Технический прогресс не стоит на месте, особенно в IT среде. Это самая прогрессивная, полезная и постоянно меняющаяся сфера. Здесь регулярно появляются новые технические и программные решения, которые делают жизнь комфортнее. Прочитав статью, вы узнаете перспективы развития информационных технологий в будущем и востребованные профессии.
Искусственный интеллект и машинное обучение
ИИ, нейросети и машинное обучение являются самыми перспективными направлениями развития в ИТ сегменте. Крупные корпорации стали внедрять ИИ для анализа больших массивов.
Внедрение ИИ и нейронных сетей в менеджмент помогает:
- повысить уровень обслуживания клиентов;
- автоматизировать рабочие процессы;
- прогнозировать спрос на товары;
- устранить проблемы на производстве;
- увеличить прибыль.
Проведенные исследования показывают, что 86% опрошенных генеральных директоров в крупных компаниях уже используют ИИ для решения рабочих задач в 2023 году. Новая стратегия ведения бизнеса скоро будет распространяться на малые и средние предприятия.
ИИ и машинное обучение используют в промышленности, финансовом секторе, здравоохранении и образовании, в ритейле и оказании услуг, а также во многих других областях. Компании, которые не внедряют ИИ, в течение 5-10 лет рискуют быть вытесненными прогрессивными конкурентами.
Мобильные сети нового поколения 5G
Первые мобильные телефоны с поддержкой 5G появились в 2019 году. Но стандарт подключения 5G не стал распространенным. Большинство владельцев смартфонов и планшетов подключаются к 4G или 3G. Задержка с внедрением нового стандарта произошла из-за отсутствия совместимых смартфонов и подходящих решений инфраструктуры.
Массовое расширение 5G может произойти в течение 2-3 лет. За прошедшие несколько лет число владельцев смартфонов с 5G увеличилось. Мобильная инфраструктура стала более устойчивой, что позволяет реализовать потенциал 5G в полной мере.
Новый стандарт обеспечивает широкополосную загрузку данных по мобильным каналам. Формат 5G обеспечивает ускоренную в 10 раз загрузку файлов по сравнению с 4G. Подключение через 5G будет использоваться при развитии виртуальной и дополненной реальности, роботизированной медицины, автомобилей без водителя, доставки заказов дронами и других изобретений.
Квантовые вычисления
Современные компьютеры с точки зрения ученых очень медленные. Алгоритмы обработки данных можно значительно ускорить за счет квантовых вычислений. Новый метод вычислений позволяет быстро получать ответы и эффективно использовать вычислительные мощности.
Классические компьютеры работают на основе двоичного кода. Он состоит из битов — маленьких ячеек. Бит содержит 0 или 1, но не оба значения одновременно.
Новый техника вычислений основана на принципах квантовой механики. Компьютеры следующего поколения будут работать с кубитами, которые находятся в суперпозиции. У кубита также есть два значения (0 или 1), и он содержит их одновременно.
Благодаря суперпозиции компьютер может находить ответы на вопросы, не перебирая возможные состояния. Для получения результатов не требуется большой объем памяти. Ресурсы 100 кубитов сопоставимы по эффективности с триллионами триллионов битов.
Квантовые компьютеры пока еще не готовы к массовому внедрению. Но специалисты продолжают над ними работать, и со временем они станут доступными.
Блокчейн цепочки
Блокчейн — это построенная по заданным правилам цепочка блоков, содержащих информацию. Технология позволяет организовать распределенную базу данных без центрального хранилища. У многих блокчейн ассоциируется с криптовалютами, хотя он используется не только для майнинга.
Обеспечение защиты во многих отраслях требует децентрализованного хранения записей. В торговых компаниях блокчейн применяется для управления товарными цепочками. Прозрачность каждого этапа служит защитой от фальсификации и других нарушений закона.
Цепочки блокчейн помогают контролировать;
- денежные переводы;
- складирование товаров;
- учет продукции на балансе организации.
Медицинские организации внедряют блокчейн, чтобы гарантировать конфиденциальность историй болезни клиентов. Представители разных видов промышленности также изучают потенциал этого метода работы. В ближайшие годы могут появиться новые практические примеры использования блокчейна, и на рынке труда станет больше вакансий для разработчиков.
Совершенствование защиты от кибератак
Развитие защиты от киберугроз остается актуальным трендом. Хакеры продолжают изобретать новые стратегии вредоносных операций. Утечка конфиденциальных файлов приводит к финансовым и репутационным потерям.
