куда движется технологический рынок: перспективы для
advertisement
СПЕЦИАЛЬНОЕ ИЗДАНИЕ ФОРУМА ФОРУМ «ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ» КУДА ДВИЖЕТСЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЫНОК: ПЕРСПЕКТИВЫ ДЛЯ РОССИИ СОДЕРЖАНИЕ Медицина и здравоохранение 2 Персонализированная медицина 4 Генная терапия и программирование 6 Использование нанороботов для адресной доставки лекарств 7 Регенеративная медицина 8 Мобильная медицина 14 Единые информационные системы в здравоохранении 18 Мгновенная диагностика, автоматизированные лабораторные платформы 20 3D-моделирование в медицине 21 Информационные технологии23 Развитие сегмента носимых устройств 26 Проникновение устройств виртуальной и дополненной реальности на массовый рынок 28 Технологические инновации в финансовой сфере 33 Защита персональных данных 39 Информационные технологии в образовании 41 Развитие робототехники: новые возможности для повсеместного применения 45 3D-печать48 Чистые технологии и альтернативная энергия51 Дальнейшее развитие альтернативных источников энергии 52 Интеллектуальные системы управления энергопотреблением 58 Новые технологии очистки и опреснения воды 60 Развитие методов сохранения энергии 61 Электромобили62 Транспорт и инфраструктура 1 67 Развитие альтернативных способов передвижения в городской среде 68 Повышение скорости движения общественного транспорта 70 Big Data и современные способы борьбы с пробками 73 Повышение энергетической эффективности транспортных средств 76 Интеллектуальные системы принятия решений при управлении транспортными средствами 78 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ Современная медицина — одна из тех сфер, где наиболее явно видны результаты прорывного развития науки и технологий. Новые биологические препараты позволяют осуществлять точно направленную коррекцию того или иного нарушения в организме, не нанося при этом вреда остальным органам. Для адресной доставки лекарственных средств в ближайшее время будут задействованы нанороботы размером с молекулу. Происходит переход от стандартизированных методов лечения к индивидуальному подбору лекарственных средств с учетом генетических особенностей каждого конкретного пациента. Развиваются и генетические технологии, позволяющие еще до рождения исправлять генетические отклонения или несколькими инъекциями излечивать считавшиеся ранее неизлечимыми заболевания. оперативно собирать большой объем показателей и использовать их для эффективной профилактики заболеваний, а также для ранней диагностики и своевременного лечения. Совершенствование лабораторных технологий дает возможность значительно повысить точность и скорость исследований, расширяя при этом спектр применяемых методов анализа, в том числе в домашних условиях. Благодаря развитию регенеративной медицины, включающей получение и использование стволовых клеток и 3D-биопечати, казавшиеся фантастическими возможности выращивания и замены тканей и органов становятся реальностью, а генерация идей на стыке медицины и информационных технологий меняет привычные подходы к мониторингу состояния здоровья и лечению. Так, распространение носимых медицинских и диагностических устройств позволяет С целью создания эффективной системы здравоохранения во многих странах мира внедряются единые информационные системы, облегчающие процесс получения пациентом медицинской помощи в различных лечебных учреждениях. Развитие телемедицины, предполагающей предоставление врачебных консультаций дистанционно, повышает доступность высококачественных медицинских услуг для жителей удаленных территорий, в то же время оптимизируя затраты на организацию систем здравоохранения. Наблюдаемые в современной медицине тенденции актуальны и в России. Так, российские компании и исследовательские институты демонстрируют признанные на международном уровне результаты в области 3D-биопечати, клеточной и генной терапии, персонализированной медицины, направленной доставки лекарств. Российские лечебные учреждения внедряют информационные медицинские системы и адаптируются к использованию телемедицины. Однако в связи с социальной значимостью медицинской отрасли и высоким уровнем регулирования для ее поступательного развития необходима государственная поддержка. Так, в целях устранения наметившегося технологического отставания в области здравоохранения, обусловленного недостаточным финансированием инфраструктуры 2 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ в 1990-е годы, требуется финансовая поддержка со стороны государства, а развитие клеточных технологий и активное внедрение их в практическую медицину ограничиваются недостаточно проработанной законодательной базой в этом вопросе. Для решения поставленных задач важно выполнение принятых Правительством РФ стратегических программ по развитию фармацевтики и здравоохранения, предполагающих стимулирование инноваций и технологических достижений в отрасли. Для перевода фармацевтической и медицинской промышленности на инновационную модель развития была принята Федеральная целевая программа по развитию фармацевтической и медицинской промышленности до 2020 года. Согласно разработанной стратегии, к 2020 году доля продукции отечественного производства в общем объеме внутреннего рынка должна составить не менее 50% в стоимостном выражении. При этом не менее 80% производимых товаров должны носить инновационный характер и находиться под патентной защитой. Предполагается также, что в ходе программы будет модернизировано 75% фармакологических компаний и 85% предприятий, производящих медицинское оборудование. 3 Для достижения поставленных целей государственной программой предусмотрено финансирование научно-исследовательских и опытно-­конструкторских работ в объеме 1,5 трлн рублей. Другим инструментом партнерства государства, инновационно-­ориентированных промышленных предприятий, науки и образования является создание и развитие научно-производственных кластеров. В результате реализации программы в российских регионах сформировано семь медико-фармацевтических территориальных инновационных кластеров (в Санкт-Петербурге, Московской, Калужской, Томской, Новосибирской областях, Алтайском крае), которые объединяют наиболее активные организации, осуществляющие разработку и выпуск инновационной фармацевтической и медицинской продукции. Один из первых примеров успешных разработок инновационных лекарственных средств, демонстрирующих способность конкурировать с международными корпорациями, представила компания BIOCAD, фармацевтический комплекс которой расположен на площадке «Нойдорф» ОЭЗ «Санкт-Петербург». В начале 2014 года компания зарегистрировала в Росздравнадзоре биоаналог ритуксимаба, трастузумаба и бевацизумаба — противоопухолевых препаратов на основе моноклональных антител. Производственная мощность существующего предприятия обеспечит спрос в России на биологические препараты, используемые в терапии онкологических и аутоиммунных заболеваний, а также позволит заменить импортные лекарственные средства «Герцептин», «Авастин» и «МабТера». Сегодня сумма расходов из федерального бюджета на закупку трех препаратов составляет 13 млрд рублей в год, а созданные компанией BIOCAD биоаналоги будут до 30% дешевле иностранных лекарств1. Для того чтобы не потерять свою долю на растущем рынке в России, 54% иностранных производителейимпортеров рассматривают возможность контрактного производства на площадях российских производителей. 1 http://www.kommersant.ru/doc/2474182 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ НИКОЛАЙ ШИМАНОВСКИЙ Заведующий кафедрой молекулярной фармакологии и радиобиологии имени ак. РАМН П. В. Сергеева МБФ, Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова «Основные причины того, что Россия отстает от Запада в разработках современных методов лечения и диагностики и не получает конечного результата, – неправильная организация работы научных коллективов, отсутствие их связи с производством и неудачное копирование западной системы. Необходимо формирование экспертных групп, состоящих из узкопрофильных специалистов, которые могли бы всесторонне рассматривать различные направления медицины и предлагать способы создания более эффективных и безопасных методов лечения. Экспертные группы ставили бы перед исследовательскими лабораториями конкретные задачи, следили бы за их исполнением и несли бы ответственность за практическое внедрение разработанных решений». ЕВГЕНИЙ ЗАЙЦЕВ Управляющий партнер RMI Partners «Биофармацевтическая индустрия уже не может функционировать так, как это делалось в течение последних нескольких десятков лет. Известно, что большинство лекарственных препаратов (до 90%) помогают лишь 30-50% пациентов. Соответственно, остальные пациенты не получают никакого терапевтического эффекта, в то время как мировые системы здравоохранения тратят на неработающие лекарства сотни миллиардов долларов в год. Именно поэтому и врачи, и пациенты, и страховые компании, и регулирующие органы сегодня требуют от разработчиков лекарств персонализированного подхода. Зачастую, прежде чем препарат попадает на рынок, для него разрабатываются средства компаньонной диагностики. Если раньше препараты создавались для атаки на механизм заболевания и подобные атаки все чаще проходили на глубоком молекулярном уровне, то сегодня лекарства предназначаются еще на этапе исследований для конкретных категорий пациентов, имеющих определенные биомаркеры, метаболические или генетические особенности, влияющие на эффективность препарата. Сами препараты сегодня адресно доставляются именно в те органы и ткани, в которых они больше всего нужны, а средства контролируемого высвобождения лекарства позволяют регулировать получаемый от него эффект в определенный период времени». ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА «Лечить человека, а не болезнь» – этот принцип лежит в основе персонализированной медицины (ПМ), обладающей огромными возможностями в области повышения эффективности и безопасности медицинского обслуживания. Цель ПМ – обеспечить, чтобы конкретный пациент получил подходящий именно ему лекарственный препарат. Это возможно при использовании соответствующих диагностических тестов, определяющих наличие у пациента определенной мутации, или при разработке препаратов (например, противораковых), эффективных в отношении мутаций. Несмотря на то что до полной реализации потенциала персонализированной медицины потребуется время, уже сейчас ясно, что принцип «одно лекарство для всех» уходит в прошлое. Персонализированная медицина является динамично развивающейся областью. Так, только в США общий рынок товаров и услуг, связанных с ПМ, оценивается в 232 млрд долларов и будет расти на 11% в год с удвоением в 2015 году. Данное направление разрабатывается как крупными фармацевтическими корпорациями (например, компания Roche сделала центром своей стратегии ПМ еще с 2006 года, инвестируя в два направления: фармацевтику и диагностику), так и новыми игроками. Компания Sony открывает направление по исследованию человеческого генома и применению полученных результатов в персонализированной медицине (вновь созданная компания называется P5 Inc.). Также на этом рынке отметилась компания Google 4 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ (чья дочерняя компания Calico, созданная в 2013 году, занимается исследованием вопросов старения и сопутствующими болезнями). Персонализированная медицина начинается с исследований природы заболевания и его вариантов, определяемых с помощью биомаркеров (например, белков, генов и других биологических маркеров в жидкостях и тканях организма, которые могли бы служить показателем заболевания или реагирования на терапию препаратом). Биомаркеры помогают выявлять мишени для действия препарата и облегчают его выбор с уточнением необходимой дозы. Биомаркерам принадлежит решающая роль в развитии персонализированной медицины. Они могут использоваться для оценки риска развития того или иного заболевания у пациента, прогнозирования наиболее вероятного течения болезни, разделения пациентов на группы по одинаковому биологическому признаку для мониторинга терапии, контроля за ходом заболевания, а также за реакцией на лечение, показывающей, действует ли препарат или произошел рецидив. Одним из основных направлений исследований в области персонализированной медицины является поиск новых биомаркеров, в частности белковой природы и на основе ДНК. Появление новых маркеров позволяет фармацевтическим компаниям разрабатывать и выводить на рынок инновационные препараты, а также совершенствовать средства диагностики. Так, в 2014 году был найден новый биомаркер TMAO (триметиламиин оксид) для определения риска сердечно-сосудистых заболеваний, с помощью которого можно прогнозировать вероятность инфаркта или инсульта. Кроме того, продолжаются исследования биомаркеров для лечения болезни Альцгеймера и онкологических заболеваний. В медицине завтрашнего дня биомаркеры будут играть несравнимо более значительную роль, чем теперь, однако на сегодняшний день лишь для назначения малой части препаратов требуется или желательно применение соответствующих тестов-компаньонов. Участники рынка предполагают, что со временем число новых препаратов, которые будут использоваться в сочетании с тестами-­ компаньонами, будет быстро расти. Россия обладает значительным научным потенциалом в области персонализированной медицины: соответствующие исследования проводятся в Российском национальном исследовательском медицинском университете имени Н. И. Пирогова, Московском научно-исследовательском онкологическом институте имени П. А. Герцена, НИИ биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича. Использование биомаркеров при терапии различных видов заболеваний 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Онкологические заболевания Заболевания сердечно-сосудистой системы Аутоиммунные заболевания Неврологические заболевания Эндокринологические заболевания Офтальмологические заболевания Инфекционные заболевания Заболевания мочеполовой системы 5 Использование биомаркеров для отслеживания эффективности применяемого лечения Использование биомаркеров для индивидуального подбора лечения ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ КЕЙС СЕТЬ МЕДИЦИНСКИХ ЦЕНТРОВ GENETICO Изучение генетических особенностей отдельного человека является одним из основополагающих элементов персонализированной медицины, позволяющим выявлять предрасположенности пациента к возникновению тех или иных заболеваний и осуществлять индивидуальное лечение, включая подбор лекарств и схемы лечения. На сегодняшний день большинство проводимых клинических испытаний в этой области направлено на борьбу с раком, так как одной из причин возникновения злокачественных опухолей является нарушение структуры генов. Для того чтобы назначенный способ лечения был более эффективным, с наименьшим негативным воздействием на организм, необходима генная терапия, которая активно развивается. Генную терапию можно определить как лечение заболеваний путем непосредственного воздействия на человека и внесения изменений в генетический аппарат клеток пациента. Примером практической реализации персонализированной медицины может служить совместный проект Института стволовых клеток человека (ИСКЧ) и Биофонда РВК по созданию в России сети центров Genetico, которые будут работать в области персонализированной медицины4. Основная цель проекта – профилактика заболеваний с генетической составляющей и онкологии, своевременное информирование здоровых людей о возможности развития у них наследственных болезней, а также консультирование, диагностика и индивидуальный подбор лекарственной терапии. Суммарный объем инвестиций в проект в течение первых двух лет составит 180 млн рублей. Проект будет реализовываться на базе дочерней компании ИСКЧ – Центра генетики и регенеративной медицины. Генная терапия может подразумевать под собой как внедрение в пораженную клетку новой ДНК, так и стимулирование функционирования собственных генов с помощью введения терапевтического гена. Это инновационный подход к лечению заболеваний, который направлен на устранение их первопричин, а не последствий. Редактирование гена – безопасный и эффективный метод лечения тяжелых заболеваний, так как он устраняет необходимость принимать лекарства, негативно влияющие на организм в целом. Ученые занимаются исследованием генной терапии как возможным способом лечения различных заболеваний, включая СПИД и восстановление зрения людей с наследственной прогрессирующей формой слепоты. Специалисты из университета Вашингтона разработали механизм, благодаря которому можно осуществлять необходимые действия с искусственно созданными молекулами ДНК. Так, может появиться универсальный способ программиро­ вания клеток путем математического описания химической системы (набор инструкций для программирования химических реакций в клетке с помощью ДНК)2. Подобные системы могли бы играть роль «умных» поставщиков лекарств или датчиков болезней на клеточном уровне3. 4 http://ria-ami.ru/read/25933 Ученые из университета Berkley изобрели методику CRISPR, также позволяющую редактировать (программировать) геном и при необходимости изменять генетический код. Новая технология позволяет с максимальной точностью «ремонтировать» любой участок человеческого генома, не вызывая генных мутаций5. С помощью данной методики появилась возможность не только лечить и предупреждать наследственные болезни, но и редактировать геном начиная со стадии эмбриона6. 2 3 5 6 http://habrahabr.ru/post/196048/ http://www.qwrt.ru/news/520 http://russian.rt.com/article/17940 http://medvestnik.by/ru/issues/n_8658.html 6 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОРОБОТОВ ДЛЯ АДРЕСНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ Учеными всего мира ведутся исследования в области создания систем адресной доставки лекарств. Целенаправленное введение препарата непосредственно в очаг заболевания позволяет снизить нежелательные реакции организма на медикаментозное воздействие (например, в случаях применения химиотерапии) и сократить терапевтическую дозу лекарства, а также повысить его эффективность. На сегодняшний день разработан широкий спектр технологий адресной доставки лекарств – от местного введения препаратов и их химической модификации до заключения их в капсулы и оболочки7. Одним из самых перспективных направлений развития направленной доставки лекарственных средств являются нанороботы размером с молекулу, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, способностью точно находить очаг заболевания и поставлять нужные вещества8. Нанороботы могут применяться при устранении тромбов, удалении камней, лечении атеросклероза, диагностике и лечении диабета путем контроля уровня глюкозы в крови. Кроме того, возможности нанороботов могут использоваться для оксигенации тканей, восстановления сосудистой системы и мониторинга концентрации различных питательных веществ в организме человека9. Нанороботы могли бы использоваться для диагностики и лечения раковых заболеваний без