ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Међу онима који читају овај текст, наравно, има много стручњака. И, наравно, свако је добро упућен у своје области и има добру процену перспектива различитих технологија и њиховог развоја. Истовремено, историја (која „учи да ничему не учи“) познаје много примера када су стручњаци самоуверено давали различите прогнозе и промашили са веома великом разликом: 

  • „Телефон има превише недостатака да би се озбиљно сматрао средством комуникације. Уређај за нас нема никакву вредност“, написали су стручњаци. Вестерн Унион, тада највеће телеграфске компаније 1876. године. 
  • „Радио нема будућност. Летелице теже од ваздуха су немогуће. Испоставиће се да су рендгенски снимци превара“, рекао је он Вилијам Томсон Лорд Келвин 1899. и може се, наравно, нашалити да су га британски научници љуљали још у XNUMX. веку, али ћемо још дуго мерити температуру Келвинима и нема разлога да сумњамо да је уважени лорд био добар физичар. 
  • „Ко дођавола жели да чује глумце како причају?“ Харри Варнер, који је 1927. основао Ворнер Брадерс, једног од водећих филмских стручњака тог времена. 
  • „Не постоји разлог зашто некоме треба кућни рачунар,“ Кен Олсон, оснивач компаније Дигитал Екуипмент Цорпоратион 1977. године, непосредно пре појаве кућних рачунара...
  • Данас се ништа није променило: „Нема шансе да ће иПхоне добити значајан удео на тржишту“, написао је извршни директор Мајкрософта за УСА Тодаи Стеве Баллмер априла 2007. пре тријумфалног успона паметних телефона.

Човек би се радо смејао овим предвиђањима да ваш понизни слуга, на пример, није био озбиљно погрешио на свом пољу. И да нисам видео колико их има, многи стручњаци греше. Уопштено говорећи, постоји класик „ово се никада раније није догодило, а ево га поново“. И опет. И опет. Штавише, стручњаци и специјалисти осуђени на грешке У многим случајевима. Поготово када су у питању ти проклети експоненцијални процеси. 

О мој, овај излагач

Први проблем са експоненцијалним процесима је чак и сазнање колико брзо расту у математичком смислу (у истом временском периоду њихови параметри се мењају исти број пута), на свакодневном нивоу изузетно је тешко замислити такав раст. Класичан пример: ако се померимо један корак напред, онда ћемо у 30 корака прећи 30 метара, али ако сваки корак расте експоненцијално, онда ћемо за 30 корака обићи глобус 26 пута („Двадесет шест пута, Карле!!! ”) дуж екватора:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Како размишљати експоненцијално и боље предвидети будућност

Питање за програмере: коју константу дижемо на степен у овом случају?

ОдговорКонстанта је једнака 2, тј. удвостручавање на сваком кораку.
Када процес расте експоненцијално, то резултира брзим масивним променама које су јасно видљиве голим оком. Одличан пример пружа Тони Себа. Године 1900, на Петој авенији у Њујорку, било је тешко видети усамљени аутомобил међу коњским запрегама:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
А само 13 година касније, у истој улици, једва се може видети усамљена коњска запрега међу колима:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

Сличну слику видимо, на пример, са паметним телефонима. Прича Нокиа, која је носила један талас и дуго била лидер са великом разликом, али није могла да се уклопи у следећи талас и скоро моментално је изгубила тржиште (погледајте одлична анимација са тржишним лидерима по годинама) веома је поучна.


Сви компјутерски стручњаци знају Муров закон, који је заправо формулисан за транзисторе и важи већ 40 година. Неки другови га генерализују на вакумске цеви и механичке уређаје и тврде да је радио 120 година. Погодно је приказати експоненцијалне процесе са логаритамском скалом, на којој они постају (скоро) линеарни и јасно је да таква генерализација има право да постоји:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Овај и следећа два графикона из Муров закон преко 120 година  

На линеарној скали, раст изгледа отприлике овако:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

И ту се постепено приближавамо другој заседи експоненцијалних процеса. Ако је раст био овакав већ 120 година, да ли то значи да ће наша експоненцијална стопа остати иста још најмање 10 година?

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

У пракси се испоставља да не. У свом чистом облику, стопа раста рачунарства се успорава већ неколико година, што нам омогућава да говоримо о „смрти Муровог закона“:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор:  Како се Муров закон завршава, хардверско убрзање заузима централно место

Штавише, занимљиво је да ова крива може не само да се исправи, већ и да се подигне са новом снагом. Твој понизни слуга детаљно описао како би се то могло догодити. Да, биће и других прорачуна (нетачних неуромрежних), али на крају, ако су нетачни абакус и механички калкулатори проширили скалу на 120 година, онда су неуронски акцелератори тамо сасвим прикладни. Међутим, скрећемо пажњу.