Результаты исследований показывают, что 98% руководителей увеличили бюджет на защиту в 2023 году или оставили его без изменений. Владельцы компаний готовы платить за разработку стратегии цифровой защиты и надежное противодействие хакерским атакам.
Передовые вычисления
Передовые или пограничные вычисления выполняются на узлах, которые расположены близко к источникам задач и потребителям. Необработанные данные не передаются на централизованные платформы. Технология обеспечивает высокую эффективность вычислений при большой загрузке узлов.
Децентрализованная модель отвечает с минимальной задержкой, что важно для работы в реальном времени. Передовые вычисления внедряют на производстве, в медицине, логистике и в многих других областях. Пограничная модель усиливает степень защищенности. Распределенные узлы менее уязвимы для хакерских атак, чем централизованная база.
Роботизированная автоматизация (RPA)
Классическая автоматизация процессов (ВРА) применяется во всех направлениях бизнеса. Чтобы автоматизировать рутинные действия, руководители организаций внедряют CRM и ERP системы. Программы выполняют повторяющиеся операции, чтобы экономить время сотрудников.
В ближайшие 10 лет ожидается развитие роботизированной автоматизации процессов (RPA). Эта методика представляет собой замену работников умными алгоритмами. Боты научатся проводить операции, которые сейчас выполняют сотрудники.
Программы будут записывать действия оператора в интерфейсе: движение курсором, ввод текста и прочее. Боты научатся повторять запомненные действия и работать как человек. ИИ научится определять содержимое файлов, структурировать их, распознавать текстовые и голосовые запросы, принимать решения без участия оператора.
Виртуальная и дополненная реальность
Виртуальная реальность (VR) предполагает полное погружение в мир, созданный на компьютере. В дополненной реальности (AR) нарисованные объекты накладываются на реальные пейзажи или интерьеры.
Виртуальная и дополненная реальность являются популярными развлечениями в России и других странах. Но возможности VR и AR не ограничиваются индустрией развлечений и компьютерными играми. У них огромный потенциал, который найдет применение в разных областях экономики.
В розничных магазинах VR и AR будут использоваться, чтобы повысить качество обслуживания во время шоппинга. Визуализацию можно использовать для демонстрации интерьеров при продаже мебели. В дополненной реальности можно будет примерять одежду без переодевания. Наглядная демонстрация показывает преимущества товаров и вызывать желание сделать покупку.
Инженеры и дизайнеры работают с VR и AR для подготовки прототипов. Разрабатывать образцы в цифровой среде получается быстрее, чем изготавливать настоящие предметы. С виртуальными прототипами удобно работать, их легко модифицировать. VR и AR будет применяться в областях, где используются сложные конструкции: машиностроение, архитектурное проектирование и т.д.
Наглядная визуализация упрощает обучение медицинских работников. VR и AR можно применять для создания наглядных учебных пособий. Этот полезный инструмент пригодится и практикующим врачам. VR и AR можно использовать для создания анатомических моделей, чтобы планировать хирургические операции на пациентах.
Интернет вещей (IoT)
Технология предполагает совместную работу электронных приборов, которые умеют сохранять и передавать файлы без участия оператора. В систему можно объединять не только смартфоны с оборудованием для «умного дома». В каждый прибор можно установить дополнительный модуль, чтобы присвоить IP-адрес для передачи файлов.
Многие корпорации используют IoT для автоматизации рабочих процессов. Системы развиваются параллельно с ИИ и мобильным стандартом 5G. IoT объединяет передовые методы эффективной и безопасной передачи данных. В перспективе область его применения будет расширяться, можно внедрить IoT в любую деятельность.
Облачные сервисы
Облачные сервисы не относятся к новым изобретениям, но разработчики продолжают развивать и совершенствовать их. Количество людей и организаций, которые пользуются облаками, с каждым годом увеличивается.
Эксперты считают, что на популярность облачных сервисов влияет ряд факторов:
- Необходимость работать в онлайне для сохранения прибыли.
- Ускоренная цифровая трансформация рабочих процессов.
- Потребность в модернизации корпоративных приложений.
- Внедрение стандарта 5G, который поддерживает стабильное подключение и ускоренную передачу файлов.
- Экономия на серверах и быстрая настройка синхронизации.
- Гарантия сохранности файлов, загруженных в облако.
- Удобные механизмы совместного редактирования документов.
- Редактирование файлов с разных компьютеров и смартфонов.
- Низкая стоимость подключения сервиса.
Перенос документов и вычислений в облако упрощает рабочие процессы и помогает сэкономить. В 2023 году многие руководители выбирают гибридную модель, когда часть документов хранится в облаке, а другая часть остается на собственных компьютерах и серверах. В ближайшие несколько лет число организаций, которые используют гибридную схему или полностью переходят в облако, будет только расти.