применения химиотерапии. Первый такой наноробот был разработан в 2014 году корейскими учеными из Национального университета Чоннам10. Российские ученые Института общей физики имени А. М. Прохорова, Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова и Московского физико-технического института (МФТИ) впервые в мире запрограммировали наночастицы на проведение логических операций с помощью биохимических реакций. Благодаря специально подобранному внешнему слою наночастицы могут реагировать на наличие определенного вещества, действующего как сигнал. КЕЙС СОЗДАНИЕ ИСКУССТВЕННОЙ ХРОМОСОМЫ Один из способов программирования ДНК – создание искусственной хромосомы. Сотрудники Института стволовых клеток человека (Москва) совместно с Институтом цитологии РАН (Санкт-Петербург) и Национальным институтом здоровья (Бетеза, США) разработали искусственную хромосому, которая может бороться с гемофилией. Ученые из Японии, США и других стран ведут исследования, направленные на разработку искусственных хромосом, запрограммированных на лечение различных заболеваний. Хромосомы содержат необходимую генетическую информацию, которую они передают в клетки. При успешном тестировании искусственных хромосом и их внедрении в практическую медицину, они могли бы иметь огромное значение для лечения ряда заболеваний, в том числе и наследственных. Несмотря на широкий спектр возможностей, отсутствие соответствующих механизмов управления нанороботами мешало их активному развитию и внедрению. Эту проблему удалось решить за счет применения винтовых двигателей, которые при помощи магнитного поля, воздействующего на винтовой механизм, заставляют нанороботов двигаться в нужном направлении, легко перемещаясь по сосудам и проникая внутрь клеток11. При успешном проведении испытаний на животных, возможно, в скором времени нанороботы будут использоваться для лечения заболеваний человека. http://cyberleninka.ru/article/n/napravlennyy-transport-lekarstvennyh-preparatov-sovremennoe-sostoyanie-voprosa-i-perspektivy http://nanorobotics.insa-cvl.fr/WorshopICRA2014/tc-biorobotics.com/icra2014/docu.php/start.html 9 http://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=2035 10 http://www.techandinnovationdaily.com/2014/01/16/cancer-fighting-nanorobots/ 11 http://www.epochtimes.ru/uchenye-sozdali-nanorobotov-s-dvigatelem-v-forme-shtopora-98930605/ 7 8 7 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ РЕГЕНЕРАТИВНАЯ МЕДИЦИНА ТРЕНД ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК Стволовые клетки — сравнительно молодое направление в медицине, активные исследования в этой области ведутся с 1998 года, когда американскими учеными были открыты эмбриональные стволовые клетки человека и показана их способность превращаться практически в любые типы клеток человеческого организма12. С помощью стволовых клеток можно восстановить любой орган, что открывает широкие перспективы в сфере применения этой технологии в регенеративной медицине, снижая необходимость использования донорских органов. За 2013 год российские врачи провели порядка 1400 операций по пересадке органов, что составляет не более 16% потребности в подобных операциях. На стволовые клетки сегодня возлагаются большие надежды в плане лечения таких социально значимых заболеваний, как сахарный диабет, болезни, приводящие к утрате целостности кожного покрова, инфаркт миокарда, мышечная дистрофия и нейродегенеративные заболевания13. К настоящему моменту из стволовых клеток удалось получить ткани печени, мышц, роговицы глаза, сердца и других органов. В апреле 2014 года ученые смогли создать в лабораторных условиях искусственные кровяные клетки, используя индуцированные стволовые клетки. Промышленное производство стерильной искусственной крови может начаться уже в 2016 году14. Спектр заболеваний, для лечения которых может применяться клеточная терапия ГЛАЗА СЕРДЦЕ КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ Восстановление зрения после травм Восстановление сердечной мышцы Восстановление тканей КОЖА НЕРВЫ Пересадка ткани после ожогов или восстановление кожи Восстановление нервов в спиральном канале, периферических нервов, а также при повреждениях мозга ЖИРОВЫЕ КЛЕТКИ ЗУБЫ Для восстановительных операций Восстановление или замена зубов КЛЕТКИ, ВЫРАБАТЫВАЮЩИЕ ИНСУЛИН Для лечения диабета КОСТИ, ХРЯЩИ И ТКАНИ КЛЕТКИ МОЗГА Сращивание и восстановление костей, восстановление суставов, легких и печени после повреждений Лечение болезни Паркинсона, Альцгеймера, а также БДН http://www.cellmed.ru/page.php?id=14 http://vnauke.by/news/Stvolovye-kletki-i-regenerativnaya-medicina 14 http://www.rg.ru/2014/04/16/krov-site-anons.html 12 13 8 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ Ученые из новосибирского НИИ травматологии и ортопедии (НИИТО) впервые в мире разработали технологию по выращиванию костных тканей человека из стволовых клеток. Первый образец кости, полученной в пробирке, был представлен на международном симпозиуме, прошедшем в Новосибирске. Пока разработка находится на пробирочном этапе, однако благодаря ей в будущем может появиться возможность проводить операции по восстановлению поврежденных участков костей и суставов с использованием выращенных тканей, что станет альтернативой протезированию. Объем мирового рынка медицинских услуг с использованием стволовых клеток — по регионам $32 млрд 6% Другие страны и регионы 16% Азиатско-тихоокеанский регион Европа 36% $8 млрд 40% 6% 8% 32% 54% 2010 США Источник: Report #S520 (MedMarket Diligence, LLC.). 2018 (прогноз) Количество исследований в области стволовых клеток в различных регионах МЕНЬШЕ БОЛЬШЕ Цвет является индикатором количества исследований в области стволовых клеток в регионе Европа 1078 Канада 266 США 2848 Евразия 34 Китай 381 Карибские о-ва 43 Мексика 28 Африка 18 Южная Америка 59 Ближний Восток Южная 175 Азия 53 Австралия 133 9 Япония, Южная Корея 38 Юго-Восточная Азия 43 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Число стволовых клеток в эмбрионе составляет 1 клетку на 10 тыс., а у взрослого человека — 1 клетку на 5-8 млн15. Это предопределяет основное направление исследований в данной области — поиск новых способов получения стволовых клеток искусственным путем. До недавнего времени существовала лишь возможность клонирования стволовых клеток, взятых у эмбрионов и новорожденных. В 2014 году американским ученым впервые удалось клонировать стволовые клетки, полученные из тканей взрослых людей16. Также был найден способ получения стволовых клеток из нервных клеток зубов. КЕЙС СОЗДАНИЕ БАНКОВ КЛЕТОК Программы по созданию банков стволовых клеток пуповинной крови существуют во многих странах мира, однако этот тип клеток подходит либо непосредственно донору, либо его близким родственникам. Поэтому большое значение придается исследованиям в области создания универсальных стволовых клеток неэмбрионального происхождения (iPS). Существенным прорывом является открытие японскими учеными способа получения стволовых клеток из взрослых клеток с использованием кислоты. Дальнейшее развитие этого метода откроет возможности для простого и доступного по стоимости получения плюропитентных клеток. Япония объявила о создании Институтом iPS-клеток при Университете Киото первого в мире общенационального банка универсальных стволовых клеток неэмбрионального происхождения, которые не вызывают реакции отторжения. Сейчас для производства таких клеток используются клетки или кожа самого больного, однако на это уходит очень много времени, и расходы превышают 100 тыс. долларов. Использование методики, разработанной профессором Синъя Яманака, открыло возможность заранее выращивать и накапливать клетки. Планируется, что уже к концу 2014 года будут накоплены материалы, которые позволят выращивать любые человеческие ткани и даже целые органы, не вызывающие отторжения организма. Через 10 лет уже 80-90% населения могут рассчитывать в случае болезни на пересадку органов, выращенных в данном банке. На финансирование деятельности профессора правительство Японии собирается выделить в течение 10 лет до 300 млн долларов18. Среднегодовой рост рынка медицинских услуг с использованием стволовых клеток в различных направлениях 0% 10% 20% 30% 40% Трансплантология Онкология Кардиология Офтальмология Пуповинная кровь и банки клеток Стоматология Неврология Ортопедия Урология Дерматология Другое Источник: Report #S520 (MedMarket Diligence, LLC.). 18 Многообещающие результаты исследований способствуют росту инвестиций в развитие клеточных технологий со стороны крупных фармацевтических компаний, частных инвесторов и государственных органов. «Объем инвестирования и количество проводимых исследований, направленных на изучение стволовых клеток, с каждым годом становятся все больше, — подтверждает Юсеф Хесуани, исполнительный директор компании 3D Bioprinting Solutions. — Число клинических исследований стволовых клеток на базе Национального института здоровья США увеличивается ежегодно на 10%». В результате, по прогнозам экспертов, объем мирового рынка клеточной терапии к 2015 году превысит 96 млрд долларов17. http://itar-tass.com/nauka/814785 http://izvestia.ru/news/569643 http://www.gazeta.ru/science/news/2014/04/18/n_6092145.shtml 17 http://www.forbes.ru/reklama/249846-kletochnyetekhnologii-stanovyatsya-vse-bolee-privlekatelnymi-dlyavlozheniya-investi 15 16 10 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ ТРЕНД: Схема процесса 3D-печати кровеносного сосуда ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-ПЕЧАТИ В РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ Одной из тенденций инновационного развития медицинских технологий, направленного на удовлетворение спроса на донорские органы, является биопринтинг — 3D-печать с использованием живых клеток. «На данный момент в мире насчитывается около 80 компаний, научных групп и различных организаций, ведущих работу в области биопринтинга. В их числе три академических группы и наша частная компания, которые занимаются развитием этого направления в России», — подчеркивает Юсеф Хесуани. 