Вы здесь

Лаборатория на чипе и безопасность в цифровом мире. Какие технологии в скором времени могут коренным образом изменить нашу жизнь?


Посвятить свой выходной день саморазвитию — дорогого стоит. Именно этим и занимались участники форума науки и бизнеса «Инновационный шторм», который прошел в столице уже в четвертый раз. Цель мероприятия — популяризация научной деятельности, различных идей и взглядов для дальнейшего развития инновационной инфраструктуры и формирования инновационного сообщества.


Центр притяжения творческой энергии

«Инновационный шторм» — битва простых слов со сложными терминами: в неформальной обстановке предприниматели и ученые максимально доступно рассказывают о технологиях и инновациях, которые в скором времени могут коренным образом изменить нашу с вами жизнь. Форма общения с залом предусматривает короткие выступления, а затем вопросы к спикерам. Между прочим, состав выступающих подбирается таким образом, чтобы были представлены и наука, и бизнес: представители ученого сообщества рассказывают о прикладных разработках, деловой — о том, как их монетизировать.

Организатором форума выступает Минский городской технопарк при поддержке Мингорисполкома.

Открывая мероприятие, заместитель председателя Мингорисполкома Надежда ЛАЗАРЕВИЧ заверила, что Минск заинтересован в развитии инноваций и реализации потенциала молодых людей: «Мы хотим, чтобы вы были частью нашей команды, а мы — частью вашей. Как представители власти, хотели бы быть полезными для вас, помогать в продвижении ваших идей. Приятно, что есть много тех, кто готов в свой выходной день прийти пообщаться на научные темы. Столица готова креативить вместе с молодежью. И появление городского технопарка — тому подтверждение. Будущее за вами!»

«Одной из задач, которые мы перед собой ставим, является формирование сообщества, — подчеркивает директор Минского городского технопарка Владимир ДАВИДОВИЧ. — Сообщества в широком смысле: единомышленников, тех, кто имеет отношение к науке, и тех, кто может свои знания перевести в практическую прикладную плоскость. Возможно, даже создать свои предприятия. Мы их аккумулируем в одном месте. «Инновационный шторм» — это уже бренд. Мероприятие стало центром притяжения творческой энергии молодежи. И мы очень благодарны городу за его поддержку».

Поиск в наномасштабе

Квантовые компьютеры и сферы их применения, тенденции в сфере ИТ-разработки, технологии в борьбе с вирусами и иммунитет, углубление в наномир, секреты успешной самопрезентации, система «Безопасный город» — все эти темы оказались в центре внимания участников четвертого по счету «Инновационного шторма».

В 1986 году в свет вышла книга «Машины создания: будущая эра нанотехнологий», написанная американским ученым и активным популяризатором нанотехнологий К. Эриком Дрекслером. Автор попытался заглянуть в будущее, показать возможности и последствия новых технологий. В книге показан мир, где вся библиотека Конгресса США может поместиться на чипе размером с кусочек сахара и где универсальные ассемблеры (крошечные машины) могут использоваться для всего, в том числе в качестве медицинских роботов...

Сегодня «нано» проникает практически во все сферы: медицину, биотехнологии, современную электронику, производство покрытий и материалов... Мощности, которыми обладают современные мобильные телефоны, стали возможны только благодаря тому, что удалось выйти на наномасштаб. Предприятия и производители, которые хотят оставаться конкурентоспособными, ведут сейчас поиск в наномасштабе...

— Что такое наноразмер? Он в тысячу раз меньше микроразмера, — рассказывает Анастасия ХАБАРОВА, специалист в области нанотехнологий, сотрудник Института тепло- и массообмена НАН Беларуси, организатор Фестиваля науки. — Один нанометр — это одна миллиардная часть метра. Для сравнения, микрон (он же микрометр, давший название микроэлектронике) — это одна миллионная часть метра.

Когда-то на слуху у всех были достижения микроэлектроники. Сейчас пришла эра нанотехнологий. С ними связывают пятый и шестой технологический уклады, это самый передовой край науки...

Наносвет — часть реального привычного нам мира, только часть настолько малых размеров, что увидеть ее с помощью обычного человеческого зрения или прикоснуться к ней руками абсолютно невозможно. Неожиданные результаты, получаемые при исследованиях наноструктур, восхищают ученых. При переходе с микро — на нановуровень многие материалы могут кардинально изменять свои свойства, например, те, что не проводили электричество, становятся почти идеальными проводниками. Наблюдается и ряд других интересных эффектов. В наноструктурных материалах можно реализовать уникальное сочетание свойств, недосягаемое для традиционных материалов.

— Например, шелк — очень мягкий на ощупь, но если к нему приложить нагрузку, выясняется, что он чрезвычайно прочный, — рассказывает Анастасия. — Это уникальный материал, причем своей постройкой на молекулярном уровне, один из самых прочных материалов природного происхождения.

