чи так це?
Застосування в обчислювальній техніці біологічних матеріалів дозволить з часом зменшити комп'ютери до розмірів живої клітини. Поки ця чашка Петрі, наповнена спіралями ДНК, або нейрони, взяті у п'явки і приєднані до електричних проводів. По суті, наші власні клітини - це не що інше, як біомашинних молекулярного розміру, а прикладом біокомп'ютера, звичайно, служить наш мозок.
Іхуд Шапіро з Вейцманоского інституту природничих наук спорудив пластмасову модель біологічного комп'ютера висотою 30 см. Якщо б це пристрій складався із справжніх біологічних молекул, його розмір був би дорівнює розміру одного з компонентів клітини - 0,000025 мм. На думку Шапіро, сучасні досягнення в області збирання молекул дозволяють створювати пристрої клітинного розміру, яке можна застосовувати для біомоніторингу.
Більш традиційні ДНК-комп'ютери в даний час використовуються для розшифровки геному живих істот. Проби ДНК застосовуються для визначення характеристик іншого генетичного матеріалу: завдяки правилам спарювання спіралей ДНК, можна визначити можливе розташування чотирьох базових амінокислот (A, C, T і G).
Щоб давати корисну інформацію, ланцюжки ДНК повинні містити по одному базовому елементу. Це досягається за допомогою променя світла і маски. Для отримання відповіді на те чи інше питання, що відноситься до геному, може знадобитися до 80 масок, за допомогою яких створюється спеціальний чіп вартістю більше 12 тис. дол. Тут-то і стала в нагоді мікросхема DMD від Texas Instruments: її мікродзеркала, направляючи світло, виключають потребу в масках.
Білл Дітто з Технологічного інституту штату Джорджія провів цікавий експеримент, приєднавши мікродатчиків до кількох нейронам п'явки. Він виявив, що в залежності від вхідного сигналу нейрони утворюють нові взаємозв'язки. Ймовірно, біологічні комп'ютери, що складаються з нейроподібних елементів, на відміну від кремнієвих пристроїв, зможуть шукати потрібні рішення за допомогою самопрограмування. Дітто має намір використовувати результати своєї роботи для створення мозку роботів майбутнього.
Оптичні комп'ютери
Наступна зупинка мені здається цікавішим і більш наближеною до реальності, ніж інші. Чим? Давайте розберемося ...
У порівнянні з тим, що обіцяють молекулярні або біологічні комп'ютери, оптичні ПК можуть здатися не дуже вражаючими. Однак з огляду на те, що оптоволокно стало кращим матеріалом для широкосмугового зв'язку, всім традиційним кремнієвим пристроїв, щоб передати інформацію на відстань кількох миль, доводиться щоразу перетворювати електричні сигнали в світлові і назад.
Ці операції можна спростити, якщо замінити електронні компоненти чисто оптичними. Першими стануть оптичні повторювачі і підсилювачі оптоволоконних ліній далекого зв'язку, які дозволять зберігати сигнал у світловий формі при передачі через всі океани і континенти. З часом і самі комп'ютери перейдуть на оптичну основу, хоча перші моделі, мабуть, будуть являти собою гібриди з застосуванням світла і електрики. Оптичний комп'ютер може бути менше електричного, так як оптоволокно значно тонше (і швидше) в порівнянні з порівнянними по ширині смуги пропускання електричними провідниками. По суті, застосування електронних комутаторів обмежує швидкодію мереж приблизно 50 Гбіт / с.
Щоб досягти терабітних швидкостей потрібні оптичні комутатори (вже є досвідчені зразки). Це пояснює, чому в телекомунікаціях перемагає оптоволокно: воно дає тисячократно збільшення пропускної здатності, причому мультиплексування дозволяє підвищити її ще більше. Інженери пропускають по оптоволокну все більше і більше короткохвильових світлових променів. Останнім часом для управління ними застосовуються чіпи типу TI DMD з сотнями тисяч мікродзеркал. Якщо перші трансатлантичні мідні кабелі дозволяли передавати всього 2500 Кбіт / с, то перше покоління оптоволоконних кабелів - вже 280 Мбіт / с. Кабель, прокладений зараз, має теоретичну межу пропускної здатності в 10 Гбіт / с на один світловий промінь певної довжини хвилі в одному оптичному волокні.
Цілком оптичні комп'ютери з'являться через десятиліття, але робота в цьому напрямку йде відразу на декількох фронтах. Наприклад, вчені з університету Торонто створили молекули рідких кристалів, керуючі світлом у фотонному кристалі на базі кремнію. Вони вважають за можливе створення оптичних ключів та провідників, здатних виконувати всі функції електронних комп'ютерів.
Однак перш ніж оптичні комп'ютери стануть масовим продуктом, на оптичні компоненти, ймовірно, перейде вся система зв'язку - аж до «останньої милі» на ділянці до будинку або офісу. У найближчі 10 років оптичні комутатори, повторювачі, підсилювачі та кабелі замінять електричні компоненти.
Квантові комп'ютери
Далі ми перейдемо у сферу фантастики. Багато фантасти багато років тому писали про квантові комп'ютери. Але на мій погляд, фантасти тоді мали мало уявлення про те що ж це таке. Давайте ознайомимося з технологією, і зрозуміємо - що ж це за звір квантовий такий?
Отже, квантовий комп'ютер буде складатися з компонентів субатомного розміру і працювати за принципами квантової механіки. Квантовий світ - дуже дивне місце, в якому об'єкти можуть займати два різні положення одночасно. Але саме ця дивина і відкриває нові можливості.
