Зачем России инновации

Тысячи копий сломано, десятки тысяч страниц исписано, чтобы найти ответ на вечный вопрос: что было раньше – курица или яйцо? Или в злободневной постановке текущего времени разобраться: коли нужна наука, то какая и кому, и что из этой суеты реально может получить экономика конкретной страны и мир в целом.
Наше внимание привлекла работа управляющего партнера «Transitional Markets Consultancy LLP» Вадима Малкина «Высокотехнологичная ловушка: зачем России инновации», привлекла именно потому, что в ней весьма убедительно обосновываются как бесспорные моменты, так и положения, требующие осмысления более глубокого и подкрепления данными более аргументированными. Бесспорно, что «наиболее индустриально развитые страны мира – безусловные лидеры в технологических инновациях», но тезис, подвергающий сомнению тот факт, что не это обеспечивает благополучие этих стран, вызывает некое недоумение. В. Малкин пишет: «Да, богатые страны много тратят на исследования и разработки и в итоге лидируют по числу патентов и отчислений за их использование за границей, но эти ли траты сами по себе делают экономики этих стран крупнее и богаче? В первом классе межконтинентальных авиарейсов летают состоятельные и успешные люди, но делает ли их таковыми факт регулярной покупки дорогих авиабилетов?». По нашему мнению такой посыл априори подвергает сомнению целесообразность инновационного мышления и действий, направленных как на развитие научного потенциала в любой стране, так и на создание инфраструктуры для реализации своих и заимствованных разработок. Да, безусловно верно автор указывает, что «создается стоимость (value), которая может оставаться у фирмы в виде прибыли, а может (в ситуации жесткой конкуренции и недостаточности барьеров распространения разработки), когда покупатели в итоге получают лучшее качество за ту же или даже меньшую цену, переходить к конкурентам и потребителям». Так это же происходит при неумении «плавать» в условиях жесткой конкуренции и нежелании создавать благоприятную среду для реализации созданных (не так важно, в какой точке Земли) инновационных технологий, чтобы результаты этой деятельности были бы выгодны и авторам реализованной научной идеи, и разработчикам технологии, базирующейся на этой идее, и инвесторам, и производителям, и потребителям.
Возможно ли это? Мировой опыт (и прежде всего опыт развитых стран) подтверждает, что возможно, потому что там бизнес (и государственный, и частный) ориентирован в основном на инновационный подход при глубоком понимании и технологических преимуществ создаваемого продукта, и экономической целесообразности предпринимаемых усилий на различных этапах создания и освоения той или иной инновации. Ведь именно об этом и пишет Вадим Малкин: «Экономическая привлекательность инноваций для субъекта инновационной деятельности зависит, таким образом, от эффективности барьеров на пути распространения разработок (патенты, ноу-хау, капиталоемкость копирования конкурентами) и частоты смены поколений технологических стандартов: чем больше объем прибыли инноватора в результате полученных конкурентных преимуществ и чем дольше фирма способна ее получать, тем привлекательнее доход на капитал, инвестированный в инновации».
Значит, задача и состоит в том, чтобы обеспечить на всех этапах реальный интерес потенциальных участников процесса. Чтобы обеспечить рост производительности труда, рост ВВП и обеспечить при этом прибыль участникам процесса, действительно необходимо расширение «потенциала освоения» новых технологий, что в конкретный период времени не всегда возможно в малых странах или в странах с неразвитой инфраструктурой производства и потребления. Тут вспоминается анекдот советских времен: «А есть у вас спрос на черную икру? Нет, ее никто не спрашивает». Значит, для расширения рынка новой продукции в данном месте на всех этапах важно проводить разнообразные маркетинговые действия, как для потенциального производителя, так и для потребителя. Это весьма сложная задача, которую с разной степенью успеха решают прежде всего страны с развитой рыночной экономикой. Разве вызывает сомнение тезис г-на Малкина, что при неразвитости технологической инфраструктуры бессмысленно и думать о приобретении или создании и развитии тех или иных инноваций? Но тогда страны-импортеры, располагающие перспективным (с точки зрения объемов продаж) рынком, должны осознавать острейшую необходимость в ускоренном создании такой инфраструктуры. В противном случае они всё быстрее будут скатываться не только на уровень стран «третьего мира», но и за его пределы.
