IT + Ученые

В 1890 году француз Прюво ле Гюэ распространил идею Джона Непера на двузначные числа.  Свой счётный прибор он назвал (фр. «calculateurs automatiques») «автоматический вычислитель». С его помощью можно было получать произведение многозначного числа сразу на все однозначные множители.

Прибор состоял из 50 брусков прямоугольного сечения, на широких гранях которых были записаны произведения каждого из чисел от 0 до 99 на 1, 2, …, 9. На одной стороне бруска изображались произведения для четного числа, на другой — для следующего за ним нечётного (например, 18 и 19, 26 и 27 и т.п.).

Бруски, сгруппированные по десяткам чисел, размещались в ящичке, и для удобства поиска нужного бруска на их верхних торцах писались чётные числа, а на нижних — нечётные.

При расчётах отбирались бруски с двузначным числами (и при необходимости – с однозначными с начальным нулем), образующими множимое.

Результат умножения в каждой строке определялся следующим образом.

Количество сотен в числе на правом бруске складывалось с последней цифрой левого смежного бруска и являлось соответствующей цифрой результата. Например, произведение 6567 на 3 равно 19701 (5 + 2 = 7), на 7 – 45969 (5 + 4 = 9). Если при сложении получалась сумма, большая 9, то количество единиц в ней являлось очередной цифрой результата, а количество десятков – учитывалось в следующем старшем разряде. Например, при умножении числа 6567 на 9 результат равен 59103 (5 + 6 = 11; 8 + 1 = 9).

Можно отметить следующие преимущества счётного прибора Прюво ле Гюэ по сравнению с палочками Непера:

меньшее число операций, проводимых при расчётах (в том числе в уме);

бóльшая наглядность представления результата.

Поиск людей в диких условиях часто ведется методом «газонокосилки» — обследование территории полосами. Это занимает много времени, особенно в горной местности. ИИ может значительно сократить время поиска, что критически важно в экстренных ситуациях.

Система использует наборы данных о потерявшихся людях, включая их путь, возраст, причины похода и способ передвижения. В полёте ИИ может обнаружить следы, которые поисковые группы могут не увидеть с земли, например, поломанный кустарник. Она также анализирует географическую информацию, чтобы предсказать наиболее вероятные маршруты, по которым могли пойти заблудившиеся туристы.

При тестировании система ИИ показала лучшие результаты по сравнению с традиционными методами поиска, находя туристов быстрее и чаще.

В 1901 году ныряльщики, искавшие морские губки недалеко от острова Антикитера в Греции, обнаружили затонувший древнеримский корабль. В нем они нашли три плоских деформированных бронзовых куска, покрытых наростами. Артефакт по месту обнаружения назвали антикитерским.

Через год после того, как находка оказалась на поверхности, греческий археолог Валериос Стаис заметил скрытую коррозией шестерню с аккуратными треугольными зубьями, встроенную в одну из плит, и кольцо с делениями, похожее на транспортир. В течение десятилетий ученые пытались определить предназначение этого древнего механизма.

Исследователи установили, что плиты были созданы около 2 тыс. лет назад. В 2006 году профессор британского Кардиффского университета Майк Эдмундс и его команда с помощью микрофокусной рентгеновской томографии смогли изучить артефакт подробнее. Они установили, что объект содержал 37 шестерен (сохранилось только 30), вокруг которых находились гравировки. Ученые смогли прочитать 95% надписей, около это около 2 тыс. греческих символов.

Артефакт оказался подобием бронзовых часов. На корпусе было несколько небольших круглых циферблатов с делениями и стрелками. Сбоку была ручка для перемотки механизма вперед или назад. А вместо часов и минут на плите отображались небесные тела: Солнце, Луна и пять известных в древности планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Несколько циферблатов показывали календари, а другие — даты затмений Солнца и Луны. Проанализировав устройство и описание стрелок, спиралей и других деталей, ученые предположили, что предназначением артефакта был расчет движения планет и дат астрономических событий, например, затмений. Антикитерский механизм стали называть первым в мире аналоговым компьютером.

Надписи на механизме также намекали на то, где он мог быть сделан. Исследователь из Западного резервного университета Кейза в США Пол Иверсен отметил, что в календаре месяцы назывались так же, как в Коринфе и его колониях на северо-западе Греции. На циферблате отразили даты крупных событий того времени, включая Олимпийские игры и праздник Галия в честь бога Гелиоса, который традиционно отмечали на острове Родос. По мнению ученого, именно там механизм и могли создать. На острове располагалась мастерская древнегреческого философа Посидония. Цицерон, слушавший лекции мыслителя и навещавший его, отмечал, что в первом веке до нашей эры Посидоний сделал модель космоса. Также есть версии, что механизм мог быть изготовлен инженером Архимедом или астрономом Гиппархом.