3D интегральные схемы (3D IC)
Трехмерная интегральная схема включает нескольких микросхем, объединенных в одном корпусе. Элементы 3D IC соединены кремниевыми переходниками или комбинированными материалами. Трехмерные схемы обладают высокой производительностью при сниженном потреблении энергии. Они быстро выполняют выполняют сложные вычисления.
В двумерных интегральных схемах кристаллы на печатных платах расположены отдельно друг от друга. Несколько матриц объединяются проводящими дорожками в одном корпусе. 3D IC состоят из кристаллов, уложенных в несколько слоев.
Инновационная конструкция позволяет уменьшить размер микросхемы и ускорить вычисления. Маленькое расстояние между кристаллами помогает быстрее обмениваться импульсами и тратить меньше энергии.
Чтобы повысить производительность 2D схемы, нужно увеличить площадь кристалла и мощность, на который он работает. В архитектуре 3D IC плотность вычислительных элементов повышается с сохранением или уменьшением площади. В этом случае размер вычислительных приборов также уменьшается. Необходимая для расчетом мощность остается на прежнем уровне или снижается.
Кремниевые переходники встроены в нижние кристаллы микросхемы. Они выглядят как столбики, установленные вертикально. Благодаря переходникам скорость ввода-вывода повышается в 100 раз, а передача электроэнергии на 1 бит сокращается в 30 раз.
Универсальная память
Universal Memory — это универсальная память нового поколения, которая обладает сверхплотной структурой. Она сможет заменить все носители: от карт памяти в смартфонах и фотокамерах до жестких дисков или серверов. Метод сохранения файлов позволит уместить фильмы и сериалы, просмотренные человеком за несколько десятилетий, на одном маленьком приборе.
В наши дни производители компьютеров и ноутбуков устанавливают статическую и динамическую память. Но сохраненные файлы занимают много места, и при записи тратится много энергии. Есть флеш-память, которая не потребляет электричество, но работает слишком медленно.
В универсальной памяти нет перечисленных проблем. Она отличается повышенной надежностью и долговечностью. Ячейки структуры сформированы их углеродных нанотрубок, это разработка от корпорации Nantero. Толщина каждой трубочки в 0,0001 меньше, чем у человеческого волоса.
Когда на ячейку памяти подается напряжения, нанотрубки сгибаются и касаются электрода. В этот момент замыкается цепь и сохраняется значение. После отключения напряжения трубки остаются в согнутом виде, что увеличивает срок службы платы.
Высокая плотность ячеек расширяет объем для записи файлов. Универсальная память идеально подходит для смартфонов и планшетов.
Корпорация Nantero планирует совершенствовать механику записи файлов. Каждая из нанотрубок в теории может кодировать 1 бит. На квадратном сантиметре платы можно записывать триллионы битов. Для сравнения: на стандартный DVD диск помещается 50 миллиардов битов. Когда будет достигнута эта цель, внешние накопители для записи файлов уйдут в историю.
Универсальная память может работать без нанотрубок. Другие корпорации по-разному подходят к оптимизации процессов. Motorola и IBM создают магнитную память, а Hewlett-Packard занимается молекулярной памятью. Предложение Nantero считается самым многообещающим, поэтому идея с нанотрубками заслуживают внимания.
Микроэлектромеханика MEMS
Микроэлектромеханические схемы состоят из миниатюрных электронных и механических деталей, размеры которых измеряются в микронах. В роли механического элемента может использоваться зеркальце для сканирования, датчик движения и другие компоненты. Детали механизма, включая приводы и микроэлектронику, находятся на единой кремниевой подложке.
MEMS микросхемы широко применяются на практике, их устанавливают в:
- кварцевых генераторах;
- гироскопах;
- акселерометрах;
- датчиках угловых скоростей;
- анализаторах химических сред;
- датчиках давления;
- магнитометрических датчиках;
- преобразователей в радиоприемниках;
Гироскопы и акселерометры устанавливают в смартфонах, планшетах, фитнес-браслетах и других гаджетах. Умные датчики реагируют на изменение положения в пространстве, а также ускорение. Благодаря MEMS изображение на смартфоне быстро подстраиваться под действия владельца, а фитнес-браслеты могут отслеживать разные виды активности.
Микросхемы MEMS пока являются недостаточно совершенными. Создатели видят потенциал для уменьшении размеров устройств и ускорении передачи импульсов. В ближайшие 10 лет элементы микроэлектромеханики будут становиться более эффективными.
