Skip to main content

Article Category

Story

Article available in the folowing languages:

Przegląd najważniejszych wiadomości: Poznajcie pionierów przyszłych i powstających technologii

Odkryjcie granice nauki i technologii! Powyższe hasła to niewypowiedziane motta programu dotyczącego przyszłych i powstających technologii ('Future and Emerging Technologies' - FET), w ramach którego od ponad 20 lat wspierane i inspirowane są działania europejskich naukowców, mające na celu położenie nowych podwalin pod technologie informatyczne i komunikacyjne (TIK).

Gospodarka cyfrowa

Awangardowi naukowcy, stojący w forpoczcie badań w dziedzinie TIK, nie zawsze pracowali wcześniej w branży IT oraz nie zawsze podążali tradycyjnymi ścieżkami kariery akademickiej. W ramach programu FET Komisja Europejska wspiera niekonwencjonalne połączenia, takie jak chemia i IT, fizyka i optyka, biologia oraz inżynieria danych. Naukowcy finansowani z funduszy FET motywowani są zarówno ideami, jak i poczuciem celu, co pozwala im przesunąć granice nauki i technologii. W ramach programu FET wspierane są zwykle projekty "o wysokim stopniu ryzyka", jednak jak w przypadku każdego nowatorskiego przedsięwzięcia - im większe ryzyko, tym wyższe potencjalne korzyści, obejmujące czerpanie przywilejów z bycia prekursorem nowych technologii trafiających na rynek komercyjny. Jednak we współczesnych, trudnych warunkach ekonomicznych, powyższe długoterminowe inwestycje są trudniejsze do obronienia. Decydenci powinni jednak oprzeć się pokusie ograniczenia funduszy na nowatorskie programy badawcze, stwierdził Neelie Kroes, Komisarz Europejski ds. Strategii Cyfrowej, podczas konferencji "Wspieranie projektów flagowych FET" ('Building FET Flagships"), która odbyła się niedawno w Polsce. "Obecne wyzwania ekonomiczne nie powinny spowodować, że Europa przestanie skupiać się na długoterminowej strategii zrównoważonego wzrostu, bazującej na inwestycjach w kapitał ludzki, wiedzy naukowej oraz najnowocześniejszej technologii", podkreślił Kroes. By sprostać powyższym wyzwaniom w ramach inicjatywy FET wspierane są długoterminowe programy badawcze w dziedzinie TIK, w formie trzech podstawowych składowych: - FET-Open, zapewniająca proste i skuteczne mechanizmy pozyskiwania nowych pomysłów projektowych, bez predefiniowanych ograniczeń czy ram czasowych; - FET-Proactive, wspierająca "transformacyjne" badania naukowe oraz tworzenie społeczności zainteresowanych rozwiązywaniem podstawowych, długoterminowych wyzwań z dziedziny TIK; a także - FET Flagships, obejmująca zarówno krajowe, jak i europejskie programy badawcze i mająca na celu budowanie więzi pomiędzy najlepszymi zespołami badawczymi, zaangażowanymi w ambitne, wizjonerskie i zakrojone na szeroką skalę badania naukowe. Powyższe inicjatywy FET pełnią rolę inkubatora i drogowskazu dla nowych idei. Inicjatywy te czerpią korzyści z synergii pomiędzy naukowcami i zespołami badawczymi pracującymi w różnych dziedzinach, organizacjach (niewielkich oraz dużych) lub lokalizacjach. Błyskotliwe i innowacyjne podejście FET do finansowania projektów badawczych z dziedziny TIK jest dobrze postrzegane przez MŚP oraz przez młodych naukowców, którzy często mają ciekawe pomysły, jednak nie posiadają wsparcia umożliwiającego ich rozwijanie. Z powyższych powodów Komisja Europejska uruchomiła platformę FET House , która pomaga młodym ludziom wybrać odpowiednią ścieżkę kariery w ramach TIK, a także stworzyła dedykowane mechanizmy, pomagające MŚP oraz młodym naukowcom czerpać większe korzyści z programu FET. Projekty jako element centralny Punktem centralnym programu FET są projekty oraz ambitne pomysły, na których projekty te bazują. Przykładem może być projekt o nazwie "Mikro- i nano-optomechaniczne systemy dla TIK oraz QIPC" ('Micro- and nano-optomechanical systems for ICT and QIPC' - MINOS), którego uczestnicy badają właściwości światła, a w