Наприклад, один квантовий біт може приймати кілька значень одночасно, тобто перебувати відразу в станах «включено», «виключено» і в перехідному стані. 32 таких біта, званих q-бітами, можуть утворити понад 4 млрд комбінацій - ось справжній приклад масово-паралельного комп'ютера. Однак, щоб q-біти працювали в квантовому пристрої, вони повинні взаємодіяти між собою. Поки що вченим вдалося зв'язати один з одним тільки три електрони.
Вже є кілька діючих квантових компонентів - як запам'ятовуючих, так і логічних. Теоретично квантові комп'ютери можуть складатися з атомів, молекул, атомних частинок або «псевдоатомов». Останній являє собою чотири квантових осередки на кремнієвій підкладці, що утворюють квадрат, причому в кожній такій комірці може знаходитися за електрону. Коли присутні два електрони, сили відштовхування змушують їх розміщуватися по діагоналі. Одна діагональ відповідає логічній «1», а друга - «0». Ряд таких осередків може служити провідником електронів, тому що нові електрони будуть виштовхувати попередні в сусідні клітинки. Комп'ютеру, побудованому з таких елементів, не буде потрібно безперервна подача енергії. Одного разу занесені до нього електрони більше не покинуть систему.
Теоретики стверджують, що комп'ютер, побудований на принципах квантової механіки, буде давати точні відповіді, виключаючи можливість помилки. Так як в основі квантових обчислень лежать імовірнісні закони, кожен q-біт насправді являє собою і «1», і «0» з різним ступенем вірогідності. У результаті дії цих законів менш імовірні (неправильні) значення практично виключаються.
Наскільки близько люди підійшли до діючого квантовому комп'ютера? Перш за все необхідно створити елементи провідників, пам'яті та логіки. Крім того, ці прості елементи потрібно змусити взаємодіяти один з одним. Нарешті, потрібно вмонтувати вузли в повноцінні функціональні чіпи і навчитися тиражувати їх. За оцінками вчених, прототипи таких комп'ютерів можуть з'явитися вже в 2010 році, а в 2015-2020 роках має розпочатися їх масове виробництво.
Штучний інтелект
Ну а тепер досить цікава, на мій погляд, тема. Вона зачіпає безліч галузей. У цій точці, як у фокусі, сконцентровані найбільші зусилля кібернетиків, філософів, лінгвістів, психологів, математиків і інженерів. Ще Айзек Азімов писав ... Ну да ладно, про все по порядку ...
Поняття штучний інтелект, як втім і просто інтелект, дуже розпливчасті. Якщо узагальнити все сказане за останні тридцять років, то виявляється, що людина просто хоче створити собі подібного в тій чи іншій формі, хоче, щоб якісь дії виконувалися більш раціонально, з меншими витратами часу та енергії. З кінця 40-х років учені все більшого числа університетських і промислових дослідницьких лабораторій кинулися до зухвалої мети: побудова комп'ютерів, що діють таким чином, що за результатами роботи їх неможливо було б відрізнити від людського розуму. Останнім часом спостерігається зростання інтересу до штучного інтелекту, викликане підвищенням вимог до інформаційних систем. Розумнішає програмне забезпечення, розумнішає побутова техніка. Ми неухильно рухаємося до нової інформаційної революції, порівнянної за масштабами з розвитком Інтернету, ім'я якої - штучний інтелект.
Штучний інтелект є нині «гарячою точкою» наукових досліджень. Саме тут вирішується багато корінні питання, пов'язані зі шляхами розвитку наукової думки, з впливом досягнень в області обчислювальної техніки і робототехніки на життя майбутніх поколінь людей. Перш за все, необхідно зрозуміти механізми процесу навчання, природу мови та почуттєвого сприйняття. З'ясувалося, що для створення машин, що імітують роботу людського мозку, потрібно розібратися в тому, як діють мільярди його взаємозалежних нейронів. І тоді багато дослідників прийшли до висновку, що, мабуть, найважча проблема, що стоїть перед сучасною наукою - пізнання процесів функціонування людського розуму, а не просто імітація його роботи. Що безпосередньо зачіпало фундаментальні теоретичні проблеми психологічної науки.
Справді, ученим важко навіть прийти до єдиної точки зору щодо самого предмета їхніх досліджень - інтелекту. Деякі вважають, що інтелект - вміння вирішувати складні завдання, інші розглядають його як здатність до навчання, узагальнення і аналогій, треті - як можливість взаємодії із зовнішнім світом шляхом спілкування, сприйняття й усвідомлення сприйнятого. Тим не менш, багато дослідників ШІ схильні прийняти тест машинного інтелекту, запропонований на початку 50-х років видатним англійським математиком і фахівцем з обчислювальної техніки Аланом Тьюрінгом. «Комп'ютер можна вважати розумним, - стверджував Тьюринг, - якщо він здатний змусити нас повірити, що ми маємо справу не з машиною, а з людиною».
В даний час розрізняють два основних підходи до моделювання штучного інтелекту (AI - artificial intelligence): машинний інтелект, що полягає в строгому завданні результату функціонування, і штучний розум, спрямований на моделювання внутрішньої структури системи. Поділ робіт з штучного інтелекту на два напрями пов'язані з існуванням двох точок зору на питання, яким чином будувати системи штучного інтелекту.
Прихильники однієї точки зору переконані, що «найважливіше результат», тобто добрий збіг поведінки штучно створених і природних інтелектуальних систем, а що стосується внутрішніх механізмів формування поведінки, то розробник штучного інтелекту зовсім не повинен копіювати або навіть враховувати особливості природних, живих аналогів.
Інша точка зору полягає в тому, що саме вивчення механізмів природного мислення та аналіз даних про способи формування розумної поведінки людини можуть створити основу для побудови систем штучного інтелекту, причому побудова це повинно здійснюватися перш за все як моделювання, відтворення технічними засобами принципів і конкретних особливостей функціонування біологічних об'єктів.
