Научный прогноз

С 9 по 12 февраля МИЭТ празднует День российской науки, и в связи с этим мы решили поделиться с вами статьёй из нового выпуска журнала «ИНверсия». Готовя юбилейный выпуск, редакция «ИНверсии» попросила наших учёных представить, какое развитие получат технологии по их направлениям через 10 лет. А на основе слов учёных были сгенерированы изображения этих будущих технологий. 

Директор Института перспективных материалов и технологий Сергей Дубков о развитии материалов для микроэлектроники:

К 2035 году произойдёт заметный рывок в технологиях, многие из которых начинают зарождаться сегодня. Главным направлением развития, несомненно, остаётся микроэлектроника. Актуальность сохранит создание новых технологических процессов для формирования материалов, применяемых в производстве сверхбольших интегральных схем (СБИС), в первую очередь ориентированных на нанометровую область. Например, это разработка передовых систем межэлементной коммутации, совершенствование технологии фазосдвигающих фотошаблонов и поиски новых материалов для плазмонной фотолитографии. 

Среди ключевых направлений выделяются и другие области, которые развиваются в нашем университете. Например, развитие транспорта и энергетики невозможно представить без мощных аккумуляторов, обеспечивающих длительную автономность электромобилям и устройствам, предназначенным для суровых климатических зон вроде Крайнего Севера или космического пространства. Здесь востребованными окажутся новые аккумуляторы, термоэлектрические генераторы и улучшенные солнечные элементы.

Развитие сферы искусственного интеллекта требует больших вычислительных мощностей. Например, нейроморфные вычисления вкупе с новыми технологиями фотоники обеспечат появление более быстрых (на порядки!) суперкомпьютеров, продвинутых медицинских устройств и принципиально новых телекоммуникаций. 

Важным направлением также являются сенсоры, которые широко используются в технике, медицине и науке. Одним из основных направлений развития является повышение чувствительности и точности датчиков – они станут миниатюрнее, точнее и надежнее. Например, уже сейчас появляются разработки биосовместимых сенсоров, которые возможно использовать внутри организма. Такие сенсоры станут незаменимы для диагностики заболеваний, постоянного мониторинга здоровья и персонализированной терапии. Всё это позволит кардинально изменить привычные нам вещи, сделав повседневную жизнь удобнее, безопаснее и эффективнее.

Доцент Института биомедицинских систем Иван Пьянов о будущем биотехнических технологий:

Предполагаю, что к 2035 году в направлении биотехнических систем и технологий будут активно развиваться нейротехнологии как логичное продолжение текущего крупного научного проекта по нейростимуляции. Нейронные импланты будут совершенствоваться.

В области биомедицинских нанотехнологий реальностью станут нанороботы для медицинских применений, появление которых ещё в 1986 году предсказывал популяризатор нанотехнологий Ким Эрик Дрекслер в своей книге «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологий».

Тренд на персонифицированные носимые и имплантируемые медицинские устройства сохранится. Дальнейшее развитие отечественной ЭКБ даст возможность достигнуть ещё большей миниатюризации носимой биомедицинской электроники. Кибер-органы, не сильно отличающиеся по размеру от своих биологических прототипов станут реальностью.

Будет развиваться направление регенеративной медицины и биопротезирования, немыслимого без 3D-биопринтинга. Это будет выращивание и трёхмерная биопечать тканей и органов из ауто- и аллогенных клеток пациента. Бионические или киберпротезы получат больше возможностей, благодаря совершенствованию человеко-машинных интерфейсов.

Уже сейчас мы становимся свидетелями внедрения искусственного интеллекта и машинного обучения в различные сферы. Такие технологии уже сейчас повышают точность и эффективность медицинской диагностики за счёт анализа больших массивов биомедицинских сигналов и данных. То ли ещё будет!

А вообще мне вспоминаются зарубежные прогнозы об апгрейде человека к 2030 году, которые были даны в начале века. Мы, будучи студентами, тогда зачитывались нашими и зарубежными научно-популярными журналами, мечтая о том, что будет воплощено. Да, хотя не всё из этих прогнозов стало явью, но время ещё есть. Поживём – увидим. И приятно будет быть частью этих перемен, перемен к лучшему.

Доцент Института физики и прикладной математики Александр Приходько о планах на электронно-микроскопические исследования:

Современные технологии, которые пронизывают практически все области деятельности человека, в настоящее время неразрывно связаны с успехами в области микроэлектроники. В свою очередь стремительное развитие микроэлектроники является катализатором для проведения всесторонних исследований в области материаловедения. Наиболее информативными и наукоёмкими методами исследования и модификации материалов на атомарном уровне является просвечивающая электронная микроскопия и метод фокусированного ионного пучка, которые достаточно на высоком уровне представлены в нашем прекрасном университете. В следующие десять лет мы будем усиливать и наращивать наши возможности исследования материалов и создания различных наноструктур на атомарном уровне за счёт интеграции в анализ экспериментальных данных современных вычислительных мощностей. Они используются в нашей лаборатории как для построения и расчёта реалистичных атомистических моделей и процессов, протекающих при воздействии ионным пучком на исследуемый объект, так и для анализа данных с привлечением алгоритмов машинного обучения. 

Отметим, что уже сейчас у нашего коллектива есть достаточно неплохие научные результаты в этой области. Также в планах лежит усиление междисциплинарности исследований в рамках сотрудничества с коллективами нашего университета и коллегами из других институтов и организаций. В частности, симбиоз между лабораторией электронной микроскопии и коллективами, занимающихся непосредственно процессами роста и формирования материалов, позволяет находить наиболее оптимальные режимы для прогнозируемого формирования гетероструктур с практически совершенным атомарным строением. Мы верим, что наши усилия позволят внести существенный вклад в создание уникальных приборов или их прототипов на базе новых материалов. 

Аспирант кафедры информационной безопасности (ИБ) Дмитрий Буренок о трендах в сфере отечественной информационной безопасности:

В последние годы число отечественных вендоров существенно увеличилось. Прошло несколько волн импортозамещения операционных систем, средств виртуализации, систем управления базами данных, а также средств защиты информации. Этому способствовали новые законодательные требования в части национального режима при осуществлении закупок, а также требования к импортозамещению для критической информационной инфраструктуры и государственных компаний.

Отечественные разработки в сфере информационной безопасности функциональны и являются конкурентными к иностранным аналогам. В отечественных решениях меньше риск наличия недекларированных возможностей (скрытых лазеек, которыми могут воспользоваться злоумышленники для проведения атаки).

Последние 5 лет на рынке прослеживались следующие тренды:
– миграция информационных систем и средств защиты в облако;
– аутсорсинг информационной безопасности (ИБ как услуга);
– внедрение технологий ИИ для анализа событий и детектирования.

Соответствующие тренды сохранят актуальность и в будущем. Отдельно стоит отметить сферу развития квантовой и пост-квантовой криптографии. Активно разрабатываются и исследуются новые стандарты шифрования, которые будут устойчивы к квантовым вычислениям.

В число востребованных направлений, к которым будут готовить на кафедре ИБ, войдут: специалист по защите обучающих моделей; исследователь AI threat hunting; блокчейн-инженер; инженер SRE / CDN; специалист по квантовой криптографии; DevSecOps инженер; Data Protection Officer.

Автор статьи: Антон Флягин