szczególności jego zaskakującej "chłodnej strony", w celu lepszego zrozumienia teorii kwantowej. W opublikowanym niedawno w czasopiśmie New Scientist artykule zauważono, że "mechanika kwantowa opisuje zachowania elektronów i atomów, jednak nie obejmuje spotykanych na co dzień obiektów "makroskopowych"". "Jedną z metod badania ograniczeń praw kwantowych oraz przyczyn tych ograniczeń jest wywoływanie zjawisk kwantowych w większych obiektach". Uczestnicy projektu MINOS prowadzą badania nad mechaniką w erze cyfrowej, za pośrednictwem zjawisk opto-mechanicznych, co pozwala analizować kontrolowane interakcje pomiędzy światłem a materią, zarówno w mikro- jak i w nano-skali. Europa jest jednym z kluczowych graczy w nowej, tworzącej się dziedzinie systemów mikro- i nano-optomechanicznych (MOMS/NOMS). "Powyższe eksperymenty dostarczają nie tylko informacje na temat kwantowych podstaw zjawisk zachodzących w systemach mezoskopowych, składających się z miliardów atomów, ale także stanowią pierwsze kroki na drodze do wykorzystania urządzeń mechanicznych jako przyrządów metrologii kwantowej lub jako narzędzi służących do łączenia hybrydowych systemów kwantowych", stwierdzono w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature, dotyczącym tej nowatorskiej dziedziny badań. Nie mniej interesujące prace prowadzone są w ramach projektu o nazwie "Technologia bio-mimetyczna wspierająca aktywne czucie włoskowate" ('Biomimetic technology for vibrissal active touch' project' - Biotact). Uczestnicy projektu Biotact łączą wiedzę z dziedziny biologii oraz TIK, w celu opracowania nowych technologii czucia, a także nowych metod obliczeniowych. Biomimetyka obejmuje wytwarzane przez człowieka procesy, substancje, urządzenia oraz systemy, które imitują naturę. Prace prowadzone przez uczestników projektu Biotact inspirowane są zdolnościami szczura wędrownego oraz ryjówki etruskiej w zakresie wyczuwania otoczenia przy użyciu wąsów. W ramach powyższego projektu FET dogłębnie zbadano powyższe zdolności, a następnie stworzono autonomicznego robota imitującego tego typu zachowania (patrz film demonstracyjny dostępny jest na stronie czasopisma The Guardian), który dosłownie "wyczuwa drogę" i, jak twierdzą uczestnicy projektu, "okrąża przedmioty w sposób sprawny i dokładny, gromadząc w ten sposób wyczerpujące dane na temat ich kształtów". Potencjalne zastosowania tego typu technologii obejmują wykrywanie przedmiotów, klasyfikowanie i sortowanie zadań, ulepszanie robotów konsumenckich lub domowych, systemy kierowania samochodami terenowymi lub pojazdami służącymi do eksploracji obiektów kosmicznych, poszukiwania i niesienie pomocy na lądzie i na wodzie, a także opiekę zdrowotną i medycynę. Podobne prace prowadzone są przez uczestników projektu Octopus , którego celem jest opracowanie "Nowatorskich zasad projektowych oraz technologii dotyczących nowej generacji robotów o dużej zręczności i miękkim korpusie, inspirowanych morfologią i zachowaniem ośmiornic". Ośmiornice to jedne z inżynierskich cudów natury. Posiadają duże zdolności czucia o nieskończonym stopniu swobody, dużą precyzję działania oraz silnie rozproszone mechanizmy sterowania. W ramach projektu Octopus zbadano i odtworzono złożone ruchy oraz mechanizmy sensoryczne rzeczywistego ramienia ośmiornicy, pozwalające sięgać po zanurzone przedmioty i wydobywać je, co ilustrują liczne filmy demonstracyjne . W obecności geniuszu "Wyłączniki światła, telewizyjne piloty zdalnego sterowania, a nawet klucze do domu mogą odejść w przeszłość dzięki opracowywanej w Europie technologii interfejsów umysł-komputer ('brain-computer interface' - BCI), która umożliwia użytkownikom realizowanie codziennych czynności wyłącznie za pośrednictwem myśli". Tak rozpoczyna się historia wyników pionierskiego projektu z dziedziny TIK, finansowanego w ramach europejskiego programu FET, zwanego Presenccia*. Główne zastosowania BCI to