Писатели-фантасты предвидели, что когда-то в мире появится множество уникальных технических приспособлений, способных подарить человеку новые возможности, ощущения, эмоции. Например, Рэй Брэдбери предсказал изобретение «ракушек», которые стали прототипами современных наушников, а Жюль Верн успешно описал не существовавшие в его время телевидение и видеосвязь. Вот только кое-что осталось за пределами прогнозов авторов – это то, что возникает в стремительно развивающихся компьютерных технологиях сегодня.
Провода – в прошлом
Новые компьютерные технологии, которые человечество сможет увидеть уже в ближайшем будущем, больше не будут зависеть от шнуров и кабелей, пусть даже самых тонких и едва заметных. Над достижением подобного результата трудятся сотрудники кембриджского Центра микрофотоники при Массачусетском технологическом институте. В настоящий момент именно провода являются элементами, соединяющими важные звенья и части любых процессоров. Однако ученые предполагают, что им удастся заменить их импульсами германиевых лазеров, которые окажутся способны передавать информацию в битах и байтах в 100 раз быстрее, чем традиционные фидеры с перемещаемыми по ним электронами.
В основе этой новейшей компьютерной технологии лежит применение системы скрытых каналов. Она заключается в следующем: в множестве специальных разъемов устанавливаются микроскопические датчики и сенсоры, которые передают световые импульсы и трансформируют их в точную информацию. Подобное решение поможет человечеству не только получить более высокую скорость передачи данных (чип с германиевым лазером уже показал значение в 1Тб/с, что в 2 раза быстрее проводных устройств), но и внести частичный вклад в стабилизацию экологической ситуации на планете. Эта новая технология в компьютерной технике не будет потреблять и вырабатывать энергию, а, следовательно, позволит снизить уровень выбрасываемого в атмосферу тепла.
Электроника для оптимизации тела
Следующие новые разработки в компьютерных технологиях охватывают целый комплекс приспособлений: это и наушники-вкладыши, фиксирующие частоту сердцебиения, и надеваемые под одежду сенсоры для контроля и корректировки осанки, и тактильные подкладки для обуви, способные с помощью вибрирования и встроенных датчиков GPS указать своему владельцу путь до места назначения. Все эти устройства можно охарактеризовать словосочетанием «носимая электроника» – это «умные» гаджеты, которые за счет последних достижений науки и техники заметно упрощают людям жизнь.
Например, онкологи ведущих клиник уже используют полуочки/полусмартфон Google Glass на базе Android для того, чтобы проводить сложные операции своим пациентам и вести сбор материалов в тех или иных клинических случаях. К помощи этой разработки прибегают и обычные граждане, которые благодаря голосовым командам:
- отправляют сообщения различным адресатам;
- следят за погодными изменениями;
- находят подходящие авиарейсы;
- быстро узнают о правилах оказания первой медицинской помощи в ситуациях, угрожающих жизни и здоровью.
Мемристорная память
Новая технология мемристор, или резисторов памяти, позволит компьютерной сфере стать более емкой, ведь эта разработка обещает перевести все цифровые устройства с флеш-памяти на максимально долговечный и скоростной принцип хранения информации. Исследователи и программисты назвали его ReRAM (Resistive Random Access Memory).
Уникальные чипы будут состоять из чередующихся слоев диоксида титана и платины. Независящие от энергии схемы помогут человеку обрабатывать данные в 1000 раз быстрее, совершать 1000000 перезаписей против возможных сегодня 100000 подобных циклов и обрабатывать сведения практически моментально. Мемристоры способны стать настоящим прорывом среди новых открытий в компьютерных технологиях, ведь внедрение их в переносные устройства, например, плееры, электронные книги и портативные ноутбуки, сделает возможным регулярно иметь с собой уже не гигабайты, а целые терабайты различных материалов! В планах разработчиков из Quantum Science Research, США, также числится создание платы с объемом памяти в 1 петабайт, равным свыше 1000000 гигабайт. Фактический размер такого чипа поражает воображение – благодаря использованию мемристор он окажется не больше 1 см.
Это интересно! Проект развития мемристор, являющийся одним из самых новых в компьютерных технологиях, станет полезным и для дальнейшей разработки самостоятельного искусственного интеллекта. Предполагается, что соединения мемристорной памяти смогут образовывать нечто похожее на синапсы нейронов, а, значит, и генерировать идеи, принимать решения и моделировать другие аспекты работы человеческого мозга.
Улучшение техники и ее свойств
Новые разработки в области компьютерных технологий не существуют опосредованно от остального мира, а, наоборот, служат разрешению острых проблем, важных для продолжения благополучной жизни общества. Так, сегодня экологи вместе с нанотехнологами и инженерами трудятся над созданием эффективных, но не угрожающих природе механизмов, транспортных средств, роботов. Здесь одной из первоочередных задач является искусственное структурирование углеводорода, входящего в состав композитных монолитов. Это поможет сделать производимые автомобили и другие машины, не предназначенные для передвижения, легче на 10%, а, следовательно, и снизить количество токсичных выхлопных газов, которые образуются при сгорании топлива.
Еще одна немаловажная тема – это вопрос длительного хранения энергии. Специалисты считают, что действенным окажется массовый выпуск в свет инновационных батарей – проточных для удержания жидкого химического потенциала веществ, вместительных графеновых конденсаторов для многотысячного заряжения и разряжения аккумуляторов, нанопроволочных литиево-ионных источников постоянного тока для сбережения солнечного излучения.
Грандиозная визуализация
Новые технологии в области компьютеров сделают доступным качественно иное восприятие реальности. Исследователи заверяют: привнесение в мир возможности просмотра телевидения без использования экранов приурочено уже к ближайшему будущему. О чем же идет речь? О создании головной транспортабельной гарнитуры виртуальной действительности (шлемов или очков), специальных смартфонов для слабовидящих и пожилых представителей населения, устройств для приема и отправки видеоголограмм.
То, что раньше можно было увидеть разве что в голливудских кинолентах, сегодня постепенно становится явью благодаря особым проекционным пленкам, панорамному изображению в формате 3D и бинауральному звуку, который записывается в микрофон, точно повторяющий форму человеческих ушей!
Интерфейс «мозг – компьютер»: киборгизация
Наконец, последняя новая технология в мире компьютеров представляет собой соединение главного органа ЦНС человека с высокоскоростной электронно-вычислительной машиной. Сотрудники Гарварда, США, уже добились в этой области значительных результатов – они создали едва ощутимую полимерную сетку с электродами, большая часть которой является свободным пространством. На основание (каркас) в мозгу способны и должны прикрепиться нейроны, что позволит инородной ткани стать одним из элементов организма, но продолжить выполнять заложенные в нее функции.
В 2012 году команда начала проводить эксперименты на мышах и крысах. Это предприятие завершилось успехом. Микроскопические изделия диаметром в несколько сантиметров были внедрены животным при помощи ультратонкой иглы (100 микрометров) прямо через черепа в определенные участки мозга. Позднее выяснилось, что сетки благополучно прижились и продолжили интегрироваться в нейронную среду тем лучше, чем дольше они там находились.
Подобный прорыв может оказаться крайне полезным с практической точки зрения. Нейроинтерефейсы дадут возможность полнее исследовать работу человеческого мозга, при необходимости активизировать те или иные доли, предотвращать и устранять нарушения, возникающие при болезнях Паркинсона, Альцгеймера и других, а также управлять сложными техническими конструкциями одной лишь силой мысли! Однако такая разработка влечет за собой и множество вопросов этического характера. Например, насколько правомерно будет проводить внедрение нейронного «чипа» маленьким детям? Что делать, если влияние на отделы мозга спровоцирует проявление нетипичных реакций? Не потеряет ли человек своей воли и свободы после подобного шага? На эти вопросы нанотехнологам, инженерам и философам будущего еще только предстоит ответить.
Компания Shuttle обновила линейку своих миникомпьютеров в корпусе объёмом 1,3 литра. Модель DH370 сохраняет дизайн прошлого поколения, но при этом предлагает новый процессор Intel 8-го поколения.
Машина DH370 предназначена для работы с процессорами с сокетом LGA1151v2, то есть - Coffee Lake. В систему можно установить любой процессор этого поколения мощностью до 65 Вт. Материнская плата основана на чипсете H370. Она также может похвастать поддержкой 4 портов USB 3.1. Также плата предусматривает установку 32 ГБ оперативной памяти DDR4 SO-DIMM.
Несмотря на размер 19x16,5x4,3 см в машине достаточно места для установки двух накопителей - одного M.2 NVMe SSD , и одного стандартного 2,5” SATA устройства. Также на плате есть слот M.2 формата 2230 для модуля WLAN .
