Перспективные компьютеры

Ожидается, что компьютеры нового поколения будут хранить информацию эффективнее предыдущих. Рассмотрим, какими могут быть компьютеры будущего.

Величайшее достижение науки XX века - создание квантовой механики. Физическая теория квантовой механики описывает поведение микрочастиц, образующих пространство вокруг нас: от молекул кислорода в легких до фотонов (частиц света), попадающих в глаза, от атомов, из которых состоит наше тело и биосфера в целом, до электронов, пронизывающих всю архитектуру компьютеров.

Ученые в области нанотехнологий и информационно-коммуникационных технологий в конце XX - начале XXI века пришли к идее создания наноэлектроники и квантовых компьютеров. Идея квантового компьютера предложена лауреатом Нобелевской премии Ричардом Фейнманом в 1982 году.

Квантовый компьютер - это вычислительное устройство, которое путем выполнения квантовых алгоритмов использует квантово-механические эффекты. Квантовые компьютеры принципиально отличаются от традиционных, базирующихся на транзисторных технологиях. Они также отличаются от таких перспективных компьютеров, как, например, ДНК-компьютеры, оптические компьютеры, использующие принципы суперпозиции электромагнитных волн, биокомпьютеры и др. В традиционных или так называемых классических компьютерах информация хранится в битах (0 или 1), которые реализуются через импульсное напряжение, использующее миллионы электронов. В квантовых компьютерах информация хранится в квантовых битах, или кубитах.

В области квантовой механики наблюдается все возрастающая тенденция конвергенции квантовой оптики, атомно-молекулярной физики и нанотехнологий. Результаты исследований в этой области достигли такой точки, когда квантовые технологии, такие как квантовые вычисления, операции и обработка квантовой информации и другие, начали привлекать внимание исследователей к возможностям фотонных технологий.

В целом междисциплинарные исследования и конвергенция перспективных технологий в промышленно развитых странах рассматривают следующие вопросы:

  • • квантовые сети (в том числе квантовые световые источники, вещественно-фотонные интерфейсы, квантовая память и релите-ры);
  • • обработка квантовой информации, использование технологий ионных ловушек и атомов, ультрахолодные молекулы, квантовая электродинамика;
  • • квантовые симуляторы, работающие на фотонах, ионах и атомах;
  • • гибридные квантовые вычислительные операции и др.

Благодаря огромной скорости разложения на простые множители квантовый компьютер дает возможность расшифровывать сообщения, закодированные при помощи популярного асимметричного криптографического алгоритма RSA. До сих пор этот алгоритм считается сравнительно надежным, так как эффективный способ разложения чисел на простые множители для классического компьютера в настоящее время неизвестен. Для того чтобы получить, например, доступ к кредитной карте, нужно разложить на два простых множителя число длиной в сотни цифр. Даже для самых быстрых современных суперкомпьютеров выполнение этой задачи заняло бы в сотни раз больше времени, чем возраст Вселенной. Эта задача может быть выполнена, если будет создан квантовый компьютер. Разработка квантовых компьютеров активно ведется в ряде промышленно развитых стран.

В настоящее время исследования в области суперкомпьютеров активизировались не только в промышленно развитых государствах, но и в таких странах, как Китай и другие страны Юго-Восточной Азии, а также в России. Суперкомпьютеры - это самые мощные в мире по производительности и объему памяти вычислительные системы, используемые в области обороны (моделирование взрывов ядерних зарядов), при проектировании сложных инженерно-технических изделий, прогнозах погоды и моделировании изменений глобального климата, при исследованиях ДНК, искусственного мозга и в других инженерных и научных областях знаний.

Производительность суперкомпьютеров принято измерять в терафлопах (TF), гигафлопах (GF) и пентафлопах (PF). Для характеристики суперкомпьютеров вводятся также показатели пиковой производительности /?реак и максимальной производительности /?тах.