Важно је то схватити експоненцијални раст може престати због техничких, физичких, економских и друштвених разлога (списак је непотпун). И ово је друга велика заседа експоненцијалних процеса - да се тачно предвиди тренутак када крива почиње да напушта експоненцијалну. Грешке у оба смера су овде веома честе.

Укупно:

  • Прва заседа експоненцијалног раста је да индикатор неочекивано брзо расте чак и за специјалисте. А потцењивање експоненцијалног је традиционална грешка која се понавља изнова и изнова. Као што су прави строги професионалци рекли пре 100 година: „Тенкови, господо, су мода, али коњица је вечна!“
  • Други проблем са експоненцијалним растом је тај што се у неком тренутку (понекад после 40 или 120 година) завршава, а такође није лако тачно предвидети када ће се завршити. Па чак и Муров закон, на чијој су смртној постељи многи технички новинари оставили отиске копита, може да се врати на дужност са новом снагом. И неће изгледати довољно! 

Експоненцијални процеси и заузимање тржишта

Ако говоримо о видљивим променама око нас и тржишта, занимљиво је видети како су различите технологије освојиле тржиште. Најпогодније је то учинити на примеру Сједињених Држава, где се више од 100 година релативно прецизно воде различите врсте тржишне статистике: 

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Ви сте оно што трошите 

Веома је занимљиво и поучно видети како је удео домова са жичним телефонима постепено растао, а затим нагло опао за четвртину током година Велика депресија. Порастао је и удео кућа са струјом, али знатно мање опао: људи нису били спремни да се одрекну струје, чак ни када није било довољно новца. А ширење кућног радија једва да је уопште осетило велику економску кризу, све су занимале најновије вести. И, за разлику од телефона, струје или аутомобила, радио нема накнаде за коришћење. Иначе, успон личних аутомобила, који је прекинула Велика депресија, обновљен је тек након 20 година, фиксни телефони су враћени након 10 година, а електрификација кућа - након 5 година.

Јасно се види да је ширење клима уређаја, микроталасних пећница, рачунара и паметних телефона било много брже од ширења нових технологија раније. Са удела од 10% до 70%, раст се често дешавао за само 10 година. Технологијама са почетка века често је требало више од 40 година да постигну исти раст. Осетите разлику!

Нешто смешно за аутора лично. Замислите како су машине за прање веша и машине за сушење веша расле прилично синхроно од 60-их година. Смешно је да су ови други код нас готово непознати. А ако се у САД од неког тренутка обично купују у пару, онда наши гости врло често постављају питање: „Зашто су вам потребне две машине за прање веша?“ Морате да одговорите озбиљним погледом да је други у резерви, у случају да се први поквари. 

Такође обратите пажњу на опадајући удео машина за прање веша. У том тренутку су се веома рашириле јавне перионице у које се могло доћи, убацити веш у машину, опрати га и отићи. Јефтино. Слични предмети су и даље веома чести у Сједињеним Државама. Ово је пример ситуације у којој пословни модел одређеног тржишта мења стопу продора технологије и структуру продаје (скупе професионалне машине против вандализма се продају боље).

Убрзање процеса је посебно приметно последњих година, када је масовни продор технологија постао „тренутни“ по стандардима раног 20. века (за 5-7 година):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Растућа брзина технолошког усвајања (графика на линку је интерактивна!)

Истовремено, брзи успон једне технологије често је пад друге. Пораст радија значио је притисак на новинско тржиште, пораст микроталасних пећница смањио је потражњу за пећницама на гас, итд. Понекад је конкуренција била директнија, на пример, пораст касетофона драматично је смањио потражњу за винил плочама, а пораст ЦД-ова смањио је потражњу за касетама. А торрент их је све убио растом дигиталне дистрибуције музике, приходи индустрије су пали за више од 2 пута (графикон је окружен жалосним црним оквиром):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: ПРАВА Смрт музичке индустрије 

Исто тако, број снимљених фотографија експоненцијално расте, штавише, у последње време са преласком на дигитално, стопа раста је значајно порасла. Стога је „смрт“ аналогних фотографија била „тренутна“ по историјским стандардима:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Пун драме историја Кодака, који је иронично измислио дигитални фотоапарат и пропустио експоненцијални успон дигиталне фотографије, изузетно је поучан. Али главна ствар коју историја учи је да ничему не учи. Дакле, ситуација ће се понављати изнова и изнова. Ако је веровати статистици - са убрзањем.

