Наука и технологии играют важную роль в национальных интересах любой страны. Прогресс в них напрямую влияет на разные сферы — здравоохранение, образование, экологию, сельское хозяйство, создание новых рабочих мест. То, как развиваются эти сферы, решается на государственном уровне.

Ученые Стэнфордского университета выделили 10 ключевых технологий, развитие которых будет определять мировой ландшафт. Этому посвящен отчет The Stanford Emerging Technology Review 2025. «Большие идеи» представляют обзор второй части исследования. Первую часть можно прочитать здесь

Часть II

Нейронаука

Это междисциплинарная область, которая изучает компоненты, функции и дисфункции мозга и нервной системы на различных уровнях. Она охватывает как ранние стадии эмбрионального развития, так и возрастные нарушения и дегенерацию. В рамках этой науки изучаются молекулы, которые формируют функции нейронов, а также динамика сложных систем — например, человеческих мыслей и поведения.

1. Нейронаука представляет собой ключевую область, в которой авторы отчета прогнозируют самые значительные научные и медицинские достижения. Некоторые из наиболее перспективных направлений включают:
   
2. Интерфейсы «мозг-компьютер». Это устройства, которые считывают нейронные импульсы и преобразуют их в компьютерные сигналы.
   
3. Нейродегенерация и старение. Заболевания типа болезни Альцгеймера и Паркинсона становятся более распространенными. Разработка эффективных методов лечения этих заболеваний — важная цель для нейронауки.
4. Исследование зависимостей. Исследования на нейронном уровне помогают понять механизмы зависимостей, таких как алкогольная и наркотическая, а также искать эффективные методы лечения.
5. Мозг и искусственный интеллект. Прогресс в понимании того, как функционируют нейронные вычисления, может значительно повлиять на развитие ИИ, позволяя моделировать процессы, которые происходят в человеческом мозге.

Риски и вызовы

Хотя нейронаука дает большие возможности для медицинских и технологических прорывов, существует ряд рисков и вызовов, к которым могут привести разработки в этой области.

● Этические проблемы. Исследования, связанные с человеческим мозгом, поднимают вопросы этики, такие как использование нейроинтерфейсов для контроля за личной информацией, и возможные нарушения прав личности. Особенно это актуально в контексте разработки технологий, способных внедрять информацию непосредственно в сознание человека.

● Недостаток координации и международного регулирования. Нейронаучные исследования требуют формирования глобальных этических стандартов и международных соглашений, особенно в контексте использования нейротехнологий.

● Разрыв между общественными ожиданиями и научной реальностью. Многие заявления о революционных технологиях, таких как чипы для чтения мыслей, не соответствуют текущим научным достижениям. Это создает опасность псевдонаучных заявлений и, как следствие, разочарования у общественности.

● Медицинские и социальные вызовы. Один из наиболее серьезных вызовов — развитие эффективных методов лечения нейродегенеративных заболеваний. Уже сегодня для этого требуется разработка препаратов и создание механизмов раннего выявления заболеваний.

Нейронаука представляет собой стратегически важную область для будущего здоровья и благосостояния общества. Чтобы успешно реализовать ее потенциал, необходимо наладить глобальное сотрудничество, создать международные этические нормы и обеспечить стабильное финансирование исследований. Важно также поддерживать баланс между инновациями и безопасностью, чтобы избежать появления ненадежных или неконтролируемых технологий.

Робототехника

Это область науки и технологий, которая занимается созданием роботов. Среди основных достижений робототехники авторы отчеты называют:

● Развитие манипуляторов и сенсоров
Появление роботизированных манипуляторов и сенсорных технологий, которые могут обрабатывать даже очень хрупкие предметы. Их использование позволяет повысить гибкость и адаптивность производственных процессов.

● Коботы
Повышается количество применяемых коллаборативных роботов (коботов), которые могут взаимодействовать с людьми на производственных линиях. Это решает проблему нехватки рабочей силы.

● Использование роботов в экстремальных условиях
Роботы активно применяются для работы в экстремальных условиях — например, в космосе или под водой. Это требует новых решений в области точности управления и восприятия окружающей среды.

● Робототехника в сельском хозяйстве
Роботы помогают автоматизировать процессы посева, уборки урожая, а также мониторинга состояния растений с использованием технологий искусственного интеллекта и компьютерного зрения.

● Роботы для здравоохранения
В области здравоохранения роботы с возможностью удаленного управления используются в хирургии.

Чтобы использовать потенциал роботов на полную мощность, потребуется серьезная поддержка со стороны федерального правительства и частного сектора.

Исследователи отмечают, что у роботов есть большой потенциал в разных сферах:

1. Производство
   Роботы помогают решать несколько проблем в промышленности — например нивелировать дефицит рабочей силы и уязвимость цепочек поставок. Развитие и расширенное внедрение коллаборативных роботов (или «коботов»), которые могут взаимодействовать с людьми, что облегчит решение проблемы нехватки кадров. Кроме того, роботы могут быть использованы для производства в экстремальных условиях — например, в космосе или подводной среде.
   
