Нововведения в сфере когнитивных систем позволят компьютерам обрести подобие зрения, слуха, обоняния, осязания и ощущения вкуса
Корпорация IBM (NYSE: IBM) опубликовала седьмой ежегодный список "IBM 5 in 5" (#ibm5in5), посвященный пяти инновациям, способным в ближайшие пять лет повлиять на нашу жизнь, работу и развлечения.
Осязание: Интерфейс телефона сможет передать тактильные ощущения
Зрение: Компьютерам станет доступен смысл пикселей
Слух: Компьютеры будут слышать, что происходит вокруг
Вкус: Цифровые вкусовые рецепторы компьютеров помогут пользователям разумнее питаться
Обоняние: Компьютеры обретут чувство обоняния
Список "IBM 5 in 5" основан на рыночных и социальных тенденциях, а также на разработках научно-исследовательских лабораторий IBM по всему миру, которые могут помочь в их реализации.
В списке "IBM 5 in 5" этого года представлены инновации, формирующие принципы нового поколения вычислительных систем, которые IBM называет когнитивными. Когнитивные машины будут обучаться, адаптироваться и развивать полноценное восприятие мира. В этом году прогнозы посвящены способности компьютеров будущего имитировать органы чувств человека, т.е. по-своему видеть, слышать, осязать, воспринимать запахи и ощущать вкус.
Способность компьютеров воспринимать окружающий мир поможет человеку получать информацию, эффективно ее использовать, думать - но не освободит его от этих задач. Когнитивные вычислительные системы помогут выделять в данных ключевое, успевать за скоростью их распространения, принимать более взвешенные решения, укреплять здоровье и повышать уровень жизни, разнообразить жизнь и устранять любые препятствия и барьеры: географические, языковые, связанные со стоимостью и доступностью услуг.
<Ученые IBM во всем мире работают над технологиями, которые помогут компьютерам понять смысл окружающего мира, - отметил Берни Мейерсон (Bernie Meyerson), почетный сотрудник IBM (IBM Fellow) и вице-президент по инновациям. - Имитируя взаимодействие человека с окружающим миром, когнитивные системы, с помощью комбинации прорывных технологий, будут приносить нам еще больше ценной информации и знаний, помогая решать самые сложные проблемы>.
Вот эти пять прогнозов IBM, которые будут определять будущее:
Осязание: Интерфейс телефона сможет передать тактильные ощущения
Представьте себе, что покупая с помощью смартфона в интернет-магазине свадебное платье, вы сможете почувствовать текстуру атласа или шелка ткани, или кружева на фате, используя сенсорный экран мобильного устройства. Или, к примеру, потрогать отделку из бисера или вышивку на ткани, изготовленную вручную на другом конце света. В течение следующих пяти лет способность <потрогать> товар через мобильное устройство буквально преобразит целые индустрии, например, розничную торговлю.
Ученые IBM разрабатывают приложения для ритейла, здравоохранения и других отраслей, используя технологии чувствительности к тактильным воздействиям, инфракрасному свету и давлению для имитации осязания, чтобы покупательница, проводя пальцем по изображению картинки на экране своего мобильного устройства, могла ощущать фактуру ткани и узоры. Стандартная функция вибрации сотового телефона позволяет назначить каждому объекту уникальный набор вибрационных характеристик (связанный с их продолжительностью и силой), который будет передавать тактильные ощущения. Вибрационная картина позволит отличать шелк от льна или хлопка, помогая имитировать ощущения прикосновения к материалу.
Существующие тактильные и графические технологии в игровой индустрии используются для создания виртуального окружения. Задача, решение которой откроет широчайшие возможности, состоит в том, чтобы сделать эти технологии всеобъемлющими, тесно интегрированными в нашу повседневную жизнь. Они превратят мобильные телефоны в инструменты для естественного и интуитивного взаимодействия с окружающим миром.
Зрение: Компьютерам станет доступен смысл пикселей
Мы делаем 500 млрд. фотографий в год. [1] Каждую минуту на YouTube загружается 72 часа видео. [2] Согласно прогнозу экспертов, объем рынка средств медицинской диагностической визуализации вырастет до 26,6 млрд. долларов к 2016 году. [3]
Компьютеры сегодня понимают смысл изображения только по текстовым тегам и названию. Основная часть информации - собственно содержание изображения - пока остается для компьютеров загадкой.
В следующие пять лет компьютерные системы не только научаться распознавать, что изображено на фотографии или картинке - они будут понимать смысл изображения, как это делает человек. В будущем эти возможности позволят компьютерам анализировать разнообразные характеристики: цвет предмета или узор на его поверхности, осязаемые границы, в общем - получать знания из визуальных данных. Эти технологии окажут серьезное влияние на здравоохранение, розничную торговлю и сельское хозяйство.
В течение пяти лет эти возможности найдут применение в здравоохранении, где они помогут получить ценные знания из массивов медицинских данных - изображений МРТ и компьютерной томографии, рентгеновских снимков и результатов УЗИ. Важно, что на этих изображениях могут присутствовать едва различимые или невидимые для человеческого глаза детали, требующие внимательного изучения. Обладая способностью выделять в изображениях ключевое - например, отличать здоровые ткани от пораженных болезнью - и соотносить информацию с историей болезни пациента или с описаниями в научной литературе, <зрячие> компьютерные системы будут помогать врачам выявлять клинические проблемы с гораздо большей скоростью и точностью.
Слух: Компьютеры будут слышать, что происходит вокруг
Приходилось ли вам жалеть, что невозможно услышать все звуки окружающего мира и понять, что скрывается за интонациями собеседника?
