§ 4. Новые технологии и их возможности

Определения и обозначения

Цифровые технологии — способы создания, хранения, обработки и передачи информации в цифровой форме. Информация представляется данными, которые компьютер может быстро копировать и изменять. Они нужны для связи, учёбы, работы, государственных услуг и управления производством.

Искусственный интеллект — технологии, позволяющие компьютерным системам выполнять задачи, требующие элементов человеческого мышления: распознавать информацию, обучаться и принимать решения. Система использует алгоритмы и большие объёмы данных. Это помогает находить нужный объект на изображении, переводить текст или прогнозировать результат.

Робототехника — область создания и применения автоматических устройств, которые воспринимают окружающую среду, обрабатывают данные и выполняют действия. Роботом может быть не только человекоподобная машина, но и промышленный манипулятор или робот-пылесос. Робототехника нужна там, где требуется точность, повторяемость или работа в опасных условиях.

Нанотехнологии — технологии управления веществом на уровне очень малых частиц и структур для получения материалов и устройств с заданными свойствами. На таком уровне вещество может проявлять необычные прочность, проводимость или реактивность. Это открывает возможности для медицины, электроники, энергетики и создания новых материалов.

Как это устроено

Новые технологии быстро распространяются потому, что наука создаёт новые знания, а вычислительная техника позволяет применять их на практике. Рост мощности компьютеров удешевляет обработку больших объёмов информации. Сети соединяют устройства и людей, поэтому разработка, проверка и распространение решений происходят быстрее и становятся массовыми.

Цифровая технология переводит сведения в данные, то есть в последовательности, которые техника умеет распознавать. Данные можно хранить на устройствах и серверах, обрабатывать программами и передавать по сетям почти мгновенно. Поэтому один и тот же файл легко отправить многим людям, а поиск и сравнение информации занимают меньше времени.

Искусственный интеллект получает данные и действует по алгоритмам — последовательностям правил обработки информации. При обучении система сравнивает примеры, находит закономерности и изменяет внутренние параметры, чтобы точнее выполнять задачу. Так она помогает сортировать документы, распознавать речь, выявлять подозрительные операции или подсказывать маршрут, но качество результата зависит от данных и настройки.

Робототехническая система состоит из трёх основных частей. Датчики измеряют расстояние, свет, давление или другое свойство среды, программа анализирует эти сведения, а исполнительные механизмы приводят в движение колёса, захваты или другие детали. Такая последовательность позволяет роботу реагировать на изменения, а не просто повторять одно действие.

Биотехнологии используют свойства живых организмов, клеток и микроорганизмов, а нанотехнологии — особенности вещества на очень малом уровне. Вместе с цифровыми и роботизированными решениями они помогают создавать лекарства, точные приборы и экономичные производства. Однако новые возможности могут привести к сокращению некоторых рабочих мест, утечкам данных, опасным ошибкам, нарушению частной жизни и загрязнению среды, поэтому нужны проверка, правовые нормы и контроль человека.

Виды новых технологий, их возможности и ограничения

Таблица помогает сравнивать технологии не только по пользе, но и по ограничениям. Сначала определите, на каких знаниях и устройствах основана технология, затем свяжите её возможности с конкретным примером. Последний столбец напоминает, что применение любой технологии требует оценки последствий.

Разбор задач

Задача 1

Распределите по видам технологий онлайн-банк, беспилотный робот-пылесос, систему распознавания речи и создание лекарства с использованием микроорганизмов. Нужно определить главный принцип каждого примера, а не ориентироваться только на наличие электроники. Один пример иногда использует несколько технологий, но в задаче выбирается основная.

1. Онлайн-банк связан с цифровыми технологиями: операции выполняются через программы, данные и сеть.
2. Робот-пылесос относится к робототехнике, потому что датчики и программа позволяют ему самостоятельно двигаться и выполнять уборку.
3. Распознавание речи — пример искусственного интеллекта, поскольку система сопоставляет звуковой сигнал с изученными языковыми образцами.
4. Создание лекарства с помощью микроорганизмов относится к биотехнологиям: используются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.

Ответ: онлайн-банк — цифровые технологии; робот-пылесос — робототехника; распознавание речи — искусственный интеллект; лекарство с микроорганизмами — биотехнологии.

Задача 2

В городе хотят применить искусственный интеллект для управления транспортом. Нужно назвать два преимущества, два риска и правило безопасного использования. Рассуждать следует по схеме: сначала определить общественную пользу, затем возможный вред и способ его уменьшить.

1. Преимущества: система может анализировать поток машин и менять светофоры, сокращая пробки; она также способна быстрее обнаруживать аварии и направлять экстренные службы.
2. Риски: ошибка алгоритма может увеличить затор или создать опасную ситуацию; сбор данных о перемещениях людей может нарушить частную жизнь.
3. Правило: решения системы должны проверяться ответственными специалистами, а персональные данные — собираться только в необходимом объёме и защищаться.

Ответ: польза состоит в более эффективном движении и быстром реагировании, риски — в ошибках и нарушении приватности. Безопасное применение требует человеческого контроля, защиты данных и заранее установленного порядка действий при сбое.

Задача 3

Нужно сделать вывод, должна ли школа использовать искусственный интеллект для проверки письменных работ. Следует привести аргументы за и против и определить, кто принимает итоговое решение. Оценивать систему нужно не по скорости одной проверки, а по точности, справедливости и последствиям для ученика.

1. Аргумент за: система быстро находит орфографические ошибки и помогает учителю обработать много работ.
2. Аргумент против: алгоритм может неверно понять смысл, не заметить нестандартный удачный ответ или быть необъективным из-за ошибок в данных.
3. Вывод: ИИ допустим как вспомогательный инструмент, но итоговую оценку после проверки работы и объяснения критериев должен утверждать учитель.

Ответ: школе можно использовать такую систему при открытых правилах, защите работ и обязательной проверке человеком. Ответственность за итоговое решение несёт учитель и образовательная организация, а не программа.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Любую новую электронную вещь называют новой технологией. Так происходит потому, что устройство заметнее способа его работы. Проверьте себя: назовите процесс, знания и метод, благодаря которым вещь решает задачу.

Ошибка 2. Искусственный интеллект отождествляют с человеческим мышлением. Ученик может забыть, что алгоритм обучается только на доступных данных и решает ограниченную задачу. Спросите себя, понимает ли система смысл, несёт ли ответственность и может ли действовать вне заданной области.

Ошибка 3. Внедрение технологий считают только полезным. Так думают, если замечают удобство, но не анализируют последствия для работников, данных и природы. Для проверки назовите минимум одну пользу и один риск применения.

Ошибка 4. Считают, что за действие автоматической системы никто не отвечает. Ошибка возникает из-за смешения автоматического выполнения и отсутствия людей, которые систему создали, запустили или применили. Проверьте себя: определите разработчика, владельца и пользователя и выясните их обязанности по закону.

Связь с другими темами

До изучения темы нужны понятия информации, алгоритма, компьютера, сети и научно-технического прогресса. Также пригодятся правила безопасного поведения в интернете, потому что цифровые технологии связаны с данными и сетевыми угрозами.

Тема помогает изучать экономику и рынок труда. Автоматизация меняет содержание профессий, сокращает часть повторяющихся операций и создаёт спрос на новые навыки.

С правом обществознание связывают защита персональных данных, цифровые права и ответственность за решения автоматизированных систем. Производство технологий также требует учитывать экологические последствия и безопасность человека.

Что запомнить

• Новые технологии возникают на основе развития науки, техники и способов обработки информации.
• Цифровые технологии позволяют быстро хранить, обрабатывать и передавать большие объёмы данных.
• Искусственный интеллект решает отдельные интеллектуальные задачи с помощью алгоритмов и данных.
• Робот объединяет датчики, программу управления и исполнительные механизмы.
• Био- и нанотехнологии позволяют целенаправленно изменять живые системы и свойства материалов.
• Технологии расширяют возможности человека, но требуют оценки рисков, соблюдения закона и ответственности.