Создателем первого суперкомпьютера считается американец Сеймур Крей, который в 1957 году создал электронную компанию

Control Data Corporation, положив начало исследованию, проектированию и созданию мощных вычислительных систем, которые стали родоначальниками современных суперкомпьютеров. В 1972 году он основал свою частную фирму Cray Research, которая занялась исследованиями, проектированием и производством реальных суперкомпьютеров. В середине 1970-х годах были созданы такие компьютеры, как «Сгау-1» и «Сгау-2», имевшие скорость 1-2 гигафлопа. В то время стоимость работы такого компьютера составляла тысячу долларов в час. По некоторым данным, «Cray» планирует разработать и выпустить суперкомпьютеры «Granite»n «Marble» производительностью до 10 пентафлопов уже в ближайшей перспективе.

Значительный объем исследований по созданию квантовых компьютеров реализуется в США по линии Национального института стандартов и технологий NIST (National Institute of Standards and Technology). Этот институт начал деятельность по обработке квантовой информации еще в начале 1990-х годов. В 1999 году в рамках Лаборатории физики, Лаборатории информационных технологий и Лаборатории электроники и электроинжиниринга NIST была начата одна из первых в мире междисциплинарных программ по квантовой информации QI (Quantum Information). Программа опирается на конвергенцию физики, электронных технологий, математики и других наук и технологий.

Квантовая вычислительная техника даст возможность параллельной обработки колоссального объема информации. В отличие от традиционных коммутаций в чипах современных компьютеров, которые либо включены, либо выключены, кубиты в квантовых компьютерах могут находиться в суперпозиции, т.е. совмещении, сочетании включения и выключения в одно и то же время. Это дает возможность квантовому компьютеру выполнить вычисления за гораздо более короткий срок, чем в современных традиционных компьютерах. Исследователи часто отмечают, что квантовый компьютер с 300 кубитами имеет гораздо большую производительность по обработке информации, чем классический компьютер, содержащий количество бит, равное количеству частиц в универсуме в целом.

Программа исследований по созданию квантового компьютера, реализуемая NIST, стремится реализовать два основополагающих направления.

Первое предполагает демонстрирование простого квантового компьютера с процессором до 10 кубит; осуществление итерационной коррекции квантовых ошибок до 3 кубит и более; демонстрирование квантового ретранслятора для квантовых коммуникаций на большие расстояния; использование квантовых логических схем для повышения быстродействия стандартов частоты.

Второе направление исследований - использование принципов квантовой механики в криптографии. В настоящее время безопасность современных криптографических систем зависит от сложности факторинга (разложения на множители) больших чисел. По оценке ученых NIST, информационной сети, состоящей из современных классических суперкомпьютеров (с триллионами бит памяти и осуществляющих триллионы операций в секунду), потребуется несколько лет, чтобы обработать (разложить на множители) 200-значные числа. Относительно маленький квантовый компьютер, состоящий из 100 000 кубит, может выполнить это всего за несколько минут или менее. Однако квантовые компьютеры потребуют разработки принципиально новых программных средств, отличающихся от традиционных технологий, используемых в современных компьютерах.

Как и в программах европейских исследований, NIST использует три основных подхода к квантовой обработке информации:

  • • ионы, захваченные ловушкой;
  • • нейтральные атомы;
  • • «искусственные атомы», созданные на основе сверхпроводящих электросетей.

Ученые Калифорнийского университета в Санта-Барбаре создали новый тип сверхпроводящих цепей, которые работают по принципам квантовой механики, но имеют до пяти энергетических уровней вместо двух, характерных для кубитов.

В контексте задачи по созданию реального квантового компьютера ученые NIST недавно продемонстрировали устойчивую и надежную технологию обработки квантовой информации на основе электрически заряженных атомов (ионов). Они осуществили комбинированную последовательность 5 квантовых логических и 10 транспортных операций на основе бинарности данных (0 и 1), хранившихся в ионах, которые выполняли роль квантовых битов (кубитов) для гипотетического квантового компьютера и давали возможность манипулировать этой информацией.

Как считают в NIST, квантовые исследования приведут к созданию еще более точных часов и других измерительных приборов.

