10 прорывных технологий 2020 года, которые изменят будущее

0:00, 7 ноября 2019
Без рубрики '10 прорывных технологий 2020 года, которые изменят будущее
0 15 мин.

Развитие протезирования

Основная особенность бионических протезов — способность брать на себя функции утраченных органов и конечностей. Можно ожидать, что в недалеком будущем люди, потерявшие надежду на нормальную жизнь, смогут самостоятельно передвигаться и обслуживать себя.

Есть множество интересных разработок протезов. К примеру, бионический протез руки i-LIMB — проект компании Touch Bionics, с его помощью можно брать и удерживать разные предметы. Версия i-LIMB Ultra позволяет двигать пальцами по отдельности. В программное обеспечение вписан целый ряд стандартных жестов и захватов, а силу сжатия можно регулировать.

Bebionic3 — аналогичный i-LIMB проект миоэлектрической бионической руки. В нем 14 разных захватов и положений руки, есть возможность выполнять разные действия, в том числе использовать компьютерную мышь и удерживать мелкие предметы, типа зубной щетки.

Сейчас ведется разработка бионического протеза, передающего в мозг тактильные сигналы. Пальцы протеза оснащены специальными сенсорными датчиками, чтобы человек мог чувствовать, к чему он прикасается.

Биопринтинг: печать органов и тканей «на заказ»

Этой осенью к МКС отправится космический корабль «Прогресс» с необычным грузом — российским био-3D-принтером для печати в условиях микрогравитации.

На Земле биоматериалы используют для трехмерной печати уже довольно успешно. Вместо чернил картридж 3D-принтера заполняют сфероидами — конгломератами живых клеток; принтер наносит их на подложку из биосовместимого материала слой за слоем — и получаются ткани и даже органы, во многом аналогичные живым. Напечатанные ткани уже активно применяются в трансплантологии: с помощью созданной таким способом ткани можно, например, закрыть даже большой ожог. Есть успехи и в печати хрящевой ткани, которую затем можно использовать для лечения поврежденных суставов. Печатью хрящевых шариков занимается швейцарская компания Codon; с использованием их технологии проведено уже 12 тысяч операций. У напечатанной из клеток хозяина ткани есть большой плюс — иммунная система воспринимает ее как свою, поэтому риск отторжения очень мал.

С печатью органов все обстоит сложнее: живой орган состоит из многих разновидностей клеток, и их последовательность и связи друг с другом, очень важные для работы органа, воссоздать сложнее, чем напечатать материал, состоящий из клеток одного типа. Некоторые успехи есть и на этом направлении — правда, пока речь идет не о целых органах, а о конструктах — упрощенных аналогах, которые, однако, справляются с работой естественных прототипов. Американская биотехнологическая компания «Органово» занимается печатью небольших фрагментов человеческой печени, при этом в картридж заправляют не один, а три типа клеток; в Корнельском университете напечатали из клеток хряща и кожи человеческое ухо. Пересаживать ни людям, ни животным пока не пробовали — но напечатанные аналоги вполне годятся для того, чтобы тестировать на них лекарства.

Наука
Ритм сердца: что такое аритмия и как распознать ее вовремя

Напечатанные ткани и органы — не единственная сфера применения биопринтинга. С помощью 3D-печати можно, кроме шуток, делать котлеты, послойно собирая их из конгломератов животных мышечных клеток. Дизайнеры экспериментируют с добавлением живых клеток в ткань (не в биологическую, а в текстиль) — так создают дышащую одежду для спортсменов. В России 3D-биопринтингом успешно занимается компания  — ее специалисты недавно опробовали технологию печати железистой ткани и напечатали конструкт мышиной щитовидной железы, которая работает как живая — в ней идет синтез гормонов. Ученые возлагают на 3D-биопринтинг органов большие надежды: если технологию удастся реализовать для целых органов, человечество решит проблему дефицита донорских органов; это позволит спасать тысячи жизней каждый год.


Первый отечественный 3D-биопринтер FABION, разработка 3D Bioprinting Solutions

Уже этой осенью эксперимент по печати конструкта железы мыши повторят в неземных условиях — на борту Международной космической станции, где в отсутствие земного притяжения сфероиды клеток попробуют удержать вместе сильным магнитным полем. После завершения эксперимента принтер останется на станции и на нем смогут работать не только российские, но и зарубежные астронавты; специалисты 3D Bioprinting Solutions предполагают, что там можно будет выращивать как человеческие ткани и органы, так и космические бифштексы.

