Построение научных и технопрогнозов – всегда палка о двух концах. С одной стороны, есть тенденции, о которых все и так знают, но не сказать о них нельзя. С другой – всё, что не очевидно, может оказаться максимально далеким от истины. Тем не менее уже сформированные направления, назревшие проблемы и амбициозные планы позволяют поразмышлять о том, что же будет привлекать внимание в 2024 году.

ГРЯДЕТ БИТВА ЗА ИИ

В разговоре об ожидаемых технологических (да и научных) трендах темы искусственного интеллекта (ИИ) не избежать. Да, эта технология на слуху уже по крайней мере пять лет, а в 2023-м пережила настоящий бум, но абсолютно все аналитики сходятся в прогнозах: дальше будет больше. Чего же ждать в направлении ИИ?

Генеративные нейросети будут активно развиваться. Одна из первых техноновостей 2024-го связана именно с этим: Microsoft, наделавшая шума год назад, продолжает задавать тренды и заодно активно пиариться. На этот раз ее инфоповод как будто проще, чем год назад (когда была анонсирована интеграция ChatGPT в продукты компании): Microsoft всего лишь меняет функциональную клавишу на клавиатуре. Вот только происходит это впервые за 30 лет (в 1994-м на клавиатурах появилась клавиша Windows), да и кнопка эта не абы какая, а предназначенная для вызова ИИ-ассистента Copilot в активном приложении. Иными словами, компания собирается играть всерьез и вдолгую.

Конкуренты явно не будут дремать, ведь на кону кусок пирога в многомиллиардной индустрии. И уже понятно, что они будут делать ставку на мобильные устройства, которые, например, Google уже принесли гигантские барыши за счет рекламы в поисковом сервисе на мобильных устройствах (в 2022-м общий доход от этого сегмента у компании составил более $162 млрд – больше половины всего дохода корпорации), а также за счет лицензирования поисковика Google в экосистеме Apple. Именно поэтому компания в основу работы своего флагмана 2023 года Pixel 8 заложила ИИ-экосистему: тут у нее явное преимущество перед Microsoft, которая властвует в сегменте настольных ПК и имеет значимую долю рынка облачных технологий (по данным Synergy Research Group, в середине 2023 года Google занимала 22% рынка и находилась на втором месте после Amazon).

Но в сегменте мобильных устройств с ИИ у Google будут свои конкуренты. Южнокорейская корпорация Samsung 17 января представила новые смартфоны, которые также будут иметь встроенные ИИ-инструменты, – Galaxy AI.

«Темной лошадкой» остается Apple: компания до сих пор не анонсировала ни одного заметного сервиса на основе генеративного ИИ. Но внутри нее явно что-то варится: известно, что минимум три крупные команды занимаются инновационными ИИ-разработками в Apple, а в октябре 2023-го компания без какой-либо шумихи опубликовала крупную мультимодальную нейросеть (то есть работающую сразу с несколькими типами контента) с открытым исходным кодом. Велика вероятность, что в новом поколении операционных систем Apple, которые должны быть представлены в середине этого года, серьезный акцент также будет сделан на ИИ.

На поприще ИИ борьба будет разворачиваться не только технологическая, но и юридическая. Самый яркий пример: газета New York Times подала иск на компанию OpenAI и ее крупнейшего партнера Microsoft. Издание не разрешает обучать ChatGPT на своих текстах – извольте заплатить. Компания уже пообещала новостным медиа $1–5 млн за лицензию на использование текстов для обучения, вот только медиагигантов такие суммы едва ли устроят. Таким образом, для СМИ открывается новый потенциальный источник дохода: лицензирование контента для обучения генеративных текстовых ИИ-моделей.

Вай-фай снова прокачают

Пока в мире сотовой связи все спокойно (5G постепенно внедряется, даже в России в ближайшие годы вопрос может сдвинуться с мертвой точки; 6G же еще далек от реальности), локальные беспроводные протоколы активно развиваются.

