Новейшее оружие россии

Вырвется ли Россия в лидеры

Несмотря на то что Россия пока не может претендовать на звание международного технологического лидера, но за последние 30 лет страна существенно усилила свои позиции и сократила отрыв от Запада. Однако, в то время как только треть российских исследователей работают над технологиями пятого поколения, в США до 10% уже перешли на шестое. При успешном выполнении стратегических планов в ближайшее десятилетие РФ может сравняться с ведущими странами по технологическому развитию, но для опережения потребуются собственные «громкие» прорывы.

Для этого нужно не только наличие кадров, ресурсов и средств, но и перестроение менталитета. Так как сейчас в большинстве случаев перспективную идею стремятся сделать своей или уничтожить, чтобы избавиться от конкурента. Существует множество исторических фактов, когда, не найдя поддержки, отечественные изобретатели прекращали вести разработки или реализовывали их в другой стране.

текст: Иван Маличенко, фото: Pixabay, корпорация «Ростех» 

Кванты и медицина: совершенные квантовые компьютеры и фокус на персонализацию

Руслан Юнусов, руководитель проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом», глава Национальной квантовой лаборатории:

Согласен с тем, что за последний год в стране произошло много событий, которые способствовали развитию технологий в самых различных отраслях. Одним из наиболее масштабных я бы назвал утверждение правительством России дорожных карт по развитию квантовых вычислений и квантовых коммуникаций — фактически, эта поддержка стала точкой старта в развитии целой индустрии. В ноябре 2020 года также была запущена Национальная квантовая лаборатория — консорциум, который собрал ключевых участников российского квантового сообщества, чтобы систематизировать всю работу, консолидировать усилия и действовать слаженно и сообща.

Если говорить о трендах, то первое, что видно невооруженным взглядом — квантовые компьютеры становятся все более совершенными. Уже в 2021 году появятся компьютеры с количеством кубитов более 100 и с увеличенной точностью операций. А в 2023 году, согласно планам развития таких компаний, как IBM и Google, мы увидим квантовые компьютеры на основе 1000 кубитов, что станет отправной точкой для появления систем, состоящих из миллиона кубит к концу десятилетия.

Индустрия 4.0

Что надо знать о квантовых вычислениях

Мы видим рост заинтересованности крупных компаний к развитию квантовых технологий. По состоянию на сентябрь 2020 года, согласно анализу S&P Global Market intelligence, 4% крупных компаний, представленных в списке Fortune, уже начали пилотные исследования в области квантовых вычислений, а 35% изучают такую возможность. В течение ближайших трех лет доля таких компаний вырастет до 13% и 68%.

Последний тренд, тесно связанный с предыдущим. Если в годы становления новой области важнейшую роль в организации и финансировании исследований играло государство, то тенденцией последних лет стало укрепление государственно-частного партнерства в области квантовых разработок.

Однако сложностей тоже хватает. Помимо инженерных (заставить кубиты стабильно сохранять когерентное состояние — то есть находиться в суперпозиции), они касаются формирования устойчивого спроса на технологии. Квантовые вычисления будут нужны компаниям, которым необходимо обрабатывать много данных или решать сложные расчетные задачи. Но предприятиям необходимо четко понимать, когда, каким образом и в каких задачах квантовые технологии принесут преимущества бизнесу. Именно по этой причине крупные компании инициируют создание и поддержку центров компетенций, что приводит к накоплению опыта и решению соответствующих проблем.

Главное, на чем надо акцентировать внимание — это, как всегда, люди. Уже сейчас в мире заметен глобальный дефицит квалифицированных кадров в квантовой отрасли, поскольку критическим требованием является наличие квалификации и знаний в широкой междисциплинарной области, включающей классическую и квантовую физику, электрическую инженерию и компьютерные науки

Важным конкурентным преимуществом России является обширная русскоязычная научная диаспора за рубежом, однако критически необходима подготовка молодых кадров и внутри страны.

Вадим Федотов, CEO bioniq:

Безусловно, 2021 год был успешен для России с точки зрения развития технологий в области HealthTech. Ключевым событием, повлиявшим на развитие инноваций, стала пандемия.

