Skip to main content

Article Category

Story

Article available in the folowing languages:

Najważniejsze wiadomości - Belgia, ojczyzna przełomowych odkryć

Rozglądając się wewnątrz własnych domów z pewnością znajdziecie w nich Państwo coś pochodzącego z Belgii. Chociaż obecnie Belgia znana jest przede wszystkim z piwa, czekolady, gofrów oraz z siedziby Parlamentu Europejskiego, kraj ten od dawna odgrywa ważną rolę w nauce, a odkrycia poczynione przez belgijskich badaczy, naukowców i przemysłowców miały duży wpływ na kształt współczesnego świata.

Gospodarka cyfrowa

W 1907 roku Leo Baekeland, belgijski chemik, odkrył bakelit, tworząc podwaliny pod obecny przemysł tworzyw sztucznych. Trzy dekady wcześniej Zénobe Gramme, inżynier elektryk, przypadkowo odkrył pierwszy praktyczny silnik elektryczny, gdy zorientował się, że stworzona przez niego Maszyna Gramma, będąca silnikiem prądu stałego, może pracować na biegu wstecznym. Ernest Solvay , kolejny belgijski chemik, opracował metodę Solvaya, umożliwiającą wytwarzanie węglanu sodu - substancji wykorzystywanej w wielu procesach przemysłowych, począwszy od produkcji szkła, aż po uzdatnianie wody. Z kolei Paul Otlet , belgijski wizjoner, przedsiębiorca oraz działacz na rzecz pokoju, uważany jest za jednego z ojców informatyki. W kraju, w którym szerokie spojrzenie na naukę wydaje się być czymś naturalnym, nikt nie myślał bardziej wizjonersko niż Georges Lemaitre, fizyk i astronom pracujący na Katolickim Uniwersytecie w Leuven, który przedstawił Teorię Wielkiego Wybuchu, tłumaczącą sposób powstania wszechświata. Alma Mater Lemaitra podzielono w 1968 na dwie oddzielne jednostki: Katholieke Universiteit Leuven (KUL) oraz Université Catholique de Louvain, jednak naukowcy pracujących na tych uczelniach współpracują ze sobą dokonując przełomowych odkryć w wielu dziedzinach, począwszy od astronomii, fizyki i nanotechnologii, aż po łączność bezprzewodową i naukę o układzie nerwowym. Na powyższych uniwersytetach zapoczątkowano też wiele nowatorskich inicjatyw, wśród nich IMEC, obecnie największe w Europie centrum badawcze w dziedzinie nanoelektroniki. Naukowcy pracujący na uniwersytecie KUL koordynują projekt Enlightenment (1), którego celem jest lepsze zrozumienie sposobu pracy mózgu, co prawdopodobnie pozwoli stworzyć podwaliny pod szeroką gamę technologii opartych na neurologii. Łącząc wiedzę z dziedziny nauki o układzie nerwowym, neuro-inżynierii oraz metod obliczeniowych, uczestnicy powyższego projektu, wraz z naukowcami z Kanady, Francji i Holandii, tworzą platformę technologiczną, która będzie bezpośrednio współpracować z komórkami mózgu. W ramach serii eksperymentów behawioralnych badacze mają nadzieję doprowadzić do dwukierunkowej komunikacji pomiędzy mózgiem a komputerem, w celu sprawdzenia, czy poprzez oddziaływanie na sposób pracy grup komórek mózgowych możliwe jest usuwanie lub tworzenie pamięci. Ulepszone "interfejsy mózg-komputer" ('brain-computer interfaces' - BCI) oraz komputery naśladujące pracę mózgu to tylko niektóre przykłady potencjalnych korzyści płynących z powyższych badań. Jak mówią naukowcy, ich prace mogą przynieść "korzyści, które obecnie dopiero zaczynamy sobie uświadamiać". Innowacyjna technologia BCI stanowi kluczowy element innej inicjatywy, która być może sprawi, że osoby dotknięte paraliżem kończyn dolnych będą mogły chodzić. Uczestnicy projektu Mindwalker (2), koordynowanego przez belgijską firmę Space Applications Services NV, w który zaangażowany jest Wolny Uniwersytet w Brukseli ('Universite Libre de Bruxelles' - ULB) oraz kilku europejskich partnerów, stosują innowacyjne, suche bio-czujniki oraz nieinwazyjne techniki BCI, w celu sterowania specjalnie zaprojektowanym urządzeniem ortopedycznym, pozwalającym osobom wcześniej korzystającym z wózków inwalidzkich chodzić o własnych siłach. Szkolenie osób niepełnosprawnych w zakresie obsługi systemu prowadzone będzie w ramach środowiska