Тренды развития технологий

Главная://, Блог, Клуб директоров/Тренды развития технологий

Современные тренды технологий. Раз они развиваются – туда же двинутся и рынки и, следовательно, бизнесы и производства. Представляю статистику для размышляющих. Спасибо исследователям из НИУ ВШЭ.

Вот только несколько направлений, по которым идет инновационное развитие: искуственный интеллект и промышленный интернет вещей, транспортная инфраструктура и логистика, новые технологии в различных отраслях: серийное производство ракетно-космической техники, экологическое самолетостроение, новые материалы и нанотехнологии, новые технологии в медицине и здравоохранении, природопользовании и энергетике, финансовом секторе, легкой промышленности и машиностроении.

Искуственный интеллект и промышленный интернет вещей

Производственные технологии «фабрик будущего». С ускорением темпов научно-технического прогресса, заметно снижается интенсивность человеческого труда и одновременно повышается его производительность, вследствие чего меняется модель и структура производства. В рамках новой технологической парадигмы оно становится цифровым, более автоматизированным и роботизированным, безотходным, кастомизированным и более распределенным территориально — на фоне усиливающегося сетевого взаимодействия в экономике и обществе. Технологии компьютерного инжиниринга обеспечивают создание моделей высокой степени адекватности реальным процессам и конструкциям вместо дорогостоящих натурных моделей, что позволяет существенно снизить производственные затраты, становится возможным производить кастомизированную продукцию при минимальном расходе материалов и времени на ее разработку и прототипирование. В наиболее концентрированном виде эти технологии включены в «фабрики будущего».

«Роевой интеллект». Количество технических систем постоянно растет, а требования к их безопасности становятся все строже. Традиционно управление механизмами — в том числе автоматизированными системами — осуществлялось через единый центр. Принципиально иные решения применяются в более эффективных алгоритмах управления и автоматизации, в которых учитываются проблемы растущего масштаба технических систем и комплексные требования по обеспечению их устойчивости. «Роевой интеллект» — это коллективное поведение различных объектов, каждый из которых выполняет ряд простых функций, взаимодействуя при этом с другими объектами. Информационные системы, разработанные на основе этого принципа, обеспечивают децентрализованное управление процессами с помощью самоорганизующейся коллективной работы всех ее элементов.

Транспортная инфраструктура и логистика

Машины в мегаполисе. Крупные города перенасыщены транспортными средствами. Жителям все менее удобно и выгодно владеть автомобилем из‑за роста налогов, платы за парковочные места, затрат времени на поездки. Муниципальным властям все труднее организовывать городское пространство, бороться с пробками и предупреждать дорожно-транспортные происшествия, минимизировать экологический ущерб от выхлопных газов. Информационно-коммуникационные технологии позволят более эффективно использовать личный и общественный транспорт, а в долгосрочной перспективе — увеличить мобильность граждан, повысить уровень безопасности и комфорта городских поездок и в целом оптимизировать управление транспортными потоками.

«Умная» инфраструктура для внегородских магистралей. Высокая аварийность, рост заторов и дорожно- транспортных происшествий (ДТП), большой расход энергии, дорогая эксплуатация дорожных объектов и другие транспортные проблемы характерны уже не только для густонаселенных мегаполисов, но также для небольших городов и внегородских магистралей. Чтобы удовлетворить растущие требования пользователей к скорости и качеству передвижения, в дорожной отрасли внедряются технологии, которые минимизируют роль человеческого фактора и усиливают «интеллектуальность» транспортных систем. Технологические тренды, связанные с развитием «умной» инфраструктуры для внегородских передвижений позволят обеспечить безопасность на дорогах, увеличить экономическую эффективность перевозок и сделать поездки более удобными.

Новые технологии в различных отраслях

Новые технологии авиастроения. На фоне изменения климата, загрязнения атмосферы и сокращения объемов невозобновляемых энергоресурсов, количество авиаперевозок в мире постоянно растет, а требования к обеспечению безопасности и экологичности полетов при этом повышаются. Все это задает ряд прогрессивных тенденций в развитии авиастроения и делает необходимым поиск новых подходов к конструированию летательных аппаратов и внедрению оптимальных технических решений. Перспективные технологические направления: применение материалов со специальными свойствами для изготовления деталей двигателя, элементов конструкции планера и других систем летательных аппаратов; развитие концепции «более электрифицированных» самолетов (More Electric Aircraft) и создание интегрированной модульной авионики для повышения эффективности использования бортового оборудования.

Новые финансовые технологии. Радикальные изменения в сфере финансовых технологий, затрагивают всю инфраструктуру сектора и связанны с повышением уровня автоматизации, открытости и клиентоориентированности. Технологии искусственного интеллекта, обработки больших данных, новых аналитических инструментов и облачных сервисов способствует переходу на новый уровень качества обслуживания клиентов. Активно растет число трансакций, построенных на обмене продукцией или на использовании альтернативных валют в рамках онлайн-платформ; широкое распространение получает совершенно новый тип проведения финансовых операций между устройствами без участия человека. Нарастает важность проблем кибербезопасности, защиты персональных данных, идентификации личности в информационном пространстве при совершении трансакций. Инициировали проекты по созданию специализированных платформ в области блокчейна.