Укупно: 

  • Много користи од предвиђања може се добити проучавањем убрзања и успоравања тржишта у последњих 100 година.
  • Стопа иновација се у просеку повећава, што значи да ће се повећати број лажних предвиђања. Бити пажљив…

Пређимо на праксу

Ви, наравно, мислите да је све ово прилично једноставно, разумљиво и, уопште, узети све ово у обзир у прогнозама није превише тешко. Узалуд сте... Сад почиње забава... Вежите се?

Недавно је Игор Сечин, извршни директор Росњефта, говорио на Међународном економском форуму у Санкт Петербургу, где је посебно рекао: „Као резултат тога, допринос алтернативне енергије глобалном енергетском билансу остаће релативно мали: до 2040. повећаће се са садашњих 12 на 16%" Да ли неко сумња да је Сечин стручњак у својој области? Мислим да не. 

Истовремено, последњих година удео алтернативне енергије растао је за око 1% годишње, а раст удела је убрзан: 

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Статиста: Удео обновљиве енергије у производњи енергије на глобалном нивоу (овај метод прорачуна је изабран - без хидроелектрана великих размера, јер управо он даје садашњих 12%).

А онда - проблем за 3. разред. Постоји вредност која је 2017. била једнака 12% и расте за 1% годишње. За коју годину ће достићи 16%? У 2040? Јеси ли добро размислио, мој млади пријатељу? Имајте на уму да одговором „у 2021.“ правимо класичну грешку правећи линеарно предвиђање. Има више смисла узети у обзир експоненцијалну природу процеса и направити класична три предвиђања: 

  1. „оптимистичан“ с обзиром на убрзање развоја, 
  2. „просек“ - на основу претпоставке да ће стопа раста бити иста као најбоља година у последњих 5 година 
  3. и „песимистички” – на основу претпоставке да ће стопа раста у просеку бити слична најгорој години у последњих 5 година. 

Штавише, чак и према просечној прогнози, 16.1% биће остварено већ 2020. године, тј. следеће године:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: прорачуни аутора 

Ради бољег разумевања (експоненцијалних процеса), представљамо исте графиконе у логаритамској скали:  

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Они показују да је просечан сценарио прилично тренд, чак и ако га погледате од 2007. године. Укупно, вредност предвиђена за 2040. највероватније ће бити остварена следеће године, или највише за годину дана.

Да будемо поштени, Сечин није једини који овако „греши“. На пример, нафташи БП (Бритисх Петролеум) праве годишњу прогнозу, а већ их се трола да, будући да годинама праве прогнозе, изнова и изнова не узимају у обзир експоненцијалност процеса („Извод? Не, ниси чуо!“). Због тога су морали да повећавају своју прогнозу сваке године дуги низ година:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Неуспех предвиђања / Зашто инвеститори треба да се односе према енергетским прогнозама нафтних компанија са опрезом

Ближе прогнозама Сечина Међународна агенција за енергију (журке са радницима тешке нафте, погледајте цеви у корену руског дела сајта). У принципу, они не узимају у обзир експоненцијалну природу процеса, што доводи до грешка реда величине 7 година, и ову грешку систематски понављају:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Наше прогнозе се нису оствариле и наша обећања су непоуздана (сам сајт ренен.ру, успут, веома добро)

Њихове прогнозе изгледају посебно смешно са новијим подацима (читате и „па, кад ће коначно престати!!!“ у њиховим облинама?):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Фотонапонски раст: реалност наспрам пројекција Међународне агенције за енергију

Ово је заиста контраинтуитивно, али када се предвиђају многи процеси, ефикасније је узети у обзир не линеарну прогнозу за претходни период и не линеарну прогнозу засновану на тренутном деривату, већ промену брзине процеса. Ово даје најтачнији резултат за сличне процесе:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Револуција вештачке интелигенције: Пут до суперинтелигенције 

У литератури на енглеском језику, посебно у пословној аналитици, стално се користи скраћеница ЦАГР (Једињење годишња стопа раста - линк је дат ка вики на енглеском језику, а карактеристично је да нема одговарајућег чланка на руском језику Википедије). ЦАГР се може превести као „сложена годишња стопа раста“. Израчунава се према формули
 
ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
где t0 - почетна година, tn - крај године, и В(т) — вредност параметра, која се вероватно мења по експоненцијалном закону. Вредност се изражава у процентима и означава колико процената одређена вредност (обично неко тржиште) расте током године.