Анализ показывает: США расходуют значительные средства на исследования в области обработки квантовой информации, имея в виду, что квантовые компьютеры, являясь перспективными инновационными компьютерами, придут на смену традиционным компьютерам в первой половине XXI века.

Имеются и пессимистичные оценки, в соответствии с которыми будет практически невозможно создать квантовый компьютер в ближайшей перспективе. Но вполне очевидно, что тот, кто первым разработает и первым выйдет на рынок квантовых компьютеров, займет лидирующее положение в мире в области информационнокоммуникационных технологий XXI века.

Вопрос о развитии квантовых компьютеров был рассмотрен в Комитете по науке палаты представителей Конгресса США еще в 2000 году. Были проведены слушания по переходу в перспективе от традиционных кремниевых компьютерных технологий к технологиям квантовых и молекулярных компьютеров.

Некоторые ученые, входящие в состав Национальной академии наук США, считают, что грядет новая научно-технологическая эра в области развития информационно-коммуникационных технологий. В этом контексте ими для администрации президента США был подготовлен специальный доклад «Вторая квантовая революция», в котором, в частности, отмечается, что создание квантовых компьютеров будет в значительной степени опираться на результаты развития нанонаук и нанотехнологий.

Нельзя не отметить программу «Квантовые суперпозиции в науке и технологиях», реализуемую военным агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), США. В программе проводятся исследования по созданию новых технологий, основанных на использовании законов квантовой механики в области информационно-коммуникационных технологий. Программа включает разработку инновационных квантовых алгоритмов, а в перспективе - и создание квантовых компьютеров.

Национальный научный фонд США является независимым федеральным агентством США, которое поддерживает фундаментальные исследования и систему образования во всех областях науки и инжиниринга.

Ученые из Национальной лаборатории высокомагнитных полей и факультета химии и биохимии Университета штата Флорида создали материал, который может быть использован для компьютеров будущего, точно так же, как сегодня используется кремний, созданный ранее для классических компьютеров. Этот сложный компаундный материал состоит из элементов калия, ниобия и кислорода с ионами хрома. В перспективе он может быть использован, как считают ученые, в качестве инновационной квантовой компьютерной технологии.

В настоящее время используются различные подходы к построению квантового компьютера.

В последние годы Европейская комиссия увеличила финансирование высокорисковых исследований в области информационно-коммуникационных технологий. Эксперты комиссии считают, что подобные исследования, осуществленные ранее по линии 6-й рамочной программы, доказали свою экономическую эффективность. Европа начала финансирование футуристических, высокорисковых проектов исследований, например, по созданию компьютеров, способных читать человеческие мысли, и так называемых дружески настроенных роботов-компаньонов.

Вместе с тем одним из важнейших направлений работы в рамках программы FET (Future and Emerging Technologies), помимо искусственного интеллекта и роботов, остаются квантовые компьютеры. Цель исследования заключается в том, чтобы выйти за традиционные границы информационно-коммуникационных технологий и создать совместные фирмы в еще неизученных областях знаний. Будущие вызовы, связанные с созданием перспективных инновационных технологий, как считают в Европейской комиссии, должны в полной мере охватывать социально-экономические, гуманитарные и экологические проблемы, которые могут возникнуть в результате использования этих технологий.

В результате реализации программы FET Европа вышла в мировые лидеры по разработке квантовых информационных технологий, например квантовых сетей. Представители Европейской комиссии считают, что в период экономической неопределенности и глобальных финансово-экономических кризисов развитие исследований в области информационно-коммуникационных технологий, особенно перспективных квантовых компьютеров, становится исключительно важным с точки зрения оживления экономики, повышения ее эффективности, создания импульсов для ее инновационного развития и создания новых рабочих мест.

