Будущее куется сегодня

Евгений Рудометов

Rudometov@rudometov.com

На специализированной выставке осеннего IDF в Сан-Франциско были продемонстрированы перспективные технологии

На дворе уже двадцать первый век, а историки от науки до сих пор не могут придти к согласию по поводу перечня технологий, олицетворяющих прошедший век. Оставляя эту проблему специалистам, можно утверждать, что в этот список, безусловно, следует включить электронику. Ее быстрое развитие привело к созданию многих интересных устройств, центральное место среди которых, безусловно, занимают компьютеры, проникшие во все сферы человеческой деятельности.

Современные компьютеры могут очень многое. Созданные всего несколько десятков лет назад для целей оборонных ведомств они за короткий срок прошли путь от гигантских «цифродробильных» комплексов, занимавших сотни квадратных метров кондиционированных помещений и потребляющих сотни киловатт электроэнергии, к универсальным, компактным, экономичным, мультимедийным устройствам, превосходящим нередко в тысячи раз по вычислительной мощности своих монстроподобных предшественников. Эти устройства, свободно помещающиеся на столе, способны не только внести коррективы в наше представление об интеллектуальном труде, но и изменить наш досуг и быт, взяв на себя функции многочисленных электронных помощников.

В качестве примера достаточно привести телевизор, аудио и видеомагнитофоны, CD и DVD-проигрыватели, FM-радиоприемники, многоканальные аудиокомплексы и т. п. А еще компьютеры являются информационными центрами, способными выполнять функции факса, телефона и автоответчика, а также обеспечить выход в Интернет со всеми его возможностями и преимуществами. В дополнение к перечисленному возможно управление и разнообразными устройствами. При этом компьютер выступает не просто как электронный таймер, советующий включить и выключить  определенные приборы и механизмы, а осуществлять сложное программное управление, включающее благодаря мощи современных многоядерных процессоров элементы искусственного интеллекта.

Многое из компьютерных возможностей нашло свое отражение в концепции Цифрового Дома, несколько лет назад предложенной инженерами Intel и неоднократно озвученной в ходе многочисленных выступлений руководителей этой корпорации разного уровня. Развитие данной концепции долгое время иллюстрировалась исключительно мультимедийными возможностями компьютеров. Что же касается функций управления, то они носили  теоретический характер в виду отсутствия на рынке соответствующих сенсоров и исполнительных механизмов.

Однако ситуация с данными компонентами постепенно меняется. Так на осеннем IDF (Intel Developer Forum), прошедшем недавно в Сан-Франциско,  в ходе специализированной выставки новейших технологий, инициированных и поддержанных корпорацией Intel, многочисленным журналистам были представлены различные сенсоры.

Связанные между собой беспроводными каналами они имели выходы на компьютеры. Это обеспечивало непрерывную передачу данных и отслеживание их взаимного расположения. Что это давало, в конечном счете, проще объяснить на примере.

Сотрудник, демонстрирующий возможности системы, имел на правой руке сенсор, выполненный в виде наручных часов. Перед ним на большом столе было разложено множество предметов. Каждый из них был снабжен маленькими этикетками, по виду аналогичными тем, что используются в книжных магазинах для защиты от недобросовестных покупателей (Фото 1).

Фото 1. Сенсор, примеры предметов с датчиками и отображение информации

В процессе демонстрации возможностей системы разработчик взял чашку. Тут же на экране монитора появилось изображение чашки, а в выведенной таблице — записи: имя пользователя, чашка, время, расстояние перемещения и т. п. После того, как в данную чашку были положены пакетик чаю и из чайника были налита вода, на экране монитора появились соответствующие изображения и сделаны записи в таблице.

В дальнейшем на экране и голосом были сделаны напоминания о необходимых лекарствах и осуществлен соответствующий контроль. Кроме того, на монитор  выводились в графике и в цифрах пульс, локализация в комнате, расстояние и скорость перемещения обладателя браслета. Ко всем сгенерированным данным возможен дистанционный доступ или наоборот – отправка их на выбранный компьютер с помощью использования стандартных электронных средств: электронной почты, мобильного телефона и т. п.

Система позиционируется в качестве интеллектуальных средств контроля за детьми и престарелыми родителями. Однако, учитывая, что каждый компьютер в состоянии отслеживать десятки и даже сотни разнообразных датчиков, подобные системы могут использоваться в различных общественных заведениях, например, детских садах, школах, больницах. Поскольку датчики могут быть сделаны крайне миниатюрными, подобные решения могут применяться и в охранных системах с выводом информации на компьютеры правоохранительных органов.