В течение пяти лет будет представлена распределенная сеть умных датчиков для определения звукового давления и колебаний, а также различения звуковых волн на разных частотах. Она сможет интерпретировать звуки для расчета рисков падения деревьев в лесу или схода лавины в горах. Такая система будет <прислушиваться> к окружающему миру, определяя перемещения или отмечая степень напряжения материалов, и предупреждать нас о потенциальной опасности.
Звуки окружающего мира будут восприниматься датчиками, имитирующими слуховую систему. Эта информация в сочетании с данными других типов, например, визуальной или тактильной информацией, будет классифицирована и интерпретирована в соответствии с приобретенными знаниями. При обнаружении новых звуков система будет формулировать выводы, руководствуясь предыдущими знаниями и используя способность распознавать закономерности.
Например, можно будет интерпретировать детскую речь, чтобы родители или врач понимали, что ребенок пытается передать. Обучаясь тому, что означают эти звуки - когда они указывают на то, что ребенок голоден, устал, ощущает жар, дискомфорт или боль - интеллектуальная система распознавания речи будет соотносить их с другими сенсорными или физиологическими данными, например, с частотой пульса и температурой тела.
В ближайшие пять лет компьютерные системы смогут точно фиксировать все характеристики беседы и анализировать тон, тембр, неуверенность в голосе, ориентируясь на изменения в эмоциональном настрое. Это позволит, например, оптимальным образом организовать общение персонала контакт-центров с клиентами или облегчить взаимодействие представителей разных культур.
В настоящее время ученые IBM начинают использовать подводные датчики, фиксирующие шумы в заливе Голуэй (у западного побережья Ирландии), чтобы интерпретировать звуки генератора, использующего энергию приливов, а также изучить воздействие акустики на жизнь моря.
Вкус: Цифровые вкусовые рецепторы помогут вам разумнее питаться
Что, если бы мы могли придавать здоровой пище приятный вкус, создавая новые рецепты с помощью компьютеров следующего поколения?
Исследователи IBM разрабатывают компьютерную систему, способную по-настоящему испытывать вкусовые ощущения; она будет использоваться поварами для создания новаторских рецептов. Она будет <расщеплять> ингредиенты до их молекулярного уровня и составлять химические композиции пищевых соединений с учетом вкусовых и ароматических предпочтений людей. Сравнивая эти комбинации с миллионами существующих рецептов, система сможет создавать новые вкусовые сочетания - например, жареные каштаны с вареной свеклой, со свежей рыбьей икрой или с вяленой ветчиной.
Подобная система может также помочь питаться правильнее, создавая новые сочетания запахов, которые заставят нас полюбить овощи и отказаться от картофельных чипсов.
Компьютер будет использовать сложные алгоритмы для определения точной химической структуры продуктов питания, а также для исследования вкусовых предпочтений. Эти алгоритмы будут изучать то, как химические вещества взаимодействуют друг с другом, выяснять их вкусовые составляющие на молекулярном уровне, и использовать эту информацию в сочетании с моделями восприятия для прогнозирования вкусовой привлекательности продукта.
Такая система не только поможет сделать здоровую пищу более приятной, она также удивит необычными комбинациями продуктов, созданными для максимально ярких вкусовых ощущений. Для людей с особым режимом питания, в частности, страдающих сахарным диабетом, система будет разрабатывать специальные вкусовые комбинации и рецепты, которые позволят контролировать уровень сахара в крови и, в то же время, удовлетворить тягу к сладкому.
Обоняние: Компьютеры обретут чувство обоняния
В следующие пять лет встроенные в компьютер или мобильный телефон крошечные датчики смогут определить симптомы простуды или других заболеваний. Анализируя запахи, биомаркеры и тысячи молекул в дыхании человека и соотнося их с нормой, компьютерные системы будут помогать врачам в диагностике и мониторинге таких заболеваний, как нарушения функций печени и почек, астма, диабет и эпилепсия.
Сегодня ученые IBM уже контролируют показатели окружающей среды для сохранения произведений искусства. Этот инновационный метод начинает применяться и в области клинической гигиены для решения одной из самых больших проблем, с которой сегодня сталкивается здравоохранение. Устойчивые к антибиотикам бактерии, например, метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), который в 2005 году был связан с почти 19 тыс. летальных исходов пациентов в больницах США, обычно располагаются на коже и могут легко передаваться везде, где люди находятся в тесном контакте друг с другом. Одним из профилактических способов борьбы с воздействием и распространением MRSA в лечебных учреждениях является строгий контроль над соблюдением медицинским персоналом установленных нормативных требований клинической гигиены. В ближайшие пять лет система на базе технологии IBM будет применена для исследования больничных палат и других помещений на предмет следов дезинфицирующих средств для выявления мест, еще не подвергнутых санитарной обработке. Интеллектуальные датчики будут использовать новейшие беспроводные сети для сбора и анализа данных о различных химических веществах, и постоянно самообучаться и адаптироваться к новым запахам.
Благодаря развитию сенсорных, телекоммуникационных и самообучающихся технологий датчики смогут собирать и анализировать данные там, где это считалось недоступным. В частности, компьютерные системы могут быть использованы в сельском хозяйстве для определения запаха и анализа состояния почвы сельскохозяйственных культур. В городских условиях эта технология будет применяться для мониторинга санитарного состояния и уровня загрязнения территорий и помещений, помогая службам города выявлять потенциальные проблемы прежде, чем они нанесут реальный ущерб.