Новые модели создания и потребления цифровых медиа. На протяжении последних лет активно развиваются разнообразные тренды, связанные с фрагментацией медиапотребления, ростом пропускной способности линий передачи данных и вычислительной скорости устройств, расширением контента, произведенного самими пользователями, и др. Новые технологии все сильнее унифицируют данные и платформы их доставки, но одновременно — делают выбор зрителей и читателей индивидуализированным, формируя новый тип мобильного и интерактивного потребления. В итоге мы наблюдаем существенную медиатизацию различных аспектов повседневной жизни: спорта, медицины, культуры, досуга и т.п. В этих условиях приобретает актуальность мониторинг технологических трендов, связанных с развитием не только устройств потребления, но и производства контента: роботизированное производство контента и его локализация, иммерсивная виртуальная реальность как новый тип развлечений.

Серийное производство ракетно-космической техники

Серийное производство ракетно-космической техники. Спрос на услуги космической связи, вещания, передачи данных, навигации, мониторинга Земли и атмосферы в режиме реального времени постоянно растет, упираясь в необходимость доставки большого количества грузов на орбиту Земли. Снизить стоимость и увеличить объемы перечисленных услуг, а также повысить оперативность создания космических систем возможно, если ракетно- космическая индустрия перейдет от единичного и опытно-серийного производства ракет-носителей, космических аппаратов и систем к их мелкосерийному производству. Для этих целей будут активно использовать многоразовые ракеты-носители и кластеры малоразмерных (микро-, нано-, пико-) спутников, осваивать новый перспективный миллиметровый диапазон радиосвязи. Технологические разработки, с развитием которых в любом регионе земного шара повысится качество таких космических услуг, как телерадиовещание, услуги DTH и IPTV, широкополосный доступ в Интернет, передача данных, видеоконференцсвязь, создание сетей VSAT, организация ведомственных и корпоративных сетей

Экологичность самолетостроения

Три перспективных направления технологических разработок, способных повысить экологичность авиатранспорта. Ожидается, что к 2050 году количество полетов гражданской авиации вырастет вдвое. Это приведет к дефициту нефти, усилит эмиссию парниковых газов и общую негативную нагрузку на окружающую среду. Поиск технологических решений в ответ на эти глобальные вызовы лежит в плоскости повышения топливной эффективности воздушных судов — через сокращение объемов потребления традиционного топлива и снижение выбросов парниковых газов — и предполагает оптимизацию, в частности облегчение, конструкции воздушного судна, двигателя, бортового оборудования, и улучшение средств контроля и мониторинга систем управления самолетом.

Новые материалы и нанотехнологии

Углеродные наноматериалы. Материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами, высокопрочные и при этом легкие, устойчивые к износу, давлению и различным видам излучения, нужны для развития практически всех отраслей экономики. Например, в судо- и машиностроении востребованы легкие и износостойкие материалы, необходимые для создания элементов обшивки конструкций. Ведутся разработки для авиационной и автомобильной промышленности, нацеленные на уменьшение веса деталей при одновременном сохранении прочности корпуса и его частей, снижения расхода топлива, улучшения качества автомобильных красок и масел. В атомной промышленности нужны новые материалы для энергетических реакторов, способные выдерживать высокие температуры, давление и радиацию. Широкие возможности открывают такие исследования для развития медицины, в том числе в целях создания противораковых аппаратов. Решить перечисленные задачи возможно за счет создания углеродных наноматериалов — наноалмазов, углеродных нанотрубок и фуллеренов.

Материалы для новой электроники и энергетики. Большие ожидания в развитии электроники, энергетики и других отраслей связаны с наноматериалами. Выгоды от их массового использования — расширение функциональности устройств, повышение эффективности, качества и стабильности работы оборудования, снижение материалоемкости и производственных затрат. Три перспективных решения на основе нанотехнологий, которые дадут толчок производству высокопроизводительной вычислительной техники на базе мемристоров, новой портативной электроники на углеродных наноматериалах, высокоэффективных систем аккумулирования солнечной энергии и создания резервных источников тока.

«Умные» ткани для разных сфер жизни: технологии легкой промышленности. Ритм жизни современного человека предъявляет все новые требования к уровню комфорта и функциональности его одежды. Для защиты не только от непогоды, но также от травм и других непредвиденных ситуаций, разрабатываются особые — интеллектуальные — ткани, которые могут распознавать изменения окружающей среды и адаптироваться к ним посредством функциональных трансформаций, например, менять цвет, «включать» водостойкость, антибактериальные и другие необходимые свойства. В зависимости от степени развития «интеллектуальных» свойств ткани могут быть: пассивными, активными и могут адаптироваться к изменениям. Сфера их применения варьируется от военной промышленности до медицины.