На Интернету постоји много примера како израчунати ЦАГР, на пример, у Гоогле документима и Екцелу:

Хајде да направимо кратку мајсторску класу под мотом „помозимо Сечину“, узимајући податке нафтне компаније БП (као нижу процену). За заинтересоване се налазе и сами подаци у овом Гоогле документу, можете га копирати за себе и израчунати другачије. Глобално, производња из обновљивих извора брзо расте:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Овде и даље на црним графиконима, прорачуни аутора према БП 

Скала је логаритамска и јасно је да сви региони имају експоненцијални раст (ово је важно!), многи са експоненцијалним убрзањем. Очекивано, лидери су Кина и њени суседи, који су претекли Северну Америку и Европу. Занимљиво је да је претпоследњи – Блиски исток – један од региона са највећом производњом нафте на планети, и има највећи ЦАГР међу свима (44% у последњих 5 година (!)). Није изненађујуће повећање реда величине за 6 година, а судећи по изјавама њихових званичника, они ће наставити у истом тону. Бивши министар нафте Саудијске Арабије је још 2000. године мудро упозорио колеге из ОПЕК-а: „Камено доба није завршило јер више није било камења“, а чини се да су ту мудру мисао узели у обзир пре 10 година. ЗНД (ЗНД), као што видимо, је на последњем месту. Стопа раста је, међутим, прилично добра. 

ЦАГР се може израчунати на различите начине. На пример, хајде да направимо ЦАГР за сваку годину од 1965. године, за последњих 5 година и за последњих 10 година. Добићете ову занимљиву слику (укупно за свет):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

Јасно се може видети да се у просеку експоненцијални раст убрзао, а затим успорио. „Московски комсомолет“ и други жути медији у овом случају обично пишу нешто попут „Кинеска економија пада“, што значи „фантастичне стопе раста кинеске привреде успоравају“ и тактично прећуткују чињеницу да успоравају таквим темпом да други могу рећи само сан. Овде је све веома слично.

Покушајмо да предвидимо производњу у 2018. на основу података до 2010. године, узимајући ЦАГР'1965, ЦАГР'10И, ЦАГР'5И и линеарну прогнозу из 2010. у односу на 2009. иу односу на 2006. Добијамо следећу слику:

Линеар'1И Линеар'4И ЦАГР'1965  ЦАГР'10И  ЦАГР'5И 
Обновљива производња у 2018. години, прогноза на основу података до 2010. године 1697 1442  1465  2035  2429 
Став према реалном у 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Грешка прогнозе 100%  100%  100%  100%  2% 

Карактеристичне тачке – ниједна од прогноза се није показала превише оптимистичном, тј. подстрекати свуда. У најоптимистичнијем сценарију са ЦАГР од 15,7%, мањак је био 2%. Линеарне прогнозе су давале грешку од 30-40% (посебно је узет период када је, због успоравања стопа раста, њихова грешка била мања). Нажалост, није било могуће додати Сечинов модел, јер није могуће вратити његову формулу. 

Као домаћи задатак, испробајте бацкцастинг играјући се са различитим ЦАГР-овима. Закључак ће бити очигледан: експоненцијални процеси се боље предвиђају експоненцијалним моделима.

И као трешња на торти, ево прогнозе истог БП, чији („Опрез, стручњаци раде!“) експонент уступа место линеарном расту у прогнози: 

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Удео обновљивих извора у производњи електричне енергије по извору (из БП)

Напомињемо да они уопште не рачунају хидроенергију, која се сврстава у класичан обновљиви извор енергије. Стога је њихова процена још конзервативнија од Сечинове и дају 12% само за 2020. Али чак и ако је база потцењена и експоненцијални раст престане 2020. године, они имају удео од 2040% у 29. Уопште не личи на Сечинових 16%... То је само нека невоља...

Јасно је да је Сечин паметна особа. Ја сам по струци примењени математичар, а не енергетичар, тако да не могу дати квалификован одговор на питање о разлогу тако озбиљне грешке у Сечиновој прогнози. Највероватније је чињеница да ова ситуација заиста мирише на пад цена нафте. И наш велики нафтни брод (ко није слушао ову песму Семјона Слепакова, погледајте) из не баш јасног разлога, постоји стабилан курс за продају сирове нафте у иностранству, а не рафинисаних нафтних деривата. А ако у великој мери искривите прогнозу, онда ово елиминише (на неко време, мора се мислити) непријатна питања. Али као математичар, више бих волео да видим систематску грешку бар на нивоу господе из БП-а који нису чули за деривате. Није ме брига, ја сам на истом броду.

