Волшебные вещи для умных людей

Новые технологии меняют мышление

Беспилотные автомобили, умные дома, электронные табло на транспортных остановках, мусорные контейнеры со встроенными датчиками измерения отходов… Интернет вещей (Internet of things) стремительно меняет нашу жизнь, формируя умную оболочку техносферы по аналогии с ноосферой планеты Земля. Предметы начинают общаться с человеком на расстоянии и предвосхищать его желания. И недалек тот день, когда они будут взаимодействовать между собой, освобождая людей от рутинных функций. Экспоненциальный рост вычислительных мощностей, переход микроэлектроники к наноразмерам не оставляет сомнений в том, что мы на пороге колоссальных изменений.

– В 2019 году объем мирового рынка Интернета вещей (IoT) достиг 450 млрд долларов, и это только начало, – говорит доктор технических наук, профессор РГРТУ, лауреат премии Правительства в области науки и техники С.М. Карабанов.
Около года на базе Рязанского государственного радиотехнического университета имени В.Ф. Уткина действует научно-исследовательский центр IoT, который Сергей Михайлович возглавляет. Это научно-исследовательская и экспериментальная база молодых сотрудников университета, создающих умные системы, в первую очередь для промышленности и сферы услуг.
Мы входим в лабораторию, где в окружении сложных приборов, выводящих на экраны замысловатые графики, создаются передовые изделия. Одна из последних разработок – датчик для измерения устойчивости конструкций, применяемых для мониторинга состояний зданий и сооружений. Металлическая коробка умещается на ладони, внутри чуткий датчик-акселерометр, умеющий передавать на расстоянии информацию об объекте.
Предназначение другой разработки – мониторинг состояния посевов. По спектру отражения от листьев можно в режиме реального времени определить состояние здоровья растений и оперативно принять превентивные меры по их профилактике и оздоровлению, причем делать это локально, что существенно экономит ресурсы сельхозпроизводителя и повышает урожайность. Исследования ведутся совместно с Рязанским государственным агротехнологическим университетом и немецкими передовыми институтами в области микросистемной техники.
Что еще интересного создается в университетском центре IoT? Есть заказ от крупной компании на цифровизацию торговых залов. Система уменьшит затраты на инвентаризацию товарных запасов и привлечет новых клиентов.
– Это выглядит как сочетание привычных торговых площадей, где каждый товар можно взять в руки, и онлайн-магазинов, дающих расширенную информацию о своем ассортименте. Элемент дополненной реальности с применением смартфона, – поясняет старший научный сотрудник кафедры электронных приборов РГРТУ Андрей Серебряков.

С постсоветских времен в России так и не создана отрасль машиностроения для электронной промышленности

Обещают быть востребованными усилия по созданию электронных ценников. Сейчас многие крупные магазины присматриваются к новым системам отображения информации о товаре, заменяющим бумажные вкладыши на прилавках. Их не надо будет переписывать, корректировка происходит на миниатюрных дисплеях в реальном времени.
– Наша задача – обеспечить эти вещи беспроводными интерфейсами, автономными источниками питания с экономным режимом энергопотребления и каналом связи, очищенным от помех, – говорит научный сотрудник кафедры космических технологий Сергей Колесников.
Спрашиваю Сергея Михайловича Карабанова, что делает вещи умными.
– Прежде всего, интеллект их создателей. Умные вещи начинаются с умных людей, – смеется он. – А если брать техническую составляющую, то необходимы три компонента: датчики, или сенсоры, считывающие информацию. Далее – система ее передачи на расстояние. И третий компонент – центр обработки данных и принятия решений.
– Основными игроками на рынке Интернета вещей остаются США и Китай. Какое место на этом рынке занимает Россия?
– Прогнозируется, что к 2021 году мировой рынок IoT составит около 1,1 трлн долларов. В России объем рынка в 2018 году был 3,67 млрд долларов. Наша страна зависима от зарубежных производителей микроэлектроники. В умных вещах, как я уже сказал, стоят сенсоры. В России объем производства сенсоров незначительный, и их также приходится импортировать. Нет и современных микропроцессоров отечественного производства. С постсоветских времен так и не создана отрасль машиностроения для электронной промышленности. Мы не выпускаем оборудование для производства чипов. И покупка готовых линий вряд ли решит проблему. Во-первых, никто не горит желанием их продавать. А во-вторых, микроэлектронику скоро вытеснит наноэлектроника, размеры чипов постоянно уменьшаются. Не научившись производить собственную микросистемную технику, мы всегда будем смотреть в хвост прогрессу. Другая проблема: наши промышленные предприятия не готовы использовать IoT, перестраивать у себя все линии производства. Затраты настолько велики, что легче построить завод с нуля. Необходимо развитие в этом направлении, тогда появится спрос на разработки и выстраивание связи между наукой и производством. Одной из задач рязанского Центра IoT является создание образовательных программ в этой области, что будет способствовать продвижению IoT на российский рынок. Необходимо проводить серьезную пропаганду технологии IoT среди населения. Развитие цифровизации в России во многом будет зависеть от состояния промышленного производства электронной компонентной базы для умных систем.
Российские ученые и инженеры сейчас больше похожи на спортсменов перед стартом. Совершают упражнения, чтобы не потерять форму, в то время как остальные атлеты давно бегут.

В умном городе:
> ЖКХ способно полноценно контролировать работу оборудования, в нужный момент снимать показания со всех счетчиков, предотвращать аварии
> Управление транспортными потоками на основании динамической модели загруженности дорог, мониторинг парковочных мест увеличивают пропускную способность дорог
> Технологии Интернета вещей поддерживают работу экстренных служб: распределение бригад на вызовы в зависимости от месторасположения, дистанционные консультации
> Интеллектуальное управление отходами поможет улучшить процесс сбора мусора
> Почасовой прогноз пассажиропотока

В центре IoT РГРТУ разрабатывают готовые модели Интернета вещей, развивают возможности узкополосных систем передачи данных – тех каналов, по которым вещи будут общаться с человеком.
– Особенно бурное развитие бытового сегмента Интернета вещей начнется с появлением сетей 5G, – говорит научный сотрудник научно-образовательного центра Александр Паршин. – Частотный диапазон, выделенный для этих целей в России, пока не освоен мобильной связью. Тем не менее запуск сетей 5G в мире – вопрос нескольких ближайших лет.
И все-таки новые технологии несут нам оптимизм. Прав Сергей Карабанов – не может быть такого, чтобы умные вещи создавались глупыми людьми. В умных городах жителям должно быть удобно и комфортно. Если уж мы вступили на путь цифровизации, то, как минимум, должны обеспечить самостоятельность и безопасность развития этой отрасли. Глобальные технологические перемены в любом случае заставят соответствовать мировым стандартам, и нам решать – быть разработчиками или только пользователями. Ведь мы же не хотим, чтобы вещи стали умнее нас.