Новые технологии в медицине и здравоохранении

Нейротехнологии в медицине и здравоохранении. Изучение нейронной организации и связанных с ней психических функций – ключевое направление фундаментальных нейронаук. Для его успешного развития необходимо усовершенствование методов регистрации метаболической и электрической активности нейронов как в лабораторных условиях, так и в обычной жизни. Разработки нейротехнологий на основе полученных данных позволяют решать серьезные задачи в области управления мозговыми функциями и расширять возможности мозга, в первую очередь у больных с неврологическими и психическими заболеваниями. Наиболее передовые нейротехнологии управления функциями мозга позволят вывести на новый уровень терапию нейродегенеративных заболеваний и разработку интерфейсов взаимодействия человека со средой. Особый интерес представляют разработки в области биоинженерии нервной ткани. Ожидается, что именно это направление кардинальным образом изменит эффективность мероприятий по нейрореабилитации.

Информационно-коммуникационные технологии в здравоохранении. Развитие информационно-коммуникационных технологий, микроэлектроники, растущий объем медицинских данных выступают драйверами перехода к предиктивной и превентивной медицине. Для предупреждения и лечения заболеваний, своевременного обнаружения распространения эпидемий и других угроз здоровью населения, обеспечения эффективного индивидуального ухода за пациентами все активнее будут использоваться персональные устройства для мониторинга здоровья с помощью непрерывного анализа показателей состояния организма человека. Здесь представлены технологические тренды, связанные с развитием ИКТ, которые позволят перевести на новый уровень мониторинг здоровья и образа жизни людей, предупреждение и диагностику заболеваний, а также качество оказания хирургической помощи.

«Нейронное кружево». Илон Маск создал компанию Neuralink Corp., которая займется разработкой технологии «нейронного кружева». Суть технологии заключается в имплантированных в мозг электродов, обеспечивающих прямую связь мозга с компьютером. Идея «нейронного кружева» впервые была выдвинута Иеном Бэнксом в серии книг Culture series. Идея Маска в том, чтобы «нейронное кружево» обеспечивало совместную работу искусственного интеллекта и человеческого мозга. Сигналы будут приниматься и отправляться беспроводным способом, без какого-либо вмешательства в естественные процессы. Таким образом, человек не отстанет в развитии на фоне искусственного интеллекта. Изначально Маск собирался финансировать работу Neuralink самостоятельно, в том числе на заемные средства под свои акции в других компаниях. Также обсуждалась возможность инвестиций от венчурной фирмы Founders Fund Питера Тиля.

Рациональное природопользование и энергоэффективность

Рациональное природопользование. Для предотвращения глобальных вызовов в сфере продовольственной и биологической безопасности человечеству необходимо сельское хозяйство нового типа, соответствующее модели циркулярной (безотходной) экономики и принципам устойчивого развития. Вопросам перехода к новой экономической модели и к «интеллектуальному» сельскому хозяйству как ее неотъемлемому компоненту уделяют все большее внимание ведущие международные организации и национальные правительства. «Интеллектуальное» сельское хозяйство основано на применении автоматизированных систем принятия решений, комплексной автоматизации и роботизации производства, а также технологиях проектирования и моделирования экосистем. Оно предполагает минимизацию использования внешних ресурсов (топлива, удобрений и агрохимикатов) при максимальном задействовании локальных факторов производства (возобновляемых источников энергии, биотоплив, органических удобрений и т.д.).

Энергоэффективность и энергосбережение для тепловой энергетики. Наметился глобальный тренд стабилизации, а в отдельных случаях и роста доли тепловых электростанций (ТЭС) в генерации энергии. Работающие за счет сжигания ископаемого топлива (угля, нефтепродуктов или природного газа) теплоэлектростанции сохраняют свою конкурентоспособность, несмотря на развитие атомной и альтернативной энергетики. Ввиду рисков аварий на атомных электростанциях, высокой стоимости используемых в ветровой энергетике редкоземельных металлов в будущем доля теплоэнергетики в мировом энергобалансе может увеличиваться. Главные проблемы современных ТЭС — низкая эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую при сжигании топлива и недостаточная маневренность (неспособность быстро изменять выдаваемую в сеть мощность). Новые технологии и материалы позволят в ближайшие десятилетия преодолеть эти недостатки и значительно повысить эффективность угольных, мазутных и газовых электростанций. Среди наиболее перспективных технологических решений для ТЭС — энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара, гибридные энергоустановки с совмещенными газовым и паровым циклами и высокооборотные газовые турбины малой мощности.

Тренды технологий намного богаче и ярче. но все крутится вокруг ИИ, IoT, био- и нанотехнологий.