Об этом сообщил ТАСС генеральный директор Зеленоградского нанотехнологического центра Анатолий Ковалев. Интегральная оптоэлектроника как область электроники, занимается изучением процессов передачи информации по оптическим каналам внутри микросхемы и возможностей увеличения скорости информационного потока. Сегодня весь мир готовится к переходу от медной металлизации в чипах (кристаллах микросхем) на оптическую. Передача информации электронами будет происходить по каналу, который встроен непосредственно в микросхему. «Это означает кратное изменение скорости и объемов передаваемой информации. В цифровых микросхемах скорость передачи данных возрастет до 40−60 раз. Данные технологии применимы в сфере создания мобильных сетей следующего поколения (5G) и увеличения быстродействия и энергоэффективности суперкомпьютеров и дата-центров. К такой революции мы тоже готовимся, это одно из направлений работы Центра НТИ «Сенсорика», — пояснил А. Ковалев.
Сверхскорости
Интегральная оптоэлектроника, о которой говорит представитель Центра компетенций НТИ, откроет новую эпоху сверхскоростной передачи данных. Эффект от перехода на использование оптической металлизации в чипах будет сравним с результатами перехода к оптоволоконным сетям. Инновации принесут сверхскорости в мир интернета, телефонии, телевидения, всех областей, связанных с информационно-коммуникационными технологиями.
Для космических аппаратов скорость передачи данных тоже важна, но еще важнее — вес самого оборудования. Спутники и пилотируемые аппараты имеют ограниченную грузоподъемность. «И поэтому здесь переход на оптоэлектронику, который существенно улучшает весовые и габаритные значения микросхем и соответствующей аппаратуры, крайне критичен. Наши разработки в этой сфере тоже будут востребованы», — говорит А. Ковалев.
Триллионы сенсоров
Сенсорика — широкая научная область. Датчики могут следить за самыми разными видами воздействий на среду или конкретные объекты, включающими химические, механические, акустические изменения и малейшие скачки в радиочастотных диапазонах. Микроэлектроника развивается так быстро, что в течение следующих десяти лет потребность в сенсорах превысит объем производства в 1 трлн единиц в год, говорит директор Центра компетенций НТИ «Сенсорика», доктор технических наук Сергей Гаврилов.
Среди проектов, на которые делает ставку С. Гаврилов, — создание мультисенсорной платформы для автомобильной промышленности. Центр НТИ «Сенсорика» планирует участвовать в совместном проекте с холдингом «Камаз» по разработке беспилотного автомобиля. Множество датчиков, разработанных учеными, станут «органами чувств» машины, позволяющими ей собирать информацию о внешней среде и работе собственной системы и корректировать процессы выполнения задач, поставленных человеком.
Производственной площадкой для создания первых партий устройств для «умных» автомобилей, в частности, станет Калужский завод электронных изделий «Автоэлектроника». «Потенциал в этих разработках есть, весь мир этим занимается. Если мы не будем создавать систему „умного“ автомобиля, то Россия будет вынуждена закупать импортные образцы. В нашей стране для развития этого направления есть и головы, и производство можно наладить в России», — пояснил главный конструктор АО «Автоэлектроника» Борис Кривц.
Диагностика по Wi-Fi
В самом ближайшем будущем сенсорными станут аппараты гемодиализа, которые можно будет носить с собой в виде рюкзака, продолжает перечислять разработки С. Гаврилов. Миниатюрные и интеллектуальные устройства будут сравнимы с искусственными органами, поддерживающими функции организма. Телемедицина — еще одна перспективная область применения сенсоров. Пациент сможет из дома высылать врачу данные о температуре, уровне сахара, давлении и состоянии сосудов. При этом кислотность желудка можно будет самостоятельно измерить инвазивным путем — с помощью датчика-пилюли и пары глотков воды. Сбором, обработкой и передачей этой информации для диагноза будут заниматься миниатюрные сенсоры, которые изобрели в Центре НТИ «Сенсорика». Данные будут передаваться по беспроводным сетям.
«В этой области ключевым участником консорциума является Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова. В структуре института почти год назад был создан совместный центр бионических систем. Наши ученые совместно с медиками пытаются найти незанятые ниши в создании различных имплантируемых устройств, нацеленных на человека», — сказал С. Гаврилов.
Датчики, измеряющие параметры живого организма, нужны не только людям, но и животным. Центр НТИ уже реализует проект в сфере сельского хозяйства, суть которого — помочь молочным компаниям контролировать качество молока еще до его фактического производства. Речь об измерениях реакции организма коровы на потребляемые корма. «Качество комбикорма влияет на уровень pH в желудке коровы, который влияет на качество молока и мясной продукции. Беспроводной сенсор помещается в желудок коровы, чтобы в течение нескольких лет мы могли контролировать уровень pH», — поясняет директор Центра НТИ «Сенсорика».
«Интернет всего»
Магнитные, оптические, радиочастотные и другие датчики — ключевое периферийное устройство интернета вещей. Сеть сенсоров создает экосистему для общающихся между собой устройств. По прогнозам экспертов, модели смартфонов 2020-х уже будут содержать в себе до 20 датчиков, говорит С. Гаврилов. «Мировые дорожные карты в сфере электроники говорят нам, что интернет вещей — это сегодняшний день, а завтрашний день — это уже „интернет всего“ (the internet of everything). Это реальное будущее, которое потребует триллионы сенсоров», — пояснил С. Гаврилов. Если интернет вещей предполагает обмен информацией между устройствами, то «интернет всего» будет представлять собой множество систем, самостоятельно принимающих решения в таких важных вопросах как обеспечение безопасности людей.