Из проводных интерфейсов присутствуют Gigabit Ethernet и 8 портов USB (четыре из которых - USB 3.1 второго поколения). Мониторы можно подключать через порты 1xHDMI 2.0b и 2x DisplayPort 1.2, при этом доступна одновременная работа на трёх дисплеях. Также можно отметить наличие двух COM портов и ридера карт SD.
Дополнительно можно заказать к этому компьютеру монтажный комплект для стойки 2U, что делает DH370 универсальным решением для быта и промышленности.
Приобрести компьютер Shuttle DH370 можно за 244 евро (без НДС).
Apple готовит новый 16” MacBook Pro и 32” монитор разрешением 6K
20 февраляМин-Чи Куо, аналитик, имеющий тесные связи с Apple, сообщил, что компания готовит к выпуску в этом году «совершенно новый» ноутбук MacBook Pro.
Ожидается, что модель получит экран с диагональю от 16 до 16,5 дюймов, что делает его самым крупным лэптопом Apple на рынке, после того, как фирма сняла с производства 17” модель в 2012 году. По словам Куо, обновлённый ряд будет включать также 13” модель с 32 ГБ ОЗУ, при том, что сейчас столько ОЗУ можно поставить лишь в 15” MacBook Pro.
Совершенно новый дизайн несколько удивляет, ведь всего 3 года назад фирма представила модели с тачскрин лентой Touch Bar, а четырьмя годами ранее начала выпуск моделей с экраном Retina. С другой стороны, новый дизайн не всем пришёлся по вкусу. Наибольшей критике подверглась клавиатура, которая плохо считывается и имеет неприятный отклик.
Аналитик считает, что в этом году Apple также обновит Mac Pro с возможностью «простого апгрейда», правда, об этом уже говорила и сама Apple.
Более интересным является ожидание нового дисплея для профессионалов. Сказано, что фирма выпустит монитор с диагональю 31,6”, разрешением 6K и «конструкцией подсветки как у mini LED ». Свой последний монитор, Thunderbolt Display, Apple прекратила выпускать в 2016 году, и сейчас предлагает профессиональным Mac-пользователям 27” дисплей LG UltraFine 5K.
Intel готовит NUC с Core i3 и графикой Radeon
1 февраляКомпания Intel готовит к выпуску полностью собранные компьютеры Crimson Canyon серии NUC, которые объединяют 10 нм процессоры Core и дискретную графику AMD.
Модель компьютера NUC8i3CYSM оснащается центральным процессором Core i3-8121U Cannon Lake, 8 ГБ двухканальной памяти LPDDR4 и дискретной мобильной видеокартой AMD Radeon RX 540 с 2 ГБ памяти GDDR5 на борту. Для хранения данных предлагается 2,5” винчестер объёмом 1 ТБ, однако имеется слот M.2-2280 с интерфейсами PCIe 3.0 x4 (NVMe) и SATA 6 Гб/с.
Что касается процессора Core i3-8121U, то он имеет 2 ядра и 4 потока. Тактовая частота чипа составляет 3,20 ГГц, а объём кэша L3 равен 4 МБ. Видеокарта же основана на архитектуре Polaris и содержит 512 потоковых процессоров.
Машина получила довольно много современных коннекторов, включая беспроводную связь по стандартам 802.11ac + Bluetooth 5.0, реализованную на основе карты Wireless-AC 9560 WLAN . Также есть гигабитный порт LAN на контроллере Intel i219-V, инфракрасный ресивер и микрофон с формированием луча. Есть ридер карт SDXC и аудиовыход. По стандарту USB предлагают 4 порта типа A, один из них с быстрой зарядкой. Монитор можно подключить через два порта HDMI 2.0.b, каждый с 7.1-канальным звуком.
О цене и доступности машины Crimson Canyon NUC8i3CYSM пока не сообщается.
Завершается работа над PCIe 5.0
30 январяПромышленность застряла на PCIe 3.0 на целых семь лет. Только в этом году мы увидим первые компьютеры с PCIe 4.0 благодаря AMD, однако промышленность уже готова внедрять следующую версию - PCIe 5.0.
Организация-разработчик PCI -SIG выпустила спецификацию версии 0.9 для стандарта PCI Express 5.0. Это значит, что конечные устройства скоро могут появиться на рынке. Обычно, компании проектируют устройства со спецификации 0.4, а выпускают - с версии 0.9.
Обычный цикл обновления стандарта PCI составляет два года, однако PCIe 3.0 был выпущен в 2010 году, а финальная версия PCIe 4.0 появилась лишь в 2017, но до сих пор не реализована на практике. Из этого следует, что четвёртая версия шины прослужит не долго и будет быстро заменена на пятую.
Скорости шины PCI -e разных версий 
Что же нам обещает PCIe 5.0? Во-первых, это увеличение пропускной способности до 128 ГБ/с. Схема кодирования останется неизменной - 128b/130b. Кроме того, будет изменена электрическая цепь для повышения целостности сигнала, обеспечена обратная совместимость с картами расширения через коннекторы CEM. Кроме того, новая конструкция шины позволит снизить задержки и выровнять высокую потерю сигнала для длинных линий связи.
Финализация стандарта будет осуществлена в первом квартале 2019 года. Пока в мире нет устройств с PCIe 5.0. Ожидается, что первые экземпляры появятся в текущем году, а широкое внедрение начнётся в 2020 году.
NVIDIA: Стриминг видеоигр никогда не обойдёт PC
28 январяКомпания NVIDIA уже много лет активно продвигает стриминг видеоигр, однако по мнению её основателя, Дзень-Хсунь Хуана, эта технология никогда не будет столь же хороша, как PC.
На пресс-конференции после CES он отвечал на вопросы журналистов касательно вещания игр, и на вопрос «Как оно продвигается?» ответил следующее:
«Фантастически. У нас есть сотни тысяч одновременных игроков. Наша стратегия работает. В первую очередь, если ваш вопрос был „Сколько ждать, когда стриминг будет также хорош как PC?“, то ответ - никогда. Причина кроется в одной проблеме, которую мы не представляем, как решить, и это скорость света. Когда вы заняты киберспортом, вам нужна реакция в несколько миллисекунд, а не несколько сотен миллисекунд. Это фундаментальная проблема. Это просто закон физики.
Тем не менее, мы сильно верим в него, так, что мы работали над ним десять лет. Наша стратегия - мы уверены, что PC игры останутся с нами. Мы уверены, что каждому нужен хотя бы компьютер, поскольку очевидные знания всё ещё важны. Вы не можете всё сделать на телевизоре. Вы не можете жить с телевизором онлайн. Но вы можете жить сами с компьютером. Компьютеры используются молодыми людьми по всему миру. Это их первое вычислительное устройство, или может второе, после мобильного. Между теми двумя устройствами, теми неотъемлемыми вычислительными платформами для общества. Мы уверены, это то, что останется неизменным» .
Синклер готовит игровую систему на базе Raspberry Pi
11 январяПлемянник изобретателя Spectrum Грант Синклер надеется повторить успех своего дяди с новой карманной игровой консолью.
Машина POCO, или Pocket Raspberry Pi Gaming Kit, немногим больше смартфона. Гаджет будет поставляться разобранным, однако его можно будет собрать самому примерно за 30 минут.
По словам Гранта, приобретая набор вы получаете всё, что нужно для создания карманного игрового компьютера. В него входят распаянная материнская плата и маломерные компоненты, включая широкоугольную камеру и громкоговоритель, сенсорный экран и игровой контроллер.
«Очевидно, на него повлияла работа моего дяди, но эта абсолютно другая. Я думаю, многие люди, покупающие Raspberry Pi, играют на них в игры, и это дало мне идею создания маленького компьютерного конструктора, который вы можете собрать, а затем создать собственные игры» .
По словам разработчика, POCO является полнофункциональным ПК, который позволяет программировать анимацию и игры с использованием drag-and-drop. С использованием устройства POCO ценой 190 долларов, игры могут быть созданы в ходе одного урока благодаря сотрудничеству разных учеников не только в классе, но и в другой школе.
Asus анонсирует миникомпьютер для профессионалов
9 январяКомпания Asus анонсирует новый стильный миникомпьютер на основе процессоров Intel Core i9 и Core i7 9-го поколения, уверяя, что от этого производительность возрастёт на 30%. Этот компьютер Mini PC ProArt PA90 гарантирует быстрый и плавный процесс творчества, поскольку его производительности достаточно даже для сложных проектов.
Машина Mini PC ProArt PA90 также получила профессиональную графику NVIDIA Quadro, которая сможет без проблем обеспечить визуальные эффекты для тех, кто занят в создании анимации, редактировании фото и видео, а также в построении 3D моделей.
Машина также может похвастать парой портов Thunderbolt 3 для подключения сверхбыстрых накопителей и дополнительных дисплеев через порт USB -C.
Что касается накопителей, то в максимальной конфигурации машина может содержать пару M.2 PCIe SSD объёмом 512 ГБ и один 2,5” HDD объёмом 1 ТБ. Оперативная память работает на частоте 2666 МГц, а максимально поддерживаемый объём составляет 64 ГБ.