Индустрия ожидает, что наконец будет стандартизирован Wi-Fi 7 (протокол 802.11be): разработка стандарта ведется с 2021-го. В прошлом году уже появились первые устройства, работающие по новой технологии, – производители поспешили выйти на рынок и использовали не финальные версии стандартов. Общий объем этого сегмента рынка по итогам года должен составить более $1 млрд.

Главное ноу-хау Wi-Fi 7 – умение работать сразу с тремя частотными диапазонами (2,4; 5 и 6 ГГц) и бесшовно переключаться между ними для обеспечения наиболее быстрой и стабильной связи. Максимальная скорость передачи данных должна вырасти до 46 Гбит/сек, что в несколько раз превышает актуальный стандарт Wi-Fi 6E (9,6 Гбит/сек).

НАНОМЕТРЫ СТАНУТ ТРЕХМЕРНЫМИ

Рост популярности ИИ, облачных сервисов и развитие технологий в целом несомненно требует все более серьезных вычислительных мощностей. И тут наметилась явная проблема: даже крупнейшим производителям чипов (тайваньская TSMC прежде всего) все труднее дается совершенствование технологических процессов.

К сегодняшнему дню чипмейкерами освоена топология 3 нм, которая позволяет на одном кристалле разместить до 50 млрд транзисторов. Тестируется 2-нанометровый техпроцесс, на его освоение, согласно дорожной карте TSMC, должно уйти 1–3 года. А к 2030-му корпорация рассчитывает освоить топологии 1,4 и 1 нм, которые ранее считались недостижимыми. На таких чипах можно будет размещать уже до 200 млрд транзисторов. Это позволит создавать еще более компактные устройства, сохранив вместе с тем их производительность и энергоэффективность.

Но так или иначе физический предел близок, поэтому корпорации начали постепенно переосмыслять архитектуру процессоров. TSMC, Intel, AMD и другие крупные игроки рынка активно осваивают производство чиплетов – «многослойных» процессоров, состоящих из нескольких кристаллов. Они, соответственно, будут иметь в несколько раз больше транзисторов – TSMC прогнозирует более одного триллиона к тому же 2030 году.

Рабочие чиплетные архитектуры существуют уже сегодня, однако пока имеют ряд недостатков. Ключевой – задержки в прохождении сигналов как раз из-за размещения слоями. Но, по мнению аналитиков, именно 2024-й станет годом, когда эти проблемы будут активно решаться, а сама архитектура – становиться массовой. В противном случае индустрия в ближайшем будущем рискует оказаться в тупике развития.

Непредсказуемость российских инноваций

В России в наступившем году более 500 млн рублей будет направлено на популяризацию науки и технологий в рамках соответствующего федерального проекта. Это прекрасно, было бы что популяризировать.

Увы, прогнозы относительно передового и инновационного технологического и научного развития России не столь впечатляют, как хотелось бы. Главные ожидаемые технотренды – восполнение кадрового дефицита в IT, обеспечение кибербезопасности. Искусственный интеллект, само собой: еще в сентябре на его развитие премьер Михаил Мишустин обещал в 2024 году выделить более 5 млрд рублей из бюджета.

Это не значит, что больше ничего интересного происходить не будет – будет, еще как. Вот только строить более внятные прогнозы едва ли возможно: IT-, инженерные и научные команды продолжат выходить с релизами постфактум, лишь изредка анонсируя какие-либо конкретные планы (которые, как мы знаем, вполне могут измениться вследствие непредвиденных факторов).

УГЛЕРОД ПОЙМАЮТ В КЛЕТКИ

2023 год стал самым жарким в истории, и глобальное потепление не думает отступать: рост количества компьютеров, транспорта, промышленных объектов приводит к повышению выбросов диоксида углерода. И поскольку проблема становится все более актуальной, поиски ее решения активно продолжаются.