На мой взгляд, сегодня в медицине существует два главных тренда:

• использование данных;
• персонализированный подход.

При этом один вытекает из другого. Так, увеличение объема получения и обработки данных позволяет переходить в более персонализированные услуги. Что, в свою очередь, способствует решению вопросов на более ранней стадии заболевания. Иными словами, профилактика лучше лечения.

Конечно, на пути к полноценному развитию нашей отрасли есть и трудности. Основная сложность заключается в том, что исторически система сбора персональных данных и информации была не полностью подготовлена к стремительной интеграции в онлайн. Поэтому здесь все еще нужен системный подход.

Производство микросхем в России

Также помимо крупных производств в России есть несколько мелких с технологиями уровня 1,5-10 мкм (для Роскосмоса и ко), но они не выполняют коммерческие заказы и информации по ним очень мало. Так что общее количество заводов подсчитать сложно.

Микрон и Ангстрем используют оборудование, купленное у ST, AMD и IBM. На Микроне уже реально производятся микросхемы по нормам 90 нанометров на 200-мм пластинах (SRAM и Эльбрус). Техпроцесс 65 нм неспешно доводят, первый опытный образец был выпущен ещё в 2014 г., в 2017 году чистый КМОП-процесс наконец заработал. На Ангстреме — 600 нм на старой линии, 130 нм от AMD и 90 нм от IBM на 200 мм пластинах запустили к началу 2016 года.

В этом месте слабоинформированные пессимисты кричат «ужас-ужас, а у Интела — 14 нанометров, а скоро запустят 12». Это связано с распространённым заблуждением, согласно которому передовые устройства якобы можно делать исключительно на самом свежем «нанометре». Это, разумеется, не так — передовой процесс может быть слишком дорог или не подходить, например, под температурные характеристики. Простейший пример — очень популярный в России передовой в своём классе микроконтроллер STM32 (французско-итальянская компания) создан на основе британского ARM Cortex M4, который выпускается с 2011 года и по сегодняшний день. Он сделан на технологии 90 нанометров.

Российские фабрики Микрон и Ангстрем можно применять для производства определённых продуктов типа микроконтроллеров. Кроме того, они имеют стратегическое значение — вокруг них учатся специалисты, опыт которых пригодится и в контрактных производствах на тайваньской TSMC.

Более сложной является ситуация с братской Белоруссией, в которой завод «Интеграл» живёт на контракты на производство дешёвых микросхем для России. Для модернизации этого завода потребовалось бы много денег, которые Белоруссия пока что вкладывать не спешит. Тем не менее вокруг Интеграла работает большое количество специалистов по микроэлектронике, которых можно задействовать для проектирования процессоров.

Старая линия 800 нм на «Интеграле» нормально работает, линию на 350 нм запускали достаточно долго, но в итоге всё же отладили и запустили. Примечательно, что «Интеграл» имеет сравнительно высокий процент отечественных расходников (начиная от пластин).

Важно понимать, что США накладывают ограничения на трансфер технологии для постройки фабрики в России по самым последним нормам. Но даже строительство фабрики, отстающей от передового рубежа («минус три поколения»), потребовало бы вложений в 5-6 миллиардов долларов, при этом дополнительно пришлось бы потратить много ресурсов на обучение специалистов

В этом смысле текущий Микрон и Ангстрем (оборудование в которых было куплено по ценам на порядок меньшим) представляют хороший компромисс для текущего момента. Пока российские проектировщики могут для некоторых проектов использовать Микрон, а для более сложных (как Байкал и Эльбрус) — TSMC.

Стоит также упомянуть Crocus Technology, который готовые CMOS пластины везет в Россию, наносит тут MRAM-слои, а потом снова отсылает обратно за рубеж на последние слои.

Нидерландская компания Mapper имеет в России участок производства MEMS-компонент. Этот участок уже работает — это фотолитография с микронными нормами, которую Mapper открыл, вероятно, чтобы выполнить формальные требования «Роснано». Возможности получать передовое фотолитографическое оборудование в обход экспортных ограничений США эти участки для России не дают.