1 2 2. 3D-принтер 1. Клетки1.ткани Клетки ткани 2. 3D-принтер 3. После3.печати Послекл п Из одного 3D-принтер создает поступают поступают изсопла одного из одногоформирует формирует объемную объемную естественным естествен обр сопла 3D-принтера, сопла 3D-принтера, из структуру из структуру ткани, структуру ткани, связываются связываю межд 3D-принтера объемную другого сопла другого – сопла – «печатая» «печатая» слой за слой за собой, укрепляя собой, укр поступают клетки ткани, «печатая» слой гидрогель, гидрогель, слоем слоем структуру структуру ткани ткани, из другого — за слоем. формирующий формирующий гидрогель, формируюподдерживающий поддерживающий каркас каркас По ряду прогнозов рынок 3D, в том числе и с применением сложных материалов, таких как живые клетки, вырастет в сотни раз в течение следующих 10 лет. Ожидается, что уже в ближайшие годы 3D-биопечать позволит начать компенсацию возрастающей потребности в хрящевой ткани, а напечатанные сложные органы (например, почка или печень) должны появиться на рынке к 2030 году. щий поддерживающий каркас. 3 4 Рост объема рынка 3D-биопечати 888 451 2014 Источник: TechNavio. 1. Клетки ткани 1. Клетки поступают из ткани одного поступают из одного сопла 3D-принтера, из сопла 3D-принтера, из другого сопла – другого сопла – гидрогель, 2018 (прогноз) формирующий гидрогель, поддерживающий формирующийкаркас 2. 3D-принтер 3. После печати клетки 4. Поддерживающий 2. 3D-принтер 3. После печати клетки Поддерживающий После печати клетки формирует объемную естественным образом каркасПоддерживающий из 4. гидрогеля формирует объемную естественным образом каркас из гидрогеля структуру ткани, связываются между удаляется, оставляя естественным образом каркас из гидрогеля структуру ткани, связываются между удаляется, оставляя «печатая» слой за собой, укрепляя ткань удаляется, связываются между оставляя собой, ткань слоем«печатая» слой за структуру тканиукрепляя собой, укрепляя структуру ткани структуру ткани слоем ткань поддерживающий каркас 80 1-2 123 % года нуждающихся в пересадке органов пациентов ожидают донорских почек. 11 составляет среднее время ожидания пересадки органов. тыс. человек ожидают пересадки органов в США. ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ На сегодняшний день существуют две основные нерешенные задачи, препятствующие активному развитию 3D-печати, — васкуляризация (формирование внутри ткани сети кровеносных сосудов) и иннервация (снабжение тканей нервами). Их решение станет серьезным шагом на пути к появлению возможности печати сложных органов», — отмечает Юсеф Хесуани. Впечатляющие результаты в данном направлении получили сотрудники Гарвардского университета. Так, в 2013 году команде под руководством профессора Дженифер Льюис удалось создать биологическую ткань с разветвленной сетью кровеносных сосудов. Для этого использовались специальные «чернила», состоящие из клеток различных типов. Использование 3D-принтеров может существенно ускорить создание искусственных органов для испытания лекарственных средств, а в перспективе, возможно, и для пересадки человеку. Американская компания Organovo в 2013 году объявила о печати образца ткани печени толщиной более 500 микрон, которая сохраняет тот же тип метаболической активности, что и натуральная, на протяжении не менее чем 40 дней. В середине 2014 года компания заявила, что напечатанная по их технологии печеночная ткань имеет также прогностический потенциал. По словам Юсефа Хесуани, использование 3D-биопечати для получения образцов с целью проведения доклинических исследований фармакологических препаратов имеет большие перспективы, Cоздание американской компанией Organovo печеночного конструкта является наиболее заметным достижением в этой области. Тесты с применением напечатанной печеночной ткани Organovo выявили негативное воздействие препарата, который ранее был исследован в лабораторных условиях и успешно прошел ряд доклинических испытаний на животных. ТРЕНД: БИОНИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ Одним из направлений в бионике — прикладной науке о применении в технических устройствах свойств, функций, структуры и принципов организации живой природы — являются исследования, связанные с разработкой бионических протезов и имплантатов. Несмотря на несовершенство и дороговизну подобных технологий на текущем этапе развития, некоторые устройства уже были использованы для трансплантации человеку. Основной тенденцией на текущем этапе является совершенствование уже созданных бионических органов и разработка новых: так, современные протезы возвращают владельцам способность осязать предметы и управляются нервными сигналами. Протезы ноги, разработанные в Университете Вандербилта, подсоединяются к нервным волокнам на ноге, что позволяет управлять ими с помощью «силы мысли». Появилась также возможность управлять протезами руки благодаря вживлению в мозг крошечных электродов нейробиологами из Университета Питтсбурга. КЕЙС «3D BIOPRINTING SOLUTIONS» «3D Bioprinting Solutions» — российская компания, которая разрабатывает технологию трехмерной биопечати органов и занимается развитием технологий репродуктивной медицины в России. На ее базе открылась первая в стране лаборатория по 3D-биопечати органов и тканей. «3D Bioprinting Solutions» — одна из 10 во всем мире и единственная в России компания, занимающаяся разработкой как биопринтера, так и всех составляющих биопечати: биочернил и биобумаги», — говорит Юсеф Хесуани. В компанию вкладывают средства владельцы «ИНВИТРО»: в 2014 году сообщалось об инвестициях в объеме 3 млн долларов. Цель этого инновационного проекта — решение проблемы нехватки донорских органов для трансплантации. Предшествующими этапами являются создание биопринтера, получение биочернил, биобумаги и элементов разветвленных сосудов. Осенью 2014 года компания надеется продемонстрировать первый российский 3D-биопринтер. В долгосрочных планах лаборатории биотехнических исследований — работа по созданию почки: по мнению экспертов, указанная цель может быть достигнута к 2030 году. Выбор не случайно пал именно на этот орган, так как, по данным ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова» Мин­ здрава России, в 2012 году в России 24 тыс. человек нуждались в регулярном прохождении процедуры диализа. А содержание больного на такой системе обходится не менее чем в 1 млн долларов за 12 лет. 12 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ В лондонском музее в 2013 году был впервые представлен бионический человек — Рекс, полностью состоящий из бионических органов, исключая легкие, мочевой пузырь, желудок и мозг, поскольку таких искусственных органов ученым создать еще не удалось. На ранних стадиях разработок находятся технологии улучшения памяти и интеллекта, которые, возможно, будут использованы человеком через десятилетия. Бионические органы также можно применять не только для протезирования, но и для лечения заболеваний, например сахарного диабета. Ученые из Бостонского университета создали поджелудочную железу с «умными» инсулиновыми помпами. Она подключается к датчику, измеряющему уровень сахара в крови, и вычисляет необходимое количество инсулина, которое подается при помощи насосов. Контролировать работу железы можно с помощью мобильного приложения. Мировой рынок искусственных и бионических органов, по прогнозам экспертов, вырастет к 2020 году до 38,75 млрд долларов при среднегодовом темпе роста 9,3%19. Создание искусственных бионических органов позволит спасти жизни сотням пациентов, а протезы, способные реагировать на импульс центральной нервной системы, дадут возможность людям с тяжелыми травмами вернуться к нормальной жизни. КЕЙС БИОНИЧЕСКИЙ ГЛАЗ В феврале 2013 года профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) Вентаи Лю создал первый бионический глаз для слепых Argus II Retinal Prosthesis System, который уже был дважды успешно использован при проведении операций 16 и 22 января 2014 года хирургами при Мичиганском университете. Протезы позволяют людям ориентироваться в пространстве, читать тексты с крупным шрифтом, видеть очертания объектов и контуры лиц20. 