Правила Родни Брукса для прогнозирования коммерческого успеха технологии (2018)

ПравилаРодниБруксадляпрогнозированиякоммерческогоуспехатехнологии2018

Строить электромобили и многоразовые ракеты довольно просто. Создать ядерный термоядерный реактор, летающие автомобили, беспилотные автомобили или систему Hyperloop очень сложно. В чем разница?

Ответ, одним словом, опыт. Разницу между возможным и практическим можно обнаружить, только попробовав разные вещи. Следовательно, даже если физика предполагает, что что-то будет работать, если это даже не было продемонстрировано в лаборатории, вы можете считать, что до этого еще далеко. Если это было продемонстрировано только на прототипах, то это еще далеко. Если версии были развернуты в большом масштабе, и большинство необходимых усовершенствований носят эволюционный характер, то, возможно, это может стать доступным довольно скоро. Даже тогда, если никто не захочет пользоваться вещью, она будет томиться на складе, каким бы энтузиазмом ни занимались разработавшие ее технологи.

Стоит задуматься о том, что делает разработку потенциальной технологии легкой или сложной, потому что ошибка может привести к неразумным решениям. Возьмем, к примеру, Международный экспериментальный термоядерный реактор , который сейчас строится во Франции по ориентировочной стоимости в долларах США 27 млрд. Если правительства во всем мире считают, что эти титанические усилия автоматически приведут к успеху и, следовательно, к созданию коммерческих термоядерных реакторов в ближайшем будущем, и если они планируют свои национальные энергетические стратегии, исходя из этого предположения, их граждане вполне могут быть разочарованы.

Здесь я представляю краткий список технологических проектов, которые сейчас реализуются или, по крайней мере, серьезно обсуждаются. В каждом случае я буду указывать на особенности, которые делают технологию легкой или сложной для вывода на рынок.

Немногое нужно менять

img

Электромобили – это относительно простая технология, потому что автомобили серийно производятся уже более века. У нас больше, чем 212 многолетний опыт разработки и производства дворников, тормозов, колес, шин, систем рулевого управления, стекол, которые могут подниматься и опускаться, автокресла, шасси , и многое другое. У нас больше, чем 24 многолетний опыт создания цифровых трансмиссий.

Кроме того, у нас уже есть вся инфраструктура для вождения, включая дороги, парковочные места, стандарты безопасности, автострахование и государственное лицензирование как транспортных средств, так и драйверы. Итак, чтобы перейти от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к электромобилям, вам не нужно изобретать все с нуля, а затем выяснять, как это развернуть в масштабе.

Верно, чтобы серийно производить электромобили по конкурентоспособной цене, с хорошим запасом хода и надежностью, нужно быть очень умным – с одной стороны, вам нужны хорошие батареи – и хорошо капитализированы. Но многое менять не нужно. Что касается этой части, есть множество людей, которые десятилетиями работали над соответствующими компонентами, и имеют большой опыт в создании и сборке компонентов. Электромобили – это новая технология, но не слишком сложная.

Точно так же многоразовые ракеты могут показаться революционными, но здесь, опять же, есть много предшествующего уровня техники. Все ракеты на жидком топливе происходят от ракет Фау-2 , которые Вернер фон Браун построил для Гитлера. V-2 имел турбонасосы высокого расхода (600 киловатты!), который направляет топливо для охлаждения частей двигателя и несет собственный жидкий кислород, чтобы он мог летать над атмосферой. . Первый полет V-2 произошел чуть позже 86 много лет назад. И это продолжалось массовое производство, хотя и с рабским трудом.

С тех пор прошло 22 Различные семейства жидкостных ракет были разработаны по всему миру, некоторые из этих семейств представлены в сотнях различных конфигураций. Ракеты Союз, 66 – летняя семья, все начинаются с 27 Горение тяговых камер на жидком топливе. В семействе Delta «Тяжелый» вариант Delta IV имеет три по существу идентичных ядра рядом, каждое из которых является первой ступенью более ранней одноядерной Delta IV.