Процесс изучения артефакта вышел на новый уровень в 2021 году. Тогда группа исследователей из Университетского колледжа Лондона с помощью новейшего оборудования создала высоко детализированную работающую копию механизма. Так ученые подтвердили гипотезу, что он позволял предсказывать положение небесных тел, затмений и других астрологических событий.
Ученые смоделировали компьютерную модель устройства, а затем собрали прототип:

Как отметили исследователи, любой механизм нуждается в калибровке для правильных расчетов. Ученым из Университетского колледжа Лондона, создавшим современный аналог объекта, в начале 2022 года удалось определить «нулевой день» артефакта. Они выяснили, что механизм был настроен по 23 декабря 178 года до нашей эры. Тогда произошло видимое солнечное затмение, при этом Солнце перешло в созвездие Козерога. Кроме того, был день зимнего солнцестояния и отмечался праздник Исия.

По мнению профессора Майка Эдмундса, который изучал артефакт с помощью рентгеновской томографии, устройство механизма показывает, что древние греки хорошо понимал законы природы. Еще 2 тыс. лет назад они знали, что все вокруг работает по определенным правилам, как машина. Этот подход составляет основу и современных научных взглядов.

Вот и как тебе такое, Илон Маск?

И вот уже потом подхватили научную фантастику, как жанр, писатели Жюль Верн, Рэй Брэдбери, Дуглас Адамс и другие. Потом подключились и режиссеры: Дени Вильнев, Ридли Скотт, Джей-Джей Абрамс… Перечислять имена других создателей и восхищаться их произведениями можно долго.

Вот и сегодня мы вспомним, появление каких из современных технологий писатели, режиссеры, исследователи предсказывали чаще всего и что из этого сбылось.

Умный Дом

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

В 1980-х годах люди начали говорить о том, что дом может стать "умным" — то есть использовать компьютеры и технологии для автоматизации задач и управления. Один из первых концептов умного дома был представлен в статье Джима Систэнда в журнале "Компьютеры и графика" в 1984 году. На тот момент идея осталась просто концепцией, потому что нужные технологии ещё не были разработаны.

С появлением интернета вещей (IoT) и развитием беспроводных технологий, умные дома стали реальностью в 21 веке. Теперь умный дом — это дом, который использует сенсоры, умные устройства и интернет для автоматизации и контроля. Вы можете управлять освещением, температурой, безопасностью и другими системами в вашем доме с помощью смартфона или голосовых команд.

Такие системы обеспечивают комфорт, безопасность и разумное энергопотребление в доме, делая жизнь более удобной и качественной. Сегодня умные дома становятся всё более доступными и распространёнными, и мы видим, как они интегрируются в повседневную жизнь людей по всему миру.

Летающие автомобили

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

Идея создания авто, способных летать, была представлена в научной фантастике ещё в середине 20 века. С развитием технологий авиации и электромобилей в наше время стали разрабатываться прототипы летающих автомобилей, хотя коммерческое использование этой технологии пока остается ограниченным.

Первый прототип летающего автомобиля был разработан компанией "Terrafugia", основанной в 2006 году американским инженером Карлом Дайкстра. Их модель под названием Transition была представлена в 2009 году и была первым автомобилем, способным превращаться из автомобиля в самолёт и обратно. Этот прототип предназначался для личного использования и имел возможность взлетать и приземляться на небольших аэродромах.

Сейчас китайская компания X-Peng Motors готовит к выходу новую модель электромобиля — стильный спорткар, который сможет не только ездить по дорогам, но и летать в воздухе. Предполагаемая стоимость составит около 1 миллиона юаней, что в пересчете по текущему курсу составляет примерно 11,1 миллиона рублей.

3D-принтеры

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

История 3D-принтеров началась в 1980-х годах. Одним из первых пионеров в этой области была компания 3D Systems, основанная Чаком Халлом. Они создали первый коммерчески доступный 3D-принтер под названием "Аппарат для производства трехмерных объектов методом стереолитографии" (SLA) в 1986 году. Затем в 1992 году компания Stratasys выпустила первый прототип фьюзорной депозиционной моделировочной (FDM) технологии 3D-печати.