Еще в рамках 6-й рамочной программы Евросоюза в 2005 году был принят проект «Использование кубита», выполняемый мощным научно-исследовательским консорциумом, состоящим из 35 академических и промышленных групп. Одними из основополагающих задач консорциума были разработка и реализация инновационных методов обработки квантовой информации, а также выход на рынок в ближайшей перспективе с оборудованием для квантовой криптографии, работающей на больших расстояниях (пилотное оборудование, работающее на небольших расстояниях, уже было продемонстрировано ранее). В рамках данного проекта консорциум подготовил более 600 докладов и научных материалов. На финансирование проекта выделено 13 млн евро, 9,9 млн из которых были предоставлены Евросоюзом. В рамках программы FET была создана подпрограмма «Обработка квантовой информации и коммуникации в Европе» QUROPE (Quantum Information Processing and Communication in Europe).

Как считают западные аналитики, разработка технологий квантовой обработки информации продвигается вперед революционными темпами. Так, в настоящее время в странах Евросоюза, США и Японии ряд систем находится в стадии исследований с целью определения их применимости для создания квантового компьютера. Они включают системы захвата соответствующими ловушками ионов, нейтральных атомов и квантовых электродинамических резонаторов CQED. Это устройства, которые могут выполнять роль сверхпроводников для кубитов в комбинации с сетями CQED и спиновыми кубитами, оптическими системами, так же как и спинами в твердых, одномолекулярных магнитах. Именно на основе этих систем и устройств в последние годы в Европе были достигнуты определенные успехи в разработке и создании «строительных блоков» квантового компьютера.

В настоящее время исследования в Евросоюзе в рамках FET ведутся в довольно широком диапазоне тем, включая масштабируемость и модульную наращиваемость квантовых информационных систем. Разработка такой компьютерной архитектуры должна привести к созданию интерфейса с квантовыми коммуникациями, а в перспективе - и к созданию квантовых информационных сетей. По оценке аналитиков программы FET, многие международные ком пании проявили интерес и поддержку проектов FET, имея в виду создание инновационной отрасли промышленности, связанной с новыми квантовыми системами, основанными на квантовом манипулировании.

В принципе создание квантовых технологий окажет колоссальное влияние на науку, инновационные технологии, экономику и общество в целом, на разработку нанотехнологий, новых материалов и биотехнологий, то есть фактически на конвергенцию NBIC-технологий.

Европейские исследователи разработали инновационную концепцию спинтронных аппаратов, работающих на основе ферромагнитных полупроводников. Спинтронное оборудование создало громадные преимущества в микроэлектронике, значительно увеличив размеры памяти для хранения информации. Фактически спин становится иным носителем информации, который может быть использован в компьютинге, имеющем ряд преимуществ перед классическим компьютингом, используемым в традиционных ЭВМ.

Так, информация, которая хранится в памяти современного компьютера, является довольно неустойчивой: она исчезает, как только отключается электрический ток, если выполненная на компьютере работа не была сохранена. При создании соответствующей среды спин является гораздо более устойчивым. Когда вы отключаете электрический ток, все остается точно таким же, как было и до отключения тока. Другими словами, это спиновое оборудование остается как бы включенным. Спинтронное оборудование потребляет незначительное количество энергии для включения спина. Поэтому оно является энергетически эффективным, что будет исключительно важным в перспективе для экономии энергии, когда произойдет глобальная компьютеризация планеты и сформируются глобальная информационная экономика и общество.

Помимо этого спинтронное оборудование будет иметь гораздо более высокую скорость переключения по сравнению с традиционным компьютерным оборудованием. По-видимому, спинтронное оборудование уже в ближайшей перспективе сможет достичь скорости обработки информации в несколько терагерц.

Еще одно многообещающее направление - создание нейрокомпьютеров. Нейрокомпьютеры - это и компьютеры, и роботы, состоящие из биологических компонентов и/или элементов, которые имеются в органических нейронных структурах мозга.

В человеческом мозге происходят постоянные изменения на клеточном уровне, так как в мозг поступает различная информация, которую он кодирует и направляет в память. Человеческий мозг сконструирован природой из сотен миллиардов взаимосвязанных клеток, нейронных и глиальных тканей. Нейроны получают, обрабатывают и передают электрохимические импульсы. Вместе с глиальными клетками они составляют органическую нейронную сеть с примерно триллионом динамичных нейронных связей.

