Трехмерная картография Луны, МРТ и УЗИ не выходя из «умного» дома, вытеснившие нефть возобновляемые источники энергии, одежда-невидимка и электронное правительство – таким описывают будущее эксперты Фонда «Сколково». Своим видением мира они поделились с участниками Зимней школы ОтУC, организованной фондом совместно с Открытым университетом Сколково (ОтУС) и прошедшей с 1 по 6 февраля в Гиперкубе Инновационного центра.

Цели Зимней школы прокомментировал исполнительный директор ОтУС Андрей Егоров: «Наша задача параллельна целям Открытого университета Сколково — это привлечение талантливых молодых ученых, аспирантов, студентов в инновационную экосистему. Это нужно, чтобы показать им все возможности Сколково, заинтересовать, предложить развивать себя, свои проекты в рамках Сколково. Будь то стартапы, работа в научных центрах или продолжение научного образования».

Биомедицина

«В пределах 20-25 лет человечество получит высокоэффективные и низкотоксичные лекарственный средства для онкотерапии, и мы увидим значительное увеличение продолжительности жизни для онкологических пациентов», – считает вице-президент, исполнительный директора биомедицинского кластера фонда «Сколково» Кирилл Каем. По его мнению, сейчас биомедицина и биология во всем мире являются самыми привлекательными на следующие десятилетия объектами инвестиций и исследований.

Несмотря на то, что ученые секвенировали человеческий геном, вычислительные мощности значительно выросли, далеко вперед шагнула молекулярная биология, бурно развиваются клеточные технологии, а миниатюризация датчиков и чипов достигла микронного уровня, вопрос полноценного моделирования биологических систем остается делом будущего.

Биологические механизмы совершенней, чем технические. Например, ученые не могут воспроизвести биологические системы с точки зрения энергообеспечения. Другим примером сложности работы с биологическими системами являются вопросы, связанные со взаимодействием человека и компьютера. «Большая вероятность того, что человечество неизбежно будет сталкиваться с инвазивными интерфейсами. То, что может серьезно подтолкнуть к взаимодействию человека и компьютера – это фотоника», – отметил Каем.

Общий технологический тренд – миниатюризация, заметен и в медицине – увеличивается количество датчиков, появляются удобные носимые приборы, позволяющие собирать огромное количество данных о состоянии человека. Также накапливается гигантское количество геномных данных. Инструмент, который позволял бы эти данные анализировать, привязывать к генотипическим, фенотипическим признакам и клиническим данным сможет ускорить и снизить стоимость разработки лекарств. И этот инструмент – системы аналитики больших данных (Big Data).

Медицинский тренд в Big Data это, в первую очередь, разработка лекарственных средств, во вторую – принятие клинических решений. Хотя на текущий момент речь идет о принятии решения не компьютером, а врачом. Кирилл Каем также уточнил, что аналитика Big Data, оперируя с гигантским объемом доступных на сегодняшний момент данных, может дать правильное направление поиска для принятия решения.

Здравоохранение движется к пациенту. Человечество все больше и больше занимается самолечением, развиваются открытые информационные системы для самодиагностики. Этот тренд поддерживается тем, что все больше людей приобретает носимую электронику, а мобильные девайсы постоянно развиваются и наращивают функционал (уровень сахара, ЧСС, давление, активность, диагностические анализы и прочее). Уже сегодня в США, благодаря компании Theranos (капитализация которой составила несколько миллиардов долларов за несколько месяцев), анализ крови можно сделать в обычной аптеке. Завтрашний день – анализы делаются дома самостоятельно, клиническая картина сохраняется в облаке, а общение с врачом происходит дистанционно – через интернет. Структура затрат на здравоохранение и ее страховые модели будут ориентированы на наличие информации мониторинга о пациенте/застрахованном.

По словам Каема, уменьшение размеров и приближение сложной диагностической техники ближе к месту оказания медицинской помощи (POC – Pointofcare) – общемировой тренд. Стартапы «Сколково» также работают над решением этой проблемы. Например, компания «Криотон» занимается разработкой диагностической системы для магнитного картирования сердца. Сейчас для перевозки прибора понадобится «Газель», и не требуется строить «клетку Фарадея» для уменьшения магнитных помех. А через некоторое время его размер можно будет уменьшить до размеров ксерокса и даже миниксерокса. В конечном итоге проект придет к созданию мобильной установки для магнитно-резонансной томографии. Технически ультразвуковая диагностика дома уже не за горами, через 20 лет можно будет саму себе делать МРТ.