Поскольку система рассчитана на профессионалов, она должна выдерживать высокие нагрузки. Для этого машина оснащена жидкостной системой охлаждения процессора, которая при полной нагрузке выделяет 32 дБ, что на треть тише среднего ПК.
О цене и доступности компьютера Asus Mini PC ProArt PA90 пока не сообщается.
ECS выпускает миникомпьютер для энтузиастов
5 январяКомпания ECS выпустила новый миникомпьютер LIVA Z2L, который с лёгкостью уместится на ладони. Однако от остальных миникомпьютеров подобного формата его выгодно отличает наличие порта GPIO .
В основе машины лежит процессор Gemini Lake, Pentium или Celeron. Размеры машины составляют 132х118х56 мм (ШхДхВ). На корпусе имеется крепление VESA , что позволяет прикрепить компьютер к телевизору. Машина абсолютно бесшумна и питается от внешнего источника.
Из интерфейсов в компьютере присутствуют 4 порта USB 3.0, также есть один порт Type-C и пара USB 2.0. Для подключения к сети предусмотрен адаптер 802.11ac и порт Ethernet. Мониторы можно подключать по D-Sub и HDMI .
Под крышкой, кроме SoC Gemini Lake, расположились 4 ГБ памяти LPDDR4 в паре слотов SODIMM. Накопитель представлен 64 ГБ eMMC, но есть место для установки 2,5” HDD. Однако самым необычным решением является наличие хедера GPIO . Благодаря ему, машина может стать отличной экспериментальной базой, а также домашней интегрирующей системой.
О цене и доступности компьютера LIVA Z2L пока ничего не сообщается.
Intel готовит Ghost Canyon X с процессором Core i9
4 январяНа китайском сайте PCEVA один из участников местного форума опубликовал дорожную карту Intel на компьютеры NUC (next unit of computing), которая покрывает 2020 год.
Если верить этому слайду, то компания Intel готовит новую машину NUC с кодовым именем Ghost Canyon X, которая будет доступна с восьмиядерным процессором Intel Core i9.
УДК 37.012.4
К. Г. Митрофанов, О. В. Зайцева
ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ: ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ И ТЕНДЕНЦИИ
Использование информационно-коммуникационных технологий (персональный компьютер, Интернет, ШеЪ-технологии и т. д.) в сфере образования оценивается неоднозначно: существуют мнения как о положительном, так и отрицательном влиянии ИКТ на участников образовательного процесса. Рассматриваются предпосылки внедрения ИКТ в сферу образования, плюсы и минусы процесса информатизации образования, а также делается попытка выявить основные тенденции, которые формируются в образовании в связи с использованием информационно-коммуникационных технологий.
Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии в системе образования, инновации, непрерывное образование, Интернет, коучинг, образовательные услуги.
Современная жизнь, компьютеризация сферы практической деятельности, получившая распространение в последние годы, продемонстрировали нашему обществу требуемый уровень владения навыками общения между представителями различных культур с помощью глобальной компьютерной сети Интернет, где необходимо умение обмениваться письменными или устными сообщениями без посредника, т. е. напрямую.
Эта ситуация вполне коррелирует с теми требованиями, что предъявляются сегодня участнику современного образования, а именно - быть компетентным в различных ситуациях. Речь идет о тех знаниях, которые могут обеспечить такую компетентность не благодаря заученным предметным знаниям, а благодаря освоенному инструментарию и способам работы с ним.
Особенно это проявляется в практике общения с помощью сети, в международной хозяйственной деятельности. Требование компетентности сильно возрастает, так как деятельность специалиста в этом случае напрямую связана с принятием ответственных решений в условиях конкурентной борьбы как неотъемлемой части рыночной экономики, рисков деятельности, нередко в условиях чужой культуры. В этих ситуациях успех или неуспех дела может определяться качеством договоренностей.
Постепенное вхождение России в международное экономическое и политическое сообщество выявляет проблемы информационно-технологические и культурные как запросы (в неявном пока виде) к результатам образования. В этих условиях перед образованием встает одна из стратегических задач: оно должно, наряду с базовыми знаниями, обеспечивать вхождение в особую культуру сетевого взаимодействия и в информатизированную практическую деятельность.
Кроме вышеуказанных существуют и другие предпосылки использования информационно-коммуникативных технологий (ИКТ) в системе образования. К их числу относятся:
Необходимость выстраивания в России эффективных систем непрерывного образования;
Неуклонная общемировая тенденция снижения затрат на образование, в числе других отраслей;
Растущий спрос на образовательные услуги как один из видов досуга и личной конкурентоспособности.
Рассмотрение этих (и других) предпосылок задает контекст и целевые ориентиры использования ИКТ в системе образования.
Однако не менее важным представляется системное и концептуальное видение тех трендов, что «захватывают» образование, и прежде всего в связи с внедрением в сферу образования современных информационно-коммуникативных технологий.
«На рубеже XX и XXI вв. традиционная система образования оказалась перед лицом новых вызовов, характерных уже для эпохи глобализации».
Как отмечает П. Г. Щедровицкий, «на наших глазах за последние 15 лет развиваются несколько технологий распространения знаний. Самые простые -средства массовой информации и консалтинг. Если образование рассматривать тоже как такую систему распространения и обращения знаний (а в свете сказанного выше о роли знаний в современном обществе именно эта функция образования, очевидно, выходит на первый план), то можно сказать, что сегодня образование существенно потеснено в своих институциональных границах средствами массовой информации и консалтингом» .
По мнению П. Г. Щедровицкого, современное образование должно ответить на вызов этих новых каналов и форм распространения знания и модернизироваться в соответствии с новыми требованиями, «потому что, по большому счету, существующие технологии массовой коммуникации эффективнее и дешевле, чем образование... А все дорогое будет умирать, потому что сейчас, когда мир вышел на границы своей мирохозяйственной рентабельности, никто не будет платить за то, что дорого и неэффективно».
Помимо уже упомянутых СМИ в контексте влияния на систему образования следует выделить спутниковое телевидение, открывающее необозримые воз-
можности дистанционного обучения, и мультимедийные технологии, которые, однако, несут риск возникновения иллюзии, что учеба «по СБ-ромам» может с легкостью заменить поход в школу (университет). Представить реальность подобной ситуации несложно, вспомнив, как видео со временем изменило отношение к кино.
Но, конечно же, одним из наиболее важных средств ИКТ в эпоху глобализации и постмодернизма становится Интернет. Вот как характеризует это явление Н. В. Громыко: «Интернет - это квинтэссенция постмодернистского строя и стиля жизни, это то пространство, где постмодернизм представлен наиболее развернуто и по форме наиболее адекватно: войдя в Интернет, погружаешься в суть постмодернистской эпохи во всей ее философско-мировоззренческой и антропологической специфике» .
В чем же опасность Интернета для образования с точки зрения его институциональных связей с философией, наукой и практикой? Как показывает
Н. В. Громыко, в отношении первых двух опасность заключается в стирании границы между знанием и информацией, а в отношении третьей - в том, что «Интернет есть технологически наиболее развитое и оснащенное средство удержания людей вне процессов деятельности», что, в конечном счете, приводит и к упадку мышления.
Так в чем же опасность «слишком легкого» - по сравнению с традиционной системой образования -доступа к информации? Есть подозрение, что использование Интернета «освобождает» учащегося не только от необходимости занимать деятельностную позицию, но и от самостоятельного мышления. Н. В. Громыко рисует и вовсе ужасающую картину: «Учащиеся, посаженные в массовом порядке за компьютеры, получают возможность скачивать информацию по любому интересующему их вопросу. Причем само это «скачивание» напрочь вырубает у них интерес и способность к самостоятельным открытиям. Учащиеся становятся все более и более эрудированными, но все менее и менее знающими. С помощью Интернета они попадают в мир, где все уже известно и где нужно только правильно сориентироваться, чтобы найти необходимый ответ».
Впрочем, не все так просто. Как заметил еще Иммануил Кант, самостоятельное мышление тесно связано со способностью суждения, отсутствие которой «есть, собственно, то, что называют глупостью». Но не является ли способность учащегося «правильно сориентироваться» в океане информации, доступной по Интернету, своего рода «гипертекстовым эквивалентом» способности суждения?..
Принимая во внимание всю приведенную выше критику и утверждения о негативном влиянии на систему образования и СМИ, и Интернета, и даже консалтинга, можно, тем не менее, заметить, что по отношению к традиционной системе образования опи-
санное влияние лишь обостряет и обнажает ее недостатки, проявившиеся уже ранее и имеющие сущностный характер .