   

2. Экономика «настоящего времени»
   Роботы уже играют важную роль в решении задач, связанных с доставкой товаров на последних этапах (последняя миля), а также в медицинских услугах — например, в дистанционных операциях. Роботы могут автоматизировать повседневные задачи дома, помогать в сельском хозяйстве и решать проблемы с нехваткой рабочей силы в сезонные периоды.
   
   

3. Производство продуктов питания
   С ростом населения роботы могут помочь значительно повысить производительность сельского хозяйства. Например, автоматизировать процессы посадки, ухода за урожаем и сбора плодов. Препятствием для массового использования робототехники в сельском хозяйстве является то, что пока что роботы не способны выполнять сложные задачи в этой отрасли — им не хватает «ловкости».

Внедрение роботов также поднимает вопросы безопасности, конфиденциальности данных и возможной предвзятости алгоритмов. Важно разрабатывать нормативно-правовую базу для регулирования их использования в различных сферах, включая строительство, здравоохранение и личное использование.

Полупроводники

Полупроводники — класс материалов, которые по своей способности проводить электрический ток занимают промежуточное положение между проводниками (такими как медь или алюминий) и изоляторами (например, стеклом или пластиком). Их электрические свойства можно изменять с помощью примесей или внешних факторов, таких как температура или электрическое поле.

Полупродовники применяются почти во всех сферах современной жизни. Они являются основными элементами в производстве микросхем, которые используются в компьютерах, мобильных телефонах, телевизорах, автомобилях и других устройствах. Полупроводники также играют ключевую роль в технологиях хранения данных, таких как флеш-память, а также в разработке солнечных панелей, датчиков, медицинских устройств и даже в системах связи и навигации. Они применяются в ИИ, беспилотных автомобилях, а также в обороне и при проведении космических исследований.

Полупроводниковая индустрия сталкивается с несколькими рисками, которые требуют внимания и регулирования со стороны государственных органов. Один из главных рисков — это высокая зависимость от стран-производителей полупроводников, таких как Тайвань. В условиях геополитических конфликтов или торговых споров поставки могут нарушаться, а это затруднит доступ к ключевым компонентам, жизненно важным для многих отраслей, включая оборону, телекоммуникации и здравоохранение. Поэтому важна диверсификации цепочек поставок и развитие производства полупроводников на национальном уровне.

Кроме того, дефицит квалифицированных кадров является серьезным вызовом для полупроводниковой промышленности. Специальности, связанные с производством полупроводников, не пользуются популярностью у абитуриентов — а значит, государства должны дополнительно стимулировать интерес студентов к этим профессиям, отмечают авторы отчета.

Потребность в поддержке со стороны властей возникают еще и потому, что рост индустрии ИИ требует все более производительных и энергоэффективных чипов. Проблемы, связанные с высокими затратами на проектирование и производство чипов, являются препятствием для дальнейшего прогресса в этой сфере. Для решения этих проблем страны должны создавать условия для локализации производства полупроводников, инвестировать в научные исследования в этой области и подготовку кадров.

Космос

Космические технологии охватывают широкий спектр научных, инженерных и коммерческих изобретений, включая спутники, ракеты, системы связи и навигации, а также технологии для исследования Луны, Марса и других небесных тел. С развитием так называемой экономики «Нового Космоса» (New Space) значительная часть космической деятельности перемещается из сферы исключительно государственных программ в руки частных компаний.

Потенциал космических технологий

Технологии для навигации, связи и удаленного зондирования Земли уже широко применяются в самых различных сферах жизни. Например, GPS-системы, спутники для мониторинга погоды, а также спутники для интернет-связи, такие как Starlink от SpaceX, предоставляют важные услуги в сферах связи, транспортировки и безопасности.

На других планетах в условиях микрогравитации и вакуума возможны производственные процессы, которые на Земле невозможны из-за высокой гравитации. Например, производство более совершенных кристаллов или оптимизация производственных процессов для фармацевтики, электроники и полупроводников. Развитие этой технологии позволяет говорить о возможности добычи ископаемых на Луне и других небесных телах, которые содержат полезные ископаемые, включая редкоземельные элементы. Они, в свою очередь, используются для производства батарей и других технологических устройств.

Современные миссии — например, Mars Perseverance Rover — открывают возможности для научных открытий в области астрономии и планетарных наук, а также позволяют разрабатывать технологии для поддержания человеческого присутствия за пределами Земли.

Космические технологии важны и для национальной безопасности, они применяются для мониторинга военных действий и защиты от гиперзвуковых угроз. Все больше стран разрабатывают свои военные космические программы. Это делает безопасность космических активов критически важной для сохранения глобального порядка. 

Риски космических технологий

1. Геополитическое соперничество. Космос является ареной для международной конкуренции, где страны стремятся укрепить свое технологическое и стратегическое превосходство. 
2. Космический мусор Один из самых опасных рисков, с которым сталкиваются государства, — это стремительное увеличение космического мусора. Сейчас в космосе уже находится около 30 000 объектов диаметром больше 10 см, и каждый из них может столкнуться с другими, создавая еще больше мусора (синдром Кесслера — гипотетический сценарий, при котором космический мусор на околоземной орбите начинает саморазмножаться — прим. БИ ). Это угрожает безопасности спутников и космических станций, требует разработки технологий по удалению мусора и строгого регулирования космического движения. 
   