Можно использовать статистические данные для обоснования любой идеи, даже самой бесперспективной. В том, что «по данным Всемирного банка, в странах с инновационной специализацией (странах – экспортерах технологий, где на НИОКР в совокупности тратится не менее 2,5% ВВП и на которые в совокупности приходится львиная доля держателей действующих в мире патентов) – США, Японии, Израиле, Финляндии, Швеции – рост производительности труда (измеряемый упрощенно как ВВП на единицу работающего населения по паритету покупательной способности) за последние 15 лет составил от 1,3% (Япония) до 2,01% (Швеция) в среднегодовом кумулятивном исчислении, а в то же время в странах – импортерах технологий с догоняющей моделью роста, как, например, Китай или Вьетнам, этот показатель рос в среднем на 8,17 и 4,94% в год соответственно», нет абсолютно ничего необычного. Подходы к исчислению этого показателя куда более глубоки, чтобы играть двумя цифрами и на этом пытаться создавать некую концепцию. Тут и исходный уровень развития, и структура ВВП, и соотношение работающего и неработающего населения, и много иных факторов. Но тенденции развития стран-импортеров без сомнения заслуживают глубокого изучения. При всем при этом экспортеры инновационных технологий обеспечивают и для себя высокий уровень прибыли именно потому, что в таких странах, как Китай, Индия, Вьетнам, Бразилия и др. осознали на физическом, законодательном и ментальном уровне необходимость инновационного развития, создания необходимой инфраструктуры.
Несомненно, динамизм инновационного развития передовых стран требует и более активной работы по соответственному ускорению амортизации, чтобы замещающие технологии вышли на рынок тогда, когда не только окупятся предыдущие, но и когда они принесут существенную прибыль всем участникам процесса. Вадим Малкин верно приводит данные, что сейчас по сравнению с началом XX века замещение технологий происходит в 4-5 раз быстрее, но невозможно принять весьма легковесный вывод автора о том, что в результате этого США (основной игрок на мировом рынке инновационных технологий в мире) обеспечили обогащение Китая (одного из основных импортеров этих технологий), а свою экономику привели к огромному дефициту торгового баланса.
Анализ негативных тенденций последних лет в мировой экономике требует значительно более глубокого анализа, и огромное количество разработок пока еще не исчерпали сложность этой проблемы. Но даже если принять позицию автора, то совершенно четко можно выделить тупиковый путь развития человечества, которое должно прекратить активную инновационную деятельность, поскольку не в состоянии обеспечить не только прибыльности, но и простой окупаемости инвестиций. Вызывает активное несогласие такая позиция, и потому что невозможно остановить человеческую мысль и вечное стремление к совершенствованию, и потому что странам – импортерам новых технологий нечего станет импортировать, если США и другие развитые страны примут подобные подходы при формировании своей структуры производства и потребления.
Весьма образно г-н Малкин сообщает читателям, что «шансы на успех у энтузиастов, создающих новые IT-стартапы у себя в гараже, такие же, как у девочки-актрисы, приехавшей из Огайо покорять Голливуд. И там и там страсть и масштаб открытий дороже денег, и это является двигателем системы». Мы весьма яркому образу автора противопоставляем реальные факты жизни и развития инноваций в Израиле: страна, располагающая весьма ограниченными ресурсами и небольшим рынком, живущая в сложнейшей политической реалии, сумела за последние годы опровергнуть многие стереотипы и создать динамично развивающуюся экономику, вполне успешно пережив и годы мирового экономического кризиса. Совершенно верна ссылка на закон Парето, согласно которому на 80-90% провалов приходится 10-20% побед, и победитель получает все. Среднестатистический голливудский фильм приносит 0% дохода, если не убытки. Но 10% блокбастеров позволяют получать сверхприбыли, покрывающие убытки от 90% провалов.
Вот об этом мы и намерены говорить, чтобы убедить читателей в том, что только глубоко продуманный инновационный путь развития, отказ от местных амбиций и обеспечение научно-технического и экономического сотрудничества разных стран и научных школ, с использованием преимуществ каждого из участников, решает многие проблемы.

