Уходящий год не затеряется в истории прогресса — космический зонд впервые сел на комету, нейрофизиологи провели первый успешный эксперимент по передаче мыслей на расстояние, врачи научились редактировать геном, был выпущен первый нейропроцессор. К счастью, прогресс не стоит на месте, и нам есть что вспомнить в этом году

Телепатический «привет»

По закону, сформулированному Артуром Кларком, «продвинутая технология неотличима от магии» — а значит, те магические способности, о которых традиционно упоминается в волшебных сказках и байках про экстрасенсов, задают направление для развития технологий. В августе ученые взяли очередной символический рубеж в овладении чудесами — продемонстрировали сеанс телепатии.

Из мозга человека, находящегося в Индии, в мозг человека во Франции, на расстояние 5 тысяч километров были переданы слова hola — «привет» на испанском и ciao — «пока» на итальянском. Эксперимент, которым руководил Джулио Руффини из испанской лаборатории Starlab, получился довольно громоздким. Но мы, вероятно, будем вспоминать его, как вспоминаем первую демонстрацию радиопередачи Поповым.

Передающему — индусу — пришлось выучить нечто вроде азбуки Морзе для перевода букв в двоичный код и привыкнуть силой мысли (при помощи электроэнцефалографа) двигать белый кружок на экране компьютера. Сдвиг кружка вниз — это «тире», сдвиг вверх — «точка». Получившийся двоичный код по электронной почте был послан во Францию. Там его передавали трем принимающим сигнал французам с помощью транскраниальной магнитной стимуляции зрительной коры мозга. Участники эксперимента сидели с завязанными глазами, а «точки» и «тире» доходили до них как зрительные сигналы — в виде ярких вспышек в области периферического зрения.

В другом эксперименте, проведенном в Университете штата Вашингтон, одна группа людей смогла силой мысли управлять действиями другой группы. Испытуемые из первой группы играли в компьютерную игру, при этом энцефалографы улавливали сигналы их мозга, соответствующие намерению сделать то или иное движение рукой. Сигнал передавался на мозг испытуемых второй группы, и они непроизвольно совершали нужное движение.

Что дальше Конечно, все это пока не слишком применимо в жизни и больше напоминает фокусы. Но ведь не придерешься — интерфейс «мозг — мозг» заработал, важнейший шаг к будущему «нейронету» сделан.

Подвиг «Розетты»

10 лет космический зонд «Розетта», запущенный Европейским космическим агентством, летел к комете Чурюмова — Герасименко. 12 ноября он совершил успешный спуск на ядро кометы своего исследовательского модуля «Филы». До этого ученые уже однажды пытались посадить на комету космический аппарат: в 2005 году американский зонд «Дип Импакт» должен был высадиться на комете Темпеля. Однако контакт оказался слишком жестким — зонд разлетелся на кусочки, сделав в небесном теле кратер диамет­ром 100 метров. Так что «Филы» — первый аппарат в истории человечества, успешно севший на комету. Впрочем, и тут не все прошло гладко. Место посадки оказалось неудачным, и модуль проработал лишь около 60 часов, а потом «уснул» из-за нехватки энергии. Но он успел послать на Землю много ценных научных данных, в том числе о наличии на комете органических молекул.

Что дальше В ближайшее время новые сеансы связи с зондом маловероятны, но есть надежда, что по мере приближения кометы к Солнцу количество энергии, которую ловят солнечные батареи аппарата, позволит снова включить «Филы». И модуль еще удивит нас новой информацией о Солнечной системе.

Редактор ДНК

CRISPR, или повторяющиеся полиндромные фрагменты в ДНК, ученые обнаружили еще 10 лет назад. Но только сейчас они поняли, как применить это знание в генной инженерии. Оказалось, что имеющийся
в составе CRISPR белок Cas9 умеет вырезать из ДНК одни участки и замещать их другими. Неожиданно в руках у ученых оказался быстрый и простой метод редактирования генома. В марте этого года американские исследователи провели первый удачный опыт на лабораторных мышах: с помощью этого метода животному вылечили заболевание печени, обусловленное генетической мутацией.

Что дальше Генная терапия, то есть введение человеку новых генов или изменение имеющихся, для начала вызовет революцию в лечении разных форм наследственных заболеваний. В перспективе она является самым действенным методом борьбы со старением — долгожительство передается по наследству, а среди очень близких видов животных, например летучих мышей, одни виды живут в десятки раз дольше других благодаря небольшим изменениям в геноме.