20 19 13 http://www.grandviewresearch.com/press-release/ global-artificial-organ http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?17/63/26 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ МОБИЛЬНАЯ МЕДИЦИНА Рынок mHealth, состоящий из портативных медицинских диагностирующих приборов, носимых устройств, мобильных приложений, аналитических инструментов для обработки данных и телемедицины, активно развивается. По прогнозам аналитиков, оборот мирового рынка mHealth вырастет до 2017 года более чем в четыре раза и составит 50 млрд долларов. Помимо того, что устройства удаленного наблюдения помогают своевременно диагностировать заболевание, не выходя из дома и не встречаясь со специалистом лично, они позволяют оптимизировать рабочий процесс в клиниках. Например, мониторы кровеносного давления автоматически измеряют уровень давления через определенные интервалы времени, установленные врачом, и отправляют данные по Интернету лечащему врачу. Если полученные результаты превысили допустимую норму, врач сразу же узнает об этом и может мгновенно принять необходимые меры, не теряя времени. Ожидается, что среди мобильных приложений наиболее популярными будут те, которые направлены на мониторинг состояния здоровья, — к 2017 году их доля составит 65% (9,8 млрд долларов). Среди них особое внимание будет уделяться технологиям, помогающим отслеживать состояние здоровья людей с хроническими заболеваниями и в период реабилитации после болезни. На долю таких программ будет приходиться 70% объема рынка (6,8 млрд долларов) в 2017 году. ТРЕНД: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОСИМЫХ МЕДИЦИНСКИХ УСТРОЙСТВ О развитии указанного рынка свидетельствуют данные с Международной выставки потребительской электроники (CES-2014), где число компаний, предлагающих устройства цифровой медицины, увеличилось на 40% по сравнению с прошлым годом — до более 300 фирм21. По прогнозам исследовательской компании Juniper Research, мировой рынок носимых устройств будет демонстрировать более чем 70%-ный ежегодный прирост и к 2017 году составит 7 млрд долларов. По мнению Егора Руди, сооснователя сервиса PROFI.RU, носимые устройства и методы диагностики состояния здоровья, предоставляющие подробную информацию, будут активно развиваться в первую очередь в связи с тем, что люди все отчеливее понимают важность сохранения своего здоровья и необходимость его постоянного мониторинга. В отличие от фитнес-браслетов, позволяющих измерять ограниченный перечень базовых параметров (пульс, частоту дыхания и т. д.), функциональные возможности современных носимых медицинских устройств существенно шире. Так, Scanadu Scout — одна из самых ожидаемых новинок 2014 года — простым 21 http://yvek.ru/гаджеты/носимая-медицина/ Рост различных сегментов мирового рынка mHealth, млрд долларов 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% Носимые устройства Портативные диагностические устройства Телемедицина Мобильные приложения Аналитические инструменты для обработки данных 2013 2017 (прогноз) Источники: Juniper Research, Markets&Markets, Statista, research2guidance, Ovum, анализ EY. 14 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ прикладыванием миниатюрного датчика к разным частям тела позволяет узнать о себе почти все, что нужно для занятий спортом и слежения за здоровьем: пульс, температуру, уровень кислорода в крови, давление, частоту дыхания, результаты ЭКГ и уровень эмоционального стресса. «Носимые устройства позволяют облегчить комплексный мониторинг состояния здоровья человека и повысить скорость обратной связи между пациентом и врачом, в частности ускорить принятие экстренных мер при необходимости, а в перспективе — и управлять приемом лекарств с помощью встроенных в органы дозаторов», — считает Александр Галицкий, основатель венчурного фонда Almaz Capital Partners. Ожидается также рост спроса на устройства для диабетиков. Эту тенденцию можно проследить исходя из развития неинвазивных глюкометров. Если первые неинвазивные глюкометры имели довольно большие размеры и весили 4-5 кг, то на данный момент времени они имеют размер обычных наручных часов и продолжают совершенствоваться. ДМИТРИЙ ЮРЧЕНКО Генеральный директор проекта «Кнопка жизни» «Идею создания системы экстренного вызова помощи для пожилых людей и инвалидов мы позаимствовали в США. Там кнопка вызова SOS и датчик падения (как опция) встроены в мобильный телефон, браслет или кулон. В России такого решения до нас не было, а в США оно существует уже более 30 лет. Первое, с чем мы столкнулись в России, — это ментальные установки, отличные от стран Запада и Азии. На Западе пожилые люди часто сами заботятся о себе. Есть привычка страховаться, «подкладывать соломку» себе на будущее. Люди готовы платить за страховые продукты. По сути, наш продукт тоже своеобразная страховка — возможность сделать экстренный звонок при наступлении несчастного случая. В азиатских странах, наоборот, люди спокойно относятся к старости, а дети особенно тщательно заботятся о пожилых. Услуги, аналогичные «Кнопке жизни», продвигаются достаточно легко под эгидой «символа любви и заботы». Россия же находится посередине этих двух установок — мы в первую очередь заботимся о детях и о себе, а о пожилых думаем в последнюю очередь. При этом сами пожилые люди — фаталисты — будь, что будет. На самом деле, мы в любом возрасте фаталисты — если корпоративного добровольного медицинского страхования нет, то человек сам себе его не купит. В России многим нравится сервис, но немногие готовы за него платить. Пока рано еще говорить, что мы создали рынок. Для того чтобы у людей появилось осознание необходимости такого сервиса и возник постоянный спрос, потребуется от пяти до 10 лет. Потенциально нашими клиентами могут стать порядка 100 тыс. человек в течение ближайших трех-четырех лет. Через 10 лет этот показатель может возрасти до 1 млн человек. В США по телевидению идет реклама в прайм-тайм: «Я упала и не могу подняться..». Аналогичную рекламу в России сложно представить — для такого сервиса это очень дорого, и рынок еще не созрел. Если говорить о масштабе проблемы, то в России сейчас 18 млн пожилых людей, к 2020 году их будет около 40 млн (около 1/3 населения) — пожилого возраста достигнут рожденные во время «бэби-бума». В наше время из 18 млн пожилых людей трети хотя бы раз в году требуется экстренная помощь, 25% из них не получают своевременной помощи — не могут дозвониться или позвать на помощь, так как никого рядом нет. В первый год наш проект развивался на деньги инвесторов. Со временем государственная поддержка приобрела для нас ключевое значение. Мы получали гранты от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-­технической сфере (Фонд Бортника), выигрывали конкурсы, организованные РВК, получали инвестиции от ФРИИ. Сейчас основной поток денежных средств поступает благодаря госзакупкам. Государство закупает устройство и сервис и реализует их в рамках программ по социальной защите населения». 15 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС ГЛЮКОМЕТР В КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ ОТ GOOGLE Компания Google совместно с Novartis анонсировала в 2014 году контактные линзы со встроенным глюкометром, которые позволяют в режиме реального времени получать информацию об уровне сахара в крови. «Умные» контактные линзы состоят из беспроводного чипа и миниатюрного датчика, установленного между двумя слоями материала для линз, который измеряет уровень глюкозы в слезе. Для передачи и обработки информации устройство синхронизируется со смартфоном или планшетом. Линзы могут измерять уровень глюкозы с частотой раз в секунду. Сейчас компания работает над добавлением светоида, который мог бы сигнализировать о том, что уровень глюкозы превышает допустимое значение. Опытный образец таких линз был продемонстрирован в январе 2014 года. Сейчас компания ведет переговоры о выпуске продукта на рынок, который запланирован на 2015 год. Практически все устройства носимой электроники и портативной диагностики применяются вместе с приложениями для смартфонов. Уже в 2015 году количество пользователей мобильных приложений для диагностики достигнет 500 млн, а к 2018 году эта цифра вырастет до 1,7 млрд. или непосредственно в медицинские учреждения. Ежедневно собираемая информация позволит заранее предупреждать страховые компании о рисках скорых выплат по страховому случаю и поможет врачам точнее оценивать состояние здоровья пациента. Компания Samsung в мае 2014 года анонсировала облачную платформу SAMI (Samsung Architecture Multimodal Interaction) и наручное устройство Simband, отслеживающее физическое состояние владельца. Браслет с помощью датчиков передает данные в облако, где они хранятся, обрабатываются и систематизируются. SAMI взаимодействует не только с указанным устройством: разрабатывать приложения и инструменты для платформы могут все желающие. Рост объема данных, собираемых с носимых устройств, способствует развитию сегмента аналитических инструментов и технологий для их обработки. Рынок инструментов для аналитической обработки данных становится все более доступным. По информации агентства Ovum, он вырастет с 5 млрд долларов в 2013 году до 11 млрд в 2018 году со средним темпом роста на уровне 30%. Один из таких инструментов — Big data, использование которого в некоторых случаях дает возможность сократить время исследования с года до нескольких недель и помогает врачам определить риски возникновения заболевания22. Их главным конкурентом является компания Apple, которая анонсировала в начале июня 2014 года выход HealthKit — пакета программ для новой IOS 8. Эта технология, как и SAMI, позволяет получать данные о здоровье и передавать их для использования другим приложениям Еще один инструмент, позволяющий обрабатывать большой массив данных и диагностировать заболевания, — 16 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ 1700 500 2015 2018 (прогноз) 1,7 млрд пользователей мобильных приложений для диагностики будет насчитываться к 2018 году по сравнению с 500 млн в 2015 году. суперкомпьютер Watson. Компания IBM начала подготавливать компьютер для использования в медицине еще в 2011 году: машина «изучила» более 3 млн страниц медицинских книг и 1,5 млн медицинских карт больных23. Сейчас Watson уже применяется для практического консультирования, при этом точность его диагностики онкологических заболеваний и