Кремниевая фотоника
Кремниевая фотоника — это методика передачи сведений между чипами с помощью оптических лучей. Перенос выполняется быстрее по сравнению с электрическими проводниками. Объединить фотонные лучи с электрическими компонентами помогает кремний. Для изготовления микросхемы требуется материал полупроводникового качества.
Приемопередатчики обеспечивают скоростной доступ к вычислениям и хранилищам. Кремниевый перенос избавлен от слабых мест, которые уменьшают вычислительные мощности в электронике. Использование оптических лучей ускоряет передачу импульсов на расстоянии.
Кремниевая фотоника востребовано во многих областях:
- оборонная промышленность;
- аэрокосмические программы;
- медицинские исследования;
- биологические приложения;
- телекоммуникации.
Значимым достижением в области кремниевой фотоники является разработка приемопередатчика CFP2-DCO от американской корпорации NeoPhotonics Corp. Инновационный прибор подходит для передачи потока 400 Гбит/с на дистанцию до 1500 километров. Передачу импульсов обеспечивает лазер Nano с высокой чистотой оптического сигнала.
Кремниевая фотоника должна увеличить пропускную способность каналов и устранить задержки при приеме и передаче импульсов. Внедрение оптических методов снижает потребление энергии приборами с высокой производительностью. Они будут востребованы при создании смартфонов и ноутбуков, «умного дома», онлайн-сервисов для обучения и компьютерных игр.
Естественный интерфейс (NUI)
Популярной тенденцией является внедрение естественных интерфейсов (Natural UI) в приборах. Методика взаимодействия человека с электроникой основана на интуитивно понятных жестах или командах. Хорошим примером массового внедрения NUI будут сенсорные экраны на смартфонах и планшетах. Нажимать кнопки на дисплее намного более естественно, чем управлять курсором с помощью мышки.
В игровых платформах Nintendo Wii и PlayStation Move также используется NUI. Контроллер может распознавать движения игрока. Набор акселерометров и гироскопов реагирует на жесты, наклон и вращение корпуса, фиксирует скорость движений. От положения тела и ускорения игрока зависит происходящее на экране.
Некоторые бытовые приборы оснащены камерой и программами, которые распознают жестовые движения и преобразуют в команды. Набор и значение жестов устанавливает производитель. Эта методика реализована в умных станциях «Мини» от «Яндекса». Используя жесты, можно отдавать управлять воспроизведением музыки и другими функциями.
Голосовой ввод запросов также относится к NUI. Программы для распознавания речи установлены даже в недорогих смартфонах. Они распознают произнесенные слова и переводят в электронный формат как команды. Используя голос, можно задавать поисковые запросы, вводить текст, давать указания виртуальному ассистенту, обращаться в службу технической помощи.
BigData
Основной стратегией в BigData является совершенствование алгоритмов для анализа огромных массивов. В 2020 году общее количество сохраненных файлов было равно 64 зеттабайт, а к 2025 году оно достигнет 175 зеттабайт (один зеттабайт равен миллиону миллионов гигабайт).
Необходимость анализировать все сохраненные файлы во всемирной паутине возникает во время обучения ИИ. Чем больше размер исходного массива, тем эффективнее ИИ будет давать ответы. Ни один байт не должен оказаться утерянным из-за оптимизации.
Совершенствование BigData открывает дорогу для максимально глубокого обучения ИИ. В связке ИИ + BigData помогут автоматизировать 64% сбора исходников, 70% анализа и вычислений, 80% механических операций.
Грамотно обученный ИИ умеет различать категории исходников и находить связи между файлами. Он распознает типичные ошибки сотрудников, устраняет потенциально слабые стороны проекта и выполняет большую часть рутинных операций.
Базы NoSQL
Распространение получило использование баз NoSQL вместо SQL. Стандартные базы SQL хранят набор структурированных записей. В строгой последовательности нет гибкости, что не позволяет эффективно работать с содержимым.
База NoSQL представляет собой гибкое хранилище, в котором записи содержатся без структуры и взаимосвязей. На замену структурированным таблицам приходит разрозненные наборы файлов в различных форматах: изображения, видеоролики, текстовые заметки и т.д.
Формат NoSQL совместим с архитектурами для массовых облачных вычислений. Интеграция двух нововведений снижает рабочие нагрузки и расходы на внедрение BigData. Базы NoSQL позволяют записывать, хранить, извлекать и обрабатывать файлы любого формата. Они повышают гибкость и эффективность взаимодействия с записями.