2024-й должен показать как минимум эволюционное развитие технологий, которые и так активно прорабатываются. Это ветровые и солнечные электростанции, новые виды топлива (преимущественно на основе водорода), аккумуляторные батареи нового типа (хотя мы по-прежнему не знаем, какие и когда придут на смену устаревающим литий-ионным). Но есть несколько перспективных направлений, за которыми есть смысл следить более пристально.

Одна из ключевых проблем чистой энергетики, как известно, – сложность хранения: накопители стоят на несколько порядков дороже, чем банальные склад угля или цистерна с нефтью. Конкурировать с ними в простоте сможет, по мнению ученых, гравитация. В прошлом году в Китае компания Energy Vault ввела в эксплуатацию первую в мире промышленную твердотельную аккумулирующую электростанцию (ТАЭС). Это гигантское, высотой несколько сотен метров, строение с системой подвесных блоков – они поднимаются, накапливая энергию, и опускаются, высвобождая ее.

Такой проект разрабатывался и в России – а точнее, в Новосибирске – во второй половине 2010-х компанией «Энергозапас». Это должно было быть 300-метровое здание с системой лифтов и противовесов, которое в случае чего могло бы обеспечивать мегаполис масштаба Москвы энергией на протяжении одного часа. Но с 2021 года, когда на территории «Сколково» должна была быть запущена опытно-промышленная станция, новостей о проекте не слышно. Возможно, они появятся в 2024-м. Ну а китайская ТАЭС именно в этом году должна показать реальную эффективность подобного подхода к хранению энергии.

Еще одна экологическая технология, к которой будет приковано внимание в нынешнем году, – улавливание углерода из атмосферы. По сути, это огромные ветряные ловушки-фильтры, которые выкачивают CO2 и захоранивают его под землей. Впоследствии газ перерабатывается в соду и безвредно растворяется в морской воде.

Технология отнюдь не новая, однако именно сегодня она не только востребована, но и активно развивается. В Техасе строится плантация Stratos, которая сможет улавливать до 500 тыс. тонн углерода в год. Она должна заработать в полную мощь только в 2025-м, но эксплуатация начнется уже до конца этого года. В Исландии будет запущен проект Mammoth – он попроще: ежегодная эффективность составит 36 тыс. тонн. Будет свой проект и в Норвегии – одной из самых «зеленых» стран в мире: там разрабатывается концепция по строительству улавливающей плантации в Арктике, а заработать она должна к 2029-му.

ЗА КОСМОСОМ ПРОСЛЕДЯТ ИЗДАЛЕКА И ВБЛИЗИ

Освоение космоса однозначно останется одним из приоритетов. Вообще, этот год должен был стать знаковым: согласно изначальной дорожной карте лунной программы «Артемида», именно в 2024-м человечество должно было вернуться на Луну. Но из-за проблем с ракетой SLS, космическим кораблем Orion, скафандрами для астронавтов и множества административных вопросов сроки сдвинуты. И после неудачи частной американской миссии Peregrine (аппарат не достигнет Луны из-за проблем с двигателем) с 2024-го на сентябрь 2025-го перенесен и запланированный пилотируемый облет Луны в рамках "Артемиды-2".

А вот в начале текущего года должен пополниться список стран, совершивших мягкую посадку на Луну. В 2023-м к СССР, США и Китаю присоединилась Индия, на очереди – Япония. Аппарат SLIM достиг поверхности Луны 19 января, отработав механизм сверхточной посадки. На борту корабля находятся два небольших лунохода с камерами, однако строго научного оборудования проект не предусматривает.