Укупно:

  • Као што сви официри знају, у ратним условима вредност константе π (однос обима круга и његовог пречника) достиже 4, ау посебним случајевима - до 5. Стога, када је то заиста неопходно, прогноза специјалисти демонстрирају БИЛО КОЈЕ вредности које захтевају власти. Препоручљиво је запамтити ово.
  • Експоненцијални процеси се боље предвиђају коришћењем сложене годишње стопе раста, или ЦАГР.
  • Сечинова прогноза на Међународном економском форуму у Санкт Петербургу може се оценити као екстремни степен непоштовања публике или као груба манипулација. Да бирају. Надајмо се да ће бити храбрих људи који ће поставити нека непријатна питања. На пример, зашто је петрохемија широм света веома профитабилна, а руске државне компаније улажу десетине милијарди у „цев“ и извоз сировина, а не у њега? 
  • И на крају, желео бих да се надам да ће неко од читалаца направити страницу о ЦАГР на руској Википедији. Време је, мислим.

Соларна енергија

Хајде да објединимо тему експоненцијалних процеса. Најновији БП графикон показује како је удео „сунца“ нагло скочио 2020. године, па чак и конзервативни БП верује у његову будућност. Занимљиво је да се и ту примећује експоненцијални процес који, као и Муров закон, траје више од 40 година и назива се Свенсонов закон:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Општи смисао је једноставан - цена модула експоненцијално пада, а производња експоненцијално расте. Као резултат тога, ако је пре 40 година то била технологија са космичком (у сваком смислу) ценом електричне енергије, и углавном је била погодна за напајање сателита, онда је данас цена по вату већ пала за око 400 пута и наставља да пада ( ускоро 3 поруџбине). Просечан ЦАГР у вредности је око 16% са повећањем до 25% у последњих 10 година, што се не дешава често.

Као последица тога, ово такође узрокује експоненцијални раст инсталисаног капацитета и производње:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Раст од 10 пута за 7–8 година је веома озбиљан (израчунајте сами ЦАГР, добићете 33–38%(!)). Смешно је, али ако се то не заустави, онда ће само соларна енергија за 100 година генерисати 12% светских потреба за електричном енергијом. Ово се мора одлучно решити. Да би некако успорио ову срамоту у САД, Трамп је прошле године увео огромну (за остала тржишта) царину од 30% на увоз соларних панела. Али проклети Кинези су до краја године смањили цене за 34% (током године!), не само укинувши дажбине, већ и поново учинивши куповину од њих профитабилном. И настављају да граде потпуно роботизоване фабрике са производњом десетина гигавата батерија годишње, изнова и изнова смањујући цене и повећавајући обим производње. То је нека ноћна мора, сложићете се.

Пад цене батерија је такав да последњих година не само да су постале конкурентне без субвенција, већ се граница за њихову исплативу употребу брзо помера на север на северној хемисфери, покривајући и до стотине километара годишње. Штавише, јуче је било важно усмерити батерије под оптималним углом и све то. Прође 3-4 године, а за исту цену може се уградити већа површина батерија једноставно на вертикалне јужне фасаде. Да, они су мање ефикасни, али их је потребно ређе прати и лакше се постављају. А за исту цену уградње, смањење трошкова власништва је важније. 

Опет, Ахилова пета соларне енергије је неравномерна производња електричне енергије, посебно у условима где је ефикасност складиштења далеко од 100%. А онда се испоставља да се са таквом стопом пада трошкова производње једног мегавата врло брзо не покрива само ниска и просечна ефикасност складиштења (односно, може се складиштити на мање ефикасан, али јефтинији начин) , али и трошак уградње батерија (односно за те исте паре можемо да уградимо не само толико мегавата производње, већ и толико мегавата складишта „бесплатно“, што радикално мења ситуацију).

Укупно:

  • Свенсонов закон је приближно исти као Муров закон у смислу ваљаности, иако је ЦАГР мањи. Али тачно у наредној деценији његов ефекат ће постати најуочљивији.
  • Ово је сасвим засебна тема, али захваљујући брзом развоју сунца и ветра, неке сумануте милијарде су уложене у индустријске системе за складиштење енергије у последње 3 године. Наравно, Тесла је ту у првом плану са својим ПоверПацк-ом, што је показало успешни резултати у Аустралији. Радници на гасу забринути. Истовремено, забава још није почела, јер неколико технологија прети да престигне Ли-Ион у паду трошкова складиштења. Међутим, ово је сасвим друга прича, занимаће нас њихов ЦАГР за пар година (сада је фантастично, али ово ефекат ниске базе).

