Информационно-телекоммуникационные системы
Информационно-телекоммуникационные системы уже превратились в важный и неотъемлемый атрибут всех сфер человеческой жизнедеятельности. Ускоренная эволюция ИКТ стимулирует спрос на новую продукцию практически по всем направлениям. Развитие данного направления в первую очередь будет связано с развитием облачных вычислений, новых архитектур и принципов организации вычислений, решением проблем сверхбольших данных (Big Data), разработкой новых аналитических инструментов (Next-Generation BI).
К ключевым научно-технологическим трендам, формирующим облик данного приоритетного направления, в первую очередь относятся:
развитие исследований в области создания единой управляющей среды и единого информационного пространства транспортной инфраструктуры (среды обмена унифицированной информацией между транспортными средствами); развитие данного тренда позволит справиться с постоянным повышением плотности транспортных потоков при усложнении организации за счет роста эффективности логистических цепочек;
развитие исследований в области новых принципов организации вычислений, создания вычислительных архитектур, построенных на новых парадигмах, в том числе нейро-, био-, оптических, квантовых, самосинхронизации, рекуррентности, что позволит увеличить максимальную тактовую частоту оптического компьютера до 1012-1014 Гц (на 3-5 порядков выше существующих электронных аналогов);
развитие исследований в области систем машинного обучения, основанных на новых методах и алгоритмах, результаты которых имеют самый широкий спектр применения: интеллектуализация поддержки принятия решений, например, для геоинформационных систем или принятие решений в медицине, мониторинг финансовых и фондовых рынков и другие;
развитие исследований в области коммуникационных инфраструктур с терабитовыми скоростями передачи информации определяет будущее технологической базы сетевых инфраструктур и позволяет избегать ограничений на организацию магистральных каналов повсеместного широкополосного доступа, а также существенно повысить потенциальные размеры вычислительных кластеров;
развитие суперкомпьютерных вычислений за счет развития новых алгоритмов для решения прикладных задач со сложной логикой процесса вычисления, требующего обработки нечисловых данных или данных, имеющих сложное представление, разработка языков и систем параллельного программирования для неоднородных суперкомпьютерных систем (в том числе распределенных объектно-ориентированных систем), а также расширение спектра специализированных однокристальных процессоров, применяемых в комплексах высокопроизводительных вычислений с неоднородной архитектурой;
развитие облачных инфраструктур, сетей персональных компьютеров и мобильных устройств позволит снизить расходы на поддержание ИТ-инфраструктуры, а также приведет к созданию рынка инфраструктуры внешнего удаленного размещения, что оказывает непосредственное влияние на появление страновой специализации и глобальной конкуренции на данном рынке;
развитие исследований в области новых интерфейсов (тактильные сенсоры, 3D-принтеры, включая «биопечать» (bioprinting), встроенные интеллектуальные системы, интерфейсы «мозг – компьютер», аппаратные средства круглосуточного мониторинга важнейших физиологических параметров человека) позволит перейти на принципиально новый уровень интеграции сетевых технологий в повседневную жизнь и будет иметь важное значение для превентивной медицины и здорового образа жизни;
рост доли мобильных устройств (планшеты и смартфоны) в составе интерфейсных устройств пользователей информационных систем и сервисов сформирует новую модель работы с информационными системами и повысит уровень мобильности как индивидуальных, так и корпоративных пользователей, что приведет к распространению схем удаленной занятости сотрудников;
создание аппаратно обособленных информационно-интегрированных систем с встраиванием оконечных (сенсорных и исполнительных) модулей в конструктивные узлы техногенных комплексов для адресного управления расходованием их ресурсов, поддержания высокой эффективности и снижения деградации, вызванной износом, старением и экстремальным воздействием внешних факторов;
эволюция Интернета, предполагающая дальнейшее развитие концепции распределенных сетей с независимыми узлами и адаптивной маршрутизацией между ними с точки зрения работы с контентом (Semantic Web (семантические сети) – представления информации в Интернете в виде, удобном для машинной обработки) и включение в инфраструктуру новых классов объектов (Internet of things (Интернет вещей) – информатизации различных предметов и включение их в единую сеть сетей).
Дальнейшее развитие описанных выше научно-технологических трендов значительно усилит влияние ИКТ на социальные процессы в обществе, появятся новые формы социализации и социального взаимодействия, изменится характер и способ занятости работников, ожидается смещение центров разработки, компетенций и производства за пределы развитых стран.
Индустрия наносистем
Прорывы в области нанотехнологий и создание новых материалов способствуют модернизации и развитию производства, инфраструктуры, социальной сферы. Развитие данного направления во многом определяет появление большого количества приоритетных разработок в ведущих областях экономики, например, медицины, электроники, электроэнергетики.
К ключевым научно-технологическим трендам, формирующим облик данного приоритетного направления, в первую очередь относятся:
распространение технологий производства на основе молекулярной самосборки позволит создавать принципиально новые типы наноустройств и наноматериалов с заданными свойствами для различных областей экономики с меньшими затратами; поскольку этот процесс не требует высоких температур и большого количества энергии, развитие данного тренда создает условия для миниатюризации устройств;
разработка перспективных преобразователей солнечной энергии в электрическую, использующих полный спектр солнечного излучения и обеспечивающих высокий КПД и длительный ресурс работы;
разработка новых типов легких и прочных материалов, в первую очередь композиционных, которые имеют широкий спектр применения, эти материалы прежде всего будут востребованы в ракето- и самолетостроении, так как позволят в значительной мере снизить вес конструкций, а соответственно и энергозатрат при их эксплуатации;
разработка перспективных материалов для энергетики и электротехники приведет к усовершенствованию батарей и аккумуляторов и созданию материалов, генерирующих энергию;
разработка и создание сверхпроводящих материалов, устройств и систем на их базе позволит создать принципиально новые системы транспорта электроэнергии, системы электродвижения и новой электротехники;
создание новых типов сенсорных материалов с повышенным быстродействием и уровнем чувствительности, на основе которых будут созданы миниатюрные аналитические системы (например, встраиваемые в одежду, портативные устройства повседневного пользования); развитие данного тренда позволит создать миниатюрные мультисенсорные системы;
разработка оптических материалов и материалов для светотехники, на которых могут быть разработаны чипы, переключатели и другие элементы быстродействующих электротехнических устройств, лазерная техника, устройства высокоточного позиционирования;
создание новых типов магнитных материалов, имеющий больший срок службы по сравнению с традиционными материалами, данные разработки будут востребованы при изготовлении высокоэффективного электроэнергетического оборудования и его компонентов, создании систем записи информации с высокой плотностью и других.
Создание новых материалов позволит производить товары с принципиально новыми свойствами, в частности, транспортные изделия с улучшенными массогабаритными характеристиками, эффективные системы водоочистки в условиях истощения запасов пресной воды; развитие нанотехнологий будет также способствовать переходу к превентивной персонализированной медицине.