В соответствии с существующими научными концепциями, нейрокомпьютеры или роботы, смоделированные на основе нейронных сетей, смогут обучаться, приобретать новые знания и функции, которые не были запроектированы их создателями. Они будут способны адаптироваться к изменениям окружающей среды, понимать человеческую речь, жесты, реагировать на вербальные и невербальные команды человека.

Искусственные нейроны будут включать как параллельные, так и резервные компоненты обработки информации. Это позволит им быть более толерантными и лучше проявлять гибкость в когнитивных процессах обучения.

Создание нейрокомпьютерных элементов и систем имеет колоссальный потенциал для разработки высоких прорывных технологий XXI века. Нейрочипы позволят создать более совершенные, способные к обучению компьютеры, а также протезы для замены поврежденных участков мозга и высокочувствительные биосенсоры.

Как считают некоторые эксперты, машины, обладающие сознанием и разумом, требуют наличия в них чувственной системы. Именно чувственная информация на входе в машину наряду с памятью и обработкой поступающей информации является важнейшим компонентом системы и квалифицируется как машинное сознание, или искусственный интеллект.

Мозг человека получает сенсорную информацию из внешнего мира, предварительно обрабатывает ее, запоминает, анализирует и принимает решения на основе результатов этого анализа. Предварительная обработка поступившей информации осуществляется в подсознании человека и в значительной степени сенсорными нейронами. Считается, что внутренние сенсорные обратные связи - критический компонент сознания. Можно сказать, что некоторая имитация этой системы уже существует в так называемых CAW-чипах.

В принципе идея искусственного интеллекта базируется на ряде оценок и достижений, связанных с тенденциями развития «прорывных» высоких технологий. Одна из этих тенденций - минимизирование и доведение до наноуровня компьютерных систем, беспроводных сетей и силовых технологий. Это дает возможность встраивать такие технологии в живые организмы, клетки, бактерии и др. В этом случае на уровне живых систем происходит как бы «сдваивание» реального пространства с цифровым, виртуальным.

Одной из таких технологий, содействующих «сдваиванию», станет маркировка товарной продукции, изготовленной по заказу клиента, и идентификация самого заказчика на основе использования радиочастотных идентификаторов, связанных с соответствующей сетью. Практически всему населению, которое является заказчиком той или иной продукции, в перспективе будут вмонтированы соответствующие чипы, соединенные с нервной системой человека, определяющей его потребности, желания и мысли в отношении той или иной продукции и передающей эту информацию разработчикам и производителям.

Кроме того, наличие связи заказчика с информационной сетью позволит получать из этой сети интересующую его информацию о продукте, основах его эксплуатации, ремонте и др. Таким образом будет обеспечена прямая и обратная связь в цепочке «наука - технологии - производство - рынок», то есть в перспективе будет возможна персонализация самого инновационного процесса, создания и использования инновационного продукта или услуги. Вместе с тем реализация такой технологической схемы может привести и к социальному расслоению.

По мнению европейских экспертов, наиболее активно развивающаяся область конвергенции технологий - биоинформатика. Как это обычно бывает с инновационными направлениями науки и технологий, особенно на современном этапе инновационного развития конвергированных технологий, границы, определяющие новые научные дисциплины, размыты. Даже понятие «бионформатика» в мировой практике тоже четко не определено и имеет несколько значений: теоретическая биология, вычислительная и математическая биология, биокомпьютеризация и др. В целом биоинформатика использует методы прикладной математики, статистики и информатики. Проблематика искусственного интеллекта имеет прямое отношение к биоинформатике и к так называемой эре геномики.

К информационно-коммуникационным технологиям относится комплекс методов, производственно-технологических процессов и программных средств, объединяемых для сбора, обработки, хранения, распространения, визуализации окружающего мира, знаний и других форм информации, накопленной человечеством, в интересах конкретных пользователей (индивидуумов, систем управления в промышленности, экономике, в государственном управлении, банковских системах и др.).