Понимание того, что основным источником прибыли и средством формирования прибавочной стоимости в «постиндустриальном» обществе все чаще выступают знания и способы их практического применения, т. е. то, что обычно и называют инновациями, становится все более массовым. Такое понимание в корне начинает менять и даже «ломать» устоявшиеся представления о соотношении образования и экономики, о понятии национальной безопасности, о совокупном общественном продукте, о собственности и др.
Способность к приобретению новых знаний, различных форм и видов данных, необходимых сведений, информации, а также различных их интерпретаций, способов работы с ними и многое другое становится фундаментальной характеристикой всех участников постиндустриальной экономики.
Человек в течение своей жизни вынужден несколько раз сменить профессию, и это становится нормой, а не девиантным поведением. Это происходит потому, что развитие человеческого ресурса становится все более насущным процессом и предметом все более острой конкуренции в современном мире.
Все это приводит к тому, что в образовательных практиках начался массовый переход от подготовки «под рабочее место» к предоставлению различных индивидуализированных образовательных возможностей для всех участников образовательного процесса. Таким образом, концепция непрерывного образования становится элементом повседневной деятельности множества людей, обусловливает переход от парадигмы фундаментального образования и подготовки к парадигме непрерывного образования.
Хорошим примером является развернутая в мире за последние годы (и, кстати, спрогнозированная рядом ведущих психологов и философов в нашей стране) практика персонального коучинга (комплексное гуманитарно-технологическое сопровождение деятельности отдельного человека, включая его «интеллектуальное» дооснащение, в том числе с использованием современных программных средств). Если поначалу потребителями коучинга являлись «первые» лица, то сейчас компании начинают внедрять эту практику для всех сотрудников или для ключевых категорий, причем на постоянной основе .
Многие эксперты отмечают, что одним из условий, а значит и важнейшей предпосылкой внедрения современных ИКТ в практику общего образования, является появление смешанного финансирования . Различные источники финансирования появляются только в том случае, когда появляются и начинают оформляться различные потребительские запросы к образованию как к практике, ответственной за потребление и производство знаний.
Если на первом этапе реформирования системы образования таковыми потребителями выступили родители, то сейчас в их число все больше входят взрослые учащиеся с запросами для себя, компании, корпорации.
Все эти предпосылки, а также накопленный потенциал в решении подобных вопросов привели к появлению национальных, международных и даже мирового рынка образовательных услуг, программ, подходов, образовательных систем и средств их использования.
Отсюда следует одно из ключевых требований к внедрению и дальнейшему использованию ИКТ в образовании. Эти процессы должны выводить пользователей образования в различные среды - межрегиональные, общенациональные, международные, а также межсферные, межпрофессиональные, межкуль-турные и пр. Иначе ИКТ своей функции образовыва-ния в образовании не выполнят. Точнее сказать, мы эту новую и непростую функцию не реализуем.
Развитие Интернет- и "М"еЪ-технологий привело к появлению новых форм получения и восприятия знаний, новых форм обучения. Эти формы приводят не только к изменениям технического плана, но и самой методологии и психологии получения и освоения знаний. Появление дистанционного обучения, тесно связанное с достижениями информационных технологий, дало не только большие возможности получения знаний на расстоянии, но также поставило ряд вопросов, проблем, не отвечая на которые мы не можем говорить о цивилизованном переходе на передовые формы образования .
Передовая система образования опиралась и опирается на последние достижения в области науки и технологии. Трудно утверждать об эффективности образовательного процесса, если мы используем устаревшую научно-образовательную информацию, отжившие методы организации обучения и технологии. Объем информации с каждым годом увеличивается, информация становится самым дорогим продуктом, и она является важным фактором, влияющим на развитие культуры, образования, науки и экономики. В настоящее время переход на электронные формы представления, хранения, передачи и обработки научно-образовательной информации стал объективной реальностью и наиболее эффективным средством ее доставки до потребителя. Онлайновый доступ через Интернет или использование баз данных на СБ-носителях в сотни и тысячи раз повышает эффективность работы по сравнению с традиционной бумажной технологией.
Таким образом, с одной стороны, необходимы эффективные средства доступа к знаниям, с другой -нужны сами источники научно-образовательной информации. Сегодня фонды знаний формируются главным образом в библиотеках, университетах и специализированных информационных центрах. Переход на
электронную форму представления и передачи информации стал важной основой извлечения необходимых знаний .
В системах дистанционного образования вопросы качества и актуальности самих знаний должны быть поставлены на одно из самых первых мест. При создании содержательной части мы должны опираться на источники, которые несут в себе современные тенденции развития данной предметной области и которые регулярно обновляются.
Эффективность использования современных ИКТ в образовании, особенно иллюстративных средств обучения, максимально полная реализация их дидактических и воспитательных возможностей, безусловно, являются важным требованием.
Использование форм наглядности, которые не только дополняют словесную информацию, но и выступают носителями информации, должно способствовать повышению мыслительной активности учащихся .
Изобразительные и условно-графические средства наглядности (таблицы, схемы, рисунки, графики, диаграммы, репродукции картин, фотографии ученых, живопись, аудиовизуальные средства и т. д.) являются составными элементами печатных и электронных учебных материалов и в силу этого играют существенную роль в развитии интеллектуальной, познавательной деятельности учащихся .
Трудно представить себе ребенка младше 14 лет, не знающего, что такое компьютер, Интернет или просто сотовый телефон.
Поколение нынешних школьников осваивало компьютер и новые технологии легко и не задумываясь, как любой ребенок осваивает окружающий его мир. При этом об информатизации именно процесса обучения речь идет уже достаточно давно. В чем же здесь дело?
Как уже было сказано, современное поколение 1014-летних школьников осваивало компьютер стихийно. Специально организованное обучение по его использованию в школе не проводилось. Компьютер, подключенный к сети Интернет, не просто содержит большее количество информации и развлечений, чем любой школьный учебник или учитель, но может продемонстрировать эту информацию в удобной форме. Базовой характеристикой любого компьютера является его «персональность», возможность настроить его «под себя», собственные особенности и темп. Традиционная школа такой возможности не дает.
Другой стороной процесса информатизации и повсеместной компьютеризации является все большее несоответствие требований школы и реальной жизни. Приходит на ум латинская фраза «Non scholae, sed vitae discimus» - «Учимся не для школы, а для жизни». Это правило, которое в стенах школы подчас забывают. Невозможно не принимать во внимание тот факт, что современный человек, к примеру, даже не
задумывается о красоте собственного почерка - компьютер этой особенности на экране не отображает, мало задумывается о правильном написании слов - специальная программа выявит все допущенные ошибки.
Очевидным для авторов является то, что в условиях информационной стадии развития общества именно система образования, как отрасль производства знаний и научных школ, является отраслью приоритетной. Более того, просто «идти в ногу со временем» для образования уже мало. Нужно опережать, быть на шаг впереди, только тогда выпускники школ и вузов могут отвечать требованиям социума по всем показателям.
Уже в силу того факта, что образование является разным для разных людей и выполняет для них различные функции: для одних это связано с работой, для других - с мировосприятием, для третьих - с по-
лучением некоторой базы дальнейшей жизнедеятельности и т. д., ИКТ также будут использоваться различно. Один раз это будет инструмент для работы, второй раз - вспомогательное средство построения своей образовательной траектории, третий раз - путь определения собственной идентичности и своего места в жизни, четвертый - получения доступа к различным ресурсам и пр.
Все эти моменты происходящего вызывают к жизни, с еще большей необходимостью, чем ранее, вопрос об учении как деятельности. В противном случае вспомогательные образовательные средства, каковыми являются ИКТ, могут очень быстро - и этот процесс, тем более неплохо финансируемый производителями программного обеспечения, уже идет - превратиться вначале в предмет изучения, а затем и в задачу обучения и образования.
Список литературы
1. Щедровицкий П. Г. Управление развитием: изменение сферы производства, обращения и использования знания // Открытое образование и региональное развитие: проблемы современного знания: сб. науч. трудов по мат-лам V Всерос. науч. тьюторской конф. Томск, 2000. С. 18-19.
2. Громыко Н. В. Интернет и постмодернизм - их значение для современного образования // Альманах «Восток». Из выпуска: N 9\10(33\34), сентябрь-октябрь 2005 г.
3. Марача В. Г. Образование на рубеже веков: методологические соображения // Образование XXI в.: достижения и перспективы: междунар. сб. теорет. метод. и практ. работ по проблемам образования. Рига: Международная ассоциация «Развивающее обучение»: Педагогический центр «Эксперимент», 2002. С. 38-53.
4. Краснова Г. А., Беляев М. И., Соловов А. В. Технологии создания электронных обучающих средств. М.: МГИУ, 2001. 224 с.
5. Чепчик Д. Б. Информационный дизайн как инновационная технология создания электронных учебных пособий. 1^1.: http://ikt.rsvpu.ru
6. Положение о целевом финансировании «Разработка инновационных учебно-методических комплексов для системы общего образования» ПО ПРОЕКТУ «ИНФОРМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ».
