Действующий
технологических платформ ("Медицина будущего", "Глубокая переработка углеводородных ресурсов", "Высокоскоростной интеллектуальный транспорт", "Авиационная мобильность", "Национальная информационная спутниковая система", "Легкие и надежные конструкции" и др.).
Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) выступают одним из ключевых драйверов перехода к экономике, основанной на знаниях. Экспоненциальный рост технических характеристик, миниатюризация и снижение стоимости компонентов приводят к увеличению вычислительных мощностей и интеллектуальных возможностей техники, быстрой смене стандартов и технологических платформ информационных систем и сетей, соответствующих им товаров и услуг. Появление всепроникающих, интерактивных, персонализированных, сверхвысокоскоростных сетей, устройств и систем глобального масштаба способствует развитию мультимедийного контента и широкого спектра услуг. Одновременно усиливается значение глобальных инновационных сетей, позволяющих управлять жизненным циклом товаров и услуг.
Ускоренная эволюция ИКТ, с одной стороны, и их быстрое "моральное устаревание", с другой, стимулируют спрос на новую продукцию. Так, развитие облачных сетей, новых архитектур и принципов организации вычислений влечет за собой трансформацию программного обеспечения и инфраструктурных решений, привнося инновационные изменения в бизнес-стратегии предприятий.
Перспективы развития данного приоритетного направления определяют следующие вызовы: радикальная трансформация рынков ИКТ в условиях смены технологий компонентной базы (прекращение действия закона Мура, развитие новых материалов, фотоники и др.); усиление контроля над информацией в сети Интернет; рост киберпреступности и масштаба ее эффектов (технических сбоев и др.); увеличение дисбаланса между требованиями безопасности и личной свободой человека; повышение доли фриланс-разработчиков; обвал рынков информационных технологий и замедление "цифровой революции" в случае отставания освоения новых технологий электронной компонентной базы.
Развитие приоритетного направления в средне- и долгосрочной перспективе определяется следующими окнами возможностей:
экономические: переход к экономике, основанной на знаниях; смещение центров разработки, компетенций и производства за пределы развитых стран; электронное правительство, электронные государственные и социально значимые услуги, унифицированное межведомственное взаимодействие; углубление кооперации в сфере ИКТ между университетами и коммерческими компаниями; развитие электронной коммерции, создание законодательных и технологических механизмов для электронных трансакций; использование более экономичных моделей ИТ-инфраструктуры; рост роли ИКТ в обеспечении деятельности государственного и муниципального управления; развитие рынка мобильных и социальных приложений, игр с высоким коммерческим потенциалом; рост ИКТ-специализаций и количества ИКТ-сотрудников в смежных отраслях экономики;
социальные и экологические: превращение ИКТ в значимый фактор повышения качества жизни людей с ограниченными возможностями; вовлечение граждан в управление; рост влияния ИКТ на социальные процессы в обществе, на культурное и психическое развитие человека; изменение характера и способа занятости работников; существенный рост негативного воздействия отрасли ИКТ на окружающую среду; расширение возможностей применения ИКТ в интересах охраны окружающей среды;
научно-технологические: исследования в области коммуникационных инфраструктур с терабитовыми скоростями передачи информации; защиты компьютерных инфраструктур; перспективных средств и программных систем защиты данных; языков и систем программирования, реализующих новые парадигмы; систем машинного обучения; новых принципов биометрической идентификации, обработки, интеграции и анализа мультимодальных биометрических данных; обеспечения полной совместимости контента в гетерогенных сетях, глобальной идентификации информационных объектов; создания компактных источников энергии для долговременного питания цифровых устройств массового применения; компонентов и устройств, существенно снижающих воздействие на здоровье человека; новых интерфейсов "человек - цифровая среда"; снижения энергозатрат при передаче и хранении информации; технологий высокоскоростной передачи информации (свыше 1 терабита в секунду); создания виртуальных офисов без снижения эффективности коллективной деятельности компаний, предприятий и др.; коллективного интеллекта; разработка эффективных форм представления информации, контента и знаний; формирование единой управляющей среды; конвергенция информационных платформ; миграция корпоративных приложений и персональной информации в Интернет с повышением требований к средствам их защиты; работа со сверхбольшими объемами данных; мультиязычные и мультимодальные системы извлечения и формализации знаний; открытые данные, создание и распространение наборов данных в машиночитаемом формате; эволюция Интернета ("семантический веб", "Интернет вещей"); умные инфраструктуры; моделирование человеческого интеллекта, когнитивные модели сознания и поведения; разработка биоподобных и антропоморфных робототехнических устройств, развитие средств "технического" зрения; производство и поддержание функционирования суперкомпьютеров; облачные инфраструктуры, сети персональных компьютеров и мобильных устройств; рост доли мобильных устройств; развитие технологий и инфраструктуры выделенных центров предсказательного суперкомпьютерного моделирования; сети, реализующие новые принципы организации, в т.ч.: когнитивные, гибридные, адаптивные; обеспечение повсеместного высокоскоростного доступа к сетевой инфраструктуре; высокопроизводительные центры обработки данных; технологии дополненной реальности; технологии краудсорсинга; новые принципы, модели и процессы автоматизированного управления большими системами, организации вычислений; развитие платформ высокопроизводительных вычислений; разработка технологий распознавания и анализа голоса, фото, видео и других типов изображений и сложных медийных носителей информации; создание прорывных квантовых технологий; разработка новых подходов и технологий в микро- и наноэлектронике.
Угрозы для России в указанной сфере: ускоренное формирование единого глобального информационного пространства; обострение "цифрового неравенства"; неготовность к широкомасштабному предоставлению гражданам медицинских и иных социальных услуг с использованием ИКТ; возможность использования потенциала ИКТ в целях подрыва национальной безопасности, нарушения государственного и общественного порядка; необходимость обеспечения эффективного (защищенного) документооборота; неготовность к массовому применению технологий виртуальной реальности; растущая незащищенность личной жизни и личного жизненного пространства.
"Горизонтальный" характер рассматриваемой сферы способствует внедрению как инфраструктурных, так и специфических отраслевых решений, которые в долгосрочном периоде должны обеспечить наибольшую динамику роста в профильном производстве - индустрии ИКТ (телекоммуникационное и ИТ-оборудование, программное обеспечение, ИТ-услуги), а также в промышленности, энергетике, здравоохранении, на транспорте и т.д.
Телекоммуникационное и ИТ-оборудование: компактные источники энергии для долговременного (недели, месяцы) питания цифровых устройств массового применения; метаматериалы и программное обеспечение для обработки и передачи изображений со сверхразрешением; фотонные устройства и компоненты; новые поколения мобильной связи.
Программное обеспечение и ИТ-услуги: grid-алгоритмы и программное обеспечение для распределенного решения отдельных классов сложных вычислительных задач; программное обеспечение формализации и извлечения знаний о сложных информационных объектах; алгоритмы и программное обеспечение для верификации больших программ; алгоритмы и программное обеспечение машинного обучения, в т.ч. с опорой на суперкомпьютерные модели распределенных вычислений; аналитическое программное обеспечение нового поколения; инструментальные средства разработки, отладки и тестирования программ для различных классов систем параллельных вычислений; приложения дополненной реальности.
Машиностроение: алгоритмы и программное обеспечение для построения сложных трехмерных сцен по изображениям и видеоряду в режиме реального времени (компьютерное зрение); роботы-помощники, свободно передвигающиеся и взаимодействующие с людьми; цифровые устройства, обладающие свойствами репликации и/или самовосстановления; развитие средств автоматизированного формирования материальных объектов на основе цифровых моделей этих объектов (аддитивные технологии и т.п.).
Химическая промышленность: алгоритмы и программное обеспечение компьютерного моделирования физических, химических и биологических процессов, обеспечивающие достоверное прогнозирование результатов междисциплинарных экспериментальных исследований; алгоритмы и программное обеспечение компьютерного мониторинга и прогнозирования особо опасных климатических явлений и геологических природных катастроф; алгоритмы и программное обеспечение систем и комплексов предсказательного моделирования событий и явлений (социальных, техногенных, климатических, сейсмических, геофизических и др.).
Энергетика: алгоритмы и программное обеспечение для интеллектуальных энергетических сетей, т.е. программно-технологического комплекса, способствующего превращению энергетической сети из "пассивного" устройства транспортировки электроэнергии в "активный" элемент управления режимами работы; алгоритмы и программное обеспечение оценки рисков и планирования мероприятий по преодолению чрезвычайных ситуаций в энергетических инфраструктурах; программное обеспечение энергоинформационных систем реализации программ "энергоэффективный дом" и "энергоэффективный город".
Добыча полезных ископаемых: алгоритмы и программное обеспечение для формализации и извлечения знаний из слабоструктурированной и неструктурированной информации; алгоритмы и программное обеспечение компьютерного мониторинга и прогнозирования особо опасных климатических явлений и геологических природных катастроф; программное обеспечение систем геологоразведки в сложных климатических и геологических условиях; программное обеспечение доразведки выработанных и вырабатываемых месторождений; программное обеспечение геологоразведки нетрадиционных энергоносителей; интеллектуальные системы управления трубопроводными транспортными потоками; алгоритмы и программное обеспечение систем и комплексов предсказательного моделирования событий и явлений (социальных, техногенных, климатических, сейсмических, геофизических и др.).
Транспорт: программное обеспечение моделирования транспортно-экономических балансов регионального и федерального уровней; интеллектуальные транспортные системы городских агломераций; интеллектуальные транспортные системы транзитных транспортных коридоров и федеральных трасс; интеллектуальные транспортные системы автоматизированного и автоматического управления воздушными транспортными средствами, в т.ч. беспилотными, а также их группами; алгоритмы и программное обеспечение оценки рисков и планирования мероприятий по преодолению чрезвычайных ситуаций в транспортных системах; автономные необслуживаемые микромощные радиоэлектронные устройства, программируемые по радиоканалу; программное обеспечение организации мультимодальных транспортно-логистических процессов регионального, федерального и межстранового уровней; система мониторинга и управления качеством транспортных услуг; системы мониторинга, контроля и надзора за обеспечением безопасности на транспорте и на объектах транспортной инфраструктуры.
Наука: интеллектуальные системы типа "умная лаборатория"; grid-алгоритмы и программное обеспечение для распределенного решения отдельных классов сложных вычислительных задач; алгоритмы и программное обеспечение для формализации и извлечения знаний из слабоструктурированной и неструктурированной информации; модели, алгоритмы и программное обеспечение трекинга научно-технических результатов на основании анализа их повторного использования и выявления скрытых взаимосвязей на всех этапах жизненного цикла научной продукции и технологий; алгоритмы и программное обеспечение машинного обучения (machine learning), в т.ч. с опорой на суперкомпьютерные модели распределенных вычислений; алгоритмы и программное обеспечение систем и комплексов предсказательного моделирования событий и явлений (социальных, техногенных, климатических, сейсмических, геофизических и др.); аналитическое программное обеспечение нового поколения (next-generation analytics), основанное на эффективных методах и алгоритмах формализации и извлечения знаний и обработки больших данных.
Управление: платформа для перехода публичной политики в Интернет-пространство с использованием краудсорсинга для совершенствования практик госуправления и регулирования; инструменты создания "облачной демократии", стирающей границы между гражданской активностью и публичной политикой; инструменты обеспечения нового уровня защиты государственной тайны; алгоритмы и программное обеспечение систем и комплексов предсказательного моделирования событий и явлений (социальных, техногенных, климатических, сейсмических, геофизических и др.); алгоритмы, устройства и программное обеспечение для работы с пространственными данными (location-based services); аналитическое программное обеспечение нового поколения; мультиструктурные и мультимодальные хранилища информации.
Образование: ресурсы для дистанционного образования, как в лекционном, так и в семинарском режиме; мультимедийные средства поддержки очного обучения, адаптированные под современные форматы и требования (от размещения текстов до выполнения сложных заданий по поиску и обработке данных); ресурсы для обучения людей с ограниченными возможностями; информационные базы как общеразвивающего, так и узкопрофессионального профиля; системы автоматического перевода улучшенного качества, способные переводить как тексты, так и речь; узкопрофессиональные поисковые и библиотечные системы; программное обеспечение для портативных устройств, оснащенных обучающими программами и ресурсами; алгоритмы и программное обеспечение для обработки мультимедийной информации в сетях хранения на основе распараллеливания операций выявления семантических связей; алгоритмы и программное обеспечение для самообучающихся систем машинного перевода; аналитическое программное обеспечение нового поколения; мультиструктурные и мультимодальные хранилища информации.
Здравоохранение: алгоритмы и программное обеспечение для математического моделирования процессов, происходящих в живых организмах (например, ускорение процессов моделирования структур и динамики макромолекул); алгоритмы и программное обеспечение для построения сложных трехмерных сцен по изображениям и видеоряду в режиме реального времени (компьютерное зрение); модели и программное обеспечение для формирования детализированных цифровых онтологических профилей пациентов, болезней, способов лечения и др., обеспечивающих многоаспектный учет медицинских и экстрамедицинских параметров на недоступном в настоящий момент уровне; программное обеспечение поддержки принятия решений в области предсказательной медицины; носимые беспроводные датчики.
Индивидуальное потребление продукции ИКТ: компактные источники энергии для долговременного (недели, месяцы) питания цифровых устройств массового применения; приложения дополненной реальности; интеллектуальные системы "умный дом": цифровизация бытовых устройств, объединение их в единую сеть, способную как к автоматическому поддержанию оптимальных параметров, так и к изменению по удаленной команде; роботы-помощники, свободно передвигающиеся и взаимодействующие с людьми; средства повышения качества жизни людей с ограниченными возможностями; средства создания виртуальных профессиональных сообществ и новых форм занятости, развитие Интернет-бизнесов; персонализированные услуги, привязанные к контексту потребителя, в т.ч. персонифицированное телевизионное вещание и новостные ленты; интерактивные музеи и выставки, повышающие доступность объектов культурного наследия и снимающие ограничения по посещаемости; мультиязычные (инвариантные к исходным языкам) и мультимодальные (инвариантные к типу контента: текст, графика, видео) системы извлечения и формализации информации; устройства для замещения промышленных изделий продукцией 3D-печати.
Новые парадигмы организации и реализации вычислительных процессов, новые технологии создания компьютерных устройств.
Ожидаемые результаты: прототипы систем, реализующих новые принципы организации вычислений; прототипы элементов вычислительных систем, реализующих перспективные принципы сопряжения, хранения и информационного обмена; исследовательские модели и прототипы компонентов вычислительных архитектур, построенных на новых парадигмах, в т.ч. нейро-, био-, оптических, квантовых, системы самосинхронизации, рекуррентности.
Ожидаемые результаты: прототипы сетей и элементов коммуникационных инфраструктур с терабитовыми скоростями передачи информации; прототипы сетей, реализующих новые принципы организации, в т.ч. когнитивных, гибридных, адаптивных реконфигурируемых, гетерогенных; прототипы систем с гарантированным динамическим выделением ресурса; прототипы исследовательских сетей нового поколения, обеспечивающих передачу больших объемов данных, получаемых в результате научных экспериментов, распределенную обработку научной информации, совместную работу распределенных научных групп.
Ожидаемые результаты: прототипы мультиязычных программных систем извлечения и формализации знаний из неструктурированной и слабоструктурированной информации, а также перспективных средств хранения и анализа знаний; прототипы, основанные на новых принципах программных систем обработки, поиска, анализа и визуализации, в т.ч. программные системы принятия решений и идентификации ситуаций на основе сверхбольших массивов и потоков данных;