Также есть ряд производств СВЧ-микросхем на некремниевых подложках (для АФАР и т.п., микрополосковые СВЧ-фильтры), с электронной литографией и прочее (ИСВЧПЭ РАН и ко).

Когда проектирование в России разовьётся, вопрос с более дорогими фабриками можно рассмотреть снова. К сожалению, российские инвесторы с «нефтегазовым» мышлением на рыночных условиях не особенно готовы вкладываться в разработку коммерческой микроэлектроники, так как начальные оценки долей непривычно высоки по российским меркам.

Технологии, в которых лидирует наша страна

Основной задачей развития технологий является не их продажа, а использование. Несмотря на незначительную долю на мировом рынке, Россия занимает лидирующие позиции во многих направлениях.

С 2014 года мы обогнали США по боевой авиационной технике и ПВО. Начиная с момента запуска первого искусственного спутника Россия лидирует в космических разработках и владеет ГЛОНАСС — одной из двух глобальных навигационных систем. Все новые химические элементы за последние двадцать лет были синтезированы в РФ. Этот перечень можно продолжить достижениями в области физики, электроники и других направлениях.Следует отметить, что в последнее время в большинстве случаев Россия не является первоначальным изобретателем, а развивает собственное ответвление, опираясь на уже существующую базу, или использует наработки времен СССР.

Что такое цифровые технологии и как они появились?

Основы современной двоичной системы счисления заложил математик Карл Лейбниц в XVII веке. В ХХ веке ее начали применять для программных вычислений: в 1941 году появился первый компьютер, а в 1948-м — первая программа для ЭВМ.

Тогда, в середине XX века, под цифровыми технологиями понимались те, где информация преобразуется в прерывистый (дискретный) набор данных, состоящий из 0 (нет сигнала) и 1 (есть сигнал). Их противопоставляли аналоговым, где данные — это непрерывный поток электрических ритмов разной амплитуды с неограниченным числом значений.

Но позже на смену этому пришло другое определение: цифровые технологии — это те, где информация «оцифровывается», то есть представляется в универсальном цифровом виде. Другой вариант — это все технологии, которые позволяют создавать, хранить и распространять данные. В свою очередь, аналоговые теперь — это те, где информация не унифицирована, а хранится и передается в разных форматах, под каждый тип носителя. К примеру, стационарный телефон — это аналоговая технология, а смартфон с интернетом — уже цифровая.

Говоря самым простым языком, к цифровым технологиям относят все то, что связано с электронными вычислениями и преобразованием данных: гаджеты, электронные устройства, технологии, программы. По сравнению с аналоговыми, цифровые технологии лучше подходят для хранения и передачи больших массивов данных, обеспечивают высокую скорость вычислений. При этом информация передается максимально точно, без искажений. Среди главных недостатков — высокая энергоемкость и негативное воздействие на климат.

Сейчас на долю дата-центров приходится около 0,3% мировых выбросов углерода. Они потребляют около 200 ТВтч в год — это больше, чем годовое потребление энергии в развивающихся странах. Однако к 2030 году этот показатель может вырасти до 20% от всего мирового спроса, что приведет к существенному увеличению выбросов.

Зеленая экономика

Как сериалы, социальные сети и порносайты негативно влияют на природу

Цифровые технологии часто путают с информационными, но на самом деле одно является частью другого. К информационным относят все технологии, связанные с обменом информацией, даже с помощью аналоговых устройств. Например, светофор, сообщающий нам, когда можно идти — это информационное аналоговое устройство, а сервис, где мы отслеживаем пробки — тоже информационное, но уже цифровое.

По данным на 2021 год, через пять лет рынок технологий цифровой трансформации достигнет $3,7 трлн.

Технологии ближайшего будущего

15. Плазменное силовое поле, защищающее автомобили от несчастных случаев и столкновений

Компания Boeing запатентовали метод создания плазменного поля, быстро нагревая воздух, чтобы быстро поглощать ударные волны.

Силовое поле можно будет генерировать с помощью лазеров или микроволнового излучения. Созданная плазма представляет собой воздух, нагретый до более высокой температуры, чем окружающий воздух, с другой плотностью и составом. Компания считает, что оно сможет отражать и поглощать энергию, генерируемую взрывом, защищая тех, кто находится внутри поля.