7. Мультимедиа в образовании: Специальный учебный курс / Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании. 1^1.: http://www.ido.edu.ru/open/ikt/chrest6.htm
8. Информационные и коммуникационные технологии в дистанционном образовании: Специализированный учебный курс / пер. с англ. Майкл Г. Мур, У. Макинтош, Л. Блэк и др. М.: Издат. дом «Обучение-Сервис», 2006.
9. Бендова Л. В. Педагогическая деятельность тьютора в сети открытого дистанционного профессионального образования: автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 2006.
Митрофанов К. Г., кандидат педагогических наук, руководитель Центра методологии и проектирования стандартов и
оценки качества образования.
Ул. Черняховского, 9, г. Москва, Московская область, Россия, 125319.
E-mail: [email protected]
Зайцева О. В., старший научный сотрудник.
Федеральный институт развития образования.
125319, г. Москва, ул. Черняховского, 9, г. Москва, Московская область, Россия, 125319.
E-mail: [email protected]
Материал поступил в редакцию 16.10.2009
K. G. Mitrofanov, O. V. Zaitseva INNOVATIVE COMPUTER TECHNOLOGIES IN EDUCATION: BASIC ASPECTS AND TRENDS
Implementation of Information and Communication Technologies (personal computer, Internet, Web-technologies etc) in the education sphere is a complex issue. There are different opinions which describe both positive and negative ICT influences on participants of educational process. ICT implementation background in the sphere of education, advantages and shortcomings of the informatization process are considered in the article. Also article presents the attempt to identify basic trends emerging in education as a result from Information and Communication Technologies implementation.
Key words: information and communication technologies in education, innovations, continuous education, Internet, coaching, educational services.
Mitrofanov K. G.
E-mail: [email protected]
Federal Institute of Educational Development.
Ul. Chernyakhovskogo, 9, Moskva, Moskovskaya oblast, Russia, 125319.
Сфера информационных технологий развивается в двух преимущественно независимых циклах: продуктовом и финансовом. В последнее время не утихают споры о том, на каком этапе финансового цикла мы находимся; очень много внимания уделяется финансовым рынкам, которые подчас ведут себя непредсказуемо и сильно колеблются. С другой стороны, продуктовым циклам достается относительно мало внимания, хотя именно они двигают информационные технологии вперед. Но, анализируя опыт прошлого, можно попытаться понять текущий продуктовый цикл и предугадать дальнейшее развитие технологий.
Развитие продуктовых циклов в сфере высоких технологий происходит за счет взаимодействия платформ и приложений: новые платформы позволяют создавать новые приложения, которые, в свою очередь, повышают ценность этих платформ, замыкая таким образом цепь положительной обратной связи.
Малые продуктовые циклы повторяются постоянно, но исторически сложилось так, что раз в 10–15 лет начинается очередной большой цикл – эпоха, полностью меняющая облик IT.
Финансовые и продуктовые циклы развиваются в основном независимо друг от друга
Когда-то возникновение компьютеров побудило предпринимателей создать первые текстовые редакторы, таблицы и много других приложений для ПК. С появлением интернета мир увидел поисковые механизмы, онлайн-коммерцию, электронную почту, социальные сети, бизнес-приложения модели SaaS и много других сервисов. Смартфоны дали толчок развитию мобильных социальных сетей и мессенджеров, а также появлению новых видов услуг вроде карпулинга. Мы живем в разгар мобильной эпохи, и, судя по всему, нас ожидает еще много любопытных инноваций.
Каждую эпоху можно условно разделить на 2 фазы: 1) фазу формирования – когда платформа впервые появляется на рынке, но является дорогостоящей, сырой и/или сложной в обращении; 2) активную фазу – когда новый продукт решает упомянутые недостатки платформы, тем самым начиная период ее стремительного развития.
Компьютер Apple II был выпущен в 1977 году, а Альтаир 8800 – в 1975 году, но активная фаза эпохи ПК началась с релиза IBM PC в 1981 году.
Продажи ПК в год (тыс.)
Фаза формирования интернета началась в 80-х и ранних 90-х годах , когда он, по сути, представлял собой инструмент обмена текстовыми данными, используемый учеными и правительством. Выход первого браузера, NCSA Mosaic, в 1993 году ознаменовал начало фазы интенсивного развития интернета, которая не закончилась и по сей день.
Количество пользователей интернета по всему миру
В 90-х годах уже существовали мобильные телефоны, а первые смартфоны появились на заре нулевых, но повсеместное производство смартфонов началось в 2007–2008 годах с выходом первого iPhone, а затем – с появлением платформы Android. С тех пор количество пользователей смартфонов взлетело до небес, и сейчас их число достигло уже порядка двух миллиардов. А к 2020 году смартфоны будут у 80 % населения планеты.
Продажи смартфонов по всему миру (млн.)
Если длительность каждого цикла действительно составляет 10–15 лет, всего через несколько лет начнется активная фаза новой компьютерной эпохи. Выходит, новая технология уже находится в фазе формирования. На сегодняшний день можно выделить несколько главных трендов в сферах аппаратного и программного обеспечения, позволяющих нам частично пролить свет на следующую эпоху. В данной статье я хочу обсудить эти тренды и выдвинуть несколько предположений о том, как может выглядеть наше будущее.
Аппаратное обеспечение: компактное, дешевое и универсальное
В мейнфрейм-эпоху только крупные организации могли позволить себе компьютер. Мини-компьютеры были доступны для организаций поменьше, а компьютеры – для домов и офисов.
Размер компьютеров уменьшается с постоянной скоростью
Сейчас мы на пороге новой эпохи, в которой процессоры и сенсоры становятся настолько дешевыми и компактными, что компьютеров скоро будет больше, чем людей.
Этому способствуют два фактора. Во-первых, неуклонный прогресс в производстве полупроводников за последние 50 лет (Закон Мура). Во-вторых, то, что Крис Андерсон называет «мирными дивидендами от войны смартфонов»: головокружительный успех смартфонов способствовал большим инвестициям в разработку процессоров и сенсоров. Загляните внутрь современного квадрокоптера, очков виртуальной реальности или любого устройства интернета вещей – что вы увидите? Правильно – главным образом компоненты смартфона.
Но в современную эпоху полупроводников всё внимание перешло от отдельных процессоров к целым узлам специальных микросхем, известным как однокристальные системы.
Цены на компьютеры стабильно снижаются
Обыкновенная однокристальная система сочетает в себе энергоэффективный ARM-процессор и специальный графический процессор, а также устройства обмена информацией, управления питанием, обработки видеосигнала и так далее.
Raspberry Pi Zero: 5-долларовый Компьютер на Linux с процессором 1 GHz
Эта инновационная архитектура позволила сбросить минимальную стоимость базовых вычислительных систем со 100 до 10 долларов за единицу. Отличным примером послужит Raspberry Pi Zero – первый 5-долларовый компьютер на Linux с частотой 1 GHz. За те же деньги можно приобрести микроконтроллер Wi-Fi , поддерживающий одну из версий Python. Совсем скоро эти микропроцессоры будут стоить меньше доллара, и мы без труда сможем встраивать их практически всюду.
Но более серьезные достижения происходят сегодня в мире высококачественных микропроцессоров. Отдельного внимания заслуживают графические процессоры , лучшие из которых производит компания NVIDIA. Графические процессоры полезны не только для обработки графики, но и при работе с алгоритмами машинного обучения, а также с устройствами виртуальной и дополненной реальности. Однако представители компании NVIDIA обещают более существенные улучшения производительности графических процессоров в ближайшем будущем.
Козырем всей сферы информационных технологий по-прежнему остаются квантовые компьютеры, которые пока существуют преимущественно в лабораториях. Но стоит сделать их коммерчески привлекательными, и это приведет к грандиозному росту производительности, прежде всего, в сфере биологии и искусственного интеллекта.
Квантовый компьютер Google
Программное обеспечение: золотой век искусственного интеллекта
Сегодня в мире программного обеспечения происходит много любопытных вещей. Хороший пример – распределенные системы. Их появление обусловлено многократным увеличением количества устройств за последние годы, что вызвало необходимость распараллеливать задания на нескольких машинах, налаживать обмен данными между устройствами и координировать их работу. Отдельного внимания заслуживают такие технологии распределенных систем, как Hadoop или Spark , предназначенные для работы с большими массивами данных. Стоит также упомянуть технологию блокчейн, обеспечивающую безопасность данных и ресурсов и впервые реализованную в криптовалюте Bitcoin.Но, пожалуй, самые захватывающие открытия совершаются сегодня в области искусственного интеллекта (ИИ), имеющего длинную историю взлетов и падений. Еще сам Алан Тьюринг предсказывал , что к 2000 году машины будут способны имитировать людей. И хотя это предсказание пока не осуществилось, есть веские причины полагать, что ИИ наконец вступает в золотой век своего развития.
