Клятва Гиппократа, миссия на Марс и ключ от шифров
Участники научного лектория РБК Tech — о задачах, возлагаемых учеными на ИИ
Оживленная дискуссия форума РБК Tech в 2024 году дополнилась новым форматом научного лектория. Три эксперта из разных сфер — врач Алексей Водовозов, астроном Владимир Сурдин и математик Алексей Савватеев — рассказали, как ИИ и новые технологии уже сейчас меняют научные подходы и практики.
Медицина: будущее уже наступило, но неравномерно
Алексей Водовозов, врач, медицинский журналист, научный редактор объединенной редакции «Ремедиум», автор и ведущий блога «Смотровая военврача»
По мнению эксперта, технологии, которые не так давно были только в кино и сериалах, сегодня уверенно входят в медицинскую практику, меняя привычный подход к лечению. Говорить о будущем медицины сегодня — это обсуждать не просто новые препараты, но и передовые технологии, которые позволят нам иначе смотреть на процесс выздоровления, диагностики болезней и, как следствие, улучшения качества жизни. Даже такие смелые технологические решения, как нано- и микророботы, доставляющие лекарства прямо к точке назначения, сегодня уже активно внедряются в повседневную практику медицинских обследований.
«Медицинское будущее на самом деле уже наступило, но, к сожалению, неравномерно», — говорит Алексей Водовозов. Например, если мы говорим про больницы Москвы и Подмосковья, то во многих из них сегодня доступно обследование с помощью миниатюрных устройств, которые можно проглотить как капсулу. Они создают 3D-изображения желудочно-кишечного тракта. Как результат — технологическое обследование, процесс которого комфортен пациенту, а результат удобен врачу для расшифровки. Вопрос только в цене, которая пока что остается высокой.
Нанороботы спешат на помощь
Рынок нано- и микротехнологий в фармакологии развивается так же стремительно. С помощью наноботов можно не просто доставить лекарство к нужному органу, а сделать это безопасно и без побочных эффектов для других частей организма. Например, наноустройства доставляют ингибиторы протонной помпы напрямую к клеткам желудка, избегая воздействия на другие органы и снижая дозировку препарата. Водовозов прогнозирует, что при использовании этих технологий «мы сможем кратно, а может быть, даже на порядок снизить дозировку препаратов, а значит, и уменьшить риск побочных эффектов», что особенно важно для пациентов с хроническими заболеваниями, вынужденных принимать лекарства регулярно.
Роботы, в свою очередь, постепенно начинают помогать врачам и сотрудникам экстренных служб. Например, в ряде скорых уже используются устройства для непрямого массажа сердца, работающие с нужной интенсивностью и освобождающие руки медперсонала.
Алексей Водовозов: «Непрямой массаж сердца — это критически важная работа, которая при этом не требует специальных знаний, достаточно обучиться навыку. Если это делает робот, то руки врача свободны для других, более сложных задач в моменте. Но важно помнить, что робот — это все еще робот: он сильный, но тупой, поэтому направлять его все так же необходимо».
ИИ вместо врача: сейчас или никогда
Алексей Водовозов подчеркивает, что сегодня искусственный интеллект в медицине остается дополнительным инструментом, а не самостоятельным решением. Несмотря на возможности подстраиваться под пациента, делать точные диагностики и показывать высокую эмпатию, ИИ-системам не хватает стабильности и надежности. К тому же технологии нуждаются в постоянной актуализации и обновлении, чтобы сохранять точность и, почти что как человеку, постоянно учиться новому.
Тем не менее эксперт признает, что ИИ уже может брать на себя отдельные рутинные задачи, освобождая врача для более сложной работы. Но полное доверие в вопросах жизни и здоровья пациентов пока что еще под рисками технических сбоев и кибератак. Ну и самое главное: будут ли роботы давать клятву Гиппократа и нести ответственность за жизнь пациента?
Алексей Водовозов: «Мы должны убедиться, что ИИ работает стабильно и точно, особенно в вопросах, связанных с безопасностью и жизнью пациента. В случае неудачи кого-то нужно будет привлечь к ответственности, но робот-то вам не ответит. Так что врачи будут нужны, чтобы принимать окончательные решения».
Космос: решение задач, казавшихся фантастикой
Владимир Сурдин, астроном, доцент физического факультета МГУ, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН
Современная астрономия благодаря ИИ и роботизации выходит за рамки простого наблюдения за звездами: роботизированные механизмы теперь позволяют решать задачи, которые раньше казались фантастикой: исследования подземных условий на планетах и их спутниках, поиск возможной жизни.
«Если мы действительно хотим найти жизнь на других планетах, нам нужно уметь проникать в их недра, ведь жизнь может скрываться только под грунтом. Сегодня это становится возможным благодаря роботизированным решениям», — отмечает Сурдин.
В поисках обитателей внеземных шахт и пещер
Если взглянуть на Солнечную систему, то вот на каких космических объектах может быть перспектива открытия жизни под поверхностью планет.
Меркурий — планета с экстремальными перепадами температуры, но, как отмечает Владимир Сурдин, его подземные слои могут скрывать подходящие условия для жизни. «Под поверхностью Меркурия, на глубине всего полутора-двух метров, температура более стабильна и составляет около 67 °C, что вполне подходит для микробов», — рассказал ученый. В то время как мы только начинаем изучать эти слои, на Меркурии видны темные пятна в кратерах, которые могут быть углеводородными соединениями — возможными следами биологической активности.
