Творческие задания

  1. Цель проекта

Поиск перспективных продуктов, содержащих гетероструктурные СВЧ МИС на основе полупроводников A3B5, а также разработка конструкторских решений и технологий производства как продуктов, так и СВЧ МИС на временном горизонте 7–20 лет;

 

  1. Исходные посылки

· современная цивилизация в рамках сложившихся моделей находится на уровне близком к пределу своих возможностей и нуждается в новых глобальных идеях для сохранения стабильности и дальнейшего развития;

· в форсайт-проекте исходим из перспективных, сегодня малоизученных и, следовательно, пока неудовлетворённых потребностей индивидуумов и общества в целом;

· рассматриваем перспективную рыночную нишу, в которой НПФ «Микран» сегодня не работает, но имеет достаточный научно-технический задел;

· рассматриваем узкую рыночную нишу, чтобы малыми силами можно было достигнуть достаточной глубины исследования;

· учитываем тенденции активной минитюаризации устройств и роста их вычислительных возможностей.

 

  1. Концепция форсайт-проекта

· в качестве перспективных потребностей общества рассматриваем:

o воспитание и формирование индивидуумов, обладающих существенными когнитивными преимуществами, а также другими этическими и ценностными установками по отношению к человеку сегодняшнего дня («новый» человек – источник формирования «новой» цивилизации);

o формирование среды комфортного существования «нового» человека и «новой» цивилизации;

o создание принципиально новых сфер и качества информационного обмена и общения;

o оригинальную «технологию», создающую новый тип спроса и эффективные стимулы для скачкообразного развития цивилизации.

· в качестве рыночной ниши выбираем нишу массовых продуктов, предназначенных для индивидуального потребления;

· основным объектом форсайт-проекта выбираем концепты перспективных Продуктов для организации сетей передачи данных на малые расстояния типа WPAN, WBBN, WBAN, WiNoC;

· дополнительными объектами форсайт-проекта выбираем оригинальные конструкторские решения перспективных Продуктов, а также новые технологии их производства;

· в качестве возможного ядра сетей передачи данных на малые расстояния выбираем мобильное устройство «Имярек», типа сотового телефона, часов или имплантированного в тело чипа, которое у каждого индивидуума всегда будет находиться при себе;

· в качестве возможного способа управления устройством «Имярек» выбираем прямое управление сигналами, поступающих от центральной нервной системы человека, в устройство «Имярек» беспроводным способом.

 

  1. Поле форсайт-проекта

· беспроводные сети передачи данных на расстояние от 10 мкм до 100 м;

· конфигурация системы: точка-точка, точка - много точек, точка - много точек – точка;

· типы рассматриваемых беспроводных сетей и стандарты связи:

o wireless personal area network (WPAN, до 100 м, standard IEEE 802.15)

o near-me area network (NAN)

o wireless body to body networks (WBBN, до 100 м) и Wi-Fi direct device-to-device;

o wireless body area networks or wireless body sensor network (WBAN, WBSN, до 5 м, standard IEEE 802.15.6TM-2012, три физических уровня:

§ узкополосный (Narrowband – NB);

§ сверхширокополосный (Ultra wideband – UWB) и

§ связь по телу человека (Human Body Communication – HBC или Connected Me)).

o near field communication (NFC, до 4 см, interface ISO/IEC 18000-3)

o wireless network-on-chip или chip to chip networks (WiNoC, до 20 мм).

· технологии:

o brain-computer interface(BCI)или mind-machine interface(MMI);

o ultra-wide band (UWB);

o распределённые вычисления (distributed computing);

o облачные вычисления (cloud computing).

· рабочие частоты:

o от 3 Гц до 3 КГц (обмен данными с центральной нервной системой человека);

o от 1 ГГц до 10 ТГц (обмен данными между «неживыми» устройствами).

 

  1. Примеры перспективных Продуктов

· В области WBBN:

o бесплатная, добровольно созданная локальная или глобальная сеть, состоящая из мобильных устройств «Имярек», использующая технологии распределённых вычислений (без выхода в сеть Интернет) или облачных вычислений (с выходом в сеть Интернет);

o бесплатная, добровольно созданная локальная или глобальная сеть, состоящая из мобильных устройств «Имярек», имеющих координатную привязку и формирующих распределённую антенную АФАРовскую решётку для посылки направленного сигнала на большие расстояния – например, на спутник и, например, из самолёта.

· В области WBAN:

o устройство, позволяющее осуществлять «молчаливый разговор» (silent talk) между двумя людьми с посредством считывания, обработки и последующей передачи сигналов (энцефалограммы) мозга одного человека в мозг другого человека; устройство ввода-вывода информации в мозг может быть основано как на системе имплантированных био-сенсоров, имеющих беспроводную связь и электропитание, так и на полностью беспроводном (ELF/SLF/ULF радиосигналы) вводе-выводе информации в центральную нервную систему человека;

o устройство для улучшения когнитивных способностей детей с помощью устройств прямого (имплантированные био-сенсоры) или удалённого (ELF/SLF/ULF радиосигналы) ввода-вывода сигналов мозга;

o система датчиков и актюаторов, расположенных на теле человека, или система био-сенсоров и актюаторов, имплантированных в тело человека, плюс мобильное устройство «Имярек», объединённые в сеть с целью диагностики, слежения и воздействия на состояние человека;

o устройство управление внешними объектами с помощью аппаратуры прямого или удалённого считывания сигналов мозга человека;

o громкоговоритель устройства «Имярек», вживлённый в ухо и получающий сигнал, а также электропитание по беспроводной связи;

o устройство передачи данных из медиаплеера или смартфона в беспроводные наушники через проводящую одежду и по телу человека.

· В области WiNoC:

o беспроводная передача данных между GaAs чипами, выпускаемыми НПФ «Микран»;

o беспроводная передача данных между электронными модулями в аппаратуре, выпускаемой НПФ «Микран».

· Другое:

o стетоскоп, состоящий из качественного миниатюрного микрофона (может быть уже вделанного в мобильное устройство «Имярек»), мобильного устройства «Имярек» и наушников мобильного устройства «Имярек», соединённых беспроводной связью;

o беспилотные устройства в водно-воздушной среде с различным типом и уменьшающимся размером носителя: от живых объектов (насекомые, планктон) до искусственных объектов (пассивно-, активно движущиеся «разумные» Si кристаллы), от жука до бактерии для сбора и передачи информации, а также активного воздействия на объекты.

 

Примеры:

1. Бесплатная сеть, созданная на базе персональных сотовых телефонов добровольных участников (исходная посылка – сотовый телефон – это сегодня полноценный компьютер + распределённые вычисления стали повседневностью)

2. Сеть передачи данных chip to chip (потребность – проводная передача данных внутри чипов и между чипами ограничивает скорость развития микроэлектроники)