«Машинное обучение – это ключевой, революционный способ переосмысления всего, что мы делаем», – генеральный директор компании Google Сундар Пичаи .
Наибольший ажиотаж в области ИИ сосредоточен вокруг так называемого глубинного обучения – метода, который был широко освещен в рамках одного известного проекта компании Google, запущенного в 2012 году. В этом проекте была задействована высокопроизводительная сеть компьютеров, целью которой было научиться распознавать котиков на видеороликах с YouTube. Метод глубинного обучения основывается на искусственных нейронных сетях – технологии, зародившейся еще в 40-х годах прошлого века. Недавно эта технология снова стала актуальной из-за многих факторов : появления новых алгоритмов, снижения стоимости параллельных вычислений и широкого распространения больших наборов данных.
Процент ошибок в конкурсе ImageNet (красная линия соответствует показателям человека)
Остается надеяться, что глубинное обучение не станет просто очередным модным термином Силиконовой долины. Впрочем, интерес к этому методу обучения подкрепляется впечатляющими теоретическими и практическими результатами. К примеру, до введения глубинного обучения допустимый процент ошибок победителей ImageNet, известного конкурса по машинному видению, составлял 20–30 %. Но после его применения правильность алгоритмов неуклонно росла, и уже в 2015 году показатели машин превзошли показатели человека.
А вот небольшое стартап-приложение для классификации предметов в реальном времени:
Приложение Teradeep идентифицирует предметы в реальном времени
Хм, а ведь где-то я уже это видел:
Фрагмент из фильма Терминатор 2: Судный день (1991 г.)
Одним из первых приложений с методом глубинного обучения, выпущенных крупной компанией, было удивительно умное приложение для поиска изображений Google Photos:
Поиск по фотографиям (без метаданных) с ключевой фразой «big ben»
В скором времени нас ожидает значительное повышение производительности ИИ во всех сферах программного и аппаратного обеспечения: голосовые помощники, поисковые механизмы, чат-боты , 3D сканеры , языковые переводчики, автомобили, дроны, системы диагностической визуализации и многое-многое другое.
«Легко предугадать идеи следующих 10000 стартапов: взять Х и прибавить искусственный интеллект», – Кевин Келли .
Стартапы, создающие продукцию с упором на ИИ, должны оставаться предельно сфокусированными на определенных приложениях, чтобы поддерживать конкуренцию с крупными компаниями, для которых ИИ является высшим приоритетом. Системы ИИ становятся эффективнее по мере того, как увеличивается объем собранных для них данных. Получается нечто вроде маховика, постоянно вращающегося за счет так называемого эффекта сети данных (больше пользователей → больше данных → лучше продукция → больше пользователей). К примеру, команда картографического сервиса Wase использовала эффект сети данных, чтобы сделать качество предоставляемых карт лучше, чем у их более маститых конкурентов. Всем, кто намерен использовать ИИ для своего стартапа, стоит придерживаться аналогичной стратегии.
Программное + аппаратное обеспечение: новые компьютеры
Сейчас на стадии формирования находится целый ряд перспективных платформ, которые скоро вполне могут перейти на стадию развития, так как они сочетают в себе самые последние разработки из сфер программного и аппаратного обеспечения. И хотя эти платформы могут выглядеть по-разному либо иметь разную комплектацию, у них есть одна общая черта: использование последних расширенных возможностей умной виртуализации. Рассмотрим некоторые из этих платформ:Автомобили. Крупные информационно-технологические компании вроде Google, Apple, Uber и Tesla немало инвестируют в разработку автономных или беспилотных автомобилей. На рынке уже представлены полуавтономные автомобили Tesla Model S и вскоре ожидается выход обновленных и более совершенных моделей. Создание полностью автономного автомобиля потребует некоторого времени, однако есть основания полагать, что ждать осталось не более пяти лет. На самом деле, уже существуют разработки полностью автономных автомобилей, которые ездят не хуже, чем под управлением человека. Тем не менее, в силу многих аспектов культурного и регулятивного характера такие автомобили должны ездить намного лучше, чем управляемые человеком, чтобы быть допущенными к широкой эксплуатации.
Беспилотный автомобиль составляет схему своего окружения
Несомненно, объем инвестиций в беспилотные автомобили будет только расти. В дополнение к информационно-технологическим компаниям, крупные производители автомобилей тоже начали задумываться над автономностью. Нас ждет еще много интересных стартап-продуктов. Программные средства глубинного обучения стали настолько эффективными, что сегодня одному-единственному разработчику под силу сделать полуавтономный автомобиль.
Самодельный беспилотный автомобиль
Дроны. Современные дроны укомплектованы по последнему слову техники (в основном компонентами смартфонов и механическими деталями), но имеют относительно простое ПО. В скором времени появятся усовершенствованные модели, оснащенные компьютерным зрением и другими видами ИИ, что сделает их более безопасными, удобными в управлении и полезными. Фото- и видеосъемка с дронов будет популярной не только среди аматоров, но, что важнее, найдет и коммерческое применение. К тому же, существует немало опасных видов работ, в том числе высотных, для выполнения которых было бы гораздо безопаснее использовать дроны.
Полностью автономный полет дрона
Интернет вещей. Самые основные преимущества устройств интернета вещей – это их энергоэффективность, безопасность и удобство. Хорошими примерами первых двух характеристик могут послужить продукты Nest и Dropcam . Что касается удобства, стоит обратить внимание на устройство Echo от Amazon.
Большинство людей полагают, что Echo – это очередная маркетинговая уловка, но, воспользовавшись хотя бы раз, они удивляются, насколько удобным оказывается это устройство. Оно блестяще демонстрирует эффективность голосового управления как основы пользовательского интерфейса. Конечно, мы еще не скоро увидим роботов с универсальным интеллектом, способных поддерживать полноценный разговор. Но, как показывает Echo, компьютеры уже способны справляться с более-менее сложными голосовыми командами. По мере того как метод глубинного обучения будет совершенствоваться, компьютеры научатся лучше понимать язык.
3 основных преимущества: энергоэффективность, безопасность, удобство
Устройства интернета вещей также найдут применение в бизнес-сегменте. К примеру, устройства с сенсорами и возможностью сетевого подключения широко используются для оперативного контроля промышленного оборудования.
Носимая техника. Сегодня функциональность носимых компьютеров варьируется в зависимости от ряда факторов: емкости батареи, средств коммуникации и обработки данных. Наиболее успешные устройства обычно имеют весьма узкую сферу применения: к примеру, фитнес-трекинг. По мере улучшения компонентов аппаратного обеспечения носимые устройства будут, как и смартфоны, расширять свою функциональность, открывая тем самым возможности для новых приложений. Как и в случае с интернетом вещей, предполагается, что голос станет основным пользовательским интерфейсом управления носимыми устройствами.
Миниатюрный наушник с искусственным интеллектом, фрагмент из фильма «Она»
Виртуальная реальность. 2016 год будет очень интересным для развития средств VR: релиз очков виртуальной реальности Oculus Rift и HTC Vive (и, возможно, PlayStation VR) означает, что удобные и иммерсивные системы VR наконец станут общедоступными. Разработчикам устройств VR придется хорошенько постараться, чтобы не допустить возникновения у пользователей так называемого эффекта «зловещей долины» , при котором чрезмерная правдоподобность робота или другого искусственного объекта вызывает неприязнь у людей-наблюдателей.
Для создания качественных систем VR требуются качественные экраны (с высоким разрешением, высокой частотой обновления и низкой инерционностью), мощные видеокарты и возможность отслеживать точное положение пользователя (предыдущие поколения систем VR могли только отслеживать поворот головы пользователя). В этом году благодаря новым устройствам пользователи впервые смогут испытать на себе полноценный эффект присутствия
Создание виртуального мира в 3D формате с помощью очков VR
Дополненная реальность. Скорее всего, AR получит развитие только после VR, потому что для полноценного использования дополненной реальности потребуются все возможности виртуальной вместе с дополнительными новыми технологиями. К примеру, для полноценного объединения в одной интерактивной сцене реальных и виртуальных объектов средствам AR потребуются продвинутые технологии машинного зрения с малой задержкой.
Устройство дополненной реальности, фрагмент из фильма «Kingsman: Секретная служба»
Но, скорее всего, эпоха дополненной реальности наступит быстрее, чем вам кажется. Этот деморолик был отснят непосредственно через устройство AR Magic Leap:
Демонстрация Magic Leap: виртуальный персонаж в реальной среде
Этот деморолик был снят непосредственно через устройство Magic Leap 14 октября 2015 года. При его создании не применялись ни спецэффекты, ни композитинг.
Что дальше?