Доступ к управлению собственной генетической программой сулит людям не только терапевтические возможности. Трудно даже представить его последствия: не исключено, что люди начнут менять собственную природу, добиваясь вечной молодости и других традиционных атрибутов богов.

Корабль для путешествий на Луну и Марс

Удачный беспилотный полет и возвращение на Землю совершил в декабре космический корабль многоразового использования Orion, сконструиованный компанией Lockheed Martin. Когда челнок вернулся, в твиттере NASA появилось сообщение: «Многоразовый космический корабль пролетел путь в 60 тысяч миль, удалившись в космос дальше, чем любой другой за последние 40 лет!». Действительно, для космолетов подобного плана Orion очень далеко забрался в космос — на расстояние 6 тысяч километров от Земли — и обогнул ее два раза за четыре часа. Это испытание позволило проверить влияние на аппаратуру корабля высоких температур и космической радиации. Результаты оказались приятными — борт судна хорошо защищен.

Что дальше Теперь у человечества есть ракета для дальних космических перелетов. Первый полет с людьми она совершит нескоро, только после 2021 года. А позже ее надеются использовать для экспедиции на Марс.

Карманные спутники

Технология создания крошечных космических аппаратов — кубиков размером 10х10х10 сантиметров и весом чуть больше килограмма, получивших название CubeSat, была разработана еще в 1999 году. Но она получила распространение только сейчас. Мини-спутники отправляют на орбиту с исследовательскими и практическими целями университеты, компании и даже частные лица. Стоимость запуска одного CubeSat — примерно $40 тысяч. Ракета-носитель за раз выводит на орбиту до 30 таких мини-спутников. Тем временем набирает популярность новый стандарт «карманных» мини-спутников — PocketSat, весом около 100 граммов, объемом в несколько сантиметров и совсем дешевых.

А еще в этом году появились сразу два проекта бесплатной и свободной Wi-Fi-сети, покрывающей всю планету. Один из этих проектов реализует Google. Сеть будут обес­печивать несколько сотен крошечных спутников CubeSat, находящихся на низкой околоземной орбите.

Что дальше Уже ясно, что с каждым годом на орбите будут пастись стада спутников все бóльшего размера, и эти космические аппараты будут становиться все разумнее. Ожи­дается, что рои мини-спутников научатся действовать совместно, координируя усилия друг с другом. А изготовлять их можно будет методом 3D-печати прямо на борту космического корабля.

Что же касается свободной и независимой от цензуры сети, то многим государствам этот проект явно не понравится. Так что нас ждет очередной этап войны за свободу доступа к информации. Ждать осталось недолго — сеть собираются запустить в июле 2015 года.

Нейропроцессор

О нейрокомпьютерах, способных автоматизировать наш умственный труд и разгрести завалы больших данных, говорят уже не первый год. Но в 2014 году дело дошло до массового производства. Фирма IBM выпустила революционный процессор, имитирующий устройство и работу мозга — так называемый когнитивный, или нейросинаптический, чип.

TrueNorth — это чип, приспособленный к восприятию звуковых и визуальных сигналов, обобщению неструктурированных данных и поиску закономерностей. Он состоит из 1 млн программируемых нейронов и 256 млн искусственных синапсов. Его частота составляет всего лишь 20 герц, что примерно в 100 млн раз меньше частоты процессора обычной архитектуры. Но это компенсируется массовым параллелизмом работы миллиона нейронов.

Этот чип принципиально отличается от современных микропроцессоров, которые используют архитектуру, описанную Джоном фон Нейманом еще в 1944 году. В TrueNorth каждый нейрон содержит собственный модуль памяти и соединен с каждым другим нейроном из своего нейросинаптического ядра индивидуальной связью. Новая архитектура потребовала создания нового подхода к разработке программного обеспечения и нового языка программирования. В качестве примера была разработана программа, которая определяет на видеозаписи людей, велосипедистов, машины, автобусы и грузовики.

Что дальше Сейчас ученые из IBM работают над аналогом искусственного мозга — объединением тысяч чипов TrueNorth в единую сеть из сотен тысяч ядер, которая позволит получить сотни миллионов нейронов и сотни миллиардов синапсов в одном устройстве. Пока остается только гадать, насколько разумным окажется такой компьютер.