Неивазивные медицинские гаджеты: наблюдение за организмом без уколов и надрезов

Чем больше данных о состоянии пациента, тем лучше вооружен врач, тем точнее диагноз и эффективнее лечение. В разговорах о будущем медицины не обходится без описаний систем непрерывного сбора данных — регистрации физиологических показателей, таких как температура, частота сердечных сокращений, артериальное давление и состав крови. В идеальном будущем такие системы будут полностью или частично неинвазивными — то есть для их использования не нужно будет прокалывать или разрезать кожу.

Каждый год ученые предлагают по нескольку десятков концептов неинвазивных гаджетов для мониторинга физиологических показателей. Среди самых впечатляющих — футболка, которая измеряет частоту вдохов и выдохов и позволяет быстро диагностировать астму; датчики алкоголя, соли и сахара в виде наклеек для зубов или миниатюрных подкожных имплантов; алгоритмы распознавания видео, способные заметить хромоту или внезапное снижение подвижности — такие предлагается использовать для наблюдения за состоянием пожилых пациентов с нейродегенеративными заболеваниями — болезнями Альцгеймера и Паркинсона.

Неинвазивный глюкометр долгое время был одним из самых ожидаемых медицинских изобретений. До его появления каждый одиннадцатый человек в мире был вынужден регулярно прокалывать кожу для измерения концентрации в крови глюкозы. Постоянный контроль над этим показателем критически важен для людей, страдающих сахарным диабетом: при его резком повышении нужно обеспечить поступление в организм инсулина, в противном случае состояние может стать очень тяжелым, вплоть до комы. При этом измерять концентрацию глюкозы диабетикам приходится часто — десять раз в день, а то и чаще — прокалывать кожу, выдавливать каплю крови и наносить ее на тестовую полоску. Это причиняет дискомфорт даже взрослым, а маленьким детям — тем более.

READ  Симвастатин

За последние несколько лет ученые разработали множество концептов неинвазивных глюкометров, но пока всего один такой аппарат, FreeStyle Libre компании , получил одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и был сертифицирован для продажи в России. Прибор размером с монету крепится возле плеча и измеряет концентрацию глюкозы в межклеточной жидкости; данные считываются специальным мобильным приемником в любой удобный момент.

Персонифицированная медицина

Еще 30 лет назад ученые и представить не могли, что однажды смогут расшифровать генетический код — это считалось невозможным. Сейчас на основе ДНК можно определить предрасположенность человека к заболеванию раком молочной железы, диабетом второго типа, воспалением кишечника и болезнями сердца. И хотя это только самое начало пути — ученым предстоит долгий поиск связей между конкретными частями генома и болезнями — вполне вероятно, что лет через 10 индивидуальный ДНК-профиль станет обязательной частью медицинской карты каждого пациента.

Суть такого подхода — в поиске лучших методов лечения для конкретного человека на базе его собственных, уникальных биохимических особенностей. Так, считывая ДНК раковых клеток пациента, можно определить конкретные мутации и посмотреть, какие из сотен лекарств и миллионов комбинаций методов лечения будут наиболее продуктивны. Или определить, какие собственные лимфоциты пациента способны атаковать раковые клетки. После выращивания «хороших» клеток в лабораторных условиях, они вводятся в организм пациента, где восстановленная иммунная система начинает точечную борьбу с раковой опухолью. Успешные прецеденты излечения от рака таким способом уже были, но, конечно, это лишь первые лучи надежды — говорить о массовом исцелении пока рано.

Или, например, из клеток пациентов уже сейчас выращивают ткани-аналоги пораженных органов, создавая тем самым «живые» модели для тестирования. Впоследствии они используются для анализа того, как поведет себя орган этого конкретного пациента, если применить к нему то или иное лекарство, в том числе экспериментальное. Такой подход позволяет не тратить время и не усугублять состояние пациента неработающей терапией.

Splunk (SPLK).

Четыре вещи подтолкнут акции аналитической платформы Big Data Splunk (NASDAQ: SPLK) к историческим максимумам в 2020 году.