Перший напрямок, таким чином, розглядає продукт інтелектуальної діяльності людини, вивчає його структуру, і прагне відтворити цей продукт засобами сучасної техніки. Основні результати полягають у створенні експертних систем, систем розбору природної мови і найпростіших систем управління виду «стимул-реакція». Ясно, що успіхи цього напрямку штучного інтелекту виявляються тісно пов'язані з розвитком можливостей ЕОМ і мистецтва програмування, тобто з тим комплексом науково-технічних досліджень, які часто називають комп'ютерними науками.
Другий напрямок штучного інтелекту розглядає дані про нейрофізіологічних і психологічних механізмах інтелектуальної діяльності і, в більш широкому плані, розумної поведінки людини. Воно прагнути відтворити ці механізми з допомогою тих чи інших технічних пристроїв, з тим щоб «поведінку» таких пристроїв добре збігалося з поведінкою людини в певних, заздалегідь задаються межах. Розвиток цього напрямку тісно пов'язане з успіхами наук про людину. Для нього характерно прагнення до відтворення більш широкого, ніж в машинному інтелекті, спектру проявів розумової діяльності людини.
Системи штучного розуму базуються на математичній інтерпретації діяльності нервової системи на чолі з мозком людини і реалізуються у вигляді нейроподібних мереж на базі нейроподібних елементів - аналога нейрона.
Нейроподібні мережі останнім часом є одним з найбільш перспективних напрямків у галузі штучного інтелекту і поступово входять у перебуванні людей в широкому спектрі діяльності.
Нейронні мережі
Що таке штучні нейронні мережі? Що вони можуть робити? Як вони працюють? Як їх можна використовувати? Ці та безліч подібних питань ставлять фахівці з різних областей.
Що ж таке нейронна мережа? Це штучний аналог біологічної мережі, за своїми параметрами максимально наближається до оригіналу. Нейронні мережі пройшли довгий шлях становлення і розвитку, від повного заперечення можливості їх застосування до втілення в багато сфер діяльності людини.
Сучасні цифрові обчислювальні машини здатні з високою швидкодією і точністю вирішувати формалізовані завдання з цілком певними даними по заздалегідь відомим алгоритмам. Однак у тих випадках, коли завдання не піддається формалізації, а вхідні дані неповні, зашумлені або суперечливі, застосування традиційних комп'ютерів стає неефективним. Альтернативою їм стають спеціалізовані комп'ютери, які реалізують нетрадиційні нейромережеві технології. Сильною стороною цих комплексів є нестандартний характер обробки інформації. Вона кодується і запам'ятовується не в окремих елементах пам'яті, а в розподілі зв'язків між нейронами і в їх силі, тому стан кожного окремого нейрона визначається станом багатьох інших нейронів, пов'язаних з ним.
Отже, втрата однієї чи декількох зв'язків не робить істотного впливу на результат роботи системи в цілому, що забезпечує її високу надійність. Висока «природна» завадостійкість і функціональна надійність стосуються як перекручених (зашумлених) потоків інформації, так і в сенсі відмов окремих процесорних елементів. Цим забезпечуються висока оперативність та достовірність обробки інформації, а проста дообучаемость і переобучаемость нейронних мереж дозволяє при зміні зовнішніх факторів своєчасно здійснювати перехід на нові види вирішуваних завдань.
Наведені вище переваги нейромережевої обробки даних визначають галузі застосування нейронних мереж:
· Обробка й аналіз зображень;
· Розпізнавання мови незалежно від диктора, переклад;
· Обробка високошвидкісних цифрових потоків;
· Автоматизована система швидкого пошуку інформації;
· Класифікацію інформації в реальному масштабі часу;
· Планування застосування сил і засобів у великих масштабах;
· Рішення трудомістких задач оптимізації;
· Адаптивне управління і передбачення.
Окремі нейрони, з'єднуючись між собою, утворюють нову якість, яка, в залежності від характеру міжнейронних сполук, має різні рівні біологічного моделювання:
· Група нейронів;
· Нейронна мережа;
· Нервова система;
· Розумова діяльність;
· Мозок.
Іншими словами, нейронна мережа - це паралельна зв'язкова мережа простих адаптивних елементів, яка взаємодіє з об'єктами реального світу аналогічно біологічної нервовій системі.
Висновок
Давайте підведемо підсумок нашої «екскурсії». Почнемо з більш зрозумілого ... Термін «квантовий стрибок» означає, що в квантовому світі зміни відбуваються стрибками. Схоже, що десь близько 2020 року, якщо не раніше, подібний стрибок відбудеться і в обчислювальній техніці: до того часу ми перейдемо від традиційних кремнієвих напівпровідників до більш досконалим технологіям.
Результатом стануть набагато компактніші, швидкодіючі і дешеві комп'ютери. З'явиться можливість наділяти будь-які промислові продукти певними інтелектуальними і комунікаційними здібностями. Банка кока-коли поміщена в холодильник, насправді буде саморегістріроваться в його мережі; предмети - автоматично упорядковуватися. Кожна людина щомиті буде користуватися Мережею, хоча за більшістю звернень до нього будуть стежити спеціальні пристрої, що автоматично відповідаючи на дзвінки або переадресовуючи їх в службу передачі повідомлень.
До 2030 року може початися поширення вживлених пристроїв з прямим доступом до нейронів. Ближче до середини століття в світі кіберпростору будуть панувати мікро-і нанопристрої (інтелектуальна пил). До того часу Інтернет буде представляти собою відображення всього реального світу. Уявіть собі світ, оповитий бездротовою мережею даних, по якій подорожують величезні обсяги інформації. Тоді такі фантастичні та містичні явища, як телепатія і телекінез, стануть найбільш простим проявом Всесвітньої мережі. Грубо кажучи, телепатія буде виглядати як згенерувала вашими нейронами інформація, подорожуючи в пакетах до інших нейронів для розшифровки.