оптимальность подбора метода лечения составляют 90%24. Медицинские компании, например WellPoint Inc.25, при помощи компьютера способны быстро обрабатывать данные и предлагать оптимальные решения с учетом генома пациента. ТРЕНД: РАЗВИТИЕ НЕИНВАЗИВНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ В МЕДИЦИНЕ В последнее время неинвазивные и минимально инвазивные методы лечения и диагностики приобретают все большую популярность. Помимо глюкометров, разрабатываются 17 и выводятся на рынок новые носимые устройства для неинвазивной диагностики в домашних условиях. Например, в 2014 году была создана неинвазивная система гемодинамического мониторинга (контроль ударного объема сердца и сердечного выброса). Она дает возможность получить информацию, аналогичную той, которая может быть доступна с помощью инвазивных катетеров, благодаря использованию простой манжетки на пальце и эталонного сердечного сенсора. Эта технология позволяет не только измерять абсолютные значения сердечной деятельности, но и контролировать в реальном времени ее изменения26. http://www.computerra.ru/90582/vanderbilt-puredata/ http://habrahabr.ru/post/166467/ 24 http://www.forbes.com/sites/bruceupbin/2013/02/08/ ibms-watson-gets-its-first-piece-of-business-in-healthcare/ 25 http://www.wellpoint.com/PW_D014812.html 26 http://mhealthrussian.wordpress.com/2014/07/21/clearsight/ 22 23 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Благодаря тенденции внедрения неинвазивных методов ранней диагностики и лечения заболеваний появилась возможность применения интерфейсов непосредственно самим пациентом в домашних условиях и предоставления врачу нужной информации регулярно и до приема. Это позволяет сэкономить время не только врача, но и пациента, который сможет теперь реже посещать клинику. Помимо использования неинвазивных методов для диагностики, малоинвазивные методы применяются при лечении и проведении операций. Так, российская компания «Смарт Инновации» (г. Томск) занимается разработкой неинвазивной инсулиновой помпы нового поколения. Система будет измерять и контролировать ВЛАДИМИР КОВАЛЬСКИЙ Генеральный директор MEDESK «Пациентам и медицинским учреждениям нужен быстрый доступ к огромным массивам информации, которая должна оперативно передаваться между ними. Вскоре появится абсолютно новое поколение интегрированных медицинских записей, которые будут включать как данные, собранные самими пациентами, так и те, которые получены врачами в клиниках и лабораториях. Возникла потребность в экосистеме для удобного взаимодействия пациентов и врачей». содержание сахара в крови без проколов кожи, а также рассчитывать необходимое количество инсулина, препятствующее дальнейшему росту уровня сахара. Эти данные будут передаваться в микроконтроллер, управляющий скоростью подачи инсулина через кожу в кровь. Инсулин будет поступать в кровь с помощью пластыря, пропитанного специальным веществом, расширяющим поры кожи. Инвестиции в данный проект составили 11 млн рублей, выход системы на рынок планируется уже в 2015 году. Важность неинвазивных и малоинвазивных методов лечения продиктована высоким уровнем хирургического риска многих операций, что вынуждает пациентов отказываться от них. В таких ситуациях инновационные минимально инвазивные процедуры дают возможности для проведения операций тяжело больным пациентам. Например, транскатетерная система стимуляции ритма сердца Micra по размеру в 10 раз меньше обычного кардиостимулятора и не требует хирургического разреза в груди, а также создания кармана для его размещения под кожей, поскольку кардиостимулятор вводится в бедренную вену. Продукт находится на стадии масштабного клинического испытания, первые результаты ожидаются к концу 2014 года27. 27 http://newsroom.medtronic.com/phoenix. zhtml?c=251324&p=irol-newsarticle&id= 1883208 ЕДИНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ Создание эффективной системы здравоохранения невозможно без формирования единого информационного пространства. Многие страны приступили к реализации программ по созданию такого пространства: в Великобритании проводится программа NHS Connecting for health с объемом инвестиций в размере 25 млрд долларов до 2014 года. Правительства Германии и США также планируют инвестировать в электронную медицину несколько десятков миллиардов долларов в ближайшие 10 лет28. «Однако пока еще ни в одной стране не удалось полностью внедрить EMR (Electronical Medical Records) — систему для автоматизации лечебных учреждений различного профиля, — утверждает Егор Руди. — Одна из причин — жесткое государственное регулирование медицины. Либерализация законодательства в России приведет к увеличению инноваций в этой области, ускорит введение EMR и развитие телемедицины». Министерством здравоохранения и социального развития Российской Федерации разработана концепция создания информационной системы в сфере здравоохранения на период до 2020 года, согласно которой можно выделить два основных направления развития: формирование единой справочной информационной базы и блок персонифицированного учета 28 http://urotoday.ru/issue/4-2012/article/ opyt-primeneniya-sovremennykhinformatsionnykh-tekhnologii-v-raboteambulatorno 18 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ 614 66 7,3 млн медицинских учреждений Москвы внедрили Единую медицинскую информационно-аналитическую систему (ЕМИАС). пациентов29. Первый блок предполагает внедрение автоматизированной системы ведения медицинской карты пациента в электронном виде, запись к врачам через Интернет, формирование единого информационного пространства для врачей. Основной целью второго блока является оперативный учет медицинской помощи. Единая медицинская информационно-­ аналитическая система (ЕМИАС) функционирует уже в 614 медучреждениях Москвы30. По данным на 16 июля, на прием к врачу через Интернет записалось более 24 млн пациентов31. В 2013 году в рамках этой системы Министерство здравоохранения утвердило форму единой электронной медицинской карты. На настоящий момент более 7,3 тыс. медицинских организаций используют персонифицированный учет и электронные медицинские карты32, а к осени 2014 года они будут введены во всех поликлиниках Москвы33. 19 тыс. записей в различные учреждения здравоохранения Москвы было сделано через ЕМИАС (по данным на 16 июля 2014 года). ТРЕНД: РАЗВИТИЕ ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ Основные преимущества телемедицины заключаются в повышении доступности высококачественных медицинских услуг для жителей удаленных территорий, а также в экономии времени и оптимизации затрат на организацию системы здравоохранения. Телемедицина широко применяется в западных странах: клиники оснащены средствами видеосвязи, аудиосистемами и прочим необходимым оборудованием. Врачи имеют возможность собирать данные о состоянии пациентов в реальном времени и круглосуточно вести наблюдение за ними. Существует ряд сервисов, позволяющих получить квалифицированную помощь на дому через Интернет. Рынок таких услуг к 2017 году достигнет 2,8 млрд долларов, а объем европейского рынка видеотехнологий телемедицины к 2020 году составит 414,4 млн долларов (151,2 млн долларов в 2013 году)34. медицинских организаций Москвы используют электронные медицинские карты. Несмотря на большую популярность телемедицины и осознание ее значимости, Россия только начала выходить на этот рынок. В 2014 году было подписано соглашение о сотрудничестве государств-членов Евразийского экономического сообщества в области разработки и развития совместимых национальных телемедицинских систем. Это позволит пациенту и его лечащему врачу получить видеоинструкцию из удаленного медицинского центра35. В ближайшие два-три года также планируется создать систему военной телемедицины в России, что даст возможность http://www.gosbook.ru/node/15491 http://www.rg.ru/2014/07/16/karta-siteanons.html 31 http://www.medvestnik.ru/ news/6_mln_moskvichey_hotya_by_raz_ zapisyvalis_k_vrachu_cherez_emias/ 32 http://www.rg.ru/2014/04/09/medkartisite-anons.html 33 http://mospravda.ru/health/ article/k_oseni_2014_goda_vo_vseh_ poliklinikah_moskvi_bydyt_vvedeni_ elektronnie_medkarti/ 34 Frost&Sullivan 35 http://www.rg.ru/2014/02/06/ telemedicina-site-anons.html 29 30 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Предпочтения пациентов при выборе формы проведения удаленной консультации с врачом 19 % пациентов предпочитают видеоконсультацию врача. 21 % пациентов выбирают общение с врачом по электронной почте. 23 % пациентов делают выбор в пользу телефонного звонока доктору. Источник: Cisco Systems. врачам военных госпиталей и поликлиник, находящимся на большом расстоянии друг от друга или в удаленных уголках страны, обмениваться опытом36. Развитие этого направления сдерживают неготовность людей делиться своими личными данными и низкий уровень использования врачами информационных технологий37. Среди успешных российских инициатив в указанной области стоит отметить проект «Кнопка жизни», который привлек инвестиции в размере 45 млн рублей. Это система экстренного вызова помощи для инвалидов и пенсионеров, которая позволяет нажатием кнопки SOS на соответствующем устройстве связаться со специалистом и получить необходимую помощь38. Значительные перспективы во внедрении инноваций в сфере предоставления медицинских услуг отмечает и сооснователь сервиса PROFI.RU Егор Руди: «Например, информационно-медицинский портал «ИнфоДоктор», предоставляющий такие услуги, как бесплатная медицин­ ская консультация, подбор врача и запись в поликлинику, не уступает своим зарубежным аналогам». 