Во-первых, устойчивые низкие ставки будут поддерживать расширенную оценку Splunk. Splunk – крупная развивающаяся компания с многообещающим будущим в области сбора и анализа больших данных. Тем не менее, акции SPLK также имеют очень богатую оценку.

В условиях высоких процентных ставок такая богатая оценка была бы проблемой. Но в условиях низких процентных ставок это не потому, что низкие ставки повышают оценки роста за счет снижения ставки дисконтирования будущей прибыли. Поэтому, пока Splunk продолжает стрелять по всем цилиндрам, акции должны идти выше.

Во-вторых, тенденции расходов на корпоративное программное обеспечение в 2020 году будут ускоряться. Это ускорение создает благоприятные условия для того, чтобы Splunk продолжал наращивать клиентскую базу и доходы быстрыми темпами.

В-третьих, миграция Splunk с устаревшей модели лицензирования на облачную бизнес-модель через свою платформу Data-to-Everything будет продолжена в 2020 году. При этом будут улучшены ценовые возможности и маржа компании, что приведет к попутному росту как доходов, так и рост прибыли.

В-четвертых, коммерческий бум 5G в 2020 году вызовет экспоненциальный рост объема данных и устройств для генерации данных в мире. В свою очередь, это вызовет экспоненциальный рост корпоративного спроса на такие инструменты анализа данных, как Splunk. Сделать SPLK одним из лучших облачных ресурсов для потенциальных инвесторов.

Электрическое белье

Пациенты, которые вынуждены находиться в постели неделями или месяцами очень часто сталкиваются с возникновением пролежней. Они чаще всего образуются вследствие сдавливания кожи и отсутствия нормальной циркуляции крови.

Многие относятся к этим проблемам с пренебрежением, но возможно вам будет интересно узнать, что только в Америке ежегодно от последствий пролежней умирает около 60 тысяч человек. Решение проблемы придумал канадский исследователь Шон Дюкло (Shean Dukelow), разработав электрическое нижнее белье.

Эти «электрические трусы» каждые десять минут испускают небольшой электрический разряд и этого вполне достаточно, чтобы активировать мышцы и увеличить циркуляцию. Достигается эффект аналогичный результату, полученному при небольшой прогулке. Это несуразное, казалось, изобретение сможет спасти множество жизней!

Геномика и персонализированная медицина

Анализ ДНК становится стандартным требованием в развитых странах, когда прописывается какое-либо серьезное лечение или лекарства: нужно удостовериться, что меры оптимизированы под метаболизм конкретного человека. Удешевление генетического анализа ведет к развитию персонализированной медицины. Уже сегодня анализ своего генома можно сделать примерно за $200. Снижение стоимости обследования позволит выявить не только наследственные заболевания, но и предрасположенность к патологиям.

READ  Анаприлин (anaprilin)

В этом контексте активно обсуждается еще одна важная тема — модификация человеческого генома. В 2015 году в мире появился первый пациент, чью жизнь спасли благодаря редактированию генов. С помощью генной терапии британским медикам удалось обратить вспять развитие онкологического заболевания у ребенка.

Примечателен запущенный в конце 2015 года сервис Google Genomics — он предназначен для хранения генома (геном «весит» 1000 Гб) и автоматизации запросов к нему. Хранение генома обойдется в $25 за год. Но главное, Google Genomics позволяет использовать геном в качестве базы данных, которую можно будет анализировать с помощью различных приложений.

Анализируй это

Чтобы сделать предиктивную медицину реальностью, необходим регулярный сбор данных — и именно здесь нам помогают гаджеты. Первыми шагами в этом направлении объясняется, например, рост популярности биохакинга с его стремлением обеспечить мониторинг всего на свете.

Уже сейчас умные фитнес-браслеты, которые давно стали привычным атрибутом повседневной жизни, способны считать множество показателей здоровья и физического состояния или активности: количество шагов за день, ВСР, давление, качество сна и тренировок, количество потребляемых калорий, частота приема и время приема пищи, вес, состав тела и проч.

Вероятнее всего, именно сенсорные носимые технологии в будущем станут основой профилактики, диагностики и терапии болезней. Какие еще важные медицинские технологии, гаджеты и приспособления существуют уже сейчас, и что мы с нетерпением ожидаем от них в будущем?