Електрични аутомобили

Озбиљни стручњаци су још 1909. године у веома угледном часопису Сциентифиц Америцан писали: „Чињеницу да је аутомобил практично достигао границу свог развоја потврђује чињеница да у протеклој години није било радикалних побољшања. Прошле године није било радикалних побољшања ни у електричним возилима. Ово даје основу да се са пуним поверењем тврди да је електрични аутомобил дефинитивно већ достигао врхунац свог развоја. 

Још озбиљније, у већини технологија постоји проблем „кокошке и јаја“. Док масовна производња не достигне одређени ниво, увођење низа иновација је изузетно скупо, а, напротив, док се оне не уведу, продаја је успорена. Оне. За превазилажење „дечијих болести“ потребна је одређена масовна производња. И овде је згодно проценити иновативне технологије по нивоу укупне производње по глави становника:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Електрични аутомобили и „врхунац нафте“. Истина у моделу

Нисам стручњак и не знам како ће се електрични аутомобили променити у наредних 15 година. Али ово је дефинитивно производ високе технологије и брзо се мења. А ниво садашњих електричних возила је ниво аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем 1910. и ниво мобилних телефона 1983. Промене на боље (за потрошача) у наредних 15 година биће драматичне. И тада почиње забава. 

Генерално, електричне аутомобиле гурају напред три фактора:

  • Када притиснете гас, летите напред, као у спортском аутомобилу, а цена је приметно нижа него код спортског аутомобила. А електрични аутомобили их престижу на кратким стазама (Тесла Кс престигао Ламборгхини, Тесла 3 престигао Ферари, на пример, из тог разлога Тесла полиција купује) Који руско-амерички полицајац не воли брзу вожњу?
  • Пуњење је веома јефтино, ако не и ништа. Роман Наумов који живи у Канади (@ситх) изазива жарку иритацију, описујући како је он, инфекција, возио 600 км ван града, трошећи 4 долара на гориво (или га уопште није могао потрошити). Илон Маск се, сећам се, жалио да многи богати власници скупих Тесли возе до бесплатног Суперцхаргера, проклетог бесплатног. Укратко, гориво је скоро елиминисано из потрошних ставки.
  • И сви инжењери углас кажу да ће одржавање електричног аутомобила, када се излече дечје болести, коштати знатно мање. ТО ће бити много јефтиније. Само гуме, кажу, морају чешће да се мењају, хабају се...

И, наравно, чињеница да се аутомобил, у принципу, може пунити било где где постоји утичница - ово је револуција. То јест, ако је струја стигла до ваше баке у селу, можете доћи код ње и напунити се, иако дуже. Наравно, нећете моћи да возите сеоски трофеј, али 99. (9)% људи дође у село, а онда ауто и даље стоји тамо. А сутра неће само стајати, већ ће трошити струју по јефтиној сеоској тарифи. 

Наравно, још је мало пуњача, поготово брзих, али... погледајмо графикон:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Инфраструктура за пуњење е-аутомобила постаје главна

Шта? Опет експоненцијални процес? И које! Поставља се питање: како ће се ситуација променити ако се у наредних 10 година број бензинских пумпи повећа 1000 пута („Хиљаду, Карле!“)? (Ово је ЦАГР=100%, тј. удвостручење годишње) Извините, погрешио сам. У наредном КСНУМКС година 1000 пута! (Ово је ЦАГР=137%, тј. брже од годишњег удвостручења). А две од ових 8 година су скоро прошле... А људи из индустрије кажу да у наредних 8 година раст неће бити 3 реда величине, већ бржи, посебно са новом генерацијом виљушки. Да бисте разумели како ће то изгледати, потребно је да дођете у Кину. У ствари, на већини паркинга постоје електричне утичнице и расту као печурке после кише по топлом времену. Чак ће и становници високих зграда допунити гориво за недељу дана на недељном одласку у биоскоп или тржни центар (где је аутомобил још увек паркиран и чека вас неколико сати). А тржни центри са ресторанима ће се борити за посетиоце са електричним аутомобилима (већ се боре у Кини).

Да, цена електричних возила је сада висока. Али батерија ту даје велики удео, а њен трошак пада овако: 

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Поглед иза кулиса о ценама литијум-јонских батерија

Да, сложили су се! Ово је опет експоненцијални процес! А просечан ЦАГР је -20,8%, што је, као што знамо, ВЕОМА високо. Ако је 5% 2 пута у 15 година, али 20% је 10 пута у 12 година („Десет пута, Карл!“):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

Смешно је да овим темпом, за 3-4 године, уместо једне батерије за аутомобил, можете купити две по истој цени. Окачите други у гаражи и он ће вам обезбедити лични компресор. Дођеш кући и напуниш гориво. И то по ноћном курсу. И цела кућа ће се хранити по ноћењу. А нестанак струје у викенд насељу више неће бити брига. И (сећајући се ЦАГР-а „сунца“) - биће могуће поставити соларне панеле на кров. Тамо има добре уштеде, па ће многи рећи: „Кул! Ја ћу га узети! Запакуј!" (углавном у Европа и САД, Сигурно).

На крају крајева, то је невероватна ствар, ови експоненцијални процеси. У наредних 10 година сигурно ћемо видети озбиљан напредак у области електричних возила, а савремени електрични аутомобили ће се доживљавати као ужасно незгодни и бедни. Нема резерве снаге, нема аутопилота, морате носити гомилу адаптера... Рани модели, укратко.

Укупно:

  • Електрична возила су продата у Кини у првој половини 2019 66% више него у првој половини 2018. У исто време, продаја аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем опала је за 12%. То није звоно, то је гонг. 
  • Најпопуларнији међу електричним аутомобилима је, наравно, Тесла. Али скренуо бих вам пажњу на Кинезе БИД. Она вероватно највише изгледа обећавајуће.
  • У Кини су регистарске таблице за електрична возила зелене. Власти обећавају да ће ускоро у данима „црвеног“ смога престати да пуштају све аутомобиле осим електричних у центар Пекинга. Такси компаније купују електрична возила на хиљаде. Аутор се возио у таквом таксију, изгледа импресивно. 

Шта се дешава у ИТ?

Муров закон је постао добро познат јер је трајао са огромним ЦАГР од око 41% скоро 40 година. Који други примери доброг ЦАГР постоје у ИТ? Има их много, на пример, Гоогле-ов раст прихода са ЦАГР од 43% током 16 година:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор:  Гоогле-ов приход од огласа од 2001. до 2018. (у милијардама америчких долара)

Гледајући овај графикон, неки људи (нарочито они чије су апликације забрањене у Гоогле Плаи продавници) осећали су се непријатно. Овде има много тога да се размишља. Прошле недеље, док сам возио аутомобил, паметни телефон је почео упорно да предлаже прелазак на Гугл навигацију, упркос чињеници да сам већ возио са Иандек.Навигатором. Вероватно више немају довољну величину тржишта, али морају да повећају приходе, помислио сам. И такође сам размишљао о томе.

Међутим, постоје и оптимистичнији чисто технички графикони, на пример, приказани у логаритамској скали, смањење цене простора на диску и повећање брзине интернет конекција до 2019. године:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Драстичан пад цена покреће још једну компјутерску револуцију 

Лако је уочити да постоји тежња за достизањем висоравни, тј. стопа раста се смањује. Ипак, деценијама су добро расли. Ако детаљније погледате чврсте дискове, можете видети да је следећи повратак на експонент обично обезбеђен следећом технологијом:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Технологије складиштења за данас и сутра  

Дакле, чекамо да ССД-ови сустигну ХДД-ове и оставе их далеко иза себе.

Такође, са одличним ЦАГР од 59%, цена пиксела дигиталних камера је у једном тренутку пала (Хандијев закон): 

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Хендијев закон

Последњих 10 година такође смо видели експоненцијално смањење величине пиксела камере.  

Такође, са добрим ЦАГР од око 25% (10 пута у 10 година), цена по пикселу конвенционалног екрана опада већ око 40 година, док се осветљеност и контраст пиксела такође повећавају (тј. виши квалитет нуди се по нижој цени). Углавном, произвођачи више не знају где да ставе пикселе. 8К телевизори су већ прилично приступачни, али шта да се покаже на њима је добро питање. Аутостереоскопија може апсорбовати било који број пиксела, али ту постоје нерешени проблеми. Међутим, ово је друга прича. У сваком случају, очаравајуће смањење цене пиксела приближава аутостереоскопију.

Поред тога, експоненцијално ширење многих софтверских услуга:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Технолошке платформе са милијарду корисника 

На пример, АпплеТВ или Фацебоок. И, као што је горе поменуто, захваљујући посебно друштвеним мрежама, брзина ширења иновација се повећава. 

Укупно: 

  • Углавном због експоненцијалних процеса у протеклих 20 година, ИТ компаније су у великој мери потиснуле друге на листи највећих компанија на свету. И немају намеру да стану (шта год то значило).
  • Побољшања у већини технологија у ИТ су експоненцијална. Штавише, класична су кривине у облику слова С, када у истој области једна технологија замењује другу, сваки пут изазивајући још један повратак на експоненцијалну стопу.

