Читаем без скачивания Беларусь 2020: наука и экономика - И. Грибоедова

Исходя из потребностей национальной экономики, наличия кадров и материально-технической базы, к наиболее перспективным направлениям работ в области лазерных и оптических технологий относятся следующие:

фундаментальные проблемы лазерной физики и взаимодействия лазерного излучения с веществом;

твердотельные лазерные системы с широко варьируемыми параметрами, в том числе с диодной накачкой и волоконные, и технологии на их основе;

новые образцы лазерной и оптоэлектронной техники для промышленности, приборостроения, медицины, экологии, метрологии, космических исследований, научных исследований и для решения специальных задач;

новые лазерные и нелинейно-оптические материалы; технологии выращивания монокристаллов, стекловарения, изготовления оптических деталей;

высокочувствительные аналитические и диагностические методы и приборы с использованием лазеров и других источников оптического излучения;

нанофотоника;

квантовая информатика;

наукоемкие лазерно-информационные технологии обработки материалов;

фотовольтаика (солнечные элементы и модули; датчики-фотоприемники, в т. ч. приемные линейки и матрицы);

микронная оптоэлектроника (в т. ч. гибридные микро-, оптоэлектронные устройства) для систем обработки информации, СВЧ-техники и др.;

голографические средства и методы и их применение в оптоэлектронных и лазерных технологиях, в том числе для защиты от подделок ценных бумаг, документов и другой продукции;

развитие современных ростовых технологий гетеро-структур как основы новейших разработок в области оптоэлектроники, микроэлектроники, СВЧ-техники и лазерных технологий;

наращивание выпуска оптико-механических, оптико-электронных и лазерно-оптических изделий, отвечающих требованиям мировых рынков, что позволит увеличить экспорт продукции;

создание и освоение в производстве оптоэлектронной техники на базе лазерных систем с применением электронно-оптических преобразователей и высокоточных оптических компонентов, включая лазерные приборы для технологических процессов в промышленности, что позволит применять современные высокоточные методы измерения и обработки поверхностей деталей;

создание тепловизионной техники специального и двойного назначения на базе фотоприемных устройств инфракрасного диапазона третьего поколения;

производство оборудования для оптики, светодиодной и фотогальванической техники, светодиодных осветительных и сигнальных устройств и систем;

техническое переоснащение организаций отрасли с доведением их технического состояния до уровня технической оснащенности аналогичных организаций промышленно развитых государств.

Предполагается разработать и освоить в производстве следующие высокотехнологичные виды продукции:

новые светодиодные модули монохромного и «белого» излучения на основе промышленных светодиодов и светодиодных чипов с улучшенными характеристиками;

адаптированные к чувствительности человеческого глаза кремниевые фотоприемники и интегральные схемы для систем управления освещенностью люминесцентных ламп;

оптические излучатели на основе инжекционных лазеров и твердотельных лазеров с диодной накачкой для систем беспроводной связи;

высокочувствительные ультрафиолетовые металл-полупроводники, металл-фотоприемники на гетероструктурах нитрида алюминия галлия;

фотодиодные модули и оптоэлектронные устройства на их основе для волоконно-оптических систем радиосвязи и измерительной техники в частотном диапазоне до 60 ГГц.

Научно-техническая продукция, создаваемая в рамках указанного направления, имеет важное значение для повышения конкурентоспособности вновь создаваемых функциональных лазерных материалов, систем и технологий, включая лазерные технологии прецизионной обработки материалов (микромашининг), биомедицинские применения, дистанционное зондирование Земли.

Результаты исследований и разработок имеют важное значение для укрепления обороноспособности страны, т. к. позволяют использовать их в лазерно-оптических системах слежения за движущимися объектами, наведения, а также дальнометрии. Кроме того, это обеспечивает создание новых технологий обработки материалов, необходимых, в частности, для производства высокоэффективных солнечных элементов.

Практически все белорусские лазерные системы конкурентоспособны на внешних рынках, в том числе европейском и азиатском.

4.2.5. Робототехника

Развитие робототехники имеет огромное значение для мировой экономики. Согласно обзору Robotics Business Review, в 2013 г. в список ведущих робототехнических фирм (RBR 50) вошли 34 американские фирмы, 5 японских, по 2 фирмы из Германии, Франции, Канады и Швейцарии и по 1 фирме из Кореи, Дании и Нидерландов. При этом из 50 компаний 31 является частной, 19 – государственными, и представляют различные области и направления робототехники (13 фирм специализируются на разработке промышленных роботов и манипуляторов, 14 – медицинских роботов, 5 – роботов-гуманоидов, 18 – мобильных и образовательных роботов).

За 2012 г. в мире было продано 159 346 промышленных роботов, около 70 % от общего объема продаж роботов в 2012 г. приходилось на Японию, Китай, США, Корею и Германию. При этом продажа промышленных роботов в автомобильной, химической, полимерной и пищевой промышленности продолжает увеличиваться, в то время как в машиностроении и металлообработке заказы продолжают сокращаться.

Одной из проблем, стоящих на пути роботизации, является высокая трудоемкость программирования робота с ручным обучением точек программной траектории. С увеличением числа роботов и номенклатуры выпускаемой продукции затраты на программирование часто становятся весьма большими. Выходом из положения могут стать системы автономного программирования (Off-Line Programming, Simulation) для роботов.

В отечественных условиях также представляется актуальным направление по разработке новых принципов построения информационно-измерительных систем технического зрения мобильных роботов.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

Справочно: в 2012 г. инвестиции компаний в исследования и разработки составили: «Фольксваген» (Германия), автомобилестроение -9,5 млрд евро, или 4,9 % к объемам продаж; «Роберт Бош» (Германия), автомобилестроение – 4,9 млрд евро (8,2 %); «ДЖОН ДИР» (США), промышленный инжиниринг – 1,1 млрд евро (4,2 %); «БАСФ» (Германия), химия – 1,7 млрд евро (2,2 %); «ХЕНКЕЛЬ» (Германия), проектирование домов – 0,4 млрд евро (2,6 %); «САНОФИ-АВЕНТИС» (Франция), фармацевтика и биотехнологии – 4,9 млрд евро (14 %); «НОВО НОРДИСК» (Дания), фармацевтика и биотехнологии – 1,4 млрд евро (13,4 %).

2

Прорывные направления и достижения по версии журнала «Science» в 2012–2013 гг.

3

Справочно: в первую пятерку стран с очень высоким уровнем человеческого развития входят Норвегия (значение ИЧР – 0,955), Австралия (0,938), США (0,937), Нидерланды (0,921) и Германия (0,920).