Космические миссии американской NASA Луной, конечно, не ограничиваются. Пока на Марсе работают два ее вездехода – Curiosity (с августа 2012-го) и Perseverance (с февраля 2021-го), планируется новая миссия, на сей раз орбитальная. В рамках EscaPADE к планете в этом году отправят два небольших спутника – Blue и Gold, которые будут изучать магнитосферу Марса, а также плазму и потоки ионов. Миссия важна для космонавтики также тем, что впервые будет запущена тяжелая ракета-носитель New Glenn от компании Blue Origin. Если все пройдет удачно, то на рынке появится конкурент Falcon Heavy от SpaceX, которая сегодня осуществляет большую часть «тяжелых» американских запусков.

Наконец, у NASA запланирована еще одна значимая миссия – в октябре должна стартовать Europa Clipper. В апреле 2030 года она доставит к спутнику Юпитера – Европе – орбитальную станцию и посадочный модуль, которые изучат поверхность (льды и воды) небесного тела и определят, может ли там быть жизнь. Проект должен продлиться 3,5 года.

Основным приоритетом китайской космической программы в 2024-м должно стать обеспечение орбитальной станции «Тяньгун». По плану, за год должно состояться два пилотируемых и два грузовых запуска к станции, которые позволят сменить находящийся там сейчас экипаж, а также доставить новое научное оборудование и скафандры для выхода в открытый космос. Запусков к Луне в этом году Китай не планирует: следующая миссия «Чанъэ-6» должна состояться только в 2025-м.

Что касается российской космической программы, то здесь пока традиционно без радостных новостей. На орбиту Земли полетят спутники, дважды – в марте и сентябре – будут осуществлены пилотируемые запуски к МКС («Союз МС-25» и «Союз МС-26»). Запланировано и три грузовых запуска к станции: в середине февраля (первый космический старт для России в 2024-м), затем в мае и августе.

Новейшая астрономическая обсерватория имени Веры Рубин в Чили

Стоит отдельно упомянуть космический проект, который в нынешнем году должен заработать на Земле. В Чили заканчивается строительство новейшей астрономической обсерватории имени Веры Рубин. Она будет изучать межгалактические звезды, то есть те, которые в процессе космической эволюции под действием центробежной силы покинули свои галактики и дрейфуют в свободном пространстве. Обнаружить их очень сложно из-за крайне слабого свечения: ученые говорят, что оно в тысячу раз слабее самого темного ночного неба, которое мы можем увидеть своими глазами.

Обсерватория Веры Рубин оснащена «быстрым» телескопом с системой из трех зеркал (в большинстве телескопов используется два зеркала), способным охватить сразу значительную часть южного неба, а также цифровой камерой с гигантским разрешением 3,2 гигапикселя. Она будет делать около 200 тыс. снимков в год, которые обработают с помощью ИИ-алгоритмов (человек такой объем информации проанализировать не сможет физически). Новый инструмент позволит изучить не только эволюцию звезд (в том числе сформировавшихся на заре существования Вселенной), но также темную материю. Запуск обсерватории планируется на июль, а полноценная работа должна начаться в ноябре.

ОИЯИ ОТВЕЧАЕТ ЦЕРНУ

На 2024-й запланирован запуск крупного международного проекта под эгидой Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) – коллайдера NICA, который уже несколько лет строится при участии 20 стран в подмосковной Дубне. Этот проект направлен на изучение микрочастиц, в частности, кварк-глюонной плазмы – вещества, в представлении физиков схожего с тем, которое существовало в момент Большого взрыва, то есть в самом начале зарождения Вселенной. Похожими исследованиями, но в большем масштабе занимаются на Большом адронном коллайдере под эгидой ЦЕРНа.

Собственно, запуск постепенно идет: первые эксперименты начались в 2023-м. Однако выход на полноценную работу займет еще некоторое время. Сколько – точно предсказать невозможно. Ученые ожидают, что это произойдет до конца 2024 года, после чего начнется активная фаза исследований. В коллектив ученых, сформированный вокруг коллайдера, входят около 500 представителей из 13 стран, включая, разумеется, Россию, а также Мексику, Египет, Казахстан, Болгарию.