bazującego na rzeczywistości wirtualnej, natomiast samo rozwiązanie zostanie przetestowane podczas serii prób odzwierciedlających warunki i zdarzenia spotykane w życiu codziennym, takie jak realizowanie prostych obowiązków domowych, robienie zakupów, czy też interakcje z osobami napotkanymi na ulicy. Od kryptografii po łączność i fotonikę Tymczasem inny zespół z uniwersytetu KUL jest koordynatorem projektu Ecrypt II (3), realizowanego w ramach czteroletniej Sieci Doskonałości w zakresie kryptologii, w którym uczestniczy 11 kluczowych przedstawicieli tej dziedziny, opracowujących plan prac badawczych oraz nowe techniki kryptograficzne, w których wykorzystywane są algorytmy oparte na kluczu symetrycznym oraz kluczu publicznym, a także protokoły, sprzęt i oprogramowanie tworzone w trzech wirtualnych laboratoriach. Ten sam zespół kryptologów z uniwersytetu KUL odpowiedzialny był za jedną z pierwszych praktycznych implementacji krypto-biometryki. W ramach projektu TURBINE (4) powyżsi badacze zastosowali podejście bazujące na traktowaniu prywatności jako jednego z elementów architektury systemu ('privacy by design'), dzięki czemu obywatele będą mogli być identyfikowani na podstawie odcisków palców, przy jednoczesnym zachowaniu anonimowości. "Zamiast przechowywać skany odcisków palców generujemy na ich podstawie kod matematyczny, reprezentujący tożsamość. Kod nie umożliwia odtworzenia samych odcisków, może być usunięty w dowolnym momencie, a na podstawie jednego odcisku można wygenerować wiele kodów, dzięki czemu obywatele mogą mieć kilka tożsamości lub pseudo-tożsamości, służących do różnych celów", tłumaczy koordynator projektu TURBINE, Nicolas Delvaux. Tymczasem naukowcy z Université Catholique de Louvain zaangażowani są w szereg pionierskich projektów, obejmujących różne dziedziny nauki. Przykładowo, laboratorium elektrotechniki uczestniczyło w projekcie Newcom++ (5), w ramach którego opracowywano szereg technologii, które są znacznie bardziej zaawansowane niż dostępne obecnie rozwiązania z zakresu łączności bezprzewodowej i telefonii komórkowej. Szacuje się, że w najbliższych latach powyższe prace odegrają kluczową rolę w oferowaniu tańszego, szybszego oraz bezpieczniejszego, bezprzewodowego dostępu do internetu, zwiększając jednocześnie pojemność, zasięg oraz funkcjonalność sieci komórkowych. "Technologie, które opracowaliśmy sięgają dalej niż standard 4G LTE ("długoterminowa ewolucja" - 'Long Term Evolution'), który obecnie wdrażany jest przez operatorów telefonii komórkowej... nie są to technologie przyszłej generacji, ale raczej technologie "po-przyszłej-generacji", tłumaczy Profesor Marco Luise, dyrektor zarządzający projektu Newcom++. "Mamy nadzieję, że prace nad powyższymi technologiami pozwolą Europie odzyskać pozycję lidera w dziedzinie łączności bezprzewodowej i komórkowej". Kluczowe wynalazki, obejmujące różne dziedziny nauki, opracowano także na Uniwersytecie Gandawskim ('Ghent University') oraz na Vrije Universiteit Brussel (VUB). Uniwersytety te posiadają światowej klasy laboratoria fotoniczne, gdzie opracowywane są rozmaite technologie, które być może pozwolą zwiększyć rozdzielczość telewizorów, stworzyć zaawansowane systemy obrazowania medycznego oraz nowoczesne implanty bio-medyczne. Fotonika w służbie zdrowia stanowi przedmiot badań prowadzonych przez uczestników projektu Photonics4Life (6), realizowanego pod egidą Sieci Doskonałości, w ramach której zespół pracowników uniwersytetu VUB kierował ogólnoeuropejskimi, multidyscyplinarymi badaniami w dziedzinie "bio-fotoniki" - nowej gałęzi nauki, obejmującej wszystkie technologie oparte na promieniach świetlnych, stosowane w naukach biologicznych oraz medycynie. Efektem powyższych wysiłków jest opracowanie nowych technik analizy procesów komórkowych, począwszy od nieinwazyjnej oraz minimalnie inwazyjnej diagnozy i terapii, aż po diagnozę ambulatoryjną. Zarówno VUB jak i KUL odgrywają ponadto kluczową rolę