Марс, где все еще ищут жизнь, также содержит в себе именно скрытый потенциал. На поверхности радиация делает планету непригодной для существования, однако недавно обнаруженные подземные вертикальные шахты могут скрывать под собой целые пещеры, правда, чтобы до них добраться, нужно все еще отправлять туда живых геологов для разведки.
Владимир Сурдин: «Радиация убьет человека за полгода, если тот будет на поверхности. Мы можем жить на Марсе только под грунтом, в естественных укрытиях. Чтобы не рисковать ничьим здоровьем, задача отправить туда роботов-спелеологов становится первостепенной».
Венера — это еще один объект интереса для астрономов. Да, ее поверхность накалена до 470 °C, а атмосферные слои покрыты облаками, не позволяющими нам видеть поверхность соседки Земли. Есть древние вулканы, через которые можно было бы проникнуть внутрь планеты. Исследование вулканов поможет понять, каким образом плотная атмосфера Венеры сохраняет ее температуру, ведь, по словам Сурдина, «на Венере мы можем наблюдать опасный парниковый эффект в чистом виде».
На спутниках Юпитера, таких как Европа и Ио, а также на далеком спутнике Тритон у Нептуна также были обнаружены различные следы подземной активности. Все эти объекты, от крупных ледяных спутников до мелких комет и астероидов, также могут скрывать под своими поверхностями слои воды и другие полезные ресурсы. Кометы, которые ученые называют «космическими айсбергами», интересны благодаря своей пористой структуре, а астероиды, такие как Церера, показывают на снимках яркие пятна, которые, по мнению Сурдина, являются выходами подземных вод.
Новые горизонты для ИИ и астрономии
Искусственный интеллект уже сегодня нацелен на помощь в поиске жизни на других планетах, хотя пока его основная роль ограничена обработкой больших объемов данных, собираемых телескопами. «Сегодня один автоматический телескоп может за ночь выдать гигабайты информации, и искусственный интеллект отбирает из них наиболее интересные для нас данные», — рассказывает Сурдин. Но что касается исследования других планет, ИИ мог бы стать ключом к автоматизации исследований, тем более что человек, скорее всего, не сможет управлять подземными работами на таких расстояниях.
Владимир Сурдин: «Вода — необходимая среда для развития внеземной жизни и ключевой ресурс для научных колоний. Везти ее с Земли бессмысленно — это слишком тяжелый груз для любой ракеты. Поэтому, если мы находим воду на месте, особенно в недрах, задача сегодняшних ученых-астрономов — создать роботов, достаточно умных, чтобы без прямого управления и связи с Землей исследовать подземные пространства на других планетах и спутниках».
Развитие исследовательских технологий и ИИ позволит человечеству проникнуть в недра планет и их спутников, что даст новые знания о возможной внеземной жизни. По словам Сурдина, впереди предстоит много работы, но создаваемые сегодня для этих задач автономные роботы позволят нам расширить горизонты исследований и, возможно, однажды ответить на вечный вопрос: есть ли жизнь за пределами Земли? Пусть даже если для ответа на этот вопрос придется копнуть несколько глубже обычного.
Математика: старая формула как основа новых систем безопасности
Алексей Савватеев, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, ведущий канала «Маткульт-привет!», популяризатор математики
«Фундаментальная наука — это свободная лошадь, которая должна пастись на просторе», — считает Алексей Савватеев, напоминая, что даже самые абстрактные теории могут однажды найти практическое применение. В своей лекции он продемонстрировал, как формула, придуманная Леонардом Эйлером в XVIII веке, стала фундаментом для надежного шифрования в цифровую эпоху.
Зашифрованный ключ от всех дверей
Формула Эйлера, сначала казавшаяся далекой от реальности, сыграла ключевую роль в развитии алгоритма шифрования RSA, асимметричном алгоритме криптографии, который используется для безопасного обмена данными. В этом алгоритме математическая теорема о взаимно простых числах и остатках от деления помогает создать код, который невозможно взломать стандартными методами.
Теорема Эйлера гласит: для любого натурального числа n и числа a, взаимно простого с n, степень a, равная количеству чисел, не имеющих общих делителей с n, дает единицу в остатке при делении на n. Звучит сложно, но так и должно быть, ведь заложенная в RSA формула до сих пор позволяет считать алгоритм одним из самых надежных. В отличие от симметричных алгоритмов шифрования, имеющих один и тот же ключ для шифрования и расшифровки информации, в алгоритме RSA используется два ключа — открытый (публичный) и закрытый (приватный).
В 1978 году американские ученые Ривест, Шамир и Адельман впервые использовали принципы теоремы Эйлера в криптографической системе. Они взяли фразу, перевели ее в код, используя числа, и преобразовали это число, возведя его в степень и взяв остаток от деления на некоторое подобранное ими огромное число специального вида. Это и стало зашифрованным сообщением.
Алексей Савватеев: «Это самая большая революция в истории шифрования. Угадать исходное число, на которое они делили с остатком, без возможности разложения его на множители почти невозможно, и до сих пор метод, предложенный учеными, остается стойким к взлому».
Савватеев утверждает, что теоремы, созданные века назад, стали основой для защиты данных в наши дни. «Теоретическая математика, такая, какой она была в свое время, как раз и позволила создать системы, благодаря которым данные остаются защищенными и в современном мире».
РБК Tech — ежегодный форум об инновационном и цифровом развитии России с участием крупных технологических компаний и курирующих представителей власти. Приглашенные эксперты открыто говорят о настоящем и будущем, о преимуществах и сложностях, о рисках и перспективах.
Смотрите полные доклады спикеров на РБК Tech 2024