Ekspert: nowe technologie komunikacji na odległość upowszechnią się szybciej; dzięki epidemii

Ekspert: nowe technologie komunikacji na odległość upowszechnią się szybciej; dzięki epidemii

Nowe technologie komunikacyjne upowszechnią się szybciej dzięki pandemii koronawirusa - uważa dr Artur Modliński z Uniwersytetu Łódzkiego. Przewiduje m.in rozwój rzeczywistości wirtualnej, która umożliwi fizyczną interakcję z odległym rozmówcą.

Pandemia koronawirusa na świecie spowodowała, że gwałtowanie wzrosło zapotrzebowanie ludzi na wykorzystanie różnego rodzaju narzędzi internetowych. Kluczową rolą zaczęły odgrywać komunikatory, wykorzystywane zarówno do nauki w szkołach czy na uniwersytetach, jak i w biznesie.

"Wszystkie te narzędzia są do siebie tak naprawdę bardzo podobne - bazują na wykorzystaniu mikrofonu i kamery, dzięki czemu rozmówcy siebie widzą i słyszą. Pod tym względem niewiele się zmieniło od lat" - powiedział PAP dr Artur Modliński z Centrum Badań nad Sztuczną Inteligencją i Cyberkomunikacją na Uniwersytecie Łódzkim.

Ekspert przypomniał, że wszelkie większe kryzysy - na przykład konflikty zbrojne powodują, że dość gwałtowanie rozwijają się niektóre gałęzie nauki i technologii.

"Tak było na przykład w czasie I i II wojny światowej. Dlatego uważam, że nowe rozwiązania w telekomunikacji pojawią się szybciej pod wpływem obostrzeń związanych z pandemią koronawirusa" - ocenił.

Jakich zmian zatem możemy się spodziewać? Według eksperta takich, które spowodują jeszcze głębsze zanurzenie się w rzeczywistości wirtualnej, która do złudzenia będzie przypominać prawdziwe spotkanie. "Na razie są to niestety technologie bardzo drogie, i nie są możliwe do zakupienia na wolnym rynku" - zaznaczył.

Wśród nich jest holoportacja. Użytkownik po założeniu specjalnych okularów ujrzy w nich w trójmiarze w pomieszczeniu, w którym się znajduje innych uczestników spotkania, którzy są tak naprawdę w bardzo oddalonych lokalizacjach, miastach czy krajach.

Jeszcze bardziej rewolucyjną technologią i jednocześnie mniej uciążliwą dla użytkownika są specjalne soczewki Virtual Retina Display (VRD), które umieszcza się bezpośrednio w siatkówce. Dzięki temu cyfrowy obraz jest wyświetlany bezpośrednio w oku i do złudzenia przypomina rzeczywisty.

Start-upy, głównie amerykańskie, pracują też nad technologiami haptycznymi. Wykorzystują one mechaniczne komunikowanie się z użytkowników internetu dzięki zmysłowi dotyku przy użyciu zmieniających się sił, wibracji i ruchów.

"Dzięki specjalnemu systemowi czujników możliwe staje się zatem wirtualne dotykanie rozmówcy na odległość" - dodaje dr Modliński.

W ocenie eksperta wszystkie te rozwiązania zwiększą "obecność społeczną" (ang. social presence), która jest kluczowa dla skutecznej i jak najbardziej pełnej komunikacji. "Oczywiście, najskuteczniejsza jest bezpośrednia rozmowa, kiedy możemy usłyszeć naturalną barwę głosu i dostrzec mimikę, a czasem dotknąć rozmówcy. Jednak na razie powszechne obecnie komunikatory są w tym zakresie ograniczone" - dodał.

Jednym z głównych ograniczeń zastosowania nowoczesnych rozwiązań - w ocenie eksperta - jest stosunkowo wolna przepustowość łącz internetowych. Nawet podczas rozmowy dwóch osób, które korzystają z pierwszego lepszego komunikatora zmorą są opóźnienia w dotarciu dźwięku. "Jedna osoba zaczyna coś mówić, druga też i nikt nie wie, kto ma kontynuować. Tak często bywa" - rozkłada ręce dr Modliński.

Dlatego na razie warto pomyśleć o używaniu szybszego internetu. To spowodowałoby mniejsze problemy natury komunikacyjnej - im szybszy internet, tym lepsza nie tylko jakość obrazu, ale też dźwięku. A to bardzo ważne, bo jeśli głoś brzmi bardziej mechaniczne (co daje się odczuć w czasie rozmowy telefonicznej) to obniża się "wartościowość źródła". Co to oznacza? Że tego typu komunikaty odbiera się jako mniej wiarygodne. Dlatego należy dążyć do tego, by barwa głosu była jak najbardziej zbliżona do takiej występującej w czasie naturalnej rozmowy - podkreśla naukowiec.