Возможно, циклы в 10–15 лет больше не повторятся, и мобильная эпоха будет последним из них. А может быть, следующая эпоха будет короче, или лишь какой-то один подвид из рассмотренных выше технологий станет впоследствии действительно важным.Я предпочитаю думать, что мы сейчас находимся в точке пересечения нескольких эпох. «Мирными дивидендами от войны смартфонов» стало стремительное появление новых устройств и разработок в сфере ПО, в особенности искусственного интеллекта, способного сделать эти устройства еще более умными и полезными.
Некоторые исследователи отмечают, что большинство новых устройств пока еще находятся в «пубертатном периоде» : они могут быть несовершенными и в некоторой степени нелепыми, а всё потому, что они еще не перешли в фазу развития. Как и в случае с персональными компьютерами в 70-х, интернетом в 80-х и смартфонами на заре нулевых, мы видим не полную картину, а лишь фрагменты того, во что текущим технологиям предстоит превратиться. Так или иначе, будущее близко: рынки колеблются, мода приходит и уходит, но прогресс, как и прежде, уверенно двигается вперед.
Сфера информационных технологий развивается в двух преимущественно независимых циклах: продуктовом и финансовом. В последнее время не утихают споры о том, на каком этапе финансового цикла мы находимся; очень много внимания уделяется финансовым рынкам, которые подчас ведут себя непредсказуемо и сильно колеблются. С другой стороны, продуктовым циклам достается относительно мало внимания, хотя именно они двигают информационные технологии вперед. Но, анализируя опыт прошлого, можно попытаться понять текущий продуктовый цикл и предугадать дальнейшее развитие технологий.
Развитие продуктовых циклов в сфере высоких технологий происходит за счет взаимодействия платформ и приложений: новые платформы позволяют создавать новые приложения, которые, в свою очередь, повышают ценность этих платформ, замыкая таким образом цепь положительной обратной связи.
Малые продуктовые циклы повторяются постоянно, но исторически сложилось так, что раз в 10–15 лет начинается очередной большой цикл – эпоха, полностью меняющая облик IT.
Финансовые и продуктовые циклы развиваются в основном независимо друг от друга
Когда-то возникновение компьютеров побудило предпринимателей создать первые текстовые редакторы, таблицы и много других приложений для ПК. С появлением интернета мир увидел поисковые механизмы, онлайн-коммерцию, электронную почту, социальные сети, бизнес-приложения модели SaaS и много других сервисов. Смартфоны дали толчок развитию мобильных социальных сетей и мессенджеров, а также появлению новых видов услуг вроде карпулинга. Мы живем в разгар мобильной эпохи, и, судя по всему, нас ожидает еще много любопытных инноваций.
Каждую эпоху можно условно разделить на 2 фазы: 1) фазу формирования – когда платформа впервые появляется на рынке, но является дорогостоящей, сырой и/или сложной в обращении; 2) активную фазу – когда новый продукт решает упомянутые недостатки платформы, тем самым начиная период ее стремительного развития.
Компьютер Apple II был выпущен в 1977 году, а Альтаир 8800 – в 1975 году, но активная фаза эпохи ПК началась с релиза IBM PC в 1981 году.
Продажи ПК в год (тыс.)
Фаза формирования интернета началась в 80-х и ранних 90-х годах , когда он, по сути, представлял собой инструмент обмена текстовыми данными, используемый учеными и правительством. Выход первого браузера, NCSA Mosaic, в 1993 году ознаменовал начало фазы интенсивного развития интернета, которая не закончилась и по сей день.
Количество пользователей интернета по всему миру
В 90-х годах уже существовали мобильные телефоны, а первые смартфоны появились на заре нулевых, но повсеместное производство смартфонов началось в 2007–2008 годах с выходом первого iPhone, а затем – с появлением платформы Android. С тех пор количество пользователей смартфонов взлетело до небес, и сейчас их число достигло уже порядка двух миллиардов. А к 2020 году смартфоны будут у 80 % населения планеты.
Продажи смартфонов по всему миру (млн.)
Если длительность каждого цикла действительно составляет 10–15 лет, всего через несколько лет начнется активная фаза новой компьютерной эпохи. Выходит, новая технология уже находится в фазе формирования. На сегодняшний день можно выделить несколько главных трендов в сферах аппаратного и программного обеспечения, позволяющих нам частично пролить свет на следующую эпоху. В данной статье я хочу обсудить эти тренды и выдвинуть несколько предположений о том, как может выглядеть наше будущее.
Аппаратное обеспечение: компактное, дешевое и универсальное
В мейнфрейм-эпоху только крупные организации могли позволить себе компьютер. Мини-компьютеры были доступны для организаций поменьше, а компьютеры – для домов и офисов.
Размер компьютеров уменьшается с постоянной скоростью
Сейчас мы на пороге новой эпохи, в которой процессоры и сенсоры становятся настолько дешевыми и компактными, что компьютеров скоро будет больше, чем людей.
Этому способствуют два фактора. Во-первых, неуклонный прогресс в производстве полупроводников за последние 50 лет (Закон Мура). Во-вторых, то, что Крис Андерсон называет «мирными дивидендами от войны смартфонов»: головокружительный успех смартфонов способствовал большим инвестициям в разработку процессоров и сенсоров. Загляните внутрь современного квадрокоптера, очков виртуальной реальности или любого устройства интернета вещей – что вы увидите? Правильно – главным образом компоненты смартфона.
Но в современную эпоху полупроводников всё внимание перешло от отдельных процессоров к целым узлам специальных микросхем, известным как однокристальные системы.
Цены на компьютеры стабильно снижаются
Обыкновенная однокристальная система сочетает в себе энергоэффективный ARM-процессор и специальный графический процессор, а также устройства обмена информацией, управления питанием, обработки видеосигнала и так далее.
Raspberry Pi Zero: 5-долларовый Компьютер на Linux с процессором 1 GHz
Эта инновационная архитектура позволила сбросить минимальную стоимость базовых вычислительных систем со 100 до 10 долларов за единицу. Отличным примером послужит Raspberry Pi Zero – первый 5-долларовый компьютер на Linux с частотой 1 GHz. За те же деньги можно приобрести микроконтроллер Wi-Fi , поддерживающий одну из версий Python. Совсем скоро эти микропроцессоры будут стоить меньше доллара, и мы без труда сможем встраивать их практически всюду.
Но более серьезные достижения происходят сегодня в мире высококачественных микропроцессоров. Отдельного внимания заслуживают графические процессоры , лучшие из которых производит компания NVIDIA. Графические процессоры полезны не только для обработки графики, но и при работе с алгоритмами машинного обучения, а также с устройствами виртуальной и дополненной реальности. Однако представители компании NVIDIA обещают более существенные улучшения производительности графических процессоров в ближайшем будущем.
Козырем всей сферы информационных технологий по-прежнему остаются квантовые компьютеры, которые пока существуют преимущественно в лабораториях. Но стоит сделать их коммерчески привлекательными, и это приведет к грандиозному росту производительности, прежде всего, в сфере биологии и искусственного интеллекта.
Квантовый компьютер Google
Программное обеспечение: золотой век искусственного интеллекта
Сегодня в мире программного обеспечения происходит много любопытных вещей. Хороший пример – распределенные системы. Их появление обусловлено многократным увеличением количества устройств за последние годы, что вызвало необходимость распараллеливать задания на нескольких машинах, налаживать обмен данными между устройствами и координировать их работу. Отдельного внимания заслуживают такие технологии распределенных систем, как Hadoop или Spark , предназначенные для работы с большими массивами данных. Стоит также упомянуть технологию блокчейн, обеспечивающую безопасность данных и ресурсов и впервые реализованную в криптовалюте Bitcoin.Но, пожалуй, самые захватывающие открытия совершаются сегодня в области искусственного интеллекта (ИИ), имеющего длинную историю взлетов и падений. Еще сам Алан Тьюринг предсказывал , что к 2000 году машины будут способны имитировать людей. И хотя это предсказание пока не осуществилось, есть веские причины полагать, что ИИ наконец вступает в золотой век своего развития.
«Машинное обучение – это ключевой, революционный способ переосмысления всего, что мы делаем», – генеральный директор компании Google Сундар Пичаи .
Наибольший ажиотаж в области ИИ сосредоточен вокруг так называемого глубинного обучения – метода, который был широко освещен в рамках одного известного проекта компании Google, запущенного в 2012 году. В этом проекте была задействована высокопроизводительная сеть компьютеров, целью которой было научиться распознавать котиков на видеороликах с YouTube. Метод глубинного обучения основывается на искусственных нейронных сетях – технологии, зародившейся еще в 40-х годах прошлого века. Недавно эта технология снова стала актуальной из-за многих факторов : появления новых алгоритмов, снижения стоимости параллельных вычислений и широкого распространения больших наборов данных.