20 % пациентов хотели бы получать уведомления с помощью мобильного приложения. 20 % пациентов хотели бы получать консультацию врача в виде текстового сообщения. МГНОВЕННАЯ ДИАГНОСТИКА, АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ПЛАТФОРМЫ Развитие лабораторных технологий позволяет значительно повысить точность исследований и расширить спектр применяемых методов анализа. Емкость мирового рынка лабораторных информационных систем в 2013 году достигла 1,38 млрд долларов, а в 2019 году она вырастет до 2,16 млрд долларов (среднегодовой прирост на уровне 7,7%)39. http://actualnews.org/politika/rossiya/16959-novost-poslednego-chasa-rossii-21-iyulya-v-rossii-poyavitsya-telemedicina.html http://mhealthrussian.wordpress.com/2014/07/26/telemed-2/ 38 http://i.rbc.ru/anons/item/fond_razvitiya_internetinitsiativ_investiroval 39 http://www.cnews.ru/reviews/new/publichealth2014/articles/kak_rabotaet_sovremennaya_laboratoriya_1/ 36 37 20 МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ Мировой рынок лабораторных информационных систем $2,16 млрд $1,38 млрд 2013 2019 (прогноз) Одной из основных тенденций развития медицины в данной области является автоматизация лабораторного процесса. Большое разнообразие методик предоставляет широкие возможности для проведения исследований. Автоматизация лабораторного исследования позволяет исключить влияние человеческого фактора на проведение анализа, избежать ошибок и повысить точность полученных результатов. Стандартизация также сокращает время, затраченное на исследование, и дает возможность снизить объем используемого материала. Современные автоматизированные лабораторные платформы позволяют применять несколько методов анализа с минимальным использованием образца. Они гарантируют высокую точность результатов исследования и автоматизированный контроль качества. Так, действия правительств развитых стран, прежде всего США, направлены на построение в учреждениях здравоохранения полностью автоматизированных 40 41 21 лабораторных информационных систем (LIS). Ярко выраженный тренд последних лет — превращение медицинских лабораторий в самостоятельный бизнес, что позволяет сократить издержки и повысить прибыль, а также снизить степень зависимости от наличия в лечебных учреждениях соответствующих специалистов. Таким образом, медицинская лаборатория становится современным высокотехнологичным предприятием c минимальным использованием ручного труда40. Еще одной тенденцией развития LIS-рынка является интеграция с мобильными системами в связи с ростом рынка мобильной медицины. Развитие mHealth привело к тому, что часть лабораторных анализов теперь может проводиться непосредственно самим пациентом при помощи смартфона. Набор регулярно проводимых анализов (удаленные анализы с помощью смартфонов, подкрепляемые лабораторными исследованиями) и последующая обработка данных повышают точность диагностирования. Развитие сегмента удаленных анализов является следствием прогрессирующих технологий в области сенсорной диагностики, что делает возможным проведение анализов в домашних условиях и практически мгновенное получение результатов. Портфельная компания Биофонда РВК «Семиотик» привлекла инвестиции в размере 84 млн рублей для поставки в 2015 году научным учреждениям партии чипов, позволяющих диагностировать до 100 болезней по результатам одного анализа, в том числе онкологические, инфекционные и аутоиммунные заболевания. Резидент кластера биомедицинских технологий центра Сколково — «Европейский центр развития инноваций» — разрабатывает линейку биосенсоров для многопараметровой индивидуальной экспресс-иммунодиагностики, которая состоит из электронного биочипа (матрицы из 256 измерительных ячеек), мобильного измерительного устройства и ПО. Что касается интерфейсов, позволяющих мгновенно диагностировать заболевания, можно также выделить совместную разработку GE и DARPA. Компании cтремятся создать интерфейс, который в зависимости от заболевания меняет цвет бумаги при контакте с носовым тампоном и может диагностировать ряд болезней менее чем за час41. 3DМОДЕЛИРОВАНИЕ В МЕДИЦИНЕ Применение компьютерных технологий в медицине является трендом последних десятилетий. Одним из направлений использования 3D-графики в медицине является создание 3D-моделей органов и суставов. 3D-моделирование — важнейший этап биопринтинга органа, так как именно на основе полученной модели осуществляется печать. 3D-макет должен точно воспроизводить сосудистую сетку и структуру органа. http://www.cnews.ru/reviews/new/publichealth2014/articles/kak_rabotaet_sovremennaya_laboratoriya_1/ http://www.qmed.com/news/diagnostics-demand-device-could-be-game-changer ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Заметной тенденцией последнего времени является вывод на рынок услуги 3D-моделирования в области травматологии для создания масштабных моделей частей скелета и органов. Эти модели необходимы для диагностики и обсуждения методов, применяемых для лечения сложных травм и заболеваний, а также для изготовления имплантатов. Наглядные примеры в 3D-формате позволяют выбрать инструмент для операции, провести предварительную разработку, подобрать необходимую форму для имплантата и продемонстрировать повреждение пациенту42. Кроме того, технологии построения 3D-графиков можно использовать для того, чтобы показать пациенту процесс проведения операции43. 3D-моделирование активно используют в области ортопедии, челюстно-­ лицевой и пластической хирургии. Диагностика заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата базируется на основе спиральной компьютерной томографии, позволяющей проводить трехмерную реконструкцию исследуемого объекта44. Восприятие врачом трехмерной информации о пациенте (результатов томографии, УЗИ, трехмерных данных рентгеновских аппаратов и т. д.) позволяет значительно улучшить качество работы и успешно проектировать хирургическое вмешательство. 3D-модели дают возможность имитировать характеристики, которые нельзя оценить, применяя другие подходы. Медики используют современные технологии имитации и моделирования для создания моделей сложных человеческих органов, включая сердце и мозг. С помощью 3D-моделей можно смоделировать, предсказать и понять процесс функционирования сложных систем в организме, оценив воздействие новых лекарственных средств на них45. Также удалось создать модель сердца с высокой степенью детализации и понять механику функционирования этого органа у отдельных пациентов для проверки безопасности и эффективности методов лечения47. Кроме того, 3D-технологии используются для разработки тренажера, который поможет врачам приобрести определенные навыки, ощущая механическое воздействие на ткани и органы. Например, ученые из разных исследовательских учреждений США и Китая разработали метод создания 3D-опухоли с характеристиками реального новообразования, при которой живыми остались до 90% клеток после 3D-печати. Таким образом, модель могла бы быть использована для изучения механизма распространения клеток, их реакции на препараты и другие молекулярные особенности. Разработана универсальная методика создания опухолевых моделей любого типа, что позволит расширить знания в области онкологии и возможности терапии. В будущем планируется моделировать опухоль с применением клеток конкретного человека и тем самым прогнозировать протекание заболевания, подбирая оптимальные подходы к лечению46. http://www.dvfu.ru/-/2012-01-13-v-meditsinu-prishli.htm http://krasgmu.ru/sys/files/ebooks/el_medinfo/800.html 44 http://bone-surgery.ru/view/virtualnoe_modelirovanie_v_travmatologii_na_osnove_dannyh_kompyuternoj_tomo/ 45 http://compassmag.3ds.com/ru/4/INDUSTRIYA/IMITACIYA-CHELOVEKA 46 http://www.abc-gid.ru/news/show/4105/ 47 http://compassmag.3ds.com/ru/4/INDUSTRIYA/IMITACIYA-CHELOVEKA 42 43 22 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Развитие информационных технологий приводит к изменениям во всех сферах жизни и повышению уровня комфорта для каждого человека. Привычные сегодня виды услуг – образование и медицинское обслуживание, финансовые сервисы – переходят в цифровой формат и становятся более качественными, удобными и широко доступными. Важную роль в этом процессе играют развитие сетей высокоскоростной передачи данных и увеличение уровня проникновения смартфонов (согласно прогнозам, к 2019 году показатель проникновения превысит 50%48), что облегчает цифровизацию и дает возможность повысить мобильность пользователей. Кроме смартфонов, получают широкое распространение новые типы носимых мобильных устройств, таких как «умные» часы и браслеты или устройства виртуальной реальности. Они открывают новые перспективы – от мониторинга состояния здоровья и получения доступа к контенту без необходимости частого обращения к смартфону до серьезных изменений в области коммуникаций и медиаиндустрии. Увеличивающееся количество используемых человеком устройств, генерирующих массу информации, и растущий объем передаваемых данных повышают актуальность задач по их обработке и распознаванию. Большое значение приобретает также защита персональных данных – как путем создания специальных программных и аппаратных решений, так и при помощи законодательных инициатив. В связи с развитием информационных технологий промышленное производство тоже претерпевает изменения, включая массовую индивидуализацию производимой продукции и дальнейшую роботизацию труда. Применение 3D-печати позволяет при невысоких затратах создавать уникальные предметы: от