Ekspert uważa, że wymienione przez niego technologie pojawią się na rynku szybciej, ale na pewno nie jest to kwestia miesięcy, raczej lat. Przed nami sporo testów tego typu urządzeń, nie wiadomo też, które spotkają się z pozytywnym odzewem wśród użytkowników.

"Na początku poważna barierę stanowić będzie cena. Teraz ceny kina domowego 4K, które pozwalają symulować w warunkach domowych wrażenie dźwiękowe, jakiego doświadcza widz na sali kinowej są bardzo wysokie, nie mówiąc o technologiach haptycznych" - dodaje.

Zdaniem eksperta na razie możemy obserwować olbrzymi przyrost ilościowy wszelkiej maści komunikatorów, ale niestety nie jakościowy. "Na przełom należy jeszcze trochę poczekać, ale z pewnością krócej, niż gdyby nie było pandemii koronawirusa" - podsumowuje.

PAP - Nauka w Polsce, Szymon Zdziebłowski

szz/ agt/

Polska musi stawiać na nowe technologie

Własne technologie były, są i będą bardzo potrzebne, nie tylko w czasach pandemii. W mojej opinii opracowywanie własnych technologii prowadzi do wzmocnienia niezależności technologiczno-gospodarczej - najważniejszego elementu strategii rozwoju każdego kraju. Pandemia bardziej tylko uświadomiła wszystkim, jak istotna jest niezależność dla płynności naszego funkcjonowania i jakie znaczenie mają niezachwiane łańcuchy dostaw oraz dywersyfikacja produkcji. Spowolnienie produkcji podczas pandemii i spotęgowany popyt na elementy mikroelektroniczne pokazały złożoność łańcuchów dostaw mikroprocesorów i rolę produkcji takich elementów blisko konsumentów. Opracowywanie własnych technologii zapewnia cenny know-how, ale bez wszystkich elementów łańcucha dostaw również tym, którzy mają własne technologie nie udaje się być niezależnym, mogą być jedynie konkurencyjni na rynku. Z punktu widzenia polskiej gospodarki i polskich firm równie ważne jak technologia powinny być własne surowce, materiały, linie produkcyjne, magazynowanie i stabilne kanały sprzedaży.

Oczywiście również mikroelektronika jest technologią, która może być w Polsce rozwijana z sukcesem. Mikroelektronika była obecna w Polsce już od lat 70. XX wieku. W czasie transformacji ustrojowej została zapomniana, ale przetrwała dzięki wysiłkom niewielkiej grupy przedsiębiorców, badaczy i naukowców. Polscy badacze i wynalazcy to ludzie myślący nieszablonowo, którzy dostrzegają potencjał, jaki tkwi w mikroelektronice oraz angażują się w jej rozwój. Posiadamy wiedzę, wyspecjalizowaną kadrę oraz unikatową infrastrukturę badawczą. Biorąc pod uwagę obecne trendy rozwoju, mikroelektronika w Polsce wymaga znacznego doinwestowania, aby w kolejnych latach mogła stać się stabilną gałęzią gospodarki.

Dla nas to bardzo dobry prognostyk, ponieważ mikroelektronika obecna jest w każdym obszarze otaczającego nas świata. Tę technologię stosuje się w wielu urządzeniach - od telefonów komórkowych, laptopów, pralek przez telewizory, aż po samochody. Na całym świecie koncerny motoryzacyjne pracują nad pojazdami autonomicznymi, które właśnie dzięki odpowiednio zaprojektowanym systemom mikroelektronicznym „obserwują otoczenie”, i co ważniejsze odpowiednio reagują na przetwarzane obrazy i sygnały. Jeden miniaturowy sensor potrafi zebrać dane i przesłać je do analizy, a w każdym samochodzie takich chipów są tysiące. Obecnie szacuje się, że na jednego mieszkańca Ziemi przypada około 1000 procesorów, a trend jest ciągle wzrostowy. To między innymi dlatego w Łukasiewicz – IMiF prowadzimy prace mające na celu zarówno miniaturyzację i optymalizację takich układów, jak i poprawienie ich jakości.

Polska ma potencjał, by stać się ważnym ośrodkiem nowych technologii?

Podczas pobytu za granicą przez wiele lat obserwowałem jakie czynniki determinują sukces technologiczny i jestem przekonany, że Polska ma potencjał, by stać się ośrodkiem nowych technologii. Pierwszym i najważniejszym elementem rozwoju są ludzie - kreatywni, niebojący się wyzwań, którzy są gotowi stanąć na czele rozwoju technologicznego. Takich badaczy Polska ma, ale dodatkowo powinniśmy zadbać o zabezpieczenie ciągłości rozwoju wykwalifikowanych pracowników, dlatego należy położyć nacisk na kształcenie w dziedzinach związanych z mikroelektroniką i fotoniką, zarówno na poziomie szkół średnich jak i wyższych. To kierunki przyszłościowe i powinno się już teraz tworzyć klasy i wydziały studiów dla rozwoju przyszłej kadry w tych dziedzinach. Pracownicy Łukasiewicz - IMIF są obecnie zaangażowani w procesy edukacyjne na uczelniach, takich jak: Politechnika Warszawska, Wojskowa Akademia Techniczna czy Akademia Górniczo-Hutnicza.

Kolejnym elementem jest unikatowa infrastruktura badawcza. Instytut przez wiele lat inwestował w linie technologiczne, dzięki czemu posiada obecnie kompletne instalacje do wytwarzania i produkcji małoseryjnej przyrządów półprzewodnikowych na bazie krzemu, azotku galu (GaN), węglika krzemu (SiC) oraz przyrządów fotonicznych.

Ostatnim elementem są inwestycje w rozwój technologii, zarówno krajowe jak i zagraniczne. Jeżeli udałoby się zorganizować proces rozwoju mikroelektroniki zgodnie z powyższym schematem, można byłoby oczekiwać sukcesu ekonomicznego. Przykładem technologii, która mogłaby stać się takim sukcesem jest np. technologia oparta na GaN jako materiale do wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych do zastosowań m.in. w energoelektronice, elektromobilności czy radarach. Przy odpowiedniej strategii rozwoju nasz Instytut, który potrafi wytwarzać takie przyrządy, mógłby rozpocząć produkcję elementów opartych na tym materiale. To, czego szukamy w instytucjach badawczych w Europie możemy bez trudu znaleźć w Polsce - w Łukasiewicz – IMiF. Potencjał ludzki i nieszablonowe myślenie, unikatowa infrastruktura to podstawa do tego, by generować nowe technologie. Łączenie różnych technologii, nieoczywiste z punktu widzenia biznesu i przemysłu, w nauce nie powinno stanowić bariery i przeszkadzać w ich rozwijaniu. Początkowo niekorzystna ekonomicznie technologia może okazać się ostatecznie ekonomicznie uzasadniona, szczególnie jeżeli zapewni unikatową wartość dodaną, dotychczas nieobecną na rynku. Jako Instytut właśnie tu upatrujemy szansę na współpracę i łączenie aktywności badawczo-rozwojowych i biznesowych.

Na jakie wsparcie ze strony Instytutu może liczyć przemysł?

Jesteśmy odpowiedzią na potrzeby technologiczne wykorzystywane w takich gałęziach przemysłu, jak: medycyna i diagnostyka medyczna, przemysł spożywczy – gdzie można wykorzystać metody spektrometrii, ale także przemysł obronny i kosmiczny – detektory promieniowania podczerwonego, płaskie soczewki dyfrakcyjne na podłożu kwarcowym, które mogą być zastosowane do produkcji bardzo lekkich teleobiektywów. Instytut jest też ośrodkiem certyfikującym w zakresie norm związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną. Do tego dodajmy projektowanie układów scalonych i elektronikę, która może pracować w wysokich temperaturach.

Przemysł może liczyć na wsparcie Instytutu w rozwiązywaniu problemów technologicznych i pracach badawczo-rozwojowych oraz w przeprowadzaniu procesów komercjalizacji. W Sieci Łukasiewicz istnieje system wyzwań, w ramach którego firmy mogą zgłaszać problemy technologiczne z jakimi się borykają w swojej działalności, a Instytuty Łukasiewicza, w tym nasz, proponują rozwiązania. Poprzez system wyzwań chcemy wprowadzić kulturę współpracy, która będzie wspierać naszą rozpoznawalność a firmom gwarantować rzetelne i wartościowe produkty. Mamy nadzieję, że w ten sposób uda się nam wygenerować indywidualnie dopasowaną wartość dodaną, która będzie pozytywnym bodźcem dla rozwoju każdej z współpracujących z nami firm.

A co z rozwojem mikroelektroniki i fotoniki?

Rozwój mikroelektroniki i fotoniki powinien być jednym z najważniejszych elementów strategii rozwoju naszego kraju. Obserwowane obecnie megatrendy technologiczne nie dają złudzeń - są to dziedziny o ogromnym znaczeniu dla dalszego rozwoju naszej cywilizacji. Nie możemy pozwolić na brak aktywnego udziału Polski w tych technologiach. Ważnym elementem są własne lokalne aktywności i rozwijanie małych i średnich przedsiębiorstw w duże firmy, ale również istotnym jest inwestowanie zagranicznych, globalnych marek na polskim rynku. Elementami stymulującymi taki rozwój zapewne będzie stworzenie ekosystemu sprzyjającego rozwojowi mikroelektroniki, poczynając od wprowadzenia sytemu edukacyjnego nastawionego na kierunki techniczno-inżynieryjne przez zaoferowanie preferencyjnych warunków inwestycyjnych, po wsparcie infrastrukturalne włącznie.

Mikroelektronika i fotonika to trzon naszej działalności, dzięki któremu najmocniej możemy wspierać technologicznie firmy – na początek w Polsce, ale później w Europie i na świecie. W naszym portfolio mamy szeroką gamę technik pomiarowych, know-how oraz technologie, które mogą być zaimplementowane do opracowania nowych produktów i metod ich wytwarzania. Produkujemy lasery kaskadowe i detektory podczerwieni, elementy ogniw paliwowych, termogeneratory do przetwarzanie energii cieplnej w energię elektryczną oraz czujniki do wykrywania wirusów. Oczywiście nadal przedmiotem naszego zainteresowania pozostaje grafen. Zajmujemy się także opracowywaniem nowoczesnych technologii światłowodowych i mikrooptycznych do zastosowań medycznych, telekomunikacyjnych i w automatyzacji procesów produkcyjnych.

Badacze z Łukasiewicz – IMIF intensywnie pracują także nad opracowaniem tzw. Zintegrowanych Układów Fotonicznych (PICs), które są fotonicznym odpowiednikiem mikroprocesorów i otwierają nowe możliwości dla wielu gałęzi przemysłu 4.0 opartych na błyskawicznej wymianie informacji. Działania naukowców nie ograniczają się jednak wyłącznie do zastosowań informatycznych lub przemysłowych.

Ostatnio z sukcesem skomercjalizowaliśmy rezultaty projektu realizowanego wspólnie z firmą Lars Lighting w zakresie układów sterujących do energooszczędnych lamp. To wymyślone, zaprojektowane i wyprodukowane w naszych laboratoriach systemy sterujące lampami LED, które zapewniają ok. 60 proc. zmniejszenie zużycia energii w porównaniu do lamp bez takich sterowników. Testy zużycia energii zostały już przeprowadzone między innymi na stacjach benzynowych i w szpitalach, gdzie takie lampy z zredukowały zużycie energii nawet o 90 proc. w porównaniu do świetlówek.

Czy mamy jeszcze szansę na rozwój technologii grafenowej?

Oczywiście mamy szansę na dalszy rozwój technologii grafenowej. Prawdę mówiąc, technologia grafenowa jest już w pewnym stopniu rozwinięta i obecnie rozpoczyna się proces jej komercjalizacji. Znane są przykłady zastosowania grafenu epitaksjalnego jako elektrod w urządzeniach półprzewodnikowych lub grafenu płatkowego jako domieszki do materiałów. Wyzwanie stanowi powtarzalność struktur, kontrola na procesem otrzymywania i czystość materiału. Grafen epitaksjalny jako materiał wyizolowany ma bardzo dobre, unikalne własności fizykochemiczne. Niemniej jednak, w postaci warstwy nałożonej na podłoże, traci wiele ze swoich zalet. Obecnie trwają prace badawczo-rozwojowe, które mają na celu optymalizację podłoża w taki sposób, aby zredukować oddziaływania grafen-podłoże. W mojej opinii, produktem o większym potencjale komercjalizacyjnym jest obecnie grafen płatkowy, który może być stosowany jako domieszka do materiałów budowlanych, konstrukcji z tworzyw sztucznych lub farb i lakierów, który dodajemy do różnych materiałów w celu poprawienia ich właściwości mechanicznych lub termicznych np. jako dodatek do betonu, gum lub farb, w których grafen poprawia odporność chemiczną i barierę przewodności cieplnej. Nasz Instytut wytwarza grafen epitaksjalny i płatkowy oraz opracowuje produkty i metody technologiczne na nim oparte, które są zabezpieczane prawami własności przemysłowej gwarantującymi naszym potencjalnym partnerom wyłączność na stosowanie tych technologii.