w pracach na nowymi technologiami półprzewodnikowymi. W ramach projektu Copper (7) zespoły złożone z pracowników obydwu powyższych uniwersytetów pracowały nad pionierskimi metodami produkcji półprzewodników, w oparciu o rozpuszczalniki niewodne, takie jak ciekły amoniak i płyny jonowe, które umożliwiają umieszczenie na mikroukładzie większej liczby tranzystorów, a tym samym zwiększenie mocy obliczeniowej komputerów. "Osadzanie elektrolityczne przy użyciu ciekłego amoniaku lub płynów jonowych przeprowadzano już wcześniej, jednak my po raz pierwszy zastosowaliśmy je w przemyśle półprzewodnikowym", tłumaczy Profesor Jan Fransaer, naukowiec pracujący w Katedrze Metalurgii i Inżynierii Materiałowej ('Department of Metallurgy and Materials Engineering' - MTM) na uniwersytecie KUL. "Technika ta z pewnością pomoże zapewnić ciągłość prawa Moore'a przez co najmniej kilka najbliższych dekad". Powyższa technika jest tylko jednym z przykładów przełomowych odkryć, których dokonano po części dzięki badaniom prowadzonym w Belgii, gdzie kolejne pokolenia naukowców podążają śladami Gramme'a, Lemaitre'a oraz Solvay'a. W roku 1911 Solvay zapoczątkował serię ważnych konferencji w dziedzinie fizyki i chemii, w których uczestniczyły genialne osobistości, takie jak Max Planck, Marie Curie oraz młody Albert Einstein. Konferencje te, znane jako Solvayowskie, nadal są organizowane, podobnie jak Belgia nadal przyciąga jedne z najznamienitszy umysłów naukowych z całego świata i z wielu dziedzin nauki. --- Projekty opisane w niniejszym artykule uzyskały wsparcie na rzecz badań naukowych w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR). (1) Enlightenment: Badanie kodowania neuronowego w zachowaniach zwierząt dzięki nowatorskim, precyzyjnym mikro-nagraniom oraz technikom obliczeniowym: na drodze do kognitywnych interfejsów mózg-komputer ('Enlightenment: Exploring the neural coding in behaving animals by novel optogenetic, high-density microrecordings and computational approaches: Towards cognitive Brain-Computer Interfaces') (2) Mindwalker: Protezy sterowane umysłem oraz wirtualne środowisko szkoleniowe na rzecz przywrócenia sprawności motorycznej osób dotkniętych paraliżem kończyn dolnych ('Mindwalker: Mind controlled orthosis and virtual reality training environment for walk empowering') (3) Ecrypt II: Eruopejska sieć doskonałości w zakresie kryptologii - Faza II ('Ecrypt II: European network of excellence in cryptology - Phase II') (4) Turbine: Poufne, tymczasowe tożsamości biometryczne ('Turbine: Trusted revocable biometric identities') (5) Newcom++: Newcom++: Sieć doskonałości w zakresie łączności bezprzewodowej ('Newcom++: Network of Excellence in Wireless Communications') (6) Photonics4Life: Photonics4Life: Sieć doskonałości w zakresie bio-fotoniki ('Photonics4Life: Network of excellence for biophotonics') (7) Copper: Copper: Złącza miedziane na rzecz zaawansowanej wydajności i niezawodności ('Copper: Copper interconnects for advanced performance and reliability') Użyteczne odnośniki: - Informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Enlightenment w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Mindwalker w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Ecrypt II w bazie danych CORDIS - Turbine w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Newcom++ w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Photonics4Life w bazie danych CORDIS - Informacje na temat projektu Copper w bazie danych CORDIS Odnośne publikacje: - Najważniejsze wiadomości - Podtrzymywanie europejskiej konkurencyjności w dziedzinie łączności bezprzewodowej - Projekt Newcom++ ('Feature Stories - Maintaining Europe's competitive edge in wireless communications - Newcom++ project') - Najważniejsze wiadomości - Przełomowe, bezwodne podejście do produkcji mikroukładów - projekt Copper ('Feature Stories - A ground-breaking, waterless approach to micro-chip making - Copper project')