Процент ошибок в конкурсе ImageNet (красная линия соответствует показателям человека)
Остается надеяться, что глубинное обучение не станет просто очередным модным термином Силиконовой долины. Впрочем, интерес к этому методу обучения подкрепляется впечатляющими теоретическими и практическими результатами. К примеру, до введения глубинного обучения допустимый процент ошибок победителей ImageNet, известного конкурса по машинному видению, составлял 20–30 %. Но после его применения правильность алгоритмов неуклонно росла, и уже в 2015 году показатели машин превзошли показатели человека.
А вот небольшое стартап-приложение для классификации предметов в реальном времени:
Приложение Teradeep идентифицирует предметы в реальном времени
Хм, а ведь где-то я уже это видел:
Фрагмент из фильма Терминатор 2: Судный день (1991 г.)
Одним из первых приложений с методом глубинного обучения, выпущенных крупной компанией, было удивительно умное приложение для поиска изображений Google Photos:
Поиск по фотографиям (без метаданных) с ключевой фразой «big ben»
В скором времени нас ожидает значительное повышение производительности ИИ во всех сферах программного и аппаратного обеспечения: голосовые помощники, поисковые механизмы, чат-боты , 3D сканеры , языковые переводчики, автомобили, дроны, системы диагностической визуализации и многое-многое другое.
«Легко предугадать идеи следующих 10000 стартапов: взять Х и прибавить искусственный интеллект», – Кевин Келли .
Стартапы, создающие продукцию с упором на ИИ, должны оставаться предельно сфокусированными на определенных приложениях, чтобы поддерживать конкуренцию с крупными компаниями, для которых ИИ является высшим приоритетом. Системы ИИ становятся эффективнее по мере того, как увеличивается объем собранных для них данных. Получается нечто вроде маховика, постоянно вращающегося за счет так называемого эффекта сети данных (больше пользователей → больше данных → лучше продукция → больше пользователей). К примеру, команда картографического сервиса Wase использовала эффект сети данных, чтобы сделать качество предоставляемых карт лучше, чем у их более маститых конкурентов. Всем, кто намерен использовать ИИ для своего стартапа, стоит придерживаться аналогичной стратегии.
Программное + аппаратное обеспечение: новые компьютеры
Сейчас на стадии формирования находится целый ряд перспективных платформ, которые скоро вполне могут перейти на стадию развития, так как они сочетают в себе самые последние разработки из сфер программного и аппаратного обеспечения. И хотя эти платформы могут выглядеть по-разному либо иметь разную комплектацию, у них есть одна общая черта: использование последних расширенных возможностей умной виртуализации. Рассмотрим некоторые из этих платформ:Автомобили. Крупные информационно-технологические компании вроде Google, Apple, Uber и Tesla немало инвестируют в разработку автономных или беспилотных автомобилей. На рынке уже представлены полуавтономные автомобили Tesla Model S и вскоре ожидается выход обновленных и более совершенных моделей. Создание полностью автономного автомобиля потребует некоторого времени, однако есть основания полагать, что ждать осталось не более пяти лет. На самом деле, уже существуют разработки полностью автономных автомобилей, которые ездят не хуже, чем под управлением человека. Тем не менее, в силу многих аспектов культурного и регулятивного характера такие автомобили должны ездить намного лучше, чем управляемые человеком, чтобы быть допущенными к широкой эксплуатации.
Беспилотный автомобиль составляет схему своего окружения
Несомненно, объем инвестиций в беспилотные автомобили будет только расти. В дополнение к информационно-технологическим компаниям, крупные производители автомобилей тоже начали задумываться над автономностью. Нас ждет еще много интересных стартап-продуктов. Программные средства глубинного обучения стали настолько эффективными, что сегодня одному-единственному разработчику под силу сделать полуавтономный автомобиль.
Самодельный беспилотный автомобиль
Дроны. Современные дроны укомплектованы по последнему слову техники (в основном компонентами смартфонов и механическими деталями), но имеют относительно простое ПО. В скором времени появятся усовершенствованные модели, оснащенные компьютерным зрением и другими видами ИИ, что сделает их более безопасными, удобными в управлении и полезными. Фото- и видеосъемка с дронов будет популярной не только среди аматоров, но, что важнее, найдет и коммерческое применение. К тому же, существует немало опасных видов работ, в том числе высотных, для выполнения которых было бы гораздо безопаснее использовать дроны.
Полностью автономный полет дрона
Интернет вещей. Самые основные преимущества устройств интернета вещей – это их энергоэффективность, безопасность и удобство. Хорошими примерами первых двух характеристик могут послужить продукты Nest и Dropcam . Что касается удобства, стоит обратить внимание на устройство Echo от Amazon.
Большинство людей полагают, что Echo – это очередная маркетинговая уловка, но, воспользовавшись хотя бы раз, они удивляются, насколько удобным оказывается это устройство. Оно блестяще демонстрирует эффективность голосового управления как основы пользовательского интерфейса. Конечно, мы еще не скоро увидим роботов с универсальным интеллектом, способных поддерживать полноценный разговор. Но, как показывает Echo, компьютеры уже способны справляться с более-менее сложными голосовыми командами. По мере того как метод глубинного обучения будет совершенствоваться, компьютеры научатся лучше понимать язык.
3 основных преимущества: энергоэффективность, безопасность, удобство
Устройства интернета вещей также найдут применение в бизнес-сегменте. К примеру, устройства с сенсорами и возможностью сетевого подключения широко используются для оперативного контроля промышленного оборудования.
Носимая техника. Сегодня функциональность носимых компьютеров варьируется в зависимости от ряда факторов: емкости батареи, средств коммуникации и обработки данных. Наиболее успешные устройства обычно имеют весьма узкую сферу применения: к примеру, фитнес-трекинг. По мере улучшения компонентов аппаратного обеспечения носимые устройства будут, как и смартфоны, расширять свою функциональность, открывая тем самым возможности для новых приложений. Как и в случае с интернетом вещей, предполагается, что голос станет основным пользовательским интерфейсом управления носимыми устройствами.
Миниатюрный наушник с искусственным интеллектом, фрагмент из фильма «Она»
Виртуальная реальность. 2016 год будет очень интересным для развития средств VR: релиз очков виртуальной реальности Oculus Rift и HTC Vive (и, возможно, PlayStation VR) означает, что удобные и иммерсивные системы VR наконец станут общедоступными. Разработчикам устройств VR придется хорошенько постараться, чтобы не допустить возникновения у пользователей так называемого эффекта «зловещей долины» , при котором чрезмерная правдоподобность робота или другого искусственного объекта вызывает неприязнь у людей-наблюдателей.
Для создания качественных систем VR требуются качественные экраны (с высоким разрешением, высокой частотой обновления и низкой инерционностью), мощные видеокарты и возможность отслеживать точное положение пользователя (предыдущие поколения систем VR могли только отслеживать поворот головы пользователя). В этом году благодаря новым устройствам пользователи впервые смогут испытать на себе полноценный эффект присутствия
Создание виртуального мира в 3D формате с помощью очков VR
Дополненная реальность. Скорее всего, AR получит развитие только после VR, потому что для полноценного использования дополненной реальности потребуются все возможности виртуальной вместе с дополнительными новыми технологиями. К примеру, для полноценного объединения в одной интерактивной сцене реальных и виртуальных объектов средствам AR потребуются продвинутые технологии машинного зрения с малой задержкой.
Устройство дополненной реальности, фрагмент из фильма «Kingsman: Секретная служба»
Но, скорее всего, эпоха дополненной реальности наступит быстрее, чем вам кажется. Этот деморолик был отснят непосредственно через устройство AR Magic Leap:
Демонстрация Magic Leap: виртуальный персонаж в реальной среде
Этот деморолик был снят непосредственно через устройство Magic Leap 14 октября 2015 года. При его создании не применялись ни спецэффекты, ни композитинг.
Что дальше?
Возможно, циклы в 10–15 лет больше не повторятся, и мобильная эпоха будет последним из них. А может быть, следующая эпоха будет короче, или лишь какой-то один подвид из рассмотренных выше технологий станет впоследствии действительно важным.Я предпочитаю думать, что мы сейчас находимся в точке пересечения нескольких эпох. «Мирными дивидендами от войны смартфонов» стало стремительное появление новых устройств и разработок в сфере ПО, в особенности искусственного интеллекта, способного сделать эти устройства еще более умными и полезными.
Некоторые исследователи отмечают, что большинство новых устройств пока еще находятся в «пубертатном периоде» : они могут быть несовершенными и в некоторой степени нелепыми, а всё потому, что они еще не перешли в фазу развития. Как и в случае с персональными компьютерами в 70-х, интернетом в 80-х и смартфонами на заре нулевых, мы видим не полную картину, а лишь фрагменты того, во что текущим технологиям предстоит превратиться. Так или иначе, будущее близко: рынки колеблются, мода приходит и уходит, но прогресс, как и прежде, уверенно двигается вперед.