Если технологию удастся воплотить в жизнь, это станет революционным развитием в военной области.

16. Плавучие города

Плавающий экополоис, названный Lilypad, был предложен архитектором Винсентом Каллеба (Vincent Callebaut) для будущих климатических беженцев в качестве долговременного решения проблемы повышения уровня моря. Город может вместить 50 000 людей, используя возобновляемые источники энергии.

Плавающая структура состоит из трех «лепестков» и трех гор, которые окружают искусственную лагуну в центре, собирающую и очищающую воду.

Она использует энергию ветра, Солнца, приливных сил и других альтернативных источников энергии и даже собирает дождевую воду.

17. 3D печать органов для операций по пересадке

Ученые работают над технологией распечатывания жизнеспособных органов, которые можно будет использовать в качестве донорских при операциях.

Технология 3D печати уже претерпела большие изменения. Она использует картриджи, заполненные суспензией из живых клеток, и умным гелем, который придает структуру и создает биологическую ткань. При распечатывании гель охлаждают и вымывают, оставляя только клетки.

Ученые работают над решением сложностей, связанных с созданием органов, которые могли бы имитировать функции нормально выращенных органов в теле человека. Как только эти трудности будут преодолены, людям уже не придется беспокоиться об ожидании доноров.

18. Бионические насекомые

Ученые разрабатывают бионические средства для насекомых, благодаря которым ими можно будет управлять и направлять в труднодоступные места, чтобы найти людей, ставших жертвами землетрясений и других стихийных бедствий.

Например, усики тараканов присоединяют к небольшим радиоприемникам, прикрепленным на спине. Насекомые используют усики, как слепые люди используют трость, чтобы нащупать, что находится перед ними.

Исследователи контролируют движения насекомых, отправляя небольшие электрические импульсы к усикам и направляя их.

19. Вы сможете записывать свои сны

Ученым удалось преобразовать видеоролики YouTube, сканируя визуальные центры мозга человека, который их смотрит. В будущем технология будет достаточно продвинутой, чтобы записывать сны.

Мозг трех членов команды, участвовавших в проекте, сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, когда они смотрели видеоклипы на YouTube. Затем исследователи интерпретировали данные с помощью математической модели, которая служила своего рода словарем мозга. Словарь позже воссоздавал то, что видели участники, сканируя случайные клипы и подбирая те, которые соответствовали активизации мозговой активности.

Хотя результат оказался не таким четким, в будущем ученые надеются улучшить технологию.

20. Поиск внеземной жизни в космосе

В Китае завершается строительство самого крупного в мире радиотелескопа «FAST» с рефлектором площадью в 30 футбольных полей, состоящим из 4450 панелей для наблюдения за внеземной жизнью.

Специалисты собирают гигантский телескоп в провинции Гуйчжоу в Китае, который превосходит обсерваторию Аресибо Пуэрто-Рико диаметром 300 метров. У китайского телескопа диаметр — 500 метров и периметр — 1,6 километров, и требуется 40 минут, чтобы обойти его.

Согласно исследователям такой телескоп улучшит наши возможности наблюдения за космосом.

Бонус: Жизнь до 1000 лет

Кембриджский геронтолог Обри де Грей (Aubrey de Grey) считает, что если технологии продолжат развиваться с такой же скоростью, вполне возможно, что уже появился человек, который доживет до 1000 лет.

Исследователь работает над терапией, которая будет убивать клетки, потерявшие способность делиться, позволяя здоровым клеткам размножаться и восстанавливаться. Терапия позволит 60-летним оставаться такими еще 30 лет, пока им не исполнится 90 лет. Процесс будут повторять до 120 или 150 лет и так далее.

Согласно М-ру Грею этот метод может стать жизнеспособным уже в течение 6-8 лет. Так что вполне возможно, что в будущем человек все-таки найдет эликсир вечной молодости.

