Человечество довело до рабочего состояния несколько технологий, которые долго считались фантастикой. Среди них — большие языковые модели, редактирование генома, многоразовые ракеты и мРНК-вакцины. За каждой стоят десятилетия исследований, опытов и промежуточных версий. Эти направления прошли путь от идеи и первых прототипов до работающих продуктов и одобренных лекарств. Но у каждого остаются ограничения и риски.
ИИ: от скриптов к большим языковым моделям
Над системами, которые понимают и генерируют речь, исследователи из США, СССР и других стран начали работать примерно с 50-х годов прошлого века. До 2010-х интерес к теме то поднимался, то падал. Ученые пытались сделать устройство, которое пройдет тест Тьюринга и покажет контекстное мышление. Сложность задачи тогда недооценили.
Ранние прототипы 1960—1970-х годов, работы по которым велись в MIT, Стэнфорде, университете Карнеги — Меллона и Эдинбургском университете, в лучшем случае создавали иллюзию беседы. Они действовали по заранее заданным скриптам. Машинный перевод постоянно ошибался. Голосовые механики оставались далекой целью. Мешали нехватка вычислительной мощности и объемов данных для обучения сетей.
Вектор изменился в 2017 году, когда исследователи Google представили архитектуру Transformer. Ее объединили с вычислительными кластерами и массивами текстов. Компании, включая OpenAI с ChatGPT, продвинулись вперед. Технология чат-бота на базе большой языковой модели стала массовой в конце 2022 года, когда открылся публичный доступ к ChatGPT. У таких моделей остаются недостатки: они не всегда проверяют каждую фразу, могут придумывать факты и повторять ошибки из прошлых чатов. За неполные четыре года подобных оплошностей у моделей OpenAI, Google и других компаний стало в разы меньше.
Геном: от чтения к CRISPR
Структуру ДНК в виде двойной спирали открыли в 1953 году. В 1962-м Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. После этого биологи стали искать способ исправлять ошибки в генетическом коде. Цель — лечить наследственные заболевания, рак и ВИЧ.
Специалисты научились читать ДНК и в определенных пределах изменять ее. Долго не получалось делать это точно и безопасно. Генетический материал вводили почти вслепую. Это могло повредить здоровые гены, и попытки давали обратный результат.
В 2012 году Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье адаптировали защитный механизм бактерий против вирусов — систему CRISPR-Cas9. Проще говоря, это молекулярные ножницы. Они находят строго определенный участок ДНК, вырезают его или заменяют. Дудна и Шарпантье получили Нобелевскую премию по химии в 2020 году. В конце 2023-го — начале 2024 годов в США и Великобритании одобрили первое в мире лекарство на основе CRISPR для лечения серповидноклеточной анемии.
Ограничения остаются. Геном не линейная программа, где один ген отвечает только за один признак. Изменение одного участка может повлиять на другие функции организма. Есть риск off-target, когда система ошибочно разрезает ДНК в похожем месте. Это чревато мутациями. Изменения в зародышевой линии передадутся будущим поколениям.
Ракеты и вакцины: многоразовость и мРНК
Космонавтика с середины XX века остается дорогой отраслью. Ракеты десятилетиями были одноразовыми: после одного полета их части сгорали в атмосфере или тонули. Проект Space Shuttle от NASA был частично многоразовым. Корабль возвращался на аэродром, ускорители вылавливали из океана. По данным NASA, средняя стоимость запуска шаттла составляла около 450 миллионов долларов за миссию. С учетом инфляции сумма была бы больше.
В декабре 2015 года SpaceX Илона Маска впервые успешно посадила первую ступень ракеты Falcon 9 на землю, а затем на плавучую платформу. Многоразовость снижает общие затраты. В планах — использовать многоразовую ракету-носитель Starship для доставки грузов и людей на околоземные орбиты, для полетов на Луну и, вероятно, на Марс. Starship, несмотря на успешные тесты, еще не готов. Главную миссию ракете и кораблю предстоит выполнить.
Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2023 году присудили Каталин Карико и Дрю Вайсману. Их исследования в Пенсильванском университете позволили создать мРНК-вакцины против COVID-19. Ученые предполагали, что эффективнее не вводить часть возбудителя инфекции, а научить организм самостоятельно синтезировать вирусные белки. С помощью мРНК этого пытались достичь, но мешал иммунный ответ. Карико и Вайсман замаскировали генетический материал комбинацией, которая не вызывала подозрений у иммунных клеток. Модифицированные мРНК заставляли клетки производить больше нужного белка. На этой технологии создали мРНК-вакцины для борьбы с ковидом.
Эффекта добивались 30 лет, еще до пандемии COVID-19. Быстрое появление вакцин — иллюзия: разработка удачной схемы шла десятилетиями и потребовала ускоренной доработки. Недавний анализ данных по миллиардам доз мРНК-вакцин выявил доказательства их безопасности и высокой эффективности против инфекций. Об этом говорится в статье в журнале The Lancet, опубликованной в июле этого года.
