9 ting datamaskiner kan gjøre nå som de ikke kunne gjøre for ett år siden

2014 hadde en god andel av de første innen maskinvare, programvare og robotikk. Her er vårt svært subjektive utvalg.

Programvare og silisium er noen ganger de dårlige forholdene mellom vitenskapsverdenen, deres fremskritt overskygget av mer glamorøse gjennombrudd innen fysikk, genetikk og romforskning. Spesielt fremgang innen AI og robotikk blir ofte hilst med like mye beven som ros. Likevel ble det gjort noen fantastiske sprang alene i 2014, fra en robothånd som en amputerte kan føle til et realistisk virtuelt univers.



Her er våre ni beste nye fremskritt:

hvordan du kan se presidentdebatten på nettet

1. Spill emosjonelt engasjerende musikk

I april ga elektronisk artist Squarepusher ut en EP kalt Musikk for roboter , som ble spilt av faktiske roboter med musikalske supermakter. Gitaristen til Z-machines, Mach, spiller to gitarer ved hjelp av 78 fingre og 12 plukker. Cosmos utløser noter på tastaturet hans med lasere og trommeslager Ashura bruker sine seks armer til å bruke 21 trommestikker. Z-Machines ble opprettet ved University of Tokyo av CGI-kunstneren Yoichiro Kawaguchi, robotikkingeniøren Naofumi Yonetsuka og mediekunstneren Kenjiro Matsuo.



Squarepusher hadde som mål å se om robotmusikere kunne spille følelsesmessig engasjerende musikk. Noe av det som interesserer meg er når vi lytter til en robot, hører vi på det som om vi lytter til et menneske? han sa. Jeg prøvde ikke å få det til å etterligne et menneske, men jeg prøvde å få det til å gjøre noe jeg ønsket å høre. Nå gjenstår spørsmålet, er det jeg vil høre et menneske?

2. Bruk Chips med høyre hjerne



Chips inspirert av milliarder av nevroner i den menneskelige hjerne gjorde et sprut i år. Gjeldende maskinvarearkitekturer skiller beregning og lagring av informasjon og opererer sekvensielt, og begrenser mengden data som kan behandles og syntetiseres. Så neuromorfe chips integrere datalagring og -behandling og kan fungere parallelt og etterligne måten menneskelig hjerne behandler sensorisk informasjon som bilder og lyd på en massivt parallell måte. Slike sjetonger kan gjenkjenne mønstre i store datamengder mer effektivt enn dagens lineære eller venstrehjernede arkitekturer.

IBM kunngjorde i august at den hadde pakket det største antallet sjetonger noensinne til sin siste brikke, TrueNorth -prosessoren. Drevet av en million kunstige nevroner og 256 millioner synapser (i hjernen tillater en synapse elektrisk ladning å passere mellom nevroner) er brikken lagt ut i et nettverk av 4.096 neurosynaptiske kjerner som integrerer minne og beregning og opererer parallelt i en hendelsesdrevet mote. TrueNorth bruker bare 70 milliwatt i drift, noe som gir den en effekttetthet (strømforbruk per cm2) 10 000 lavere enn de fleste mikroprosessorer . Dette gjør at den effektivt kan utføre strømhungrige oppgaver som å oppdage og klassifisere objekter i en videostrøm.

3. Slå The Turing Test

I juni ble et chatbot -program kalt Eugene Goostman overtalte 33% av menneskelige forhørsledere at det faktisk var en 13 år gammel gutt, noe som gjorde det til den første programvaren som besto Turing-testen. Alan Turing spådde i i et papir fra 1950 at innen 2000 ville en datamaskin spille etterligningsspillet godt nok til at en gjennomsnittlig forhørsleder ikke vil ha mer enn 70% sjanse til å gjøre den riktige identifiseringen etter fem minutter med avhør. Utviklerne Vladimir Veselov og Eugene Demchenko ga Eugene personligheten til en ukrainsk gutt i tenårene for å få hull i hans kunnskap til å virke mer sannsynlig.

4. Utfør nøyaktige kvanteberegninger



I oktober australske forskere hevdet et gjennombrudd for quantum computing da de opprettet to nye typer kvantebit, eller qubit. En bit er alltid i en av to tilstander - 0 eller 1 - mens en qubit kan være i superposisjoner, dvs. i begge mulige tilstander samtidig. Når en qubit er målt, har den imidlertid en kjent tilstand. En kvantecomputer opprettholder en sekvens av qubits som kan være i alle mulige kombinasjoner av 1s og 0s samtidig, noe som gir den potensial til å utføre komplekse beregninger eksponensielt raskere enn klassiske datamaskiner.