Новые отечественные процессоры

Госкорпорация «Ростех» собирается разработать новый отечественный процессор на архитектуре RISC-V, который в дальнейшем будет использоваться в компьютерах для школ, вузов и больниц. По данным «Ведомостей», работать над чипом специалисты «Ростеха» будут вместе с сотрудниками российской компании Yadro, которая, помимо прочего, занимается разработкой серверов и систем хранения данных.

По информации издания, процессор должен быть готовы к 2025 г. Сумма, которая потребуется на его разработку, исчисляется десятками миллиардов рублей. В целом на это будет потрачено 27,8 млрд руб., из которых лишь 9,8 млрд руб. разработчики планируют получить из федерального бюджета. Источником остальных 18 млрд руб. станут якорные заказчики – корпорация «Ростех» и ее дочернее предприятие «Национальные технологии».

«Ростех» задумал выпуск новых отечественных процессоров по современным нормам производства

В то же время, редакция CNews располагает сведениями, что выпуск чипа может начаться уже в 2023 г. Предполагаемые объемы выпуска могут составить 50, 200 и 300 тыс. шт. в 2023, 2024 и 2025 гг. соответственно. На вопрос CNews о достоверности этой информации представители «Ростеха» и Yadro на момент публикации материала ответить не смогли.

Почему именно RISC-V

«Ростех» пока не раскрывает истинные причины выбора RISC-V в качестве архитектуры своих будущих процессоров. Сама по себе эта архитектура имеет открытую систему команд для микроконтроллеров и микропроцессоров, а все ее спецификации находятся в открытом доступе.

Выбор RISC-V мог быть продиктован именно этим фактором. Для примера, создание процессора на архитектуре ARM начинается с покупки у одноименной британской компании соответствующей лицензии.

«Эта открытая архитектура обладает быстрорастущей экосистемой – о переходе на RISC-V в собственных разработках уже объявили Google, Samsung, Huawei, Nvidia, Western Digital, Qualcomm, Alibaba и многие другие. В ряде стран ЕС, в Индии, Китае и Израиле уже запущены национальные программы по поддержке разработки на базе RISC-V», – сообщил изданию представитель Yadro.

Не исключено, что при создании чипов будут использоваться наработки основанной в 2015 г. российской компании Syntacore – разработчика микропроцессорных ядер. Она является одним из лидеров экосистемы RISC-V и лицензирует микропроцессорные технологии собственной разработки на базе архитектуры RISC-V клиентам в России и за рубежом.

Какие технологии помогут разработчикам цифровизировать Москву
Инновации и стартапы

Продукты на базе процессорных технологий Syntacore разрабатываются по проектным нормам от 180 до 7 нм. Как сообщал CNews, в ноябре 2019 г. Yadro выкупила 51-процентную долю в ней. Следует отметить, что у Syntacore есть офисы не только в России, но и на Кипре. К тому же, она является резидентом «Сколково».

Несмотря на все перспективы RISC-V как архитектуры, она процессоров общего назначения, созданных с ее использованием, на массовом рынке пока нет, утверждает руководитель направления импортозамещения оборудования компании «Крок» Наталия Софронова. «Наиболее массовое применение она пока нашла только в микроконтроллерах и устройствах интернета вещей», – сказала она «Ведомостям.

Наука и политика

Российские ученые должны предоставлять в Кремль подробные отчеты о своих контактах с иностранными учеными, даже если эти контакты носят частный характер. Это требование распространяется даже на российских ученых, работающих за пределами России. Кроме того, российские ученые должны сообщить правительству о своих планах встреч с иностранными учеными не менее чем за 5 дней.

К счастью, приведенный выше текст имеет отношение только к проекту государственного заказа, который достаточно быстро был отменен после массовых протестов. Причем, как неоднократно заявлялось, он предназначался только для ученых-оборонщиков. Проблема с внешней разведкой воспринимается в России как очень острая, что, скорее всего, является корнем указанного порядка.

Россия заняла 47-е место в Глобальном инновационном индексе в 2020 году по сравнению с 46- м местом в 2019 году.

Пищевая промышленность

Потребители сейчас избалованы и предъявляют крайне высокие требования к качеству продуктов. Это заставляет производителей использовать новейшие технологии в пищевой промышленности и постоянно совершенствовать уже имеющиеся.

