Материал: _files_materials_5053_prog.ntr

111

Конвергенция технологий носит взаимонаправленный характер. Так, прогресс в нано- и биотехнологиях зависит от постоянного повышения чувствительности и точности измерительного оборудования, мощности информационных систем обработки данных, фактически от прогресса информационных технологий, опирающегося в настоящее время на инновации в области нанотехнологий. Не только компьютерные технологии оказывают большое влияние на развитие биотехнологий, но наблюдается и обратный процесс, например, в разработке ДНК-компьютеров.

Для информационных технологий переход на наноуровень может означать создание трехмерных наноструктур и компонентов с другими носителями информации – на смену заряда электрона придут другие характеристики его состояния - фотоны или спины. Переход к транзисторным структурам нанодиапазона послужит основой нового поколения вычислительных систем, обеспечивающих значительное увеличение информационных плотностей, скорости вычислительного процесса при существенном уменьшении потребляемой мощности. Будет значительно расширено использование мобильных и распределенных информационных систем прежде всего за счет практической разработки нанопамяти, которая придет на смену флэш-памяти, сетевых кремниевых нано-лазеров и т.д.

Современные, наиболее перспективные исследования и разработки в области биотехнологии и биомедицины также вышли на наноуровень, в их числе работы в области генной инженерии (молекула ДНК в ширину имеет 3 нанометра), биосовместимое протезирование (искусственные молекулы), целевая доставка лекарств в больные клетки с помощью наночастиц и многое другое. О направлениях биотехнологии, перед которыми стоит задача улучшения понимания процессов, дающих жизнь клеткам, можно также говорить как о разделах нанотехнологии или бионанотехнологии. Основные работы в области биоинформатики направлены на исследование геномов, анализ и предвидение структуры белков, изучение взаимодействий молекул белка друг с другом и другими молекулами, а также моделирование процессов

112

эволюции. В науке появился термин "биология in silico", буквальный смысл которого - "биология на кремнии", или иными словами, проведение биологического эксперимента на компьютере.

Общий объем накопленной информации таков, что на первый план выходит системная биология, цель которой - не просто объединить достижения, полученные различными методами, но интегрировать имеющиеся знания и перевести их на качественно новый уровень. Новые разработки в биоинформатике и генетике, например, так называемая фармакогенетика (изучение взаимосвязей между болезнями, генами, протеинами и фармацевтическими средствами), дадут медицине такой инструмент лечения человека как подбор лекарств и средств воздействия в зависимости от его генетической предрасположенности, а также конструирование лекарств направленного действия. Компьютерные технологии в таких разработках незаменимы. Наномедицина может изменить традиционное представление о болезни и здоровье человека и в конечном итоге привести к медицине, основанной на предвидении и предотвращении вместо лечения заболеваний. Более того, если создание наноприборов, как одна из наиболее радикальных форм нанотехнологий, получит существенное развитие, ее можно будет отнести к числу важнейших разработок в истории технологий. В США межведомственная рабочая группа по нанотехнологиям пришла к заключению, что «социальное воздействие этих разработок может быть больше, чем совокупное воздействие таких технологий как кремниевые интегральные микросхемы, синтетические полимеры и компьютерное проектирование»26.

В ближайшей и среднесрочной перспективе прикладное значение NBICтехнологий будет связано прежде всего с нано- и биомедициной. Центр технологического прогнозирования Азиатско-Тихоокеанского Экономического Сотрудничества (АТЭС) предсказывает появление первых практических разработок селективных наносенсоров и лекарственных нанооболочек в

26 Futures Research Framework for Biomedical Research and Development – Forecast for 2029.” Nanomedicine Overview, p.2.

113

трехлетний период, а начало использования новых систем медицинской диагностики и методов воздействия на человеческие клетки для восстановления отдельных органов к 2013 г.. Предполагается, что фармацевтическая промышленность США первую коммерческую отдачу от выхода на рынок лекарств, созданных на базе научных достижений Национальной инициативы в сфере нанотехнологий, начнет получать уже в ближайшие 5 лет.27

По мнению европейских экспертов, окончательное формирование полного комплекса конвергентных технологий (нано-био-инфо-когно), и изменение на его базе траектории социально-экономического развития, можно ожидать не ранее 2020г. Практическое использование конвергентных технологий в будущем будет характеризоваться такими особенностями, как всепроникаемость (новые технологии сформируют невидимую техническую инфраструктуру); неограниченная информационная доступность (возможность получить информацию о любых процессах и свойствах); конструирование человеческого сознания и тела (электронные имплантаты и физические модификаторы позволят улучшить возможности человека); индивидуализация (исследования в области нанобиотехнологии позволят создавать лекарства, учитывающие особенности конкретного генома, что даст возможность избежать побочных эффектов).28

Государственная политика и политика корпораций в области стимулирования КТ

Фундаментальные исследования в области конвергентных технологий носят стратегический характер. В долгосрочной перспективе их результаты будут положены в основу существенно преобразованных высокотехнологичных отраслей, которые в немалой степени будут определять инновационный, экономический и оборонный потенциал страны. В США государство берет на

27“Applications/Products” National Nanotechnology Initiative. http://www.nano.gov/html/facts/fags.html

28HLEG “Foresighting the New Technology Wave” – Alfred Nordmann “Converging Technologies – Shaping the Future of European Societies”.”Nano-Bio-Cogno-Socio-Anthro-Philo-Geo-Eco-Urbo-Orbo-Macro-Micro-Nano” Report, 2004

114

себя не только значительную часть ассигнований на фундаментальные и отчасти прикладные исследования в области информационных, нано- и биотехнологий, но, что не менее важно, организует и координирует эти исследования через Национальную Инициативу в области нанотехнологий (National Nanoscale Initiative - NNI) или Федеральную программу исследований

иразработок в области сетевой и информационной технологии (Federal Networking and Information Technology Research and Development Program – NITRD), а также многочисленные программы ведущих ведомств.

Конвергенция пронизывает многие приоритетные направления исследований, финансируемые государством. Программа NITRD, например, на начальном этапе своего формирования в начале 1990-х годов представляла собой масштабную, но узкоцелевую программу межведомственных исследований, ориентированную на достижение значительного прогресса в производительности вычислительных систем и возможностей информационных сетей. По мере расширения задач программы и ее финансирования (прогноз на 2009 г. - 3,5 млрд.долл.) в число важнейших составляющих были включены вопросы взаимодействия человека и машины, компьютерного моделирования биосистем, наноинформационных исследований и разработок (например, разработка компьютерных программ для искусственных микро- и наносистем)

имногое другое.

Очень интересные инновационные перспективы, постепенно проступающие по ходу реализации фундаментальных исследований, имеют все конвергентные технологии, что благодаря привлечению экспертного сообщества отражается на содержании научных планов ведущих федеральных ведомств. Например, целую серию программ по исследованию геномики микробов разработали ННФ, Министерство энергетики, Агентство по охране окружающей среды, Национальные институты здоровья и Министерство сельского хозяйства. Например, в рамках министерства энергетики США соответствующая программа (Genomics – Genomes to Life) функционирует уже более пяти лет, а в 2008 г. она вошла в качестве одного из базовых направлений

115

Стратегического плана данного ведомства. Ее первоочередной задачей является достижение понимания на системном уровне процессов, протекающих в живой природе (в растениях, микробах, биологических сообществах), в объеме достаточном для предсказания их поведения с помощью компьютерных моделей. В долгосрочной перспективе целью программы является создание микроорганизмов, способных решать задачи ведомства в области энергетики, экологии и климата: производить альтернативное экологически чистое энергосырье, стабилизировать уровень загрязнений тяжелыми металлами и радионуклидами, очищать отходы от органических остатков и многое другое. Ежегодное финансирование фундаментальных исследований в рамках данной программы увеличено до 200 млн.долл. Уже на этом этапе государство, лицензируя новые технологии и выделяя гранты на инновационные исследования, резко активизировало развитие биотехнологической промышленности США.

Внастоящее время в экономике США проходят стадию становления инновационные производства, опирающиеся на новейшие конвергентные технологии. Ориентация NBIC-технологий на человека, их целевая ориентация на решение его проблем и обеспечение потребностей на принципиально новом техническом уровне сможет обеспечить этим производствам высокий спрос и конкурентоспособность на жестком современном рынке с избыточным предложением. По оценкам консультационной фирмы МакКинси, несмотря на фактическое прохождение процессов конвергенции только начального этапа пути - стадии фундаментальных исследований, мировому рынку уже в 2010 г. будет предложено произведенной на их базе инновационной продукции на сумму порядка 1 трлн. долл.29

ВСША за последние три десятилетия создан сложный и хорошо отлаженный инновационный механизм, способный улавливать

технологические волны и соответственно перестраивать структуру

29 McKinsey Analysis. http://www.siliconvalleyonline.org/nano-bio-info