Некоторые эксперты считают, что информационно-коммуникационные технологии представляют собой термин-«зонтик», интегрирующий любое коммуникационное оборудование и его различные формы использования. Это, например, радио, телевидение, мобильные телефоны, компьютеры, компьютерные программы, Интернет, компьютерные сети, спутниковые системы, проведение видеоконференций, осуществление видеотелефонных переговоров, дистанционное образование и медицина, электронные библиотеки и пр.

В 1941 году немецкий инженер и «пионер компьютеров» Конрад Зюсс создал цифровой программный компьютер Zuse3, или Z3, осуществлявший математические расчеты. Позднее, в 1950 году, был создан другой, более мощный Z4. Концепция компьютера как счетной машины или мощного арифмометра с большим объемом памяти существовала около 50 лет.

В 1980-е годы концепция компьютера начала меняться. Произошел процесс технологической конвергенции: с компьютером постепенно совместились коммуникационные и медийные технологии. Это был первый, еще «эмбриональный» этап конвергенции высоких технологий, которые затем получили название «прорывных технологий» в политических и других документах.

Что касается упомянутой «расчетной парадигмы» развития компьютеров, то в 1990-е годы она стала смещаться в сторону сбора, обобщения и анализа информации, а в настоящее время - конвергенции информационно-коммуникационных технологий. При этом такие технологии напрямую начали связывать с нано- и когнитивными технологиями, образовав комплекс конвергентных NBIC-технологий.

Вместе с тем информационно-коммуникационные технологии приобрели характер глобальной технологии, учитывая не только их широкомасштабное распространение по всей планете, но и то, что они проникают во все сферы экономики и социума. Наблюдается активный процесс формирования так называемых информационной экономики и информационного общества с их спецификой, позитивными и негативными сторонами.

Компьютерные технологии являются хорошо «конвергирующимися» технологиями. Это одна из самых многообещающих инновационных сфер технологической конвергенции и синергии. Уже сейчас имеются идеи и концепции использования биомолекул для вычислительных операций и компьютерной памяти, что приведет к развитию новой науки бионики и созданию биомолекулярных компьютеров. Существуют идеи создания перспективных квантовых компьютеров, использования в компьютерах ядерного магнитного резонанаса (спинтроники), а также компьютеров на базе ДНК.

В перспективе в архитектуре молекулярных компьютеров будут использоваться углеродные нанотрубки и полупроводниковые наносоединения.

Значительный вклад в процесс технологической конвергенции внесло создание компьютерных сетей. Они появились еще в 1960-е годы. Однако пик создания распределенных компьютерных сетей относится лишь к 1990-м годам, после коммерциализации сети Интернет.

Все это иллюстрирует тенденцию продолжения конвергенции информационных технологий с коммуникационными, создание глобальной сети информационно-коммуникационных технологий, которая наряду с сетью Интернет, мобильной телефонией включает электронную почту, систему электронной торговли, глобальную банковскую и биржевую электронные системы и многое другое. Интернет фактически приобрел черты «информсферы» или того «внешнего», «глобального метамозга», о котором писали известные американские ученые Элвин и Хейди Тоффлер. Ранее В.И. Вернадский и Тейяр де Шарден ввели термин «ноосфера», или «сфера разума».

Кроме того, развитие перспективных информационно-коммуникационных технологий прямо связано с прогрессом в электронной промышленности и в первую очередь с наноэлектроникой.

Все возрастающая миниатюризация элементной базы информационно-коммуникационных технологий не может продолжаться бесконечно. При достижении физических пределов «кремниевых транзисторных технологий» будут появляться все новые, перспек тивные инновационные технологии, используемые в вычислительных системах. Это, прежде всего, три основные технологии:

  • • использование углеродных нанотрубок в компьютерах;
  • • квантовые компьютеры;
  • • молекулярные вычислительные системы.