gry/rzeczywistość wirtualna ('virtual reality' - VR), systemy rozrywki domowej oraz opieka w miejscu zamieszkania, jednak partnerzy uczestniczący w projekcie uważają, że tworzone przez nich rozwiązania mogą znaleźć zastosowanie także w służbie zdrowia. "Wirtualne środowisko może pomóc uczyć osobę upośledzoną kierować elektrycznym wózkiem inwalidzkim za pośrednictwem BCI", tłumaczy Mel Slater, koordynator projektu. "Dla takich osób nauka w środowisku wirtualnym jest znacznie bezpieczniejsza niż nauka w warunkach rzeczywistych, gdzie popełnienie błędu może mieć fizyczne konsekwencje". Projekty realizowane w ramach programu FET dotyczą ponadto powiązań pomiędzy biochemią i ICT, tworząc podwaliny pod całkowicie nowe rodzaje technologii przetwarzania informacji, inspirowane procesami chemicznymi zachodzącymi w żywych organizmach. Tego rodzaju obliczenia chemiczne mogą otworzyć wrota do nowatorskich metod przetwarzania równoległego. Systemy biologiczne posiadają ponadto zdolność adaptacji, ewolucji i auto-rekonfiguracji w odpowiedzi na zmieniające się warunki otoczenia, np. awarię sieci. Przykładowo uczestnicy projektu Bactocom - "Obliczenia bakteryjne w oparciu o odpowiednio zaprojektowane populacje" - pragną stworzyć prosty, "mokry" komputer zbudowany z bakterii. Tymczasem uczestnicy projektu Matchit - "Matryca dla informatyki chemicznej" - wytrawiają niewielkie kontenery chemiczne (zwane "chemtainers") na płytkach krzemowych, co stanowi przełomowy przykład konwergencji pomiędzy chemią a branżą TIK. Innym przykładem badań naukowych inspirowanych przez naturę może być projekt o nazwie "Zakrzywione, sztuczne oczy złożone" ('Curved artificial compound eyes' - Curvace), w ramach którego badano sposoby, w jakie insekty rejestrują szybkie ruchy wykonywane przez potencjalne ofiary, przy użyciu "oczu złożonych", zbudowanych z setek lub nawet tysięcy soczewek. Uczestnicy projektu zbadali szereg kształtów powyższych oczu: walcowe, kuliste oraz taśmowe (elastyczne). Można sobie wyobrazić przyklejenie elastycznego "oka", opracowanego przez uczestników projektu Curvace, do plecaka lub czapki dziecka. Oko mogłoby wykrywać szybko poruszające się samochody, nadjeżdżające z dowolnego kierunku. Cała naprzód Inicjatywy FET Flagships, określone przez Komisarza Kroesa jako "śmiałe przedsięwzięcie", stanowią nową okazję oraz nowe podejście do kształtowania przyszłości Europejskiego Obszaru Badawczego ('European Research Area' - ERA). Dzięki wspólnej wizji, takie zsynchronizowane badania naukowe pozwalają tworzyć fundamenty pod przyszłe innowacje technologiczne oraz przedsięwzięcia gospodarcze w licznych dziedzinach, a także zapewniają nowatorskie korzyści dla społeczeństwa. Oczekuje się, że dwa spośród obecnych sześciu projektów pilotażowych staną się pełnymi projektami Flagships w roku 2013. Projekty te potrwają wówczas co najmniej 10 lat, a budżet każdego z nich wyniesie do 100 milionów euro rocznie. Projekty pilotażowe dotyczą szeregu urozmaiconych zagadnień, począwszy od prób zrozumienia cyfrowego świata, w którym żyjemy, po tworzenie robotów-opiekunów, a także od urządzeń elektronicznych opartych na grafenie, aż po badania nad ludzkim mózgiem i personalizacją medycyny. Przykładowo uczestnicy projektu pilotażowego Graphene-CA badają w jaki sposób rozwój grafenu może zrewolucjonizować dziedzinę TIK oraz przemysł. Obecnie powszechnie uważa się, że grafenowe układy elektroniczne będą stanowiły najbardziej prawdopodobne i interesujące rozwiązanie, pozwalające kontynuować ewolucję urządzeń i technologii TIK oraz pokonać bariery wydajnościowo-temperaturowe, dotykające układy krzemowe. "Dzięki wykorzystaniu unikalnych właściwości elektrycznych i optycznych grafenu, w ramach projektu flagowego mozliwe byłoby stworzenie nowatorskich komponentów elektronicznych, pracujących z bardzo dużą prędkością, a także urządzeń elektronicznych o transparentnych i elastycznych współczynnikach kształtu", stwierdziła Komisja Europejska w dokumencie specjalne wydanie magazynu research*eu dotyczące programu FET . "Projekty flagowe pozwoliłyby ponadto przeanalizować metody produkcji oraz opracować tańsze materiały grafenowe, łączące funkcje strukturalne z wbudowanymi układami elektronicznymi w sposób przyjazny dla środowiska". W ramach projektów flagowych podejmowane są prawdziwie ambitne wyzwania, takie jak zdrowie, starzenie się populacji, a także koszty i jakość opieki medycznej. Przykładowo, celem projektu pilotażowego o nazwie "Informatyczna przyszłość medycyny" ('IT future of medicine' - ITFoM) jest wykorzystanie technologii TIK oraz osiągnięć w zakresie zakrojonego na dużą skalę przetwarzania danych biomedycznych, w celu opracowania odpowiednich dla poszczególnych pacjentów sposobów leczenia głównych chorób, np. raka. Współczesna medycyna potrafi leczyć liczne choroby, jednak jak twierdzi Hans Westerhof, uczestnik projektu ITFoM oraz pracownik Manchester University, pomimo ogromnych inwestycji badawczych "nadal nie ujarzmiliśmy wielu chorób, w tym raka". W swoim wystąpieniu w Parlamencie Europejskim Hans Westerhof stwierdził, że powyższym problem "nie jest nierozwiązywalny". Nauka powinna jednak patrzeć nie tylko na "podstawowe mechanizmy, ale także na zjawiska sieciowe" zachodzące w komórkach i w organach, a także na zachowania nowotworów u poszczególnych pacjentów. Powyższe prace nie mogą zostać przeprowadzone przez pojedynczego naukowca lub przez pojedyncze laboratorium - stąd inicjatywa ITFoM. Ogromne postępy w zakresie technologii oraz medycyny opartej na danych mogą sprawić, że wizja "wirtualnego pacjenta" - sterowanego komputerowo, anatomicznego odpowiednika istoty ludzkiej - urzeczywistni się już w ciągu najbliższej dekady. Stworzenie "wirtualnego pacjenta" mogłoby przyspieszyć proces opracowywania leków, ograniczyć niepożądane efekty uboczne, zapobiec rozpowszechnianiu się chorób, a także pozwolić polepszyć zdrowie i samopoczucie obywateli. Jednak zanim uda się osiągnąć powyższe cele już dziś niezbędny jest pionierski duch badawczy, wspierane przez długoterminowe inwestycje. --- Projekty opisane w niniejszym raporcie finansowane są w ramach programu FET, będącego częścią Szóstego lub Siódmego Programu Ramowego (6PR lub 7PR) lub też w ramach programu FET Flagship Pilots. Adnotacja: W ramach Najważniejszych Wiadomości CORDIS opracowywane są serie "Streszczeń", których celem jest przedstawienie lub zgłębienie interesujących zagadnień, od artykułów na temat poszczególnych krajów, po konkretne lub nowopowstałe technologie i trendy, a także od działań regionalnych, po osiągnięcia o znaczeniu społecznym lub naukowym. * "Obecność ('Presence'): badania obejmujące ulepszenia sensoryczne, naukę o układzie nerwowym, interfejsy mózg-komputer oraz zastosowania" Użyteczne odnośniki: - strona domowa programu FET - FET-Open - FET-Proactive - FET Flagships - konferencja na temat projektów FET Flagship - FET House - Bactocom - Matchit - Octopus - Curvace - Biotact - Presenccia - MINOS - Curvace - Graphene-CA - ITFoM Odnośne publikacje: - artykuł na temat projektu MINOS w czasopiśmie Nature: "Laserowe schładzanie oscylatora nano-mechanicznego do kwantowego stanu podstawowego" - 'Laser cooling of a nanomechanical oscillator into its quantum ground state' - artykuł na temat projektu MINOS w czasopiśmie New Scientist: "Chłodne światło wnosi magię kwantową do świata rzeczywistego" - 'Cool light to bring quantum magic into the real world' - artykuł na temat projektu Presenccia opublikowany w ramach wyników projektów TIK: "Wirtualny inteligentny dom sterowany twoimi myślami" - 'A virtual smart home controlled by your thoughts' - film na temat projektu Octopus dostępny w serwisie YouTube: Prezentacje robotyki inspirowanej ośmiornicą - wydanie specjalne czasopisma research*eu, dotyczące programu FET