Бионический глаз

Несмотря на то, что работоспособными бионическими глазами герои фильмов щеголяют чуть ли не с конца 80-х, создать подобный работающий протез — задача крайне сложная, и вряд ли она будет решена быстро. Тем не менее ученые уже делают первые шаги в этом направлении и, например, уже научились печатать работающие световые рецепторы. Пока что их структура слишком жесткая, сами рецепторы громоздкие, а фотоиды преобразуют свет в электричество с эффективностью в 25%, но ведь нужно с чего-то начинать.

Умные линзы

Различные сенсорные системы мониторинга здоровья, как было сказано выше, станут главным инструментом контроля здоровья. Уже сейчас ученые работают над созданием умной контактной линзы, которая способна считывать уровень глюкозы в слезах. Такие линзы могут со временем стать прекрасной альтернативой регулярному сбору крови и облегчить жизнь людей, страдающих диабетом.

Датчик давления

Еще одно мобильное устройство мониторинга состояния организма — эластичный сенсорный «пластырь», который с помощью ультразвуковых волн, направляемых внутрь организма, считывает кровяное давление и передает данные прямо на монитор врача. Само по себе устройство меньше почтовой марки, и пациент никак не ощущает его воздействие.

Роботы-хирурги

Бум разговоров о нано-роботах давно прошел, однако сама идея никуда не делась. Правда, пока что ученые тестируют технологию на более крупных собратьях нанороботов. Первые тесты уже проходит робот, помещенный в капсулу, который разворачивается в кишечнике по типу раскладушки и может вывести из него инородное тело или помочь восстановить поврежденные ткани.

3D-протезы

За последние 10 лет 3D-печать как технология окончательно перешла в область широкого потребления. Купить 3D-принтер сейчас может любой желающий, а это значит, что объекты, произведенные с помощью объемной печати, постепенно становятся доступнее. Да, производство 3D-протеза — процесс по-прежнему не быстрый и не дешевый, и все же в последние годы эта область медицины растет стремительно. Человек с эргономичным протезом, сделанным на принтере, уже не такая уж и редкость.

ИИ-диагностика

Со временем большую часть базовых диагнозов, вероятно, будет ставить искусственный интеллект, тогда как работа врачей распространится на самые сложные и неоднозначные случаи. Совсем недавно, используя принципы машинного обучения, специалисты Google проанализировали более 250 тысяч снимков сетчатки глаза. Задачей ИИ было определить на снимках паттерны и закономерности, которые коррелируют с повышенным давлением, риском сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов. И хотя до полноценной робо-диагностики еще далеко, в некоторых случаях ИИ определял наличие заболевания точнее, чем врачи.

VR для обучения

Конечно, мы не могли обойти вниманием цифровые технологии для обучения нового поколения врачей. Онлайн-образованием уже никого не удивишь, однако в мире существует не только ZOOM

С помощью технологий виртуальной и дополненной реальности можно будет, например, «устроить экскурсию» по внутренним органам человека или посмотреть на реальную операцию глазами известного хирурга.

Главная задача медицины будущего, всего этого генного анализа, клеточного программирования и тканевой инженерии в том, чтобы предоставить человеку контроль над собственным здоровьем, ранее попросту немыслимый. А помощниками в этом станут до боли знакомые гаджеты — кто знает, возможно, совсем скоро холодильник будет следить за рационом нашего питания и советовать выбросить лишнюю упаковку мороженого, телефон — определять степень депрессии, а зубные щетки — ежедневно анализировать состав слюны, чтобы вовремя заметить первые отклонения от нормы.

Облачный гейминг и потребление видеоконтента

В России, как и во всем мире в целом, технология облачного гейминга, позволяющая играть в игры на слабых компьютерах или с помощью сравнительно недорогих приставок, подсоединенных к телевизору, начал активно развиваться в 2019 году. Сейчас развитием технологии в мире занимаются Google, Sony и Nvidia, в России ее примеряют лишь операторы связи: МТС, «Мегафон», «Билайн» и «Ростелеком»,

READ  Что изменится в жизни россиян с 1 августа 2020 года

По словам директора по стратегическим коммуникациям киберспортивного холдинга ESforce Ярослава Мешалкина, облачный гейминг в России будет являться безусловным трендом в индустрии, однако это является частью более глобального тренда, когда сложные технические операции возлагаются на «облака», а не на «железо» гаджетов. Стремление операторов связи развиваться в этой сфере — разумное желание следовать в авангарде мирового развития, полагает он. «5G, «облака» — это то, на что делают ставку телеком-операторы во всем мире, и усилия в этих областях должно оправдаться. По данным SuperData, мировые доходы от гейминга составили $109,4 млрд по итогам 2019 года, демонстрируя неизменный рост на протяжении всех последних лет. Так что желание зайти в эту индустрию через «облака» вполне понятно», — уверен Мешалкин.