Сейчас 3D-принтеры применяются везде: прототипирование, производство, медицина, архитектура и даже космическая индустрия! Они позволяют создавать сложные детали, индивидуальные изделия и прототипы быстро и сравнительно недорого.

Технология 3D-печати продолжает развиваться, и с каждым годом появляются новые материалы, методы и применения, что делает ее одной из наиболее захватывающих и перспективных областей в мире инженерии и дизайна.

Нейросети и Машинное Обучение

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

Истоки нейросетей и технологий ML восходят к 1943 году, когда Уоррен Маккаллок и Уолтер Питтс представили модель искусственного нейрона, которая послужила основой для развития нейронных сетей. В 1957 году Фрэнк Розенблатт создал перцептрон, одну из первых моделей нейронной сети, способную обучаться на основе обратной связи.

Сегодня нейросети и ML находятся в центре внимания в IT-индустрии. С развитием вычислительных мощностей и больших объемов данных они стали доступны для решения широкого спектра задач: от распознавания образов и обработки естественного языка до управления автономными системами и принятия решений в реальном времени. ML-инженеры, специализирующиеся на разработке и применении алгоритмов машинного обучения, в настоящее время являются одними из самых востребованных специалистов в IT-сфере. Их работа позволяет создавать инновационные продукты и решения, которые изменят нашу жизнь и бизнес-процессы в любой отрасли.

Virtual Reality (VR)

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

Идея виртуальной реальности (VR) зародилась еще в середине 20 века. Разработки были, но самого термина не существовало. Наиболее значительный вклад в ее развитие внес Джарон Ланье в начале 1980-х годов. Он создал термин "виртуальная реальность" и разработал первые системы виртуальной реальности, такие как манипулятор DataGlove и первый коммерческий VR-шлем EyePhone. Эти устройства позволяли пользователям взаимодействовать с виртуальным миром через сенсорные и визуальные интерфейсы.

Сегодня VR-технология является актуальной благодаря своему потенциалу в различных областях. В играх это открывает новые возможности для иммерсивного гейминга и виртуального туризма. В образовании VR может быть использована для создания интерактивных учебных сред, позволяющих студентам исследовать сложные концепции в более увлекательной форме. В медицине — для тренировки хирургов, реабилитации пациентов и даже лечения фобий.

Также VR используется в архитектуре, дизайне, военной симуляции и многих других областях. Перспективы развития связаны с улучшением технологий визуализации, созданием более доступных и удобных устройств виртуальной реальности, а также расширением ее применения в новые сферы, где она может значительно улучшить опыт человека.

AI-дроны

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

Идея дронов с искусственным интеллектом присутствовала в научной фантастике и концепциях инженерии уже давно. Хотя 100 лет назад конкретно о такой технологии, как AI-дроны, не говорили, но в истории аэрокосмической индустрии существовали предпосылки для развития этой идеи. К примеру, в работах пионеров авиации, таких как Никола Тесла и Леонардо да Винчи, можно найти прототипы беспилотных летательных аппаратов.

Зато сейчас ИИ-дроны становятся все более актуальными и развитыми. Искусственный интеллект позволяет дронам принимать решения на основе анализа данных с датчиков и камер, обучаться на ходу, улучшать свою производительность и даже взаимодействовать с окружающей средой и другими дронами. Это делает их более автономными и эффективными в выполнении различных задач, таких как доставка грузов, наблюдение и патрулирование, аэрофотосъемка и даже поиск и спасение людей.

Роботы-хирурги

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

Идея использования роботов в хирургии впервые пришла в начале 20-го века, когда были разработаны первые прототипы медицинских роботов. Но их реальное внедрение началось лишь в конце 20-го — начале 21-го века благодаря совершенствованию технологий робототехники и искусственного интеллекта.

Один из первых успешных примеров роботизированной хирургии — это система Da Vinci, разработанная компанией Intuitive Surgical в начале 2000-х годов.

В 2024 году NASA планирует отправить робота-хирурга MIRA на МКС. MIRA — робот для внутренних операций, созданный в Virtual Incision совместно с Университетом Небраски. Под руководством профессора Фарритора его разрабатывали более 20 лет. В 2023 году он использовался при операции на толстой кишке через один разрез.

В ходе предстоящего полёта на орбиту инженеры хотят изучить особенности работы машины в условиях невесомости. В перспективе — через 50 или 100 лет — роботы вроде MIRA должны войти в стандартную комплектацию космического корабля на тот случай, если, к примеру, у одного из членов экипажа начнётся аппендицит.

Нейрокомпьютерные интерфейсы

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

В научной фантастике часто рассказывали о технологиях, позволяющих управлять компьютером только силой мысли. Сегодня такие интерфейсы уже существуют и используются, в основном, в медицине и исследованиях.

В 2024 году Neuralink впервые вживила в мозг человека специальное устройство, позволяющее управлять компьютером с помощью мыслей. Операция прошла успешна, ведь на данный момент первый испытуемый чувствует себя отлично, играя в игры действительно силой мысли.

В ходе исследования Neuralink применяет робота, который хирургическим путем вводит устройство интерфейса "мозг-компьютер" в участок мозга, ответственный за движения.

Домашние роботы

Как представляли раньше:

Как выглядит сейчас:

В 1960-е годы в фильмах можно было увидеть различные идеи роботов и автоматизации, но роботы-помощники в домашнем хозяйстве не были столь распространены. Некоторые фильмы того времени, такие как "Метрополис" (1927) Фрица Ланга или "Запретная планета" (1956) Фреда М. Уилкокса, изображали роботов. Правда, в ином контексте: они выполняли другие функции, не связанные с помощью в бытовых делах.

Первым коммерчески доступным роботом-помощником по дому был Unimate, созданный компанией Unimation в 1961 году. Этот робот был предназначен для выполнения задач на производстве, таких как поднятие и перемещение тяжелых предметов. Он не был таким, как современные роботы-помощники по дому, но его появление заложило основу для развития этой технологии в дальнейшем.

В одном кипу может быть от нескольких до 2500 нитей разных цветов и размеров. Самое древнее кипу датируется примерно 3000 годом до н. э., а первое письменное упоминание о кипу относится к 1533 году (эту систему счета описал в своем письме испанский конкистадор Эрнандо Писарро).

Кипу было широко распространено в Империи инков. По словам испанского хрониста Хосе де Акоста, «вся империя управлялась посредством кипу». При помощи кипу учитывали, например, число лам, количество воинов или собранного урожая, вели перепись населения, записывали налоги; кипу использовались даже в качестве календаря.

Инки разработали целую систему считывания информации. Главный шнур кипу был началом повествования. К нему наискось прикреплялись более тонкие нити, которые и использовались для записи данных. Положение узелка на шнуре показывало цифровой порядок (десятки, сотни, тысячи), а количество узлов определяло простые числа. Но, чтобы прочитать узелковое послание, надо было разбираться не только в узлах и их положении на веревке, но и знать обозначения каждого цвета. Так, например, красный цвет обозначал армию, войско, белый — серебро, желтый — золото. Все сведения фиксировали специально подготовленные чиновники — кипукамайоки — и передавали их в центр, то есть в Куско.

«Узелковые письма» доставлялись профессиональными курьерами — бегунами часки — по системе имперских инкских дорог. Удобство при транспортировке — это важное преимущество кипу, ведь послания доставляли иной раз за сотни километров, и пергамент или листья деревьев, которые служили для инков бумагой, для этого плохо подходили. Кипу же можно было смять и поместить в мешочек.

До нас дошли многие экземпляры кипу инков, различных размеров и назначения. Существует даже специальная база данных кипу (см. Khipu database project). Однако эти «письма» важно не только расшифровать, но и сохранить. Кипу сделаны из натуральных волокон, поэтому они нуждаются в особой температуре, влажности и защите от выцветания. Хранят кипу на горизонтальных панелях, покрытых нейтральной по кислотности бумагой. Шнуры обрабатывают специальными щетками и оберегают от насекомых.

Какие народы пользовалась узелковым письмом

Принято считать, что узелковое письмо — исключительно прерогатива народов Южной Америки. Однако на Востоке в древности тоже использовали подобный вид письменности. Следы узелкового письма нашли и в Китае, в Тибете, Африке, не стал исключением и Европейский материк.

На Руси тоже использовали узелковое письмо, хотя оно так и не успело стать таким же популярным и распространенным, как у инков. Историки предполагают, что именно ему мы обязаны присказке «завязать узелок на память».

Однако у славян узелковое письмо использовалось не только для счета, но и для гадания. У каждого узелка было свое сакральное значение. К тому же узлы использовали для создания оберегов от сглазов. В кельтской культуре узлы были более разнообразными и тоже имели несколько значений.