Ученые предпринимали неоднократные попытки улучшить шелковое волокно. Так, был изобретен способ обогащения шелка через кормление шелкопрядов, которых нужно только «посадить на диету». Исследователи предложили совершенствовать шелковое волокно с помощью углеродных нанотрубок и графена, которые обладают отличными механическими характеристиками и широко используются в производстве высокопрочных материалов. Ученые распылили суспензию с углеродными нанотрубками и графеном на листья шелковицы, которыми питаются шелкопряды, а потом собрали продукт из кокона.Такая специфическая «диета» привела к получению шелковой нити с улучшенными свойствами — повышенной прочностью и электропроводностью. Полученный материал можно использовать, например, в электронике. На фотографиях из электронного микроскопа хорошо видно, что шелковые волокна с углеродными нанотрубками и графеном гораздо лучше структурированы, чем обычный шелк.

Перечислить все сферы, в которых нанотехнологии могут существенно повлиять на технический прогресс, проблематично. Можно назвать лишь некоторые из них: это элементы наноэлектроники и нанофотоники (полупроводниковые транзисторы и лазеры, фотодетекторы, солнечные элементы, различные сенсоры), электрохимия, износостойкие покрытия, устройства сверхплотной записи информации, суперкомпьютеры, топливные элементы и устройства для хранения энергии, устройства микро — и наномеханики, в том числе молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы, созданные из наноматериалов и сопоставимые по размерам с молекулой, фармацевтика, клиническая и медицинская диагностика, биомеханика...

— В медицине лаборатория на чипе может заменить не просто несколько специалистов, а несколько типов лабораторий, — рассказывает Анастасия. — Сейчас ведутся разработки в области доставки лекарств к определенным органам с помощью нанороботов, которые будут действовать максимально эффективно.

Для того чтобы заглянуть в наносвет, исследователи используют сканирующую электронную микроскопию и атомно-силовую микроскопию. А наноидентирование позволяет такие материалы физически «пощупать»...

— Одной из самых неожиданных задач, которые нам пришлось решать в лаборатории, оказалась визуализация поверхности для Государственного комитета судебных экспертиз, — рассказала Анастасия Хабарова. — При расследовании дела нужно было узнать, что появилось на бумаге первым — подпись, сделанная чернилами от ручки, или тонер от принтера. Проще говоря, не появился ли текст уже после того, как человек поставил свою подпись. Мы с этой задачей справились, но о результатах я вам, по понятным причинам, сообщить не могу...

Угрозы и оперативное реагирование

«Безопасный город: фантазии или реальность?»- так была обозначена тема выступления Сергея ШУТКЕВИЧА, генерального директора Группы компаний «Асопс», руководителя проектов по системам безопасности, автора патентов и научных статей. Очевидно, что цифровизация влияет на жизнь и привычки всех без исключения людей. А как развитие цифровых технологий трансформирует понятие «безопасность»?

— Система «Безопасный город» внедряется сегодня во многих странах мира. Но надо понимать, что это не просто система, а комплекс правовых, технических экономических и организационных мер для совершенствования процессов поддержки принятия решений в вопросах безопасной среды жизнедеятельности и общественного порядка на территории государства, — пояснил спикер. — В центре внимания — риск возникновения техногенных аварий, эпидемий, цунами, пожаров (в том числе природных), обрушения инженерных сооружений, аварий на объектах ЖКХ, транспортных происшествий, противоправных действий.

В Единый центр оперативного реагирования поступает информация из самых разных систем и служб, чтобы на ее основе можно было принимать правильные, взвешенные и, что немаловажно, оперативные решения. Это пожарные и охранные сигнализации объектов, системы видеонаблюдения, системы мониторинга окружающей среды, лесных пожаров, инженерных сооружений (тоннели, мосты, башни), объектов жилищно-коммунального хозяйства, система работы с обращениями граждан, система управления диспетчерскими службами. Есть несколько функциональных блоков: общественный порядок, экологическая безопасность, безопасность муниципальной инфраструктуры, безопасность на транспорте, обеспечение взаимодействия служб и ведомств. Функциональные модули — нахождение и распознавание людей, номеров, предметов, управление комплексом беспилотных летательных аппаратов и другие.

Блок мониторинга общественного порядка позволяет идентифицировать потенциальные угрозы общественной безопасности и обеспечивает меры оперативного реагирования. Он чаще всего находится в центре внимания СМИ, чаще на слуху, и многие ошибочно под «Безопасным городом» понимают именно его. Просто этот блок касается абсолютно каждого: всех интересует, снимают ли нас в метро, распознают ли наши лица, это, честно говоря, волнует всех больше, чем безопасность условного химического завода.

Умная видеоаналитика

Сергей Шуткевич предложил посмотреть, что уже сделано в плане мониторинга общественного порядка в других странах мира.