Data Lake
Data Lake — это репозитории (хранилища) сведений любого формата и веса. Они могут проводить парсинг из различных источников: от CRM и ERP до интеллектуальных приборов IoT. Репозитории легко масштабировать и управлять ими.
Data Lake быстро обрабатывают сведения и помогают выполнять:
- глубокие исследования массивов;
- моделирование и прогнозирование;
- визуализацию итогов процесса.
Внедрение Data Lake повышает производительность во многих областях. Они будут максимально полезными в медицинских исследованиях.
Кибербезопасность на основе ИИ
Количество хакерских атак и серьезность последствий увеличиваются с каждым годом. На рынке труда много вакансий для сотрудников, которые реализуют стратегии по устранению уязвимостей. Хакеры активно используют ИИ, поэтому для защиты необходимы аналогичные приемы. Наличие защитного ИИ скоро станет одним из ключевых требований для гарантии безопасности.
ИИ может отслеживать наличие угрозы в онлайн режиме. В наши дни многие владельцев сайтов и сервисов узнают о хакерских атаках, когда они уже произошли. ИИ будет реагировать на наличие DDoS атаки или другой угрозы сразу после возникновения. Он автоматически анализирует сетевой трафик на потенциальные опасности, риск несанкционированного просмотра или утечки файлов.
Благодаря глубокому обучению ИИ может точно определять вредоносные программы. Он поможет блокировать спам и подозрительные ссылки при проверке входящих писем. Можно использовать ИИ для анализа характера проведенных атак и подготовки стратегии по борьбе с хакерами.
Компьютерное зрение
Компьютерное зрение применяется для автоматического распознавания визуальных образов. Эта методика упрощает взаимодействие с реальными объектами и файлами изображений. Машинное зрение упрощает повседневные дела и рабочую рутину. Компьютерное видение наиболее широко внедрено в промышленности. Умные датчики помогают контролировать производственные линии и стандарты готовой продукции.
Примеры использования компьютерного зрения в быту:
- идентификация клиента банка по лицу;
- автоматическое распознавание текста с фотографии;
- идентификация автомобильных номеров.
На российском рынке доступны электронные весы самообслуживания от бренда MERTECH. В них добавлено компьютерное зрение для распознавания товаров. Обычные весы только проводят взвешивание. Покупатели вручную должны указывать, какие товары были выбраны.
В весах с компьютерным зрением установлена камера для распознавания продуктов. Программа определяет внешний вид товара и выводит на экран от 1 до 3 возможных вариантов. Покупателям не нужно просматривать меню с большим числом позиций, чтобы сделать выбор. Производитель заявляет, что точность распознавания 95-98%, и умные весы умеют обучаться на основе выбора пользователей.
Машинное зрение пока что является недостаточно совершенным. Многие сайты используют капчи с визуальными образами для защиты от ботов. Но в ближайшие 5-10 лет методики распознавания образов станут более точными, и классические визуальные капчи устареют.
Медицинская робототехника
Актуальное состояние робототехники не позволяет машинам на 100% выполнять функции врача. В следующие 5-10 лет роботы будут помогать медицинским работникам с рутинными заданиями. Известный благодаря СМИ роботизированный хирург da Vinci не является ИИ, при операциях он повторяет движения опытного врача. Управляющая консоль состоит из джойстиков и педалей.
Работающий с da Vinci хирург сидит за высокотехнологичной консолью и контролирует операцию с помощью HD-экрана. На дисплей передается качественная трансляция в 3D формате. Ассистент находится рядом с роботом и помогает ему менять хирургические инструменты. Механизм da Vinci помогает хирургам проводить сложные операции. Но до автономной деятельности ему еще очень далеко.
Более реальным выглядит внедрение программ и роботов для автоматизации рутины. ИИ может проводить регистрацию пациентов, заполнение электронных карт и консультирование в простых случаях. Программы способны выполнять большую часть бюрократических процедур.
Крупные корпорации создают роботов для обслуживания пациентов. Hospi от Panasonic подходит для доставки лекарств по палатам, сопровождения посетителей по территории клиники и простых консультаций. Робот Omnicel M5000 фасует наборы лекарств по назначениям врача со скоростью 50 наборов в час.
Аналитики считают, что в ближайшие 10-20 лет информационные технологии будут стремительно развиваться. Многие сервисы, которые раньше считались фантастикой, станут реальностью для людей будущего. Актуальные тренды развития IT среды стоит учитывать при выборе профессий. Можно уже сегодня получить образование в сфере, которая будет востребованной в ближайшие десятилетия. Правильный выбор профессии позволяет стать уникальным специалистом и хорошо зарабатывать.