Ważnym elementem jest infrastruktura do produkcji grafenu, szczególnie grafenu epitaksjalnego, ponieważ jest to wydatek kilkunastu milionów złotych. Inwestycje tego typu pozwolą wprowadzić grafen epitaksjalny do przemysłu na szerszą skalę, co będzie realną wartością dodaną dla powstających innowacyjnych urządzeń.

Obecnie na całym świecie obserwujemy ogromne problemy w łańcuchu dostaw mikroelektroniki. Przez wąskie gardło w łańcuchu dostaw stoi wiele fabryk, a czas oczekiwania na nowe produkty ciągle się wydłuża. Jak poradzić sobie z tym problemem?

Najważniejszymi czynnikami są geograficzna dywersyfikacja produkcji i kontrola nad dostępem do surowców mineralnych. Obecnie około 80 proc. produkcji mikroelektroniki jest skoncentrowane w Azji Wschodniej, a pandemia pokazała, że takie punktowe zlokalizowanie produkcji może mieć opłakane skutki odczuwalne globalnie. Kolejnym elementem jest dostęp do materiałów używanych w produkcji mikroelektroniki. Kto ma wpływ na dostępność takich materiałów może również dyktować ceny i osiągalność elementów mikroelektronicznych. Jeżeli globalnie odniesiemy się do tych dwóch zagadnień, to wtedy chociaż częściowo zminimalizujemy negatywne skutki, które obecnie obserwujemy.

Również Polska może z sukcesem partycypować w dywersyfikacji produkcji mikroelektroniki. Najważniejsze to mieć zabezpieczone nieprzerwane dostawy materiałów. Niestety, nie wszystkie materiały do produkcji układów i innych elementów mikroelektroniki oraz fotoniki można dostać w Polsce. Drugim niezbędnym elementem jest utworzenie lokalnie, właśnie w naszym kraju, ośrodków produkujących mikroelektronikę na potrzeby Polski i Europy. Dzięki takiemu rozwiązaniu, nawet w przypadku załamania łańcucha dostaw, nie wpłynie to znacznie ekonomicznie na produkcję elementów mikroelektronicznych dla Europy. Polska ma potencjał aby stać atrakcyjnym miejscem dla inwestycji zagranicznych w dziedzinie mikroelektroniki i produkować elementy z użyciem nowych technologii typu np. GaN lub SiC i wytwarzać urządzenia i systemy oparte na nich na miejscu.

Polska w ten sposób mogłaby stać się kluczowym partnerem dla potentatów z branży mikroelektronicznej w Europie i na świecie w zakresie przyrządów GaN i SiC, laserów kaskadowych czy sensorów. Łukasiewicz - IMIF jest gotowy wspierać takie inicjatywy dla dobra rozwoju polskiego przemysłu.

Innowacje i nowe technologie

Wyobraź sobie produkt, który zmienia nie tylko biznes, ale i szerszy rynek.

Najważniejszą rzeczą w budowaniu innowacyjnego zespołu badawczo-rozwojowego i produkowaniu innowacyjnych, najlepszych na rynku produktów dla udanego biznesu jest zbudowanie innowacyjnego modelu biznesowego. Nowe technologie mogą służyć zarówno jako inspiracja, jak i środek do szybszego i lepszego niż kiedykolwiek wcześniej, opracowywania produktów, co w ostatnich latach stało się podstawą nowych, wstrząsających przemysłem modeli biznesowych.

Firmy, które nie rozumieją wartości i znaczenia cyfryzacji, będą borykać się z trudnościami w porównaniu z ich konkurentami, którzy są przewidujący i dążą do cyfryzacji i innowacyjnej pracy z nowymi technologiami.

Pozwólmy całej organizacji zaangażować się w twórcze myślenie

Pozwoli to otworzyć się na nowe możliwości i umożliwi innowacyjność dzięki kreatywności, której sprzyja nieograniczone środowisko pracy i sposób myślenia. Wszyscy inżynierowie mają chęć i zdolność do nieszablonowego myślenia. Producenci są zainteresowani przerabianiem materiałów i ich łączeniem w celu stworzenia efektywniejszych lub odporniejszych komponentów. Kierownik działu badań i rozwoju powinien być motorem całej tej innowacyjnej kreatywności - jeśli nie będzie zachęcał do twórczego i otwartego myślenia, nikt tego nie zrobi.