А теперь о поговорим о том, что могут дать инновации, появившиеся в мире в самое последнее время, в частности, в области нанотехнологий.
Отдел BBC по исследованиям и разработкам (BBC Research & Development) опубликовал прогноз развития рынка нанотехнологий до 2015 года. По оценкам аналитиков, объем рынка в 2010 году достигнет 15,7 млрд долларов. Драйвер роста рынка – самый крупный сегмент нанотехнологий – наноматериалы. Его объем в 2015 году может приблизиться к 20 млрд. долларов при средних ежегодных темпах роста в 15%. Согласно оценке аналитиков, общий объем рынка нанотехнологий составил в 2010 году 15,7 млрд. долларов, однако к 2015 он может вырасти до 27 млрд. долларов. Таким образом, его среднегодовой темп роста (CAGR) составит 11,1% в год.
Наиболее крупный сегмент общего рынка нанотехнологий – наноматериалы (объем рынка – 10 млрд. долларов в 2010 году). В течение пяти лет его CAGR будет  составлять 14,7% и в 2014 году объем может достичь 19,6 млрд. долларов. Второй по объему сектор, наноинструменты, превысит объем 6.8 млрд. долларов к 2015 году. В 2010 году его объем оценивается в 5.8 млрд. долларов и его CAGR составит 3,3%. Наиболее быстрорастущим сегментом рынка станет самый незначительный по объему сектор рынка, рынок наноустройств. По порогнозам, данный рынок вырастет с 35.4 млн. в 2010 до почти 234 млн. долларов в 2015 году, так что его CAGR составит 45,9%.
Одним из таких устройств является спиновый накопитель. Исследователи из Университета штата Юта объявили о новом серьезном прорыве в области создания сверхбыстрой компьютерной памяти – они научились записывать информацию в атоме, удерживать ее там в течение 112 секунд и, более того, считывать ее оттуда электронным способом. Как сообщает ведущий исследователь Кристоф Буме (Christoph Boehme), новый носитель информации можно было бы вставлять в компьютеры хоть сейчас, если бы не два обстоятельства – система работает при температуре 3,2 К и в мощном магнитном поле, которое в 200 тыс. раз превышает земное. Такой чип вряд ли подойдет для стандартного ноутбука. По словам Буме, его группа сейчас работает над тем, чтобы как-то с этими препятствиями справиться.
Чип, разработанный группой Буме, представляет собой обычную кремниевую подложку, куда добавлены атомы фосфора. На магнитных спинах десяти тысяч ядер атомов фосфора и окружающих их электронов хранится информация. Ученые использовали этот чип главным образом для того, чтобы работать с ним как с классическим носителем информации, которая записывается в виде битов. Однако этот же чип, утверждают они, можно использовать и для хранения квантовой информации, записываемой в виде «кубитов».
Лист графеновой пленки, размещенный на двух электродах, является самым крошечным в мире устройством, способным непосредственно принимать радиоволны.
Растянутый между двумя электродами и нависающий над третьим электродом, графен работает подобно батуту, резонируя в соответствии с принимаемым радиочастотным сигналом. А съем принятого сигнала производится за счет изменения емкости между листом графена и третьим электродом. Основным недостатком большинства нанорезонаторов являются паразитные емкости, возникающие между крошечными частями электронных схем, расположенных на очень близких расстояниях между ними. Эти емкости подавляют уровень принимаемого сигнала, существенно снижают соотношение сигнал/шум и сужают полосу принимаемого сигнала, что требует дополнительных, иногда дорогостоящих, решений по усилению сигнала. Новый графеновый наноприемник, по словам его разработчиков, ученых из Колумбийского университета (Yuehang Xu and colleagues at Columbia University), имеет специальные форму и структуру, что позволяет компенсировать паразитные эффекты. Пока первые опытные образцы таких приемников могут работать в диапазоне радиоволн до 33.27 МГц, но ученые утверждают, что более поздние и совершенные образцы таких приемников будут покрывать полосу радиосигналов, доходя до верхней границы в несколько гигагерц. Но самым большим недостатком такой технологии является то, что такой приемник способен работать только при температуре -200 оС, поэтому до появления таких приемников в мобильных телефонах ученым еще придется изрядно потрудиться.
Совместными усилиями американские ученых из Idaho national laboratory, компании Microcontinuum и университета Миссури, была создана экспериментальная солнечная батарея, способная накапливать инфракрасное излучение. За это изобретение исследователи получили премию Nano 50. Дело в том, что обычные солнечные батареи способны улавливать лишь лучи длинного диапазона, непосредственно идущие от Солнца, и это делает их неприменимыми в ночное время, однако 45% солнечного излучения состоит именно из коротких лучей, и часть его, по данным специалистов, земная материя продолжает излучать обратно в космическое пространство даже спустя 5 часов после заката.
Авторы изобретения утверждают, что его КПД доходит до 80%. Батарея состоит из микроскопических наноантенн, представляющих собой спирали около 3 микрон в диаметре каждая*, плотно упакованные на подложке из полиэтилена, метр на метр в поперечнике – ещё одна инновация, поскольку о наноизделиях такого масштаба до сих пор ничего не было известно. Чтобы разрешить вопрос об электромагнитном воздействии соседних антенн друг на друга, исследователи использовали метод компьютерного моделирования. Это позволяет найти из тысяч мыслимых и немыслимых комбинаций упаковки самые эффективные.
Неоспоримый факт, что с данным изобретением открывается новая ниша в энергетике. Кроме того, сам внешний вид изобретения наводит на определенные мысли: что если, сделать его элементом одежды? Или вообще самой одеждой? Ведь если прикрепить к такому одеянию спец-шнурок, его можно будет подключить к пылесосу или электрочайнику в те времена, когда электроэнергия станет безумно дорога, а запасы природного газа совершенно истощатся.
Международная группа учёных построила и испытала прототип аппарата, способного без промежуточных этапов обращать энергию Солнца в горючее. Для питания машине нужны свет, углекислый газ и вода. В результате нагрева диоксида церия до 1420–1640 °C он освобождается от кислорода, который уходит из камеры вместе с «промывочным» газом. Это первая фаза полного цикла. Во второй фазе нагрев прекращается, а к остывающему церию подаются углекислый газ и вода. Церий отнимает у них кислород, производя монооксид углерода и водород.
Последний может использоваться в чистом виде как горючее для топливных элементов. Но, кроме того, смесь H2 и CO (синтез-газ) сама является топливом, а ещё — сырьём для синтеза различных жидких углеводородов. Авторы этого устройства — учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech), федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zürich) и института Пауля Шеррера (Paul Scherrer Institut) — провели более 500 циклов рабочего процесса, показав, что система генерирует стабильный поток горючего.
Японским исследователям удалось создать групповую технологию подвешенных структур (кантилеверов и мостов) монокристалла алмаза для нано- и микроэлектромеханических систем. Основываясь на этом процессе, доктор Мейонг Ляо (Meiyong Liao), старший научный сотрудник Центра сенсорных материалов Национального института материаловедения Японии, и его коллеги получили первый в мире монокристаллический алмазный наноэлектромеханический переключатель. НЭМС-переключатель выигрывает в сравнении с обычными полупроводниковыми приборами, так как имеет низкую потерю тока, малое энергопотребление и четко различимые состояния «включено/выключено». Большинство существующих НЭМС/МЭМС-переключателей базируются на кремнии или металлических материалах, имеющих существенные недостатки — слабую механическую, химическую и термическую устойчивость, низкую надежность и износостойкость.
Исследователи Национального института материаловедения Японии разработали процесс изготовления подвешенных монокристаллических алмазных структур путем локального формирования временного слоя графита в основе монокристалла алмаза с помощью имплантации высокоэнергетических ионов, за которой следует рост алмазного поверхностного слоя методом химического парофазного осаждения, активированного микроволновой плазмой (MPCVD), и удаление временного слоя графита. В ходе дальнейшего совершенствования технологии, группе удалось изготовить первое в мире переключающееся устройство с транзистороподобной структурой, включающей три электрода.
Необходимо, чтобы подобные разработки прорывного характера были и в России.

Э. Либин

О. Фиговский

наука,  новые технологии,  необходимость науки 

18.03.2011, 4769 просмотров.