Криозаморозка

Это современный и деликатный способ сохранить продукты питания. Согласно методике, для заморозки используются криогенные газы в жидкой фазе (углекислота и азот). Температура в камере во время самого процесса составляет -70 градусов. При таких значениях межклеточные структуры продукта не разрушаются, и он не теряет свои вкусовые качества. «Шоковая» заморозка позволяет хранить еду значительно дольше.

Искусственное копчение

Данный метод резко упрощает производство копченой продукции, а коптильни и вовсе становятся ненужными. В мясное сырье добавляют коптильные жидкости со специями. Далее, на продукт идет воздействие электрическим полем высокого напряжения для того, чтобы ускорить процесс пропитывания. Длительность процедуры составляет всего несколько минут.

Пищевые волокна

Их добавляют в еду для изменения химических свойств и структуры. Например, целлюлоза используется для производства макарон и хлебобулочных изделий. Пектин входит в состав конфитюров, желе и мармелада. Камедь подходит для приготовления мороженого и йогуртов.

Добавление пищевых волокон востребовано потому, что оно способствует увеличению выхода готового продукта и снижению его себестоимости.

Ферменты и микробы

В лабораториях выращивают специальные бактерии, ускоряющие ферментативные процессы и задерживающие развитие патогенных микроорганизмов. Подобные бактерии полезны для человеческого организма, так как стимулируют работу желудочно-кишечного тракта.  Эта новая технология нашли массовое применение в молочной промышленности. Молочные продукты обогащают веществами пребиотического и пробиотического действия.

Бактофугирование

Это методика обработки молока с использованием герметичной центрифуги, представляющая из себя выведение микроорганизмов из молока путем центрифугирования при температуре пастеризации. Это эффективный способ сокращения спор в молоке. Он получил широкое использование в сыроделии для очищения молока от маслянокислых бактерий, вызывающих пороки сыра.

Обработка ультразвуком

Последние разработки позволяют использовать ультразвуковую вибрацию для обработки мяса. Перед этим оно обязательно должен быть заморожено. Продолжительность контакта с ультразвуком зависит от свойств и размера продукта. После проведенных экспериментов было установлено, что обработка даже в течение десяти минут значительно увеличивает нежность мяса.

Обработка ударными волнами

Ударные волны оказывают на продукты механическое воздействие и способствуют размягчению мышечных тканей. Кроме того, после этого ускоренно идут процессы ферментации.

Упаковка мяса погружается в специальный сосуд и подвергается действию ударных волн, распространяющихся через несжимаемую текучую среду.

Оборудование уже применялось на практике, но разработки еще идут для усовершенствования установки.

ИТ-технологии для повышения качества продуктов

В мясной промышленности активно используются такие новые технологии, как радиационная физика. Установки с ионизирующим излучением оказывают выраженное бактерицидное действие и улучшают состояние мяса. Уничтожая патогенную микрофлору, они делают продукцию качественной и безопасной. Следует отметить, что при этом сокращается еще и время термической обработки.

Асептическая упаковка

Данный способ позволяет долго хранить продукцию без использования консервантов. Суть метода в стерилизации продукта и упаковки по отдельности, с последующим наполнением упаковки продуктом и закупоривании в стерильных условиях.

Скоростной контроль

Немецкой компанией Bizerba создана уникальная установка – этикетировщик GLM-levo. В его функции входит полный контроль процессов взвешивания, маркировки и этикетировки упаковок. Аппарат своевременно выявляет всевозможные ошибки и брак.

Компании, разрабатывающие современные технологии в медицине

Современные компании, уделяют большое значение разработкам современных технологий в медицине.

Успешными проектами A.M.I. Italia являются разработки и производство внешних дефибрилляторов автоматического типа, которые относятся к серии SeverOne.

Компания AR-EL проводит технологические разработки в области медицины и производит операционные столы, кресла-столы, кресла для сбора крови. AR-EL занимается выпуском ветеринарных хирургических столов и моторизованных столов, шкафов и стульев для врачей.

Компании EdanInstrumentsи Esaote занимаются разработкой передовых систем диагностики и производством анализаторов для медицинских лабораторий.