SKYNET — ироничное название китайской глобальной системы распознавания лиц в реальном времени (ее назвали так в честь того самого Скайнета (искусственного интеллекта) из фильма «Терминатор»), причем она стала в итоге официальной. Это самая мощная и прогрессивная система, о которой многие мечтают, но не могут ее реализовать по ряду причин. Китайцы сами производят оборудование, разрабатывают программное обеспечение, у них есть законодательная база для внедрения этой системы.

По информации из открытых источников, в 2017 году в Китае было установлено 170 миллионов камер видеонаблюдения, в 2020 году — 626 миллионов. Планируется, что в 2023 году их будет миллиард, хотя, по некоторым сведениям, за людьми в Китае уже следят 1,5 миллиарда камер видеонаблюдения. Они мгновенно распознают и идентифицируют всех, кто попал в их поле зрения. Система позволяет очень быстро найти любого человека, может следить за передвижениями отдельных людей, включая иностранцев. Китайские власти утверждают, что им требуется всего одна секунда, чтобы «отсканировать» все население страны. Заявленная точность распознавания лиц — 99,8%. В правоохранительных органах подчеркивают, что система не нарушает прав граждан, включая право на неприкосновенность частной жизни, поскольку видеонаблюдение ведется исключительно в общественных местах.

В 2016 году в Китае начался интересный социальный эксперимент под названием «Рейтинг благонадежности». Желающие согласились на то, чтобы в течение жизни их социальный рейтинг корректировался. Первоначальная сумма баллов гарантировала всем равные стартовые условия, но дальше она могла или расти, или уменьшаться. Например, нарушил правила парковки — минус 50 баллов. Сдал донорскую кровь, принял участие в благотворительной акции — получи 200 баллов. На основании социального рейтинга гражданина (а он является открытым) свои решения принимают работодатели и банковские учреждения: помогают продвижению по карьерной лестнице или наоборот, дают кредит или отказывают в его выдаче и т.д. Человеку с низким рейтингом сложно купить билет на самолет или скоростной поезд, ему могут отказать в заселении в дорогой отель, в аренде велотранспорта. А в 2021 году был принят новый Гражданский кодекс, который официально узаконил «Систему социального рейтинга». Вы можете спросить, а причем здесь SKYNET? Система видеонаблюдения стала фундаментом для социального рейтинга, потому что ее данные корректируют его онлайн. Например, выбросил мусор в запрещенном месте — твой рейтинг автоматически понижается.

— В США не могут внедрять системы общей безопасности такими же стремительными темпами, как в Китае, по двум причинам, — объясняет Сергей Шуткевич. — Это сложности с внесением изменений в законодательство и общественное мнение, которое выступает против нарушения личных границ. С 2019 по 2021 год 20 штатов приняли законы, запрещающие использование технологий распознавания лиц. В частности, после такого запрета количество убийств в Новом Орлеане выросло за два года на 67 процентов. К 2023 году 10 из 24 федеральных агентств США планируют расширить использование технологий распознавания лиц.

В Европейском Союзе сейчас создают общую базу данных для систем распознавания. В Венгрии в такой базе хранятся 30 миллионов фото граждан. В Лондоне система распознавания лиц начала работать в 2020 году. Заявленная точность распознавания была 70 процентов, но в ходе независимых испытаний выяснилось, что она составляет всего 19 процентов. Система хуже всего идентифицирует темнокожих людей и другие этнические меньшинства, поскольку «обучалась» она на лицах светлокожих. С такой же проблемой столкнулись и в США.

Мировой рейтинг городов с количеством камер видеонаблюдения на тысячу жителей в 2019 году возглавлял Гонконг. Но, как заметил Сергей Шуткевич, количество камер не является показателем эффективности системы видеонаблюдения. Камеры должны работать с аналитикой, требуется квалифицированный персонал, умеющий использовать полученные данные для мониторинга и предупреждения правонарушений, а не только для проведения расследований. 

Безусловно, чрезмерный контроль многим не нравится, поэтому люди пытаются саботировать системы идентификации личности и прибегают к различным ухищрениям: делают специальные стрижки и индивидуальный макияж — «камуфляж», который дезориентирует алгоритмы идентификации, закрепляют на голове портативный проектор, продуцирующий на лицо изображение другого человека. В ход идут бейсболки со светодиодами, чтобы засвечивать лицо, и прозрачные маски, которые его искажают.

В 2020 году все человечество скрыло свои лица за медицинскими масками. Отсюда вопрос: могут ли средства индивидуальной защиты саботировать систему? Специалисты утверждают, что система идентификации личности работает за счет анализа всего 50-60% лица. И маска никак не мешает считывать биометрию. Однако дополнительные украшения и аксессуары могут заставить систему ошибиться. Кстати, во многих странах запрещается появляться в общественных местах в масках, которые полностью скрывают лицо. Все-таки на первое место ставится общественная безопасность. А в том, что системы распознавания будут развиваться дальше и все больше внедряться в нашу повседневную жизнь, уже никто не сомневается. И общественное неодобрение этот процесс не остановит...

Надежда НИКОЛАЕВА

Фото организаторов

Выбор редакции