Эксперименты с ДНК привели к появлению технологии, позволяющей

восстановить геномные дефекты. Молекулярная биология двигается настолько быстро, что лет через 5-7 при поголовном секвенировании мы сможем заниматься генной инженерией. Уже сейчас есть компании, занимающиеся синтезом ДНК на новом уровне, при этом сам синтез никак не регулируется со стороны государства. Ожидается, что через 7-10 лет стоимость технологии для синтеза ДНК упадет настолько, что будет идти речь о возможности разработок условно «в гараже». «В принципе, возникают риски создания подростками не только компьютерных вирусов, но и биологических. Возможно, что лет через 7 речь будет идти о том, что “мою ДНК хакнули”», – заставил задуматься об информационной безопасности директор биомедицинского кластера.

Успехи в области клеточных и регенеративных технологий позволят ускорить разработку лекарственных средств и, потенциально, позволяют по разным технологиям создавать органы. Например, в «Сколково» есть стартап, занимающийся созданием принтеров для трехмерной биопечати. В первую очередь индустрией востребована печать тканей, которые необходимы для разработок лекарств. В целом сейчас технология созрела до печати простых органов – трахея, пищевод, крупные сосуды. «В планах компании 3D Bioprinting – в течение трех лет напечатать селезенку», – поделился Кирилл Каем.

Директор по науке биомедицинского кластера Юрий Никольский напомнил, что история секвенирования ДНК началась 35 лет назад, а сегодня «гораздо быстрее секвенируются геномы, чем мы их можем проинтерпретировать».

По его мнению, на сегодняшний день одно из интереснейших и востребованных направлений – это фармакогеномика, изучающая восприимчивость человека к лекарственным препаратам в связи с его геномом. «Давно известно, что большинство лекарства не работают на большинстве пациентов»,– подчеркнул Никольский. Чтобы подобрать оптимальное лекарство теперь стали делать генотипирование человека, определять последовательность ДНК. В то же время прорыв в разработке лекарств ожидается благодаря эпигенетике, изучающей изменения экспрессии генов, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК.

При этом помимо генотипирования, попыток установить ответственность определенных генов за возникновение болезней, есть и другая тенденция – люди хотят стать незаметными. Так, проект beinvisible предоставляет набор за 99 долларов, позволяющий стереть следы ДНК.

Никольский также анонсировал открытие конкурса по комплексной биологии 1 марта2015 года. Сбор работ на конкурс продлится 2-3 месяца, а финал пройдет на конференции по биоинформатике в МГУ в июле этого года.

Будущее робототехники

«Впервые в истории человечества спускаемый космический аппарат приземлился на комету. Кометы создавались в то время, когда создавался мир, поэтому считается, что материалы, которые в них содержатся, могли повлиять на возникновение жизни на Земле», – рассказал старший преподаватель Сколтеха и эксперт по робототехнике Дмитрий Тетерюков о дорогостоящем проекте Европейского космического агентства по высадке космического аппарата «Розетта» на комету Чурюмова — Герасименко.

Невозможно представить себе космос без робототехники. В космических технологиях робототехнические разработки используются для наблюдения, сбора сведений и образцов с планет и комет. Помимо этого с их помощью можно будет изучить поверхность Луны и создать ее трехмерную картографию.

Дмитрий Тетерюков рассказал и о носимых интерфейсах, невидимой одежде, промышленной робототехнике, трехмерном дисплее, эффектах телеприсутствия и телесуществования, а также медицинских роботах. По его словам, медицинская робототехника на сегодняшний день это огромный рынок. Три основных тренда в этой области – медицинские роботы, (самый известный – хирургическая система DaVinci, intuitive Surgical), нанороботы и экзоскелеты/бионические протезы.

Информационные технологии

Руководитель направления стратегических проектов «Майкрософт Рус» Александр Данилин решил представить технологические тренды в контексте городов будущего, отметив, что «Сколково – правильное место для этого диалога».

Одной из основных проблем существующих городов является стареющая инфраструктура, на поддержание которой ежегодно тратятся миллиарды долларов во всем мире. Проектирование нового города позволяет использовать энергоэффективные технологии. Главные технологические тренды предоставляют новые возможности для инноваций и развития городов и регионов, считает Данилин. Это: облачные технологии, большие данные, мобильность, социальные сети, интернет вещей.

Эти тренды определяют «Цифровое Правительство», которое приходит на смену «Открытому правительству» и фокусируется на информации и данных, а не на процессах и услугах, подчеркнул Данилин. «Большая часть новых систем, создаваемых в интересах государства, в предстоящие годы будет связана с Цифровым правительством. Россия адекватно находится в контексте этих трендов. В нашей стране созданы основы электронного правительства, есть портал государственных услуг, многие услуги доступны в электронной форме», – отметил Данилин.

Непосредственно в Сколково в настоящее время проектируются системы, которые включают в себя решения для умного управления городской инженерной инфраструктурой. Использование технологии предсказательной аналитики позволяет фиксировать в работе оборудования отличие от оптимальных параметров работы и проводить ремонт, к примеру, систем кондиционирования еще до возникновения поломки.

Энергетика

«Мировой рынок электроэнергетики находится в начале большой трансформации», – заявил вице-президент, исполнительный директор кластера энергоэффективных технологий Николай Грачев.

Основным же направлением развития мировой электроэнергетики он считает альтернативные и возобновляемые источники энергии – ВИЭ. Скорость их внедрения растет и будет расти дальше, поскольку ВИЭ становятся все более конкурентоспособными и экономически привлекательными. Роль нефти и ее доля в мировом топливном балансе будет и дальше снижаться, уступая место альтернативной энергетике и газу. На смену централизованным энергосистемам с крупными источникам энергии придут децентрализованные системы с большим количеством малых энергоустановок, как это, например, уже произошло в Дании. Несомненными трендами является также распространение «умных» сетей, качественный скачок повышения энергоэффективности в потреблении и развитие экологически чистого транспорта.

Ядерные технологии

«Многие новые технологические решения лежат сегодня на пересечение областей знаний. Существует большое количество примеров того, как сотрудничество между физиками и биологами реализовано инженерами в диагностические приборы и комплексы. В этом смысле один из вызовов, стоящих перед разработчиками – необходимость «ухватывать» большие междисциплинарные задачи, потом структурировать их на элементы и складывать отдельные технические решения в финальную систему», – поделился своим мнением директор по науке кластера ядерных технологий Фонда «Сколково» Александр Фертман.

Одной из наиболее перспективных отраслей, где в ближайшее время можно ожидать большое число новых разработок и технологий, Александр Фертман считает фотонику. Рынок в данной области не монополизирован, и у начинающих компаний есть хорошие шансы либо найти собственную нишу, либо «встроиться» в технологическую цепочку крупных интеграторов.

Традиционно ядерные и радиационные технологии востребованы в медицине и биотехнологиях. В регионах России можно встретить довольно большое число «локальных» внедрений технологических решений на базе лазеров и ускорителей частиц на уровне одной – двух клиник. Но, к сожалению, распространения таких решений практически не происходит, соответственно слабо развивается бизнес разработчиков. Медицина, как рынок имеет очень высокий порог входа, и требует «длинных» денег. Быстрее пучковые, лазерные и плазменные технологии внедряются в автомобильной индустрии, и судостроении, а также в станкостроении, электронике, в индустрии создания и модификации свойств материалов, и даже в производстве товаров народного потребления.

Говоря о перспективах технологического развития, Александр Фертман упомянул запросы производственников к техническим решениям, использующим различные виды излучения: необходимо повышать точность доставки, снижать стоимость оборудования, ускорять технологизацию научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, иначе не удастся удержать позиции в промышленности и медицине, системах безопасности и продвинуться на новые рынки.

В ближайшие 2-3 года кластер, по словам Александра Фертмана, планирует принимать активное участие в развитии новых производственных технологий, в том числе пучковых, лазерных и плазменных технологий, технологий промышленного контроля (включая создание новых датчиков, сенсоров и диагностических комплексов на их основе), а также систем проектирования и инженерного анализа. Особое внимание будет уделено поддержке компаний ведущих совместное проектирование и разработки новых материалов и технических решений на их основе (в том числе металлических, керамических и композитных порошков для аддитивных технологий и формирования покрытий). Одним из наиболее ярких примеров такого инженерного подхода является создание новых устройств (накопителей, токоограничителей, двигателей и т.д.) на базе высокотемпературных сверхпроводников второго поколения.

Космические и телекоммуникационные технологии

В мире со сменой технологических укладов успехи биомедицины, робототехники, социальные сети новых моделей (в том числе из-за обратной связи и появления новых форматов организации работы – краудсорсинга и краудфандинга) становятся новыми драйверами и «космос перестает быть движителем технологического и инновационного прогресса», считает глава компании «СканЭкс» Владимир Гершензон.

Космические виды деятельности делят в порядке убывания коммерческой привлекательности на следующие составляющие: телекоммуникации, запуски, навигация, дистанционный сбор данных, наблюдение Земли (от метеорологии до высокодетальной съемки, имеющей отношение к разведывательной деятельности).

Большинство направлений развивались за счет государства, сейчас же появляются и частные игроки. Также появилось движение «Space 2.0», которое включает стандартизацию компонент спутниковых платформ и модульные принципы построения космических аппаратов (КА); распределённые системы наземных комплексов управления и приёма информации; межспутниковую связь и ретрансляцию служебной информации и целевых данных ДЗЗ; автоматическую сборку КА на орбите из модульных компонентов.

Гершензон назвал узкие места и риски направления. В первую очередь это ограниченные возможности выведения аппаратов на орбиту, которые можно будет расширить попутными запусками, дешевыми носителями (одна из компаний «Сколково» занимается этими разработками).Более серьезные ограничения частотные – по распределения диапазонов частот для связи со спутниками и передачи информации, среди прочего – проблема космического мусора.

источник - http://sk.ru/news/b/press/archive/2015/02/19/moyu-dnk-haknuli-chto-budet-cherez-10-let.aspx