Другим важным потребительским трендом в IT в России в этом году, по мнению экспертов, может стать растущий интерес пользователей платить за видеоконтент по подписке. В 2019 году онлайн-кинотеатр Okko (принадлежит Rambler Group) и «Яндекс» купили права на трансляции популярных спортивных соревнований — футбольной Английской премьер-лиги и НХЛ. Это положило начало тенденции, которую можно будет наблюдать в дальнейшем, полагают эксперты. «Тренд на покупку контента, который ранее был эксклюзивен для ТВ, безусловно продолжится. «Яндекс» и другие компании делают ставку на то, чтобы занять место Live TV. Текущие темпы сохранятся, если только не изменится что-то в регулировании. Например, будут ограничены западные сервисы или, наоборот, российские телеканалы решат поиграть в монополию на контент в интернете», — отметил Казарян из РАЭК.

Кроме того, добавил со своей стороны руководитель информационно-аналитического агентства Content Review Сергей Половников, возможно, в 2020 году российские компании — Rambler Group, «Кинопоиск», Amediateka и другие — будут производить собственный контент, чтобы попытаться «перетянуть» аудиторию из сервисов наподобие Netflix и продолжить отучать россиян потреблять пиратский контент. «Не исключены и прямые контракты российских компаний с такими мэйджорами, как Universal Pictures, Fox и Disney, чтобы сократить окно между прокатом и появлением фильмов в цифре», — добавил Половников, объяснив это в том числе уходом подростков из кинотеатров в сервисы по подписке.

Телемедицина

По прогнозу BBC Research, к 2019 году глобальный рынок телемедицины достигнет почти $44 млрд, показывая среднегодовой рост 17,7%. Аналитики Brooking подсчитали, что к 2017 году российский рынок мобильных медицинских гаджетов составит $800 млн.

Использование гаджетов открывает огромные перспективы для организации дистанционного взаимодействия пациентов и медицинских работников. К примеру, благодаря чехлу для iPhone от российского производителя CardioQVARK пользователь может самостоятельно записать кардиограмму в любое время и в любом месте. Для этого нужно установить на смартфон приложение, надеть чехол и приложить пальцы к датчикам на устройстве. Кардиограмма отправляется в облако и мгновенно попадает врачу.

Работа с CardioQVARK позволяет врачам набирать и дистанционно вести неограниченное число пациентов, ускорить и удешевить процесс оказания медицинской помощи — как для пациентов, так и для врачей. Использование гаджета позволяет врачам получать данные о здоровье пациента за длительный период, сравнивать динамику и отслеживать реакцию на различные действия, будь то нагрузка или лекарственные препараты.

Гаджеты, помогающие следить за здоровьем, становятся все популярнее и постепенно начинают использоваться на практике. К примеру, мобильный кардиограф добровольно начали применять в ходе клинических испытаний Российский научный центр хирургии им. Б. В. Петровского в Москве и Московский городской научно-практический центр борьбы с туберкулезом.

Согласно исследованиям, в 2015 году 3 миллиона человек использовали устройства для удаленного мониторинга жизненных показателей, которые поддерживают профессионалы в медицинской сфере. Мобильная медицина в ближайшие годы станет одним из основных трендов в развитии медицинских технологий.

Магнитная левитация

Новый метод выращивания искусственной ткани легких получил название магнитная левитация. Термин, который скорее можно ожидать встретить в книге или фильме. Команда разработчиков во главе с Глоко Соуза (Glauco Souza) начала свои исследования в 2010 году и смогла с помощью нано-магнитов вырастить искусственную ткань, наиболее близко соответствующую природной.

Процесс осуществляется примерно так, как растет ткань в чашке Петри, только в виде трехмерной формы, состоящей из сложной клеточной многослойной структуры. Этот рост повторял процесс, который происходит внутри человеческого тела.

Оцените статью
Понравилась статья?
Комментарии (0)
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит
Добавить комментарий
Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *