276
ГЛОНАСС и унифицированные информационно-измерительные системы на основе комплексирования оптико-электронных, гироскопических, радиотехнических и других приборов, обеспечивающие улучшенные тактикотехнические характеристики систем управления движением и навигацией и высокую целевую эффективность космических аппаратов различного назначения. Хорошие перспективы имеют создание космической системы оптико-электронного и радиолокационного наблюдения для исследования природных ресурсов, рационального природопользования и картографирования; освоение перспективных интегрированных комплексов авионики и бортовых информационных систем с возможностями комплексирования разнородной информации.
Позиции России по отношению к мировым лидерам в области авиации и космоса значительно лучше, чем в других направлениях технологического развития. В первую очередь это относится к двигателям и энергетическим установкам с отработавшим ядерным топливом.
В то же время в целом Россия уступает мировым лидерам по уровню разработок, в первую очередь в части создания функциональных систем и комплексов и методов и средств создания и обеспечения функционирования авиационной и космической техники.
Производственные системы Для того чтобы успешно применять на практике современные научно-
технические достижения и в широких масштабах выпускать конкурентоспособную продукцию, необходимо располагать самыми совершенными производственными технологиями. Промышленное оборудование должно быть насыщено электроникой, средствами гибкой автоматизации и контрольно-диагностическими системами, а доля ручного труда должна непрерывно снижаться.
277
Сегодня одной из важнейших задач является определение и анализ главных направлений, обеспечивающих быстрый подъем отечественного машиностроения, а тем самым и других отраслей экономики.
Вобласти новых материалов для производственных систем и промышленной инфраструктуры к наиболее важной тематике отнесены технологии создания композиционных материалов нового поколения, а также металлических нанокристаллических и наноструктурированных материалов. Последние, в частности, оцениваются как перспективные для повышения износостойкости узлов трения машин и механизмов, а также для применения в качестве магнитомягких материалов. Отмечена важность выявления закономерностей в изменении структуры материалов при одновременном воздействии температуры и нагрузок, особенно при их резких изменениях. Весьма актуальными признаны работы по созданию материалов для строительства газонефтепроводов, работающих в особосложных условиях, а также промышленных установок для реализации новых технологических процессов получения наноструктурных защитных и упрочняющих покрытий.
Вразделе «Мехатронные системы» в качестве наиболее перспективны: разработка сложных роботов и унифицированных мехатронных модулей, а также принципиально новых металлообрабатывающих станков на их основе; технологии создания машин и оборудования, использующих новое поколение наноматериалов и композиционных материалов. В качестве важного научного направления отмечается углубление теории мехатронных устройств, как сложных инженерных комплексов, реализующих интеграцию элементов механики, электротехники и электроники.
Вразделе «Средства диагностики материалов» отмечена особая необходимость разработки методов диагностики и прогнозирования параметров, определяющих надежность особо ответственных объектов. Важной научной задачей признано построение физико-математических моделей структурного состояния материалов при различных внешних воздействиях, а также сложных конструкций в различных условиях эксплуатации на основе
278
собранной диагностической информации. Актуальным является создание диагностических приборов (высокоинформативные магнитные и электромагнитные дефектоскопы-томографы, ультразвуковые томографические дефектоскопы с трехмерным изображением и др.) и технологий для мониторинга состояния материалов и конструкций.
Вразделе «Методы и средства формообразования» будут востребованы новые методы обработки давлением и технологий высококачественного проката, а также стального литья; прецизионные технологии формообразования
–вплоть до достижения нанометровой точности; достижение сверхвысоких скоростей обработки материалов.
Вразделе «Соединение материалов и покрытия» наиболее важными будут: технологии создания на деталях из тугоплавких металлов и углеродных материалов защитных покрытий, позволяющих работать в окислительной среде при температуре до 2000˚С; сварочные технологии, позволяющие сохранять исходные свойства соединяемых материалов – их износостойкость, твердость и прочность, а также методы прогнозирования, диагностики, контроля и управления свойствами соединений материалов, гарантирующих надежность ответственных объектов в приоритетных областях промышленности (атомноэнергетической, нефтегазовой, ракетно-космической, оборонной и др.)..
Важной работой станет создание промышленных установок для нанесения наноструктурных защитных и упрочняющих покрытий, а также наноламинантных покрытий без использования цинка и алюминия.
Вразделе «Лазерные и другие лучевые технологии» особо актуальными станут технологии лазерной сварки конструкционных материалов для изделий ответственного назначения, электронно-лучевые технологии с применением программного управления, обеспечивающие повышенную точность обработки,
атакже технология безотходного объемного формообразования деталей с применением лазерного излучения, не требующая механической обработки. В части научных исследований большое значение будут иметь создание физических и математических моделей воздействия высококонцентрированных
279
потоков энергии для получения уникальных свойств материалов, а также разработка методов управления плазменными потоками для создания технологий модификации поверхности, очистки, полирования, рафинирования, структурирования и легирования.
В области производственных систем Россия отстает от мировых лидеров практически по всем направлениям, за исключением технологий лазерной резки негабаритных сооружений толщиной до 100 мм, для целей утилизации сырья с помощью транспортных лазерных установок и технологий создания металлических материалов, устойчивых против углеродной коррозии «самопроизвольного превращения металла в порошок», для работы в активных углеродсодержащих газовых средах и получения нетрадиционных форм углерода (углеродные нанотрубки), где российские разработки находтся на уровне США и Японии. В целом отставание от мировых лидеров менее заметно в области новых информационных средств диагностики материалов, а наибольшее отставание характерно для высокоточных, энерго- и ресурсосберегающих способов формообразования.
Медицина и здравоохранение Медицина и здравоохранение – важнейшие области применения новых
технологий как с точки зрения их социальной значимости, так в отношении появления новых масштабных рынков.
В области диагностики заболеваний среди перспективных технологий можно отметить такие технологии, как ранняя диагностика всех форм рака по результатам исследования крови; создание автоматических устройств, позволяющих за короткое время (до одного часа) определять патогенны, оценивать их лекарственную чувствительность и резистентность; создание приборов для неинвазивного определения глюкозы в крови.
Наиболее актуальные направления для профилактики заболеваний связаны с изучением особенностей (в том числе наследственных) структуры заболеваний населения Российской Федерации, внедрением технологий,
280
обеспечивающих комплексный санитарно-эпидемиологический и экологический надзор за состоянием воды, земли, воздуха и продуктов питания, а также генодиагностику риска развития заболеваний. Наряду с этим большое значение будет иметь. внедрение эффективных программ медико-санитарного просвещения и пропаганды здорового образа жизни
Для оптимизации медицинского обслуживания и обучения необходима разработка системы индикаторов качества, основанных на доказательной медицине, для оценки и контроля деятельности лечебно-профилактических учреждений и деятельности врачей, системы для хранения всей медицинской информации о пациенте, включая результаты исследований, историю болезни и назначения, на одном носителе информации, а также дистанционных систем контроля и мониторинга состояния пациентов. Важную роль будет играть развитие непрерывного медицинского образования с применением дистанционных форм обучения.
Укреплению психического здоровья будет в значительной степени способствовать развитие эффективных методов лечения и реабилитации химических и нехимических зависимостей, а также лечения и реабилитации зависимого поведения. Другое ключевое направление исследований в этой сфере - разработка высокоэффективных лекарственных препаратов для лечения больных с психическими расстройствами с минимальными побочными эффектами.
Наиболее важные инновационные технологии общего назначения включают разработку диагностических экспресс-тестов для исключения инфицирования при переливании крови и ее компонентов; системы изображений для диагностики любых поражений/заболеваний организма; генную и клеточную терапию заболеваний человека; микрочиповую диагностику на основе нанотехнологий; биоинженерию тканей с последующей трансплантацией, реконструкцией утраченных тканей, восстановлением функций поврежденных органов и тканей.