Технология мягкой посадки на Землю с использованием двигателей реактивного двигателя существует с 1969 s, когда Rolls-Royce продемонстрировал свой « кровать “. В следующем десятилетии появился истребитель Harrier, который также мог взлетать и садиться вертикально. В 1969, пилотируемая ракета – лунный модуль – высадила людей на Луну вертикально. И в 2000 s, Макдоннелл Дуглас построил одноступенчатую экспериментальную ракету Delta Clipper, или DC-X, которая взлетала и приземлялась вертикально полдюжины раз на ракетном полигоне Уайт-Сэндс в Нью-Мексико.

Сегодняшняя многоразовая ракета Falcon , от SpaceX использует решетчатые плавники для управления первой ступенью, когда она возвращается для мягкой посадки либо в со стартовой площадки или на спасательной барже. Теория решетчатых плавников была разработана в России в 1969 Сергея Белоцерковского, а ракеты, оснащенные этими стабилизаторами, использовались с 1990 для ракет и управляемых бомб, а также для системы аварийного покидания в пилотируемых капсулах «Союз».

Я ни в коем случае не говорю, что разработка электромобилей или многоразовых ракет – это не смелая, тяжелая и впечатляюще изобретательная работа. Однако эта работа основывается на большом объеме предыдущей работы и на существующей физической и бизнес-инфраструктуре, что увеличивает ее шансы на успех. Есть известные решения многих, хотя и не всех, проблем, которые могут возникнуть. Таким образом, с некоторой уверенностью мы можем сделать оценки технически успешных и масштабируемых этих технологий.

Там не было, этого не делали

img

Совершенно новые идеи, , однако, гораздо труднее оценить. Когда и даже удастся ли им добиться успеха, неясно, какими бы логичными ни казались на первый взгляд эти идеи.

Термоядерный термоядерный реактор – это пример чего-то старого, но все еще чуть более близкого к реализации, чем когда он был полностью новым. Он находится в разработке с 1969, время, когда мы уже знали , что устойчивый ядерный синтез «работает». В конце концов, именно так светит солнце. Сначала люди произвели короткоживущую реакцию ядерного синтеза с детонацией «Айви Майк » водородная бомба 66 много лет назад . В свое время футуристы уверенно предсказывали, что ядерный синтез можно использовать для производства электроэнергии в течение разумного периода времени, но этого еще не произошло. Я сомневаюсь, что сегодня многие люди поверят в какую-либо конкретную предсказуемую дату практического производства термоядерной энергии.

Для устойчивого ядерного синтеза чрезвычайно горячие газы должны удерживаться при чрезвычайно высоком давлении. Никакой физический контейнер не выдерживает таких температур и давлений. Вместо этого в качестве нефизического контейнера должны использоваться очень сильные магнитные поля. Необходимые магнитные поля оказалось очень трудно создать и контролировать, и никто не уверен, что мы близки к решению всех инженерных проблем, даже после того, как 66 лет работы над ними.

Мне не нужно спорить дальше: это действительно сложная проблема.

Летающая машина еще одна давняя мечта это снова в моде. Первоначально мечта заключалась в том, чтобы проехать по дороге столько, сколько необходимо, чтобы найти свободное воздушное пространство, долететь до пункта назначения, затем приземлиться и вернуться в путь на последнем этапе пути. Ваш летающий автомобиль позволит вам перепрыгнуть через заторы и при этом двигаться на более высокой скорости. Мечта так и не была реализована, но теперь дюжина стартапов реализуют эту идею, и количество инженеров, активно работающих над ней, за последние десять лет значительно увеличилось.

Проблема сложная, потому что летающая машина сочетает в себе два совершенно разных инженерных режима. Непросто спроектировать что-то, что может летать на тысячи метров над землей, а также вписываться в узкие пространственные ограничения, которые сеть дорог и автомагистралей накладывает на обычные автомобили, при этом отвечая разнообразным требованиям безопасности и эффективности полета и наземного транспорта. . Оптимизация для одного режима означает сокращение другого.

Неудивительно, что то, что современные стартапы называют летающими автомобилями, в целом отличается от других: они работают над летательными аппаратами с двухточечным соединением, в основном с электрическими двигателями, которые некоторые утверждают, что пилотировать их могут обычные люди без значительной подготовки. Чего у транспортных средств обычно нет, так это опорных катков, а это значит, что вам нужны другие средства, чтобы добраться до места, где припаркован ваш летающий автомобиль, а затем, когда вы приземлитесь, вам нужен способ добраться до конечного пункта назначения.