Эти перспективные технологии именно в таком порядке станут появляться на мировых рынках в среднесрочной и долгосрочной перспективе. По прогнозам исследователей, использование углеродных нанотрубок в нанокомпьютерах начнется еще до 2020 года, в квантовых компьютерах в период 2040-2060 годов, а в молекулярных - с 2050 года.

Вместе с тем первые модели молекулярных компьютеров будут созданы уже к 2030 году. Использование углеродных нанотрубок в компьютерных тоннельных транзисторах FETs (field-effect transistors) станет начальным этапом создания молекулярных компьютеров. Однако чтобы этого добиться, потребуется проведение серьезных научно-исследовательских разработок и резкое снижение стоимости производства нанотрубок, возможно с использованием фуллереновых структур (С60).

По прогнозам, к 2017 году станет возможной кодировка одного бита информации в одном атоме, что даст мощный импульс для создания в перспективе квантовых компьютеров и разработки квантовых алгоритмов для вычислительных систем. Переход к молекулярным компьютерам и компьютерам, работающим на базе ДНК/ РНК, позволит увеличить производительность вычислительных систем по отношению к существующим примерно в 100 тысяч раз.

К 2015 году, как считают эксперты фирмы Allianz, в мировой электронной промышленности наметятся две основополагающие тенденции. Первая будет связана с изменением приоритетов при производстве полупроводников. Акцент будет сделан на интеграции потребностей конкретного потребителя и создании бионанооборудования с использованием интегрированных наносистем и информационно-коммуникационных технологий. Это может иметь место в производстве продовольственных товаров и строительной промышленности.

Вторая тенденция - использование конвергенции NBIC-технологий в области создания моделей мышления и функционирования мозга человека, что будет относиться к разделу когнитивных наук и технологий.

По оценкам экспертов, в период до 2020 года появятся новые интерфейсы - мультисенсорные, мультимодальные, мультилингви-стические и виртуальные, - создающие эффект телеприсутствия, интерфейсы «мозг человека - машина» или «мозг - мозг». Их создание потребует конвергенции информационно-коммуникационных с когнитивными технологиями. Кроме того, будет внедряться мобильное, прикрепленное к одежде и головным уборам человека различное оборудование на основе информационно-коммуникационных технологий, а также объемные персональные и микродисплеи.

Другая тенденция показывает, что чипы памяти компьютеров становятся все меньше и меньше. По оценкам, к 2015 году будут созданы идентификаторы, чипы памяти и процессоры, а также коммуникационное оборудование так называемого ближнего радиуса действия. Их размеры будут меньше клетки кожи человека, которая составляет порядка 10 мкм. Планируется, что эти технологии позволят делать отпечаток этих чипов на коже или размещать их под верхними слоями кожи, создавая электронные приспособления под соответствующие потребности клиента.

Уже сегодня полупроводниковая интегральная схема может быть отпечатана на руке человека с помощью струйного принтера. Идея заключается в том, чтобы использовать многоуровневую архитектуру с несколькими электронными компонентами, углубленными в кожу человека. Эти компоненты на теле человека могут находиться на постоянной основе и иметь контакты с кровяными капиллярами и нервными окончаниями и другими слоями. Все эти печатные платы на коже могут смываться через какое-то время.

Другие чипы могут изготавливаться в заводских условиях на основе тонких полимерных мембран, которые способны временно приклеиваться к коже наподобие детских татуировок. Эти комбинации чипов на коже или под кожей человека позволят создать систему коммуникаций с друзьями, родственниками, Интернетом, поликлиникой,работой и пр.

Информационно-коммуникационные технологии являются важнейшими технологиями для формирования и развития общества знаний XXI века.

Совместно с когнитивными технологиями будут сформированы информационные системы, охватывающие весь объем знаний, накопленный человечеством.

Воздействие информационно-коммуникационных технологий и когнитивных технологий на мозг человека приобретет особую актуальность при формировании глобальной инновационной экономики и глобального инновационного общества.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >