Год науки: Индустрия 4.0

07 февраля 2017 43 0
Год науки: Индустрия 4.0

Что мир грядущий нам готовит?

Четвёртая промышленная революция — прогнозируемое событие, массовое внедрение киберфизических систем в производство (индустрия 4.0), обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг. Ожидается, что к 2020 году Четвертая промышленная революция откроет человеку мир робототехники и автономного транспорта, искусственного интеллекта и обучения с помощью машин, новых материалов, биотехнологий и геномики, однако она же может нести человечеству риски повышения нестабильности и возможного коллапса мировой системы, в связи с чем её наступление воспринимается как вызов, на который миру предстоит ответить. И готовиться к этому нужно уже сейчас.

Что такое Индустрия 4.0? Это технологии.

1. Большие данные

Цифровые данные окружают человека на протяжении уже длительного времени, постоянно прирастая в числе и качестве. Огромный массив цифровой информации представляет собой среду, в которой находят отражение различные события реального мира, в явном виде в информацию не записанные. Человек способен на распознавание этих событий, однако лишь при удобном отображении и на обозримых масштабах информации. Например, человек способен идентифицировать наличие предмета на фотографии, но не справится, если перед ним будут миллионы фотографий. Для работы на таком масштабе данных становится целесообразным машинными методами обработать и переструктурировать массив цифровой информации, высветив явным образом интересующее событие. Идентификация и характеризация событий позволяет принимать решения на их основе, в том числе автоматические.

2. Интернет вещей

Возможность автоматически принимать рутинные решения обеспечивается развитой системой «коммуникации» вещей, которая предполагает способность вещей друг друга идентифицировать, характеризовать состояние, передавать друг другу данные и обрабатывать их. Возможность рутинных решений позволяет исключить человека из взаимодействия вещей, тем самым сделав это взаимодействие более автономным, надёжным, быстрым, системным и контролируемым. Одним из важнейших элементов интернета вещей является беспроводная передача данных через сеть Интернет.

С одной стороны интернет вещей дает произмодству множество преимуществ, таких как гибкость и эффективность (отказ от жёстких «конвейерных» решений и снижение издержек, связанных с человеческим фактором), с другой - интернет вещей может быть внедрён и в быту, например, в технологиях умного дома, освобождая человека от рутины.

3. Виртуальная и дополненная реальность

Развитие технологий отображения цифровой информации создаёт возможности конструирования виртуальных объектов, которые человек, воспринимая, будет наделять смыслом. Таким образом, часть человеческих действий может быть перенесена на цифровой уровень, лишённый ряда принципиальных ограничений. Так, виртуальные объекты не изнашиваются, требуют относительно малых затрат на производство, быстро передаются, копируются, практически бесследно уничтожаются. Виртуальным объектам, т.к. их природа исключительно цифровая, может быть свободно добавлено любое свойство, записанное цифровым же образом. Например, к виртуальным деньгам может быть добавлена история их использования, что исключит возможность т.н. отмывания денег. Дополненная реальность подразумевает возможность добавлять физическим объектам виртуальные свойства, например, отображение информации о них, которая, к тому же, может быть индивидуализирована под конкретного субъекта восприятия.

4. 3D-печать

Универсальный метод создания большого спектра физических объектов на базе единой платформы даст возможность отказаться от разнородных подходов к решению разнообразных задач в пользу единого подхода, реализованного в цифровом виде.

5. Нейронные сети и искусственный интеллект

В 2016 году мир услышал о множестве разработок в области нейронных сетей — свои алгоритмы демонстрировали Google (сеть-игрок в го AlphaGo), Microsoft (ряд сервисов для идентификации изображений), стартапы MSQRD, Prisma и другие. Нейронные сети — одно из направлений в разработке систем искусственного интеллекта. Идея заключается в том, чтобы максимально близко смоделировать работу человеческой нервной системы — а именно, её способности к обучению и исправлению ошибок. В этом состоит главная особенность любой нейронной сети — она способна самостоятельно обучаться и действовать на основании предыдущего опыта, с каждым разом делая всё меньше ошибок. Все задачи, которые могут решать нейронные сети, так или иначе связаны с обучением. Среди основных областей применения нейронных сетей — прогнозирование, принятие решений, распознавание образов, оптимизация, анализ данных. В ближайшей перспективе (5-10 лет) нейронные сети будут использоваться ещё шире:

Представьте себе сельскохозяйственный комбайн, исполнительные механизмы которого снабжены множеством видеокамер. Он делает пять тысяч снимков в минуту каждого растения в полосе своей траектории и, используя нейросеть, анализирует — не сорняк ли это, не поражено ли оно болезнью или вредителями. И обрабатывает каждое растение индивидуально. Фантастика? Уже не совсем. А через пять лет может стать нормой.

Именно нейросети станут тем раствором, который свяжет все технологии Индустрии 4.0

Прогнозируемые последствия

Различные ученые, экономисты и аналитики характеризуют масштаб изменений как беспрецедентный для истории человечества. Перемены затронут всех: отношения человека с миром, с собой и с другими людьми изменятся кардинально.

1. Экономика

Отрасли экономики, имеющие доступ к большим массивам данных, на их основе получат возможность радикально повысить качество принимаемых решений, особенно рутинных. В первую очередь это банковские, юридические услуги, страхование, бухгалтерия, управление, консалтинг и аудит, метрологическое обеспечение и здравоохранение. Как в своё время человек значительно освободился от тяжёлого физического труда, а затем и от некоторой монотонной работы, от Четвёртой промышленной революции ждут, что она освободит человека от решения множества типовых задач. Повысятся возможности для высокоинтеллектуальной и творческой работы, и в то же время она станет более востребованной и ценимой.

2. Мир вокруг нас

Чем более плотно физический мир будет перемыкаться с цифровым, тем больше появится возможностей для контроля и мониторинга нежелательных (и неочень) событий по всему миру посредством цифровых сетей, например, станет проще поиск преступников (и не только). Мир станет для каждого индивидуальнее сразу с нескольких позиций. Во-первых, существенно расширятся возможности для кастомизации товаров и услуг, более тонкой настройки под конкретного потребителя. Во-вторых, взаимодействие вещей станет системным, а значит и настраиваемым опять же под конкретного потребителя. Тому же служат и средства виртуальной и дополненной реальности, позволяющих создать индивидуальное «продолжение» мира для каждого человека. По мере погружения человека в цифровую среду его индивидуальное поведение будет становиться всё более и более оцифрованным, т.е. доступным для анализа и учёта, что создаст ещё большие возможности для индивидуальной подстройки окружающего мира ( и не только).

3. Социальное расслоение

Четвёртая промышленная революция несёт в себе сразу несколько предпосылок для социального расслоения. Появление роботизированных решений множества задач приведёт к понижению ценности низко- и среднеквалифицированного труда. Это может подорвать материальный достаток многочисленного среднего класса, что ограничивает возможности его представителей для вложения в собственный человеческий капитал. Без развития человеческого капитала для человека создаются труднопреодолимые барьеры для вхождения на рынок высококвалифицированного труда, в результате чего его труд продолжает плохо оплачиваться, а человек лишён возможностей это исправить. С другой стороны, обесценивание низкоквалифицированного человеческого труда приводит к потере развивающимися странами преимущества дешёвой рабочей силы и возможностей для догоняющего развития. Это усиливает расслоение в благосостоянии между странами.

Проблемы Индустрии 4.0

1. Неестественные преимущества

«Крупные данные, необходимые Индустрии 4.0, собираются не национальными компаниями, а четырьмя фирмами из Кремниевой долины, — заявил министр экономики Германии Зигмар Габриэль. — В этом наши опасения».

2. Безопасность сетей передачи данных

Другая серьезная проблема в безопасности: создание безопасных сетей — трудная задача, и интеграция физических систем с Интернетом делает их более уязвимыми к кибератакам. С ростом Индустрии 4.0 производственные процессы можно терроризировать удаленно, манипулируя протоколом производства или просто парализуя этот процесс. По мере того, как умные заводы становятся все более распространенными, их безопасность будет становиться все более злободневным вопросом.

Что нас ждет?

Футурологи давно обсуждают избыточную природу человеческого труда и последствия того, что машины займут наши рабочие места, и Индустрия 4.0 только усугубляет эти страхи. Опасения идут от необоснованных до вполне подкрепленных прогнозами: за 20 лет 47% рабочих мест современного мира будут автоматизированы, и миллионы рабочих останутся без работы. Основное опасение по поводу работы в Индустрии 4.0 заключается в том, что значительное расширение возможных операций не обязательно потребует создания новых рабочих мест для людей, что вполне может оказаться проблемой, так как общая численность населения продолжает расти.

Однако в конце концов, кто-то должен платить за поддержание всех этих машин в рабочем состоянии. Если человеческий труд будет заменяться машинами, неважно, сколько будет производиться продукции, если не найдется никого, кто сможет ее покупать. Если цены на продукты вырастут, Индустрия 4.0 просто провалится.

Одно можно сказать точно: все свидетельствует о том, что мы с головой нырнем в умную окружающую среду, где все объекты будут постоянно связаны ради нашей выгоды. Не волнуйтесь, эта связь будет беспроводной.

Наши новости