Неуронске мреже 

Неуронске мреже су постале изузетно популарне у последње време. Погледајмо број патената на њих последњих година:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Проклетство... Опет изгледа као излагач (иако је временски период прекратак). Међутим, ако посматрамо стартапе током дужег периода, слика је приближно иста (14 пута у 15 година је ЦАГР од 19% - веома добро):

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: АИ индекс, новембар 2017 (да, да, знам шта ће бити у наредне 3 године) 

Истовремено, неуронске мреже у многим областима једногласно показују боље резултате од просечне особе:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Мерење напретка истраживања вештачке интелигенције

И добро, када је резултат на ИмагеНет-у (иако је директна последица нова генерација индустријских робота), али у препознавању говора иста слика:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Мерење напретка истраживања вештачке интелигенције

У ствари, неуронске мреже су управо надмашиле просечну особу у препознавању говора и на добром су путу да их надмаше у свим уобичајеним језицима. У чему, као што смо писали, раст брзине акцелератора неуронских мрежа ће вероватно бити експоненцијалан

Како се шале на ову тему, недавно смо мислили: да, ускоро ће роботи моћи да изводе трикове на нивоу мајмуна, а претпостављало се да је то веома далеко од нивоа глупе особе, па чак и више Ајнштајн:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Револуција вештачке интелигенције: Пут до суперинтелигенције 

Али одједном се испоставило да је ниво обичног човека већ достигнут (и наставља да се достиже) у многим областима), а до нивоа ретког генија (као што су показала такмичења са особом у шаху и Гоу) раздаљина се одједном показала мањом од очекиване:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса

Извор: Мерење напретка истраживања вештачке интелигенције

У шаху су изванредни људи претекли пре 15-ак година, у Го - Пре три године, а тренд је очигледан:

ЦАГР као проклетство специјалиста, или грешке у предвиђању експоненцијалних процеса
Извор: Револуција вештачке интелигенције: Пут до суперинтелигенције 

Као што је легендарни генерални директор Генерал Елецтрица Џек Велч једном рекао: „Ако је стопа промене споља већа од брзине промене унутра, крај је близу. Оне. Ако се компанија не мења брже него што се мења ситуација око ње, она је у великом ризику. Нажалост, напустио је функцију пре 18 година и од тада се ГЕ-јева срећа погоршала. ГЕ не прати промене.

Сећајући се предвиђања стручњака из Вестерн Униона о телефону, предвиђања Лорда Келвина, тржишних процена за кућне рачунаре Дигитал Екуипмент и Мицрософт паметне телефоне, у односу на Сечинове прогнозе, оправдано сам забринут. Јер историја се понавља. И опет. И опет. И опет.

Многи специјалисти, након што проуче своју област на институту/универзитету, престају да се даље развијају. А прогнозе се праве коришћењем технологија прошлог века (у сваком смислу). Последњих година ме мучи питање: колико брзо ће неуронске мреже заменити стручњаке који не знају да примењују ЦАГР? И заиста желим да направим прогнозу, и бојим се да не грешим. Као што разумете, ка дну.

Али озбиљно, брза брзина промена је као ветар. Ако знате правилно да намјестите једра (а једрилица се придржава), онда вас ни чеони вјетар неће спријечити да кренете напријед, па чак и ако је у леђа, па чак и са великим ЦАГР!!!

Срећан ЦАГР свима који су завршили читање!

УПД
Хабраеффецт и даље ради! На дан објављивања овог материјала појавио се чланак о ЦАГР на руској Википедији! Пример још није преведен, али почетак је већ направљен. Додатно можете видети ради се о новцу или овде о технологијама са елементима заваравања инвеститора

ЗахвалницеЖелео бих да се искрено захвалим:

  • Лабораторија компјутерске графике ВМК Московски државни универзитет. М.В. Ломоносова за допринос развоју компјутерске графике у Русији и шире,
  • лично Константин Кожемјаков, који је учинио много да овај чланак буде бољи и јаснији,
  • и на крају, велико хвала Кирилу Малишеву, Егору Скљарову, Ивану Молодецких, Николају Оплачку, Јевгенију Љапустину, Александру Плошкину, Андреју Москаленку, Ајдару Хатијулину, Дмитрију Клепикову, Дмитрију Коновалчуку, Максиму Великанову, Александру Јаковенку и Јевгенију Купцу за велики број практичних коментари и измене које су учиниле овај текст много бољим!

Извор: ввв.хабр.цом

Додај коментар