3. Этика и частный сектор. Увеличение роли частных компаний, таких как SpaceX, которые предоставляют критически важные услуги по запуску ракет и предоставлению спутниковой связи, порождает новые вызовы для правительств. 
   
4. Милитаризация. С развитием космических технологий все больше стран тестируют противоспутниковые оружие и разрабатывают стратегии для деактивации или уничтожения чужих спутников. Это наряду с кибератаками на космические миссии приводит к новому витку военной гонки в космосе. В ответ на это необходимы международные усилия по разработке стандартов безопасности и норм, которые ограничат использование космоса для военных целей. 
   
5. Нормативно-правовое регулирование. Космическое законодательство, во многом еще оставшееся со времен холодной войны, не поспевает за развитием технологий. Законы не охватывают многие современные космические операции, а существующие процессы лицензирования космических объектов и миссий (например, Федеральной авиационной администрации США и Федеральной комиссии по связи) значительно отстают от реальных темпов роста в этой области. Правительства должны разработать новые международные и национальные политические рамки для управления все возрастающим количеством спутников, космических аппаратов и мусора.
   

Политика и стратегии для решения проблем

Одной из ключевых задач для всех стран является выработка общих норм и стандартов по использованию космоса. Эти нормативы должны регулировать космическое движение и устранение космического мусора и обеспечивать экологическую устойчивость. Важным шагом в этом направлении является продолжение работы по международным соглашениям, которые определяют принципы мирного освоения Луны и других космических объектов. Для устойчивого и безопасного использования космоса необходимо развивать новые технологии, включая системы для устранения мусора, автоматизированные системы предотвращения столкновений и улучшенные методы слежения за космическими объектами.

Государства должны поддерживать инновации в частном секторе и одновременно контролировать использование этих технологий в стратегических целях. Также важно разработать международные стандарты для космической деятельности, описывающие принципы мирного использования космоса и координации действий на глобальном уровне и вводящие ответственность за появление космического мусора и нарушения безопасности.

Технологии устойчивой энергетики

Технологии чистой энергии являются ключевыми для борьбы с климатическими изменениями и сокращения выбросов углекислого газа, что делает их развитие необходимым условием для обеспечения устойчивого и безопасного будущего. Основные преимущества развития таких технологий:

1. Уменьшение выбросов и борьба с изменением климата
   Власти стран должны поддерживать переход к возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная и ветровая энергия, поскольку это позволит снизить выбросы углекислого газа и других парниковых газов. Это позволит смягчить последствия изменения климата и достичь целей по нулевым выбросам углерода.
   
   
   

2. Создание новых рабочих мест и экономический рост
   Переход к устойчивой энергетике имеет большой экономический потенциал. В 2023 году сектор чистой энергии обеспечил 10% роста мирового ВВП, а также он создает миллионы рабочих мест. Власти стран должны стимулировать инвестиции в этот сектор, чтобы ускорить экономический рост и создать новые рабочие места, особенно в развивающихся странах.
   
   
   

3. Обеспечение энергетической безопасности
   Мировая зависимость от ископаемых видов топлива создает угрозу энергетической безопасности. Развитие технологий устойчивой энергии позволяет снизить зависимость стран от внешних источников энергии и сделать энергоснабжение более безопасным и устойчивым.
   
   
   

4. Забота о здоровье и снижении вредных выбросов
   Переход на чистую энергетику может значительно улучшить общественное здоровье — например, сократив количество преждевременных смертей, вызванных загрязнением воздуха от традиционной энергетики.
   
   
   

5. Глобальная конкуренция за технологии
   С переходом к устойчивой энергетике важность новых технологий растет, и страны, которые первыми внедрят эти решения, могут занять лидирующие позиции в мировой экономике. Это создает риск, что страны, не успевшие инвестировать в эти технологии, могут оказаться позади в глобальной экономической гонке.

Вывод

10 технологий, которые упоминаются в этом отчете, на данный момент определяют будущее науки. Их конвергенция неизбежна, она приведет к ускорению прогресса в таких областях, как искусственный интеллект, синтетическая биология, биотехнология и освоение космоса. Искусственный интеллект повысит производительность и ускорит прогресс в таких научных областях, как открытие новых лекарств и создание инновационных материалов.

В большинстве стран исторически сложилось, что подход к политике в области науки и технологий заключается в финансировании исследований в университетах и национальных лабораториях. Однако время требует изменения этой стратегии.

В будущем властям стран необходимо активнее сотрудничать с технологическим сообществом и выстраивать экосистему, способную служить интересам общества. Преодоление технологической конкуренции требует гибкости и адаптивности в правительственном управлении, так как технологии сегодня разиваются не только государственными структурами, но и частными компаниями.

Примером такого сдвига является роль частных компаний в создании систем искусственного интеллекта и в освоении космоса, которые ранее были исключительной прерогативой правительств. В условиях этого изменения политики должны создавать рамки для стимулирования инноваций и разработки долгосрочных стратегий, поддерживающих устойчивое развитие новых технологий.