ВШЭ совместно с Минэкономразвития и госкомпаниями выпустила «Белую книгу». В ней представлены десять направлений, которые определяют развитие высоких технологий в России и мире. Приводим главное из отчета
1) Искусственный интеллект
ИИ — одна из самых динамичных сфер сегодня. В 2016–2020 годах число научных публикаций, связанных с искусственным интеллектом, выросло более чем вдвое — до 44,7 тыс. Работы российских авторов занимают среди них пока 1,5%, но цифра эта постепенно растет. В рейтингах стран по числу публикаций в научных журналах и по количеству патентов лидируют Китай и США. Россия на 20-м и 15-м местах соответственно.
По оценкам аналитической компании IDС, в 2021 году объем мирового рынка ИИ составил $327,5 млрд, а к 2024 году он может достичь отметки $554,3 млрд. Среди наиболее емких рынков — биометрические системы ($36,6 млрд), авиационный ($27,4 млрд) и автомобильный ($23,3 млрд) транспорт разной степени автономности.
Основной вектор развития задают цифровые корпорации США, такие как Amazon, Alphabet, Microsoft, Apple и Facebook/Meta (с 21 марта 2022 года соцсеть запрещена в России решением суда). В числе основных разработчиков в России — «Яндекс», VisionLabs, NtechLab, Сбербанк, VK, MTC, «Газпром нефть» и «Лаборатория Касперского».
«В будущем ИИ-системы смогут разобраться в самых сложных вопросах науки. Например, в проблеме изменения климата», — ожидают авторы «Белой книги». Но для решения ответственных задач нужно обеспечить интерпретируемость, при которой человек будет понимать весь процесс принятия решения алгоритмом.
2) Интернет вещей (IoT)
Эксперты отмечают высокий уровень технологической готовности и зрелости рынков IoT. Самый большой объем приходится на Азиатский регион. Например, в Китае поставили задачу создать к 2025 году от трех до пяти межсекторальных платформ на базе IoT, способных конкурировать на глобальном уровне.
В ведущих странах акцент делают в первую очередь на коммуникационные технологии интернета вещей. В России, которая пока сильно отстает от лидеров, основной фокус — на создание аппаратных и программных элементов конкретных устройств IoT.
Ожидается, что в мире к 2025 году внедрение IoT даст экономический эффект в диапазоне от $4 трлн до $11 трлн. В сочетании с решениями в области ИИ и 5G эти технологии позволят увеличить производительность труда, повысить качество и гибкость производства и сервисов, снизить аварийность и таким образом изменить целые отрасли экономики и социальной сферы.
3) Технологии 5G
По темпам распространения технологии пятого поколения мобильной связи (5G) уже обгоняют стандарты предыдущих поколений. При этом рынок абонентских устройств 5G опережает рынок смартфонов в целом. Однако авторы исследования указывают на существенное отставание России. В США, Китае и Южной Корее уровень проникновения 5G достигает 15–20%, а в РФ эта технология реализована только в пилотных зонах.
Эксперты прогнозируют быстрое развитие сервисов и платформ на базе 5G, в том числе для виртуальных встреч и конференций, удаленного обучения, телемедицины, потоковой передачи данных.
В ближайшие несколько лет ожидается взрывной рост направления. С 2020 по 2026 год объем рынка 5G может увеличиться более чем в 100 раз — до $667,9 млрд.
4) Квантовые вычисления
Пока мировой рынок квантовых вычислений находится в стадии формирования. Оценки за 2020 год варьируются от $38 млн до $320 млн. Основной объем финансирования исходит из государственных средств. По количеству исследований лидируют Китай, США и Германия. Доля России в научных публикациях — более 4%.
При этом уже 4% крупных компаний из списка Fortune запустили пилотные исследования в этой области, а 35% изучают такую возможность. В ближайшие годы эти цифры могут вырасти до 13 и 68% соответственно.
По экспертным прогнозам, в течение трех–пяти лет квантовые системы начнут решать практические оптимизационные задачи. Например, по маршрутизации транспорта, оптимизации финансовых портфелей и торговых расчетов.
5) Квантовые коммуникации
Это область знаний и технологий, связанных с передачей квантовых состояний в пространстве. Одно из самых перспективных направлений здесь — защищенные каналы связи на основе квантового распределения ключей (КРК), которые гарантируют сохранность данных и закрывают возможность несанкционированного доступа.
В 2021 году действующие инициативы или программы в области квантовых коммуникаций имели 17 стран, включая Китай, США и Россию. Бюджет каждой программы составлял от десятков миллионов долларов до одного миллиарда. По экспертным прогнозам, готовые системы для предоставления сервисов КРК и квантовых защищенных каналов передачи данных появятся на рынке до 2024 года.
6) Технологии распределенных реестров
Эти технологии обеспечивают децентрализованное хранение данных о транзакциях, сделках или контрактах, не позволяя их несанкционированно менять или удалять. Один из видов технологий распределенного реестра (ТРР) — блокчейн.
Самые высокие показатели патентной активности в ТРР сегодня у крупных финансовых и ИТ-корпораций: Alibaba, IBM, Tencent и других. По числу научных публикаций Россия входит в топ-15 стран, но сильно отстает от Китая, США и Индии.
ТРР успешно используют в финансовом секторе, документообороте, здравоохранении, недвижимости, логистике и производстве, цифровизации госуправления и цифровой идентификации личности. Эксперты прогнозируют, что к 2030 году эффект от внедрения ТРР в управлении данными превысит $570 млрд.
Как и в ряде других сфер, многие российские решения здесь базируются на зарубежных разработках. Поэтому эксперты призывают создавать отечественные аналоги и делать ставку на модели открытого кода.
7) Передача электроэнергии и распределенные энергосистемы
На фоне перехода к углеродно-нейтральной энергетике выросли требования к надежности электроснабжения, появилась необходимость строить «умные» сети и автоматизировать всю цепочку от генерации до потребления. Это повысило спрос на передовые решения, включая ВИЭ (возобновляемые источники энергии), распределенную генерацию, интеллектуальные системы управления и защиты.
В 2016–2020 годах вложения в ключевые области выросли с $13 млрд до $20 млрд. По масштабу инвестиций на сегодняшний день лидируют проекты в сфере ВИЭ: в некоторых странах их доля уже превышает 50%.
В России развитие технологий передачи электроэнергии и распределенных «умных» энергосистем будет идти в том числе в рамках соглашения между правительством и «Россетями». Оно предполагает локализацию производства по всем приоритетным продуктам и компонентам. Запуски пилотных проектов ожидаются на горизонте 2025–2027 годов.
8) Системы накопления электроэнергии
Для стабильного энергоснабжения потребителей на базе ВИЭ нужны резервные источники и системы хранения, которые не зависят от погодных условий. Сохранять полученную от ВИЭ энергию могут стационарные аккумуляторные станции, источники питания на «зеленом» водороде и гидроаккумулирующие установки.
Если резервировать хотя бы 10% всех ВИЭ аккумуляторными станциями, к 2030 году потребуется не меньше 200–400 ГВт/ч аккумуляторных мощностей в год. В итоге только за счет двух направлений — резервирования ВИЭ и электромобилей — рынок аккумуляторных батарей должен вырасти более чем в семь раз (до 2000–2200 ГВт/ч) в ближайшие десять лет.
Наиболее популярны сейчас системы хранения на литий-ионных аккумуляторах. Но в перспективе на рынке могут появиться еще более быстрые и дешевые решения. Например, на натрий-ионных аккумуляторах или устройствах с твердым электролитом.
9) Новые материалы и вещества
Для научно-технического развития нужны материалы нового поколения. К примеру, сверхлегкие или сверхтвердые, с эффектом памяти или программируемыми свойствами.
Сегодня в мире лидируют полимерные композиционные материалы: объем этого сегмента оценивается в сумму около $80 млрд. Предполагается, что до 2030 года он сохранит лидирующие позиции и вырастет более чем в 1,8 раза.
Второй по емкости — рынок цифрового материаловедения. Он составляет около $40 млрд и в ближайшее десятилетие может увеличиться более чем вдвое. Но самый динамичный сегмент — это аддитивные материалы, которые используют для послойного наращивания и синтеза объектов. Здесь к 2030 году ожидается десятикратный рост.
10) Перспективные космические системы
Всплеск интереса к этому направлению связан в первую очередь с широкополосным интернетом, который можно обеспечить с помощью спутников. Такие проекты реализуются с 2013 года.
Сегодня перспективные космические системы охватывают целый ряд технологий: от приборостроения до обработки больших объемов спутниковых данных. Россия входит в топ-10 стран по числу научных публикаций в этой области. Но, как и во множестве других направлений, тут с большим отрывом лидирует Китай.
Один из ключевых трендов — уменьшение и облегчение конструкций космических аппаратов (КА). А среди основных задач, которые предстоит решить к 2030 году с помощью КА, — обеспечение широкополосного доступа в интернет на всей территории России, в том числе в малонаселенных пунктах, где проживают до 250 человек.
11) Комментарий авторов доклада
«Облако слов» на основе исследования «Белая книга»
Авторы «Белой книги» — Павел Рудник, заместитель директора ИСИЭЗ НИУ ВШЭ, Константин Вишневский, директор Центра исследований цифровой экономики ИСИЭЗ НИУ ВШЭ:
«Белая книга» позволила обобщить наработки по отдельным технологическим направлениям, выявить узкие места и наметить векторы дальнейшего движения. Так, в рамках подготовки «Белой книги» были выделены некоторые риски развития высокотехнологичных направлений. Один из ключевых — достаточно высокая зависимость от импорта комплектующих и оборудования, в том числе необходимых для проведения исследований и разработок.
Санкции и другие ограничения негативно влияют на производство и экспорт высокотехнологичной продукции: отечественные разработчики вынуждены искать потребителей на локальных, сравнительно небольшого объема рынках, что блокирует эффект масштаба, крайне значимый для развития высоких технологий. Другой существенный риск — нехватка квалифицированных специалистов, в том числе необходимых для работы с инновационными решениями.
В связи с этим нарастает риск перекоса в сторону зрелых (готовых) технологий в противовес развитию новых прорывных решений.
В последующих изданиях «Белой книги» планируется сделать акцент на вопросы формирования экосистем вокруг компаний-лидеров, включающих пул вузов, научных организаций, стартапов и других акторов, направления их кооперации, а также механизмы формирования превосходства и паритета с мировыми лидерами по отдельным технологическим направлениям».