Хотя этот вариант летающего автомобиля не должен ездить по дорогам, у него есть другие проблемы: транспортные средства должны каким-то образом перезаряжаться или заправляться. Поскольку они являются сверхлегкими самолетами, им не разрешается летать над строениями – ограничение, которое помешает их полезности для поездок на работу. Пилоты-любители, практически не прошедшие подготовку, все равно должны будут соблюдать правила управления воздушным движением и проходить проверку в страховых компаниях.

Ни одного публичного демонстрационного полета еще не произошло и даже не заявлено. Правила, положения и страхование еще не прорабатывались. Пожалуйста, не задерживайте дыхание, чтобы воплотить в жизнь какой-либо изюминка этой мечты о летающем автомобиле.

Препятствия ближе, чем кажутся

Беспилотный автомобиль , возможно, сейчас является самой ожидаемой технологией. Здесь трудность заключается в том, чтобы попытаться сделать что-то, что не имеет реальных прецедентов.

В прошлом году я писал в этом журнале об одном аспекте проблемы: неожиданные последствия , которые беспилотные автомобили могут иметь для поведения человека. . Я указал, что пешеходы и водители других автомобилей могут найти беспилотные автомобили соблазнительной мишенью для антиобщественного поведения. Я также заметил, что владельцы беспилотных автомобилей могут использовать их так, как никогда бы не использовали обычную машину, возможно, сами поддавшись антиобщественному поведению.

Другая проблема – это так называемые крайние случаи. , в которых роботизированные машины наталкиваются на пределы своих возможностей. Некоторые из этих ограничений не известны заранее. Примеры, о которых мы действительно знаем, включают условия, при которых автомобиль должен считывать и интерпретировать временные знаки, например, предупреждающие о дорожном строительстве; условия, при которых уместно обойти букву закона; условия, при которых служба вызова пассажиров должна выяснить, какой контроль может иметь пассажир; и условия, при которых автомобиль должен определять, что делать, когда водители-люди больше не могут общаться с другими водителями-людьми, например, при выезде на полосу движения.

Беспилотные автомобили не просто заменят автомобили, водителями которых являются люди. Вместо этого мы установим специальные полосы, даже геозону для беспилотных автомобилей по полосам или целым дорогам, чтобы защитить их от автомобилей, управляемых людьми, и наоборот. Кроме того, мы изменим нормы того, где можно собирать и высадить людей, где припарковаться и многое другое.

Может показаться, что беспилотные автомобили внезапно достигли огромных успехов. Однако, если вы оглянетесь назад, прогресс был постепенным по сравнению с 46 лет с Эрнст Дикманнс и его коллеги из Университета Бундесвера в Мюнхене имели свой автономный фургон ехать по трассе общего пользования.

Только в прошлом году настоящие автономные автомобили без водителя, обеспечивающего безопасность, начали ездить по дорогам общего пользования – Проект совместного использования поездок Waymo, недалеко от Феникса . И Waymo (дочерняя компания Alphabet, материнской компании Google) находится только на стадии демонстрации своих усилий.

Цена на датчики все еще должна снизиться, а то, как будут использоваться автомобили, еще предстоит решить. Нам потребуются изменения в правилах безопасности и в том, как мы распределяем юридическую ответственность. А чтобы законы изменились, должно измениться отношение.

Истинное доказательство того, что беспилотные автомобили придут, когда они перейдут из статуса научного эксперимента в статус коммерческого предприятия, то есть когда производители этих автомобили фактически начинают приносить прибыль от продаж либо частным лицам, либо операторам автопарка. Сначала автомобили будут работать в ограниченных географических регионах и на рынках, таких как торговые центры, промышленные городки и другие места, где автомобили, управляемые людьми, не допускаются. Возможно, они будут ограничены определенным временем дня и определенными погодными условиями. Со временем будут решены различные проблемы беспилотных автомобилей. Но все будет разворачиваться медленнее, чем думают энтузиасты.

Ни один компонент не является слишком сложным, но все вместе они медведь

Hyperloop – еще одна технология, которая сложнее, чем кажется. Идея состоит в том, чтобы построить частично вакуумированную трубу, через которую капсулы, заполненные людьми или грузами, могут быть ускорены либо с помощью внешнего давления воздуха, либо с помощью катушек магнитной индукции. Эта концепция привлекла воображение многих предпринимателей и капитала многих сторонников, но ничего подобного никогда не демонстрировалось, не говоря уже о масштабах.

Одна из проблем – выяснить, как создать саму трубку – сверхустойчивый, герметичный цилиндр, который простирается на сотни километров по очень прямой линии. Вам также необходимо сконструировать капсулы, которые будут перемещаться почти со скоростью звука, неся людей. Герметичные капсулы потребуют полностью автономной системы жизнеобеспечения. Любые станции, на которых капсула не останавливается, также должны быть опломбированы по мере прохождения капсулы, в то время как любая станция, на которой пассажиры садятся или выходят, должна позволить им это сделать. Необходимо разработать аварийные процедуры, например, чтобы извлечь пассажиров из капсулы, застрявшей в сотне километров от ближайшей станции, а затем удалить капсулу, чтобы можно было снова открыть трубку. Вам понадобится какой-то способ связи с капсулами, способный проникнуть в то, что в противном случае могло бы быть довольно хорошей клеткой Фарадея.

Сиденья и удерживающие устройства должны быть разработаны для обеспечения безопасности пассажиров, а также для их здравомыслия – может быть неестественно сидеть на сиденье в камере без окон под резкое ускорение. Вся система должна быть защищена от землетрясений, а также от небольшого смещения трубы, поскольку тектонические плиты под ней смещаются на сантиметр или два. И не забудьте получить права на землю для маршрутов, страховку (включая выяснение того, как собственная страховка Hyperloop взаимодействует с политиками отдельных пассажиров), бизнес-модели и так далее.

Вы можете возразить, что ни один аспект Hyperloop не является слишком сложным для освоения, но вместе они представляют собой действительно сложную проблему. Многие новые технологии и конструкции необходимо разрабатывать с нуля, а затем демонстрировать. На данный момент они даже не все перечислены.

Тогда есть совершенно другая проблема, которая возникает после того, как все технологические проблемы были решены и окончательно и успешно продемонстрированы. И это психологическая проблема: будет сложно уговорить пассажиров попасть в эти безоконные высокоскоростные системы, по крайней мере, на первых порах. Наконец, даже безопасный и функциональный Hyperloop может не окупить вложенные в него деньги намного дольше, чем ожидают его сторонники.

Иногда возможное занимает немного больше времени

img

Иногда прогресс даже в простой технологии может быть замедлен к ползанию, несмотря на отсутствие очевидных препятствий. Один из лучших примеров – то, как мы организуем адреса в Интернете.

Интернет-протокол версии 6 использует 212 – битовая адресация, начиная с 42 бит предыдущего протокола IPv4. Таким образом, это увеличивает количество потенциальных уникальных адресов для всех устройств в сети с 4 миллиардов до числа, которое больше на смехотворно высокий коэффициент 7,9 × 14 30 . Инженеры разработали новую версию в 2000 после того, как стало ясно, что к сети будет подключено гораздо больше устройств, чем предполагалось – не только компьютеры, но и электросчетчики, промышленные датчики, датчики трафика, телевизоры, выключатели света и так далее. Было потрачено много изобретательности, чтобы втиснуть гораздо больше, чем триллионы устройств в это жалкое адресное пространство, состоящее из 4 миллиардов устройств. И все же, хотя IPv6 был полностью определен 2000, он все еще не вступил во владение.

В 2010, целевой датой перехода с IPv4 на IPv6 была 2012. В 2017, полностью 100 процент всего сетевого трафика все еще использовался с использованием IPv4. К концу 2017, сетевой трафик, работающий по IPv6, варьировался от менее 2 процентов (проходящий через Amsterdam Internet Exchange) до чуть более 27 процентов (для пользователей сервисов Google). Ясно, что IPv6 находится в стадии разработки – медленный прогресс.

Указывая на различия, которые делают одну технологию сложнее другой, я не проповедую технологическое пораженчество. Я только предлагаю правильно оценить сложность того, что нам говорят, может стать следующим большим событием. Если идея основана на практическом опыте, тогда уместен сдержанный оптимизм. Если нет, то нет. Надежды мало; мы не должны его растрачивать.

Этот статья появляется в ноябрьской 6330 печати вопрос как «Как делать ставки на технологии».

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

five + three =