Оценивая перспективы описанной системы, необходимо отметить, что в данном случае компьютер оперирует сравнительно небольшим числом объектов. Действительно пока их десятки, ну, может быть сотни. А можно себе представить сотни тысяч? А миллионы? А если не отслеживать, а воздействовать, способствуя перемещению элементов.

И вот тут мы переходим к еще одной продемонстрированной технологии — технологии, которая имеет все шансы перейти из разряда фантастики в реальность. Названа эта технология ее разработчиками как изменяемая (программируемая) материя.

Суть данной разработки заключается в воздействии и взаимному перемещению отдельных стандартных элементов. В перспективе таких элементов может быть многие миллионы, а их размер — микроны (толщина человеческого волоса составляет примерно 50 микрон). В дальнейшем же не исключены элементы, чей размер будет исчисляться уже в нанометрах, а их число в миллиардах.

Что это дает? Один клик мышкой компьютера — и из бесформенной массы появится, например, стул, другой клик — и стул превращается в кресло или стол. Как фантастический фильм воспринимаются кадры из демонстрационного ролика, посвященные работе дизайнера будущего. Несколько нажатий на бесформенную массу, состоящую из миллионов элементов, — и из нее появляется модель автомобиля. Выполняются стремительные пассы над клавиатурой, и в результате модель несколько раз меняет цвет. А потом эту модель поставили на пол, и она поехала, меняясь по ходу движения. Сегодня данный сценарий кажется фантастическим, но, как утверждают создатели данной технологии, она будет реализована уже в ближайшие десять лет. А что же сегодня?

А сегодня демонстрируются отдельные фигуры, построенные из нескольких элементов, каждый из которых имеет размеры в несколько сантиметров (Фото 2).

 

Фото 2. Взаимодействие двух элементов, примеры возможных элементов  

Кто-то, посмотрев подобные кадры, скажет, что сантиметры — это много. Действительно, много, пока. Но даже эти элементы успешно меняют расположение между собой, подчиняясь командам компьютера. При этом сигналы и питание подавались на один из элементов группы, а через него и на остальные элементы группы. В соответствии с полученными командами элементы как бы катаются друг по другу, удерживаясь встроенными магнитами, сохраняя целостность и компактность. Но для взаимного перемещения требуется энергия, обеспечиваемая за счет подачи электропитания (Фото 2).

Еще и питание, возможно, скажут скептики. Да, питание, а как же иначе? Но необходимо отметить, что электропитание и сигналы управления подаются только на момент трансформации фигур, а это крайне непродолжительное время. И что самое важное — с уменьшением размеров энергопотребление снижается, поскольку уменьшается масса каждого из элементов, а перемещать все элементы вовсе и не обязательно. Для микроперемещений достаточно и встроенных источников. Их роль могут выполнять микроаккумуляторы или даже конденсаторы. В качестве последних могут выступать, например, ионисторы или традиционные конденсаторы. А заряд на конденсаторы можно создавать с помощью, например, направленного СВЧ-излучения или рамочных антенн. К слову сказать, именно рамочные антенны привезли с собой создатели  технологии изменяемой материи.

В перспективе минимиация размеров элементов и решение проблем энергопитания и управления позволит реализовать кадры из демонстрационного фильма (Фото 3).

Фото 3. Кадры из демонстрационного фильма  

Конечно, между демонстрацией и внедрением довольно большая дистанция, но уже сегодня были продемонстрировано несколько миниатюрных элементов, размеры которых были уже менее миллиметра. Остается еще немного: уменьшить элементы в несколько раз и выпустить их несколько миллионов, решить проблему энергопитания, научиться быстро передавать сигналы на большое количество элементов, написать программы трансформации и т.п. И что, после этого фантастика станет реальностью? Не исключено.

Следует отметить, что в реальной жизни много удивительных свершений, только не всегда у нас есть время их замечать. Однако достаточно себе представить эпоху Жюля Верна, когда будущие подводные лодки, самолеты, радио и телевидение казались еще более фантастическими, чем существующие сегодня компьютеры, аппаратно-программные средства доступа в Интернет, коммуникаторы, смартфоны, GPS, многогибайтные оптические и магнитные диски, способные вмещать информацию сотен библиотек, и т.п. К слову сказать, таких устройств на IDF демонстрировалось довольно много, и никому не приходило в голову назвать это фантастикой.

Что ж подождем немного и посмотрим, как будет реализована технология изменяемой материи. А пока целесообразно продолжить знакомство с другими, уже реализованными технологиями, среди которых и беспроводный USB, и новая многоканальная версия Wi-Fi, и высокоемкие источники электропитания, процессоры с десятками ядер и многое-многое другое. Но это уже темы других статей.