Den første typen qubit opprettet av forskerne utnytter et atom laget av fosfor, som oppnådde 99,99% nøyaktighet i kvanteoperasjoner, mens den andre er avhengig av et kunstig atom laget av konvensjonelle silisiumtransistorer. Begge qubits ble plassert i et veldig tynt lag med silisium hvorfra magnetiske isotoper var fjernet for å eliminere støy i kvanteberegningene. (Kvantetilstander er veldig skjøre og utsatt for forstyrrelser, et faktum som har vist seg å være en av de største hindringene for utviklingen av en praktisk kvantemaskin.) Teamet satte også en ny verdensrekord ved å bevare en kvantetilstand for hele 35 sekunder.

5. Bryt bredbåndsbarrieren

I september Akamai kunngjorde at den gjennomsnittlige globale Internett-tilkoblingshastigheten hadde knust 4 megabit per sekund bredbåndsterskel for første gang og nådde 4,6 Mbps i løpet av andre kvartal 2014. Den globale gjennomsnittlige topphastigheten for tilkobling økte også 20% til 25,4 Mbps mellom den første og andre kvartal 2014.



Sør -Korea hadde den høyeste gjennomsnittlige tilkoblingshastigheten med en blåsende 24,6 Mbps etterfulgt av Hong Kong (15,7 Mbps) og Japan (14,9 Mbps). Gjennomsnittlig tilkoblingshastighet i USA var en relativt treg 11,4 Mbps.

6. Les følelsene dine

Forskere i Bangladesh brukte tastetrykkdynamikk og tekstmønsteranalyse for å oppdage brukernes følelser. Programvaren søkte etter syv emosjonelle tilstander: glede, frykt, sinne, tristhet, avsky, skam og skyldfølelse. Glede var den enkleste følelsen å oppdage - programvaren oppnådde 87% nøyaktighet - etterfulgt av sinne på 81%.

Affektiv databehandling har som mål å gjenkjenne, modellere og simulere menneskelige følelser slik at programvare kan tilpasse oppførselen til brukerens emosjonelle tilstand. Potensielle applikasjoner inkluderer læring, stemningsovervåking og roboter som samhandler med mennesker.

7. Lag et realistisk virtuelt univers

Et internasjonalt forskerteam i år simulert 13 milliarder år av kosmisk evolusjon for første gang. Simuleringen kjørte på superdatamaskiner ved hjelp av programvare kalt Arepo. En gjennomsnittlig bærbar datamaskin vil kreve nesten 2000 år for å kjøre den samme simuleringen.

Kosmologer bruker slike modeller for å teste ulike teorier ved å sammenligne utfallet av en simulering basert på spesielle forutsetninger til universet slik vi ser det nå. Denne spesielle simuleringen er den første som viser mørkt materiale som klumper seg sammen i synlig materie som senere danner de første galakser. Etter å ha simulert 13 milliarder år, ser det virtuelle universet som dukker opp veldig likt vårt eget ut, og støtter teorien om at mørk materie var avgjørende for opprinnelsen til vårt univers.

8. Gi en robothåndsfølelse

Dennis Aabo Sørensen kan føle nå forskjellige typer trykk på tre fingre i hans protese, robothånd ved hjelp av en enhet som samhandler med nervene i armen. De sveitsiske forskerne som bygde enheten oversatte krefter som ble oppdaget på robotfingertuppene til elektriske pulser sendt til ulnar (knyttet til pinkfingeren) og medianen (knyttet til pekefingeren og tommelen) nerver i kjøtt- og blodarmen.

Dette gjør at Sørensen kan føle forskjellen mellom lett og kraftig trykk og oppdage tekstur og form på objektet som er grepet av hånden hans, for eksempel en klut mot en treobjekt. Forskerne hevdet at det var første gang en amputerte kunne føle i sanntid via en sensorisk forsterket protese.

9. Start opp umiddelbart

De fleste datamaskiner bruker i dag en flyktig form for random access memory (RAM) som krever elektrisk strøm for å kode data. Når en datamaskin slås av og strømmen ikke lenger flyter, går alle data i RAM tapt. Dette gjør også ekte umiddelbar start umulig siden RAM må fylles på igjen ved oppstart. Passerende strøm bruker også en betydelig mengde energi, hvorav mye forsvinner som varme.

Men dette er i endring. I desember forskere ved Cornell University kunngjort at de hadde utviklet ikke-flyktig magnetoelektrisk minneteknologi som bruker lavspenning i stedet for strøm, noe som reduserer strømforbruket enormt. Enheten er laget av et ferroisk materiale kalt vismutferrit, som har den sjeldne egenskapen å være både magnetisk og elektrisk polarisert. Polarisasjonen kan byttes ved å bruke et elektrisk felt, for eksempel ved å bytte verdien på en bit fra 0 til 1. I motsetning til rivaliserende teknologier fungerer enheten ved romtemperatur og bruker en størrelsesorden mindre energi. Forskerne hevder at denne nye formen for minne kan gjøre lav-effekt, øyeblikkelig databehandling til en allestedsnærværende virkelighet.