Майже як протокол TCP / IP сьогодні. А телекінез (пересування думкою фізичних об'єктів) будуть виробляти нанопристрої, активовані вашої уявної командою. Найпростіші пристрої, що реагують на уявні команди, існують вже й сьогодні. Хоча до того часу вам навряд чи захочеться пересувати реальні об'єкти, якщо можливо буде просто перемістити їх цифрові копії. Без шоломів віртуальної реальності можна буде зробити повноцінний круїз у будь-який куточок земної кулі, не залишаючи своєї квартири. Подумки можна буде викликати цифрову проекцію будь-якого місця, причому події в ньому будуть відображатися в реальному часі. Або навпаки, спроектувати себе, в будь-яку точку нашої планети. Таким чином, грань між кібер-і реальним простором зникне.
На біологічному фронті дослідження в області клітини наближають можливість заміни тканин або органів, включаючи нейрони, які раніше вважалися незамінними. Більше того, клітини і тканини можна буде наділяти здібностями обробки і передачі даних. Подібний контроль над живими процесами дає надію на збільшення тривалості життя: учені не бачать принципових перешкод для того, щоб люди жили по кілька сотень років.
До кінця 21-го століття, завдяки досягненням генної інженерії в поєднанні з біоінженерними тканинами і імплантантами, люди стануть зовсім не схожими на сучасні. Поки не ясно, який відсоток населення побажає взяти участь у подібних удосконалень, але відмовилися ризикують залишитися сторонніми спостерігачами, стежачи з узбіччя за тим, як люди, розвинені біоінженерними методами, гігантськими кроками спрямовуються вперед рука об руку з розумними машинами. Можу собі уявити, як у якийсь момент людство розділиться на два табори, будуть соціальні хвилювання, але прогрес не зупинити. Якщо все це буде відбуватися, як прогнозується, роках в 2050-х, то, як ви думаєте, хто буде самої консервативною частиною суспільства? Правильно - нинішня молодь, правда, до того часу небагато постаріла. Приблизно, як зараз бабусі й дідусі недовірливо поглядають на коробчаті комп'ютери, так само майбутнє старше покоління буде недовірливо дивитися на своїх дітей, які отримують біологічні імплантанти при народженні, котрі спілкуються не відкриваючи рота.
"Технології майбутнього"
Вступ
Майбутнє може бути різним, і шляхів до нього теж багато, але ні те, ні інше передбачити неможливо. І все ж деякі широкі штрихи накидати можна, причому в більшості сценаріїв прогрес призводить до зміни способу нашого спілкування, обсягу інформації, з якою нам доведеться мати справу, і, можливо, навіть наших природних здібностей.
Технологія мікропроцесорів вже наближається до фундаментальних обмеженням. Дотримуючись закону Мура, до 2010-2020 років розміри транзистора повинні зменшитися до чотирьох-п'яти атомів. Розглядаються багато альтернативи, але, якщо вони не будуть реалізовані в масовому виробництві, закон Мура перестане працювати. Цей закон (вірніше, прогноз співзасновника Intel Гордона Мура) говорить, що щільність транзисторів в мікросхемі подвоюється кожні півтора року, і всі останні 20 років він виконувався. Якщо на початку нового століття пост продуктивності мікропроцесорів припиниться, в обчислювальній техніці настане стагнація. Але можливо, що замість цього відбудеться технологічний стрибок з тисячократним збільшенням потужності комп'ютерів.
Останній сценарій дуже привабливий. Мало того, що цілий ряд технологій отримає необхідний розвиток, розробки в одних областях допоможуть просуванню інших. Інженер Рей Курцвейл (Ray Kurzweil) називає це «законом взаємного посилення вигод». Коли у розвитку якійсь області відбувається стрибок, час між відкриттями скорочується і попередні досягнення накладаються на наступні, що ще більше прискорює прогрес.
До технологій, здатним експоненціально збільшувати обробну потужність комп'ютерів, слід віднести молекулярні або атомні технології; ДНК і інші біологічні матеріали; тривимірні технології; технології, засновані на фотонах замість електронів, і нарешті, квантові технології, в яких використовуються елементарні частинки. Якщо на якому-небудь з цих напрямків вдасться домогтися успіху, то комп'ютери можуть стати всюдисущими. А якщо таких успішних напрямків буде кілька, то вони розподіляться по різних нішах. Наприклад, квантові комп'ютери будуть спеціалізуватися на шифруванні та пошуку у великих масивах даних, молекулярні - на управлінні виробничими процесами і мікромашин, а оптичні - на засобах зв'язку.
Можливості сучасного виробництва поки не дозволяють налагодити недороге масове виготовлення подібних пристроїв. Однак багато вчених упевнені в тому, що рішення буде знайдено. Вже є свідчення певного взаємного посилення вигод за Курцвейл. Наприклад, ефективність «генетичних чипів» вдалося підвищити (а вартість - знизити) завдяки використанню інших чіпів, що містять півмільйона маленьких дзеркал, - спочатку вони призначалися для оптичних систем зв'язку. Цифрова мікродзеркальна система (Digital Micromirror Device, DMD) від Texas Instruments застосовувалася навіть для демонстрації останньої серії фільму «Зоряні війни». Точно так само мікромашини (MEMS) виготовляються із застосуванням технології травлення, розробленої для виробництва електронних мікросхем. У цих пристроях датчики поєднуються з мікропривід, що дозволяє їм виконувати фізичні дії. Можливо навіть, що MEMS допоможуть у створенні комп'ютерів атомних розмірів, необхідних для квантових обчислень.
У наступному столітті обчислювальна техніка зіллється не тільки із засобами зв'язку та машинобудування, а й з біологічними процесами, що відкриє такі можливості, як створення штучних імплантантів, інтелектуальних тканин, розумних машин, «живих» комп'ютерів і людино-машинних гібридів. Якщо закон Мура пропрацює ще 20 років, вже в 2020 році комп'ютери досягнуть потужності людського мозку - 20000000 мільярдів операцій в секунду (це 100 млрд. нейронів помножити на 1000 зв'язків одного нейрона і на 200 збуджень у секунду). А до 2060 року комп'ютер зрівняється за силою розуму з усім людством. Однією ймовірності подібної перспективи досить, щоб відкинути будь-які побоювання з приводу застосування біо-та генної інженерії для розширення здібностей людини.
«Я не вірю в наукову фантастику типу« Зоряного шляху », де через 400 років люди залишаються колишніми, - сказав астрофізик Стівен Хокінг, виступаючи в минулому році в Білому домі. - По-моєму, людська раса і складність її ДНК дуже скоро почнуть змінюватися ».
Однак для цього обчислювальна техніка майбутнього століття має увібрати в себе деякі новітні технології. Нижче наводиться огляд кількох нових технологій і процесів, здатних не тільки забезпечити продовження дії закону Мура, але і перетворити його з лінійного в прогресуючий.
Давайте зробимо маленьку екскурсію і уявимо собі як буде розвиватися майбутнє, що нового буде в ньому, і які технології будуть панувати там.
Молекулярні комп'ютери
Отже, перша наша зупинка буде здійснена на зупинці Молекулярні комп'ютери. Давайте зробимо екскурс в історію ...
У 2006 році компанія Hewlett-Packard оголосила про перші успіхи у виготовленні компонентів, з яких можуть бути побудовані потужні молекулярні комп'ютери. Вчені з HP і Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) оголосили про те, що їм вдалося змусити молекули ротаксана переходити з одного стану в інший - по суті, це означає створення молекулярного елемента пам'яті.
Наступним кроком має стати виготовлення логічних ключів, здатних виконувати функції І, АБО і НЕ. Весь такий комп'ютер може складатися з шару провідників, прокладених в одному напрямку, шару молекул ротаксана і шару провідників, спрямованих у зворотний бік. Конфігурація компонентів, що складаються з необхідного числа елементів пам'яті і логічних ключів, створюється електронним способом. За оцінками вчених HP, подібний комп'ютер буде в 100 млрд. раз економічніше сучасних мікропроцесорів, займаючи в багато разів менше місця.
Крім того, молекулярні технології обіцяють появу мікромашин, здатних переміщатися і докладати зусилля. Причому для створення таких пристроїв можна застосовувати навіть традиційні технології травлення. Коли-небудь ці мікромашини будуть самостійно займатися складанням компонентів молекулярного або атомного розміру.
Перші досліди з молекулярними пристроями ще не гарантують появи таких комп'ютерів, однак це саме той шлях, який визначений всією історією попередніх досягнень. Масове виробництво чинного молекулярного комп'ютера цілком може початися десь між 2010 і 2015 роками.
Біокомп'ютери
Наступною нашою зупинкою буде Біокомп'ютер. Деякі вважають, що розробка таких комп'ютерів повинна буде грунтуватися на генетичне інженерії. Давайте подивимося, чи так це?
Застосування в обчислювальній техніці біологічних матеріалів дозволить з часом зменшити комп'ютери до розмірів живої клітини. Поки ця чашка Петрі, наповнена спіралями ДНК, або нейрони, взяті у п'явки і приєднані до електричних проводів. По суті, наші власні клітини - це не що інше, як біомашинних молекулярного розміру, а прикладом біокомп'ютера, звичайно, служить наш мозок.
Іхуд Шапіро з Вейцманоского інституту природничих наук спорудив пластмасову модель біологічного комп'ютера висотою 30 см. Якщо б це пристрій складався із справжніх біологічних молекул, його розмір був би дорівнює розміру одного з компонентів клітини - 0,000025 мм. На думку Шапіро, сучасні досягнення в області збирання молекул дозволяють створювати пристрої клітинного розміру, яке можна застосовувати для біомоніторингу.
Більш традиційні ДНК-комп'ютери в даний час використовуються для розшифровки геному живих істот. Проби ДНК застосовуються для визначення характеристик іншого генетичного матеріалу: завдяки правилам спарювання спіралей ДНК, можна визначити можливе розташування чотирьох базових амінокислот (A, C, T і G).
Щоб давати корисну інформацію, ланцюжки ДНК повинні містити по одному базовому елементу. Це досягається за допомогою променя світла і маски. Для отримання відповіді на те чи інше питання, що відноситься до геному, може знадобитися до 80 масок, за допомогою яких створюється спеціальний чіп вартістю більше 12 тис. дол. Тут-то і стала в нагоді мікросхема DMD від Texas Instruments: її мікродзеркала, направляючи світло, виключають потребу в масках.
Білл Дітто з Технологічного інституту штату Джорджія провів цікавий експеримент, приєднавши мікродатчиків до кількох нейронам п'явки. Він виявив, що в залежності від вхідного сигналу нейрони утворюють нові взаємозв'язки. Ймовірно, біологічні комп'ютери, що складаються з нейроподібних елементів, на відміну від кремнієвих пристроїв, зможуть шукати потрібні рішення за допомогою самопрограмування. Дітто має намір використовувати результати своєї роботи для створення мозку роботів майбутнього.
Оптичні комп'ютери
Наступна зупинка мені здається цікавішим і більш наближеною до реальності, ніж інші. Чим? Давайте розберемося ...
У порівнянні з тим, що обіцяють молекулярні або біологічні комп'ютери, оптичні ПК можуть здатися не дуже вражаючими. Однак з огляду на те, що оптоволокно стало кращим матеріалом для широкосмугового зв'язку, всім традиційним кремнієвим пристроїв, щоб передати інформацію на відстань кількох миль, доводиться щоразу перетворювати електричні сигнали в світлові і назад.
Ці операції можна спростити, якщо замінити електронні компоненти чисто оптичними. Першими стануть оптичні повторювачі і підсилювачі оптоволоконних ліній далекого зв'язку, які дозволять зберігати сигнал у світловий формі при передачі через всі океани і континенти. З часом і самі комп'ютери перейдуть на оптичну основу, хоча перші моделі, мабуть, будуть являти собою гібриди з застосуванням світла і електрики. Оптичний комп'ютер може бути менше електричного, так як оптоволокно значно тонше (і швидше) в порівнянні з порівнянними по ширині смуги пропускання електричними провідниками. По суті, застосування електронних комутаторів обмежує швидкодію мереж приблизно 50 Гбіт / с.
Щоб досягти терабітних швидкостей потрібні оптичні комутатори (вже є досвідчені зразки). Це пояснює, чому в телекомунікаціях перемагає оптоволокно: воно дає тисячократно збільшення пропускної здатності, причому мультиплексування дозволяє підвищити її ще більше. Інженери пропускають по оптоволокну все більше і більше короткохвильових світлових променів. Останнім часом для управління ними застосовуються чіпи типу TI DMD з сотнями тисяч мікродзеркал. Якщо перші трансатлантичні мідні кабелі дозволяли передавати всього 2500 Кбіт / с, то перше покоління оптоволоконних кабелів - вже 280 Мбіт / с. Кабель, прокладений зараз, має теоретичну межу пропускної здатності в 10 Гбіт / с на один світловий промінь певної довжини хвилі в одному оптичному волокні.
Цілком оптичні комп'ютери з'являться через десятиліття, але робота в цьому напрямку йде відразу на декількох фронтах. Наприклад, вчені з університету Торонто створили молекули рідких кристалів, керуючі світлом у фотонному кристалі на базі кремнію. Вони вважають за можливе створення оптичних ключів та провідників, здатних виконувати всі функції електронних комп'ютерів.
Однак перш ніж оптичні комп'ютери стануть масовим продуктом, на оптичні компоненти, ймовірно, перейде вся система зв'язку - аж до «останньої милі» на ділянці до будинку або офісу. У найближчі 10 років оптичні комутатори, повторювачі, підсилювачі та кабелі замінять електричні компоненти.
Квантові комп'ютери
Далі ми перейдемо у сферу фантастики. Багато фантасти багато років тому писали про квантові комп'ютери. Але на мій погляд, фантасти тоді мали мало уявлення про те що ж це таке. Давайте ознайомимося з технологією, і зрозуміємо - що ж це за звір квантовий такий?
Отже, квантовий комп'ютер буде складатися з компонентів субатомного розміру і працювати за принципами квантової механіки. Квантовий світ - дуже дивне місце, в якому об'єкти можуть займати два різні положення одночасно. Але саме ця дивина і відкриває нові можливості.
Наприклад, один квантовий біт може приймати кілька значень одночасно, тобто перебувати відразу в станах «включено», «виключено» і в перехідному стані. 32 таких біта, званих q-бітами, можуть утворити понад 4 млрд комбінацій - ось справжній приклад масово-паралельного комп'ютера. Однак, щоб q-біти працювали в квантовому пристрої, вони повинні взаємодіяти між собою. Поки що вченим вдалося зв'язати один з одним тільки три електрони.
Вже є кілька діючих квантових компонентів - як запам'ятовуючих, так і логічних. Теоретично квантові комп'ютери можуть складатися з атомів, молекул, атомних частинок або «псевдоатомов». Останній являє собою чотири квантових осередки на кремнієвій підкладці, що утворюють квадрат, причому в кожній такій комірці може знаходитися за електрону. Коли присутні два електрони, сили відштовхування змушують їх розміщуватися по діагоналі. Одна діагональ відповідає логічній «1», а друга - «0». Ряд таких осередків може служити провідником електронів, тому що нові електрони будуть виштовхувати попередні в сусідні клітинки. Комп'ютеру, побудованому з таких елементів, не буде потрібно безперервна подача енергії. Одного разу занесені до нього електрони більше не покинуть систему.
Теоретики стверджують, що комп'ютер, побудований на принципах квантової механіки, буде давати точні відповіді, виключаючи можливість помилки. Так як в основі квантових обчислень лежать імовірнісні закони, кожен q-біт насправді являє собою і «1», і «0» з різним ступенем вірогідності. У результаті дії цих законів менш імовірні (неправильні) значення практично виключаються.
Наскільки близько люди підійшли до діючого квантовому комп'ютера? Перш за все необхідно створити елементи провідників, пам'яті та логіки. Крім того, ці прості елементи потрібно змусити взаємодіяти один з одним. Нарешті, потрібно вмонтувати вузли в повноцінні функціональні чіпи і навчитися тиражувати їх. За оцінками вчених, прототипи таких комп'ютерів можуть з'явитися вже в 2010 році, а в 2015-2020 роках має розпочатися їх масове виробництво.
Штучний інтелект
Ну а тепер досить цікава, на мій погляд, тема. Вона зачіпає безліч галузей. У цій точці, як у фокусі, сконцентровані найбільші зусилля кібернетиків, філософів, лінгвістів, психологів, математиків і інженерів. Ще Айзек Азімов писав ... Ну да ладно, про все по порядку ...
Поняття штучний інтелект, як втім і просто інтелект, дуже розпливчасті. Якщо узагальнити все сказане за останні тридцять років, то виявляється, що людина просто хоче створити собі подібного в тій чи іншій формі, хоче, щоб якісь дії виконувалися більш раціонально, з меншими витратами часу та енергії. З кінця 40-х років учені все більшого числа університетських і промислових дослідницьких лабораторій кинулися до зухвалої мети: побудова комп'ютерів, що діють таким чином, що за результатами роботи їх неможливо було б відрізнити від людського розуму. Останнім часом спостерігається зростання інтересу до штучного інтелекту, викликане підвищенням вимог до інформаційних систем. Розумнішає програмне забезпечення, розумнішає побутова техніка. Ми неухильно рухаємося до нової інформаційної революції, порівнянної за масштабами з розвитком Інтернету, ім'я якої - штучний інтелект.
Штучний інтелект є нині «гарячою точкою» наукових досліджень. Саме тут вирішується багато корінні питання, пов'язані зі шляхами розвитку наукової думки, з впливом досягнень в області обчислювальної техніки і робототехніки на життя майбутніх поколінь людей. Перш за все, необхідно зрозуміти механізми процесу навчання, природу мови та почуттєвого сприйняття. З'ясувалося, що для створення машин, що імітують роботу людського мозку, потрібно розібратися в тому, як діють мільярди його взаємозалежних нейронів. І тоді багато дослідників прийшли до висновку, що, мабуть, найважча проблема, що стоїть перед сучасною наукою - пізнання процесів функціонування людського розуму, а не просто імітація його роботи. Що безпосередньо зачіпало фундаментальні теоретичні проблеми психологічної науки.
Справді, ученим важко навіть прийти до єдиної точки зору щодо самого предмета їхніх досліджень - інтелекту. Деякі вважають, що інтелект - вміння вирішувати складні завдання, інші розглядають його як здатність до навчання, узагальнення і аналогій, треті - як можливість взаємодії із зовнішнім світом шляхом спілкування, сприйняття й усвідомлення сприйнятого. Тим не менш, багато дослідників ШІ схильні прийняти тест машинного інтелекту, запропонований на початку 50-х років видатним англійським математиком і фахівцем з обчислювальної техніки Аланом Тьюрінгом. «Комп'ютер можна вважати розумним, - стверджував Тьюринг, - якщо він здатний змусити нас повірити, що ми маємо справу не з машиною, а з людиною».
В даний час розрізняють два основних підходи до моделювання штучного інтелекту (AI - artificial intelligence): машинний інтелект, що полягає в строгому завданні результату функціонування, і штучний розум, спрямований на моделювання внутрішньої структури системи. Поділ робіт з штучного інтелекту на два напрями пов'язані з існуванням двох точок зору на питання, яким чином будувати системи штучного інтелекту.
Прихильники однієї точки зору переконані, що «найважливіше результат», тобто добрий збіг поведінки штучно створених і природних інтелектуальних систем, а що стосується внутрішніх механізмів формування поведінки, то розробник штучного інтелекту зовсім не повинен копіювати або навіть враховувати особливості природних, живих аналогів.
Інша точка зору полягає в тому, що саме вивчення механізмів природного мислення та аналіз даних про способи формування розумної поведінки людини можуть створити основу для побудови систем штучного інтелекту, причому побудова це повинно здійснюватися перш за все як моделювання, відтворення технічними засобами принципів і конкретних особливостей функціонування біологічних об'єктів.
Перший напрямок, таким чином, розглядає продукт інтелектуальної діяльності людини, вивчає його структуру, і прагне відтворити цей продукт засобами сучасної техніки. Основні результати полягають у створенні експертних систем, систем розбору природної мови і найпростіших систем управління виду «стимул-реакція». Ясно, що успіхи цього напрямку штучного інтелекту виявляються тісно пов'язані з розвитком можливостей ЕОМ і мистецтва програмування, тобто з тим комплексом науково-технічних досліджень, які часто називають комп'ютерними науками.
Другий напрямок штучного інтелекту розглядає дані про нейрофізіологічних і психологічних механізмах інтелектуальної діяльності і, в більш широкому плані, розумної поведінки людини. Воно прагнути відтворити ці механізми з допомогою тих чи інших технічних пристроїв, з тим щоб «поведінку» таких пристроїв добре збігалося з поведінкою людини в певних, заздалегідь задаються межах. Розвиток цього напрямку тісно пов'язане з успіхами наук про людину. Для нього характерно прагнення до відтворення більш широкого, ніж в машинному інтелекті, спектру проявів розумової діяльності людини.
Системи штучного розуму базуються на математичній інтерпретації діяльності нервової системи на чолі з мозком людини і реалізуються у вигляді нейроподібних мереж на базі нейроподібних елементів - аналога нейрона.
Нейроподібні мережі останнім часом є одним з найбільш перспективних напрямків у галузі штучного інтелекту і поступово входять у перебуванні людей в широкому спектрі діяльності.
Нейронні мережі
Що таке штучні нейронні мережі? Що вони можуть робити? Як вони працюють? Як їх можна використовувати? Ці та безліч подібних питань ставлять фахівці з різних областей.
Що ж таке нейронна мережа? Це штучний аналог біологічної мережі, за своїми параметрами максимально наближається до оригіналу. Нейронні мережі пройшли довгий шлях становлення і розвитку, від повного заперечення можливості їх застосування до втілення в багато сфер діяльності людини.
Сучасні цифрові обчислювальні машини здатні з високою швидкодією і точністю вирішувати формалізовані завдання з цілком певними даними по заздалегідь відомим алгоритмам. Однак у тих випадках, коли завдання не піддається формалізації, а вхідні дані неповні, зашумлені або суперечливі, застосування традиційних комп'ютерів стає неефективним. Альтернативою їм стають спеціалізовані комп'ютери, які реалізують нетрадиційні нейромережеві технології. Сильною стороною цих комплексів є нестандартний характер обробки інформації. Вона кодується і запам'ятовується не в окремих елементах пам'яті, а в розподілі зв'язків між нейронами і в їх силі, тому стан кожного окремого нейрона визначається станом багатьох інших нейронів, пов'язаних з ним.
Отже, втрата однієї чи декількох зв'язків не робить істотного впливу на результат роботи системи в цілому, що забезпечує її високу надійність. Висока «природна» завадостійкість і функціональна надійність стосуються як перекручених (зашумлених) потоків інформації, так і в сенсі відмов окремих процесорних елементів. Цим забезпечуються висока оперативність та достовірність обробки інформації, а проста дообучаемость і переобучаемость нейронних мереж дозволяє при зміні зовнішніх факторів своєчасно здійснювати перехід на нові види вирішуваних завдань.
Наведені вище переваги нейромережевої обробки даних визначають галузі застосування нейронних мереж:
· Обробка й аналіз зображень;
· Розпізнавання мови незалежно від диктора, переклад;
· Обробка високошвидкісних цифрових потоків;
· Автоматизована система швидкого пошуку інформації;
· Класифікацію інформації в реальному масштабі часу;
· Планування застосування сил і засобів у великих масштабах;
· Рішення трудомістких задач оптимізації;
· Адаптивне управління і передбачення.
Окремі нейрони, з'єднуючись між собою, утворюють нову якість, яка, в залежності від характеру міжнейронних сполук, має різні рівні біологічного моделювання:
· Група нейронів;
· Нейронна мережа;
· Нервова система;
· Розумова діяльність;
· Мозок.
Іншими словами, нейронна мережа - це паралельна зв'язкова мережа простих адаптивних елементів, яка взаємодіє з об'єктами реального світу аналогічно біологічної нервовій системі.
Висновок
Давайте підведемо підсумок нашої «екскурсії». Почнемо з більш зрозумілого ... Термін «квантовий стрибок» означає, що в квантовому світі зміни відбуваються стрибками. Схоже, що десь близько 2020 року, якщо не раніше, подібний стрибок відбудеться і в обчислювальній техніці: до того часу ми перейдемо від традиційних кремнієвих напівпровідників до більш досконалим технологіям.
Результатом стануть набагато компактніші, швидкодіючі і дешеві комп'ютери. З'явиться можливість наділяти будь-які промислові продукти певними інтелектуальними і комунікаційними здібностями. Банка кока-коли поміщена в холодильник, насправді буде саморегістріроваться в його мережі; предмети - автоматично упорядковуватися. Кожна людина щомиті буде користуватися Мережею, хоча за більшістю звернень до нього будуть стежити спеціальні пристрої, що автоматично відповідаючи на дзвінки або переадресовуючи їх в службу передачі повідомлень.
До 2030 року може початися поширення вживлених пристроїв з прямим доступом до нейронів. Ближче до середини століття в світі кіберпростору будуть панувати мікро-і нанопристрої (інтелектуальна пил). До того часу Інтернет буде представляти собою відображення всього реального світу. Уявіть собі світ, оповитий бездротовою мережею даних, по якій подорожують величезні обсяги інформації. Тоді такі фантастичні та містичні явища, як телепатія і телекінез, стануть найбільш простим проявом Всесвітньої мережі. Грубо кажучи, телепатія буде виглядати як згенерувала вашими нейронами інформація, подорожуючи в пакетах до інших нейронів для розшифровки.
Майже як протокол TCP / IP сьогодні. А телекінез (пересування думкою фізичних об'єктів) будуть виробляти нанопристрої, активовані вашої уявної командою. Найпростіші пристрої, що реагують на уявні команди, існують вже й сьогодні. Хоча до того часу вам навряд чи захочеться пересувати реальні об'єкти, якщо можливо буде просто перемістити їх цифрові копії. Без шоломів віртуальної реальності можна буде зробити повноцінний круїз у будь-який куточок земної кулі, не залишаючи своєї квартири. Подумки можна буде викликати цифрову проекцію будь-якого місця, причому події в ньому будуть відображатися в реальному часі. Або навпаки, спроектувати себе, в будь-яку точку нашої планети. Таким чином, грань між кібер-і реальним простором зникне.
На біологічному фронті дослідження в області клітини наближають можливість заміни тканин або органів, включаючи нейрони, які раніше вважалися незамінними. Більше того, клітини і тканини можна буде наділяти здібностями обробки і передачі даних. Подібний контроль над живими процесами дає надію на збільшення тривалості життя: учені не бачать принципових перешкод для того, щоб люди жили по кілька сотень років.
До кінця 21-го століття, завдяки досягненням генної інженерії в поєднанні з біоінженерними тканинами і імплантантами, люди стануть зовсім не схожими на сучасні. Поки не ясно, який відсоток населення побажає взяти участь у подібних удосконалень, але відмовилися ризикують залишитися сторонніми спостерігачами, стежачи з узбіччя за тим, як люди, розвинені біоінженерними методами, гігантськими кроками спрямовуються вперед рука об руку з розумними машинами. Можу собі уявити, як у якийсь момент людство розділиться на два табори, будуть соціальні хвилювання, але прогрес не зупинити. Якщо все це буде відбуватися, як прогнозується, роках в 2050-х, то, як ви думаєте, хто буде самої консервативною частиною суспільства? Правильно - нинішня молодь, правда, до того часу небагато постаріла. Приблизно, як зараз бабусі й дідусі недовірливо поглядають на коробчаті комп'ютери, так само майбутнє старше покоління буде недовірливо дивитися на своїх дітей, які отримують біологічні імплантанти при народженні, котрі спілкуються не відкриваючи рота.