элементов космических двигателей, аккумуляторов и компью- 23 терных чипов до украшений, сувениров и даже еды. Это открывает новые возможности для ведения малого и среднего бизнеса, а также обуславливает распространение 3D-принтеров в массовом сегменте. Продолжающаяся роботизация затрагивает широкий спектр областей – от сельского хозяйства до промышленности. Развитие робототехники определяет расширение сферы применения роботов, которые могут заменить человека в ходе опасных операций и на высокотоксичном производстве, оказать помощь в повседневной жизни пожилым и людям с ограниченными возможностями. Развитие информационных технологий в России происходит в соответствии с общемировыми трендами. Тенденция перевода активности в цифровой формат и увеличения мобильности предо- ставляемых услуг актуальна и в России благодаря росту проникновения услуг сотовой связи (170% в 2013 году), а также увеличению доли смартфонов среди абонентов (32% по итогам 2013 года и 94% в 2019 году49). В стране идет активное развитие сетей передачи данных последнего поколения, построенных по технологии LTE, наряду с ростом популярности носимых устройств. Во многих областях человеческой жизни (включая образование, предоставление финансовых услуг и обработку больших объемов данных) на российский рынок выходят всемирно Smartphone Connections Forecast: 2014–19, Ovum 49 Smartphone Connections Forecast: 2014–19, Ovum 48 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ МИХАИЛ РОМАНОВ Партнер, руководитель группы EY по оказанию услуг компаниям отрасли связи, сектора технологий и медиасектора «Необходимость поиска новых источников роста и оптимизации деятельности компаний обуславливают развитие новых технологий. Разработка и внедрение прорывных инноваций приводят к трансформации принципов ведения бизнеса, созданию новых рынков и изменению потребительских привычек. Быстрая смена корпораций-­ лидеров особенно свойственна для рынка информационных технологий. Сегодняшние рекордсмены по капитализации – Apple, Facebook, Google, Cisco, Amazon – сместили с лидирующих позиций гигантов, которые возглавляли список величайших ИТ-компаний 10 лет назад. Некоторые компании, входившие 20 лет назад в десятку лидеров, сейчас фактически прекратили свое существование как самостоятельные корпорации. Известные производители программного обеспечения – Microsoft, IBM, Intel – сохраняют свое лидерство на протяжении не одного десятка лет. В 2012-2014 годах более половины сделок слияний и поглощений в ИТ-отрасли приходятся на сектор ПО. С каждым годом рынок ПО растет в среднем на 5%. К 2013 году он составил 369 млрд долларов США. Мы считаем достижением то, что российские компании ПО-сектора, такие как ABBYY, Kaspersky, Acronis, Parallels, достойно конкурируют на мировом рынке». известные бренды. Однако параллельно с этим процессом развиваются и российские компании. Наиболее успешные российские проекты направлены на разработку программного обеспечения (по сравнению, к примеру, с инициативами в области создания и продвижения новых устройств), что можно объяснить исторически сильной математической школой, определяющей успех применения полученных знаний на практике. Так, успешные российские проекты в области защищенных коммуникаций, образовательных онлайн-сервисов, машинного зрения, вероятно, будут развиваться и в дальнейшем. Набирает популярность в России и технология 3D-печати, причем имеет место не только растущее использование 3D-принтеров. Появляются российские компании, которые разрабатывают и выпускают собственные устройства для 3D-печати, в том числе 3D-биопечати. Роботизация и автоматизация различных видов деятельности пока недостаточно развиты в России (в частности, из-за доступности трудовых ресурсов), однако они имеют широкие перспективы в сельском хозяйстве, в промышленном и высокотоксичном производстве для повышения эффективности и снижения затрат. Развитию ИТ в России также будут способствовать инициативы по государственной поддержке отечественных производителей программного обеспечения. Данные работы ведутся в соответствии с поручением Президента РФ Правительству предложить меры по замещению импорта в различных отраслях экономики. Актуальность импортозамещения в ИТ связана в первую очередь со сложившейся монополией отдельных стран и компаний. В качестве возможных форм поддержки рассматривается создание целевого фонда по развитию российского программного обеспечения, а также налоговые льготы. В целях модернизации экономики и вывода на рынок высокотехнологичных продуктов и передовых технологий необходимо создание инфраструктуры для поддержки инноваций. Одним из инструментов для достижения этой цели является создание технопарков — организаций, предоставляющих компаниям-резидентам оснащенную производственную, экспериментальную, информационную и инфраструктурную базы. По данным ВШЭ и НП «Ассоциация технопарков в сфере высоких технологий», в России в 2014 году существуют порядка 80–90 технопарков — как уже действующих, так и находящихся на разных стадиях строительства и проектирования. Около половины из их общего числа специализируются в области ИТ. Технопарки обычно формируются на базе университетов, исследовательских институтов или промышленных предприятий, а с 2006 года в России реализуется государственная программа по созданию и развитию технопарков в сфере высоких технологий, координатором которой является Министерство связи и массовых коммуникаций. Согласно данным министерства, инвестиции из федерального бюджета в инфраструктуру технопарков по итогам 2013 года составили 11,95 млрд рублей. При этом было создано 18 тыс. рабочих мест, а выручка компаний-­резидентов превысила 31 млрд рублей. В рамках программы предполагается создать 13 технопарков в 10 регионах: в Республике Татарстан, Республике Мордовия, Тюменьской, Кемеровской, Новосибирской, Самарской, Московской, Пензенской, Тамбов- 24 ской и Калужской областях. Наиболее успешные расположены в Новосибирском Академгородке50, разместившем 289 компаний, обеспечивших 13,5 млрд рублей выручки и создавших 7,7 тыс. рабочих мест, а также в Казани (139 компаний, 6,4 млрд рублей выручки и 3,4 тыс. рабочих мест51 соответственно). По словам Александра Туркота, управляющего партнера Maxfield Capital, в настоящее время лишь небольшое количество российских технологических проектов обладают конкурентными преимуществами по сравнению с иностранными компаниями. Региональным предприятиям достаточно сложно получить доступ к венчурному капиталу, а у венчурных фондов не всегда есть информация о региональных проектах. Maxfield Capital использует доступные каналы, такие как ФРИИ, РВК, Сколково, номинации и конкурсы, но этого недостаточно. Среди портфельных компаний фонда есть проекты не только из Москвы, но и, например, из Санкт-Петербурга и Новосибирска. Александр также отмечает, что в рамках существующего тренда замещения импорта важно создать систему, согласно которой крупные российские компании будут заинтересованы в развитии и покупке инновационных предприятий и смогут стать возможным вариантом выхода венчурного инвестора из портфельных компаний, заменив в этой системе иностранные корпорации. 50 51 25 http://www.academpark.com/ http://itpark-kazan.ru/ ДМИТРИЙ ЧИХАЧЕВ Управляющий партнер Runa Capital Есть ли на российском рынке технологические стартапы, способные конкурировать в перспективе с глобальными компаниями? «Есть много технологических компаний, которые были созданы в России сравнительно недавно и уже успешно конкурируют на глобальном рынке. В частности, некоторые из них входят в инвестиционный портфель Runa Capital. Например, NGINX – разработчик веб-сервера для интернет-сайтов с высокой нагрузкой (сейчас технологией NGINX пользуются более 146 млн сайтов в Интернете); Ecwid – разработчик платформы для электронной коммерции, который является одним из ключевых партнеров Facebook и PayPal в мире; Infratel — разработчик уникальных коммуникационных программных продуктов, успешно используемых в США, Европе и Азии. У сильных российских стартапов есть высокий потенциал на мировом рынке.» стоит упомянуть международную компанию Ecwid из Ульяновска или «БАРС Груп» из Казани.» Что может стать катализатором развития инноваций в России? « Следует говорить о государственной политике и точках роста, а не о катализаторах. Волшебства здесь нет. Надо брать во внимание долгосрочную перспективу. Как я уже сказал, ключевыми компонентами развития инноваций являются кадры и технологии. Если будут хорошие кадры и передовые технологии, капитал придет сам. В плане образования я возлагаю надежды на государственную программу повышения международной конкурентоспособности ведущих университетов России (ТОП-100) и начатые преобразования в российской науке (реформа РАН). В частности, точками роста могут стать ведущие вузы. Мы с Сергеем Белоусовым и другими выпускниками МФТИ основали Физтех-Союз для того, чтобы способствовать развитию и модернизации вуза. Мы вместе курируем ряд образовательных и бизнес-проектов.» Как Вы оцениваете роль регионов в разработке инновационных продуктов? Какие изменения необходимы для того, чтобы российские технологические компании могли стать конкурентоспособными на глобальном рынке? «Для возникновения успешных инновационных компаний требуются три основные составляющие: деньги, специалисты и технологии. Вклад каждого региона пропорционален степени развития этих трех составляющих. Очевидно, что Москва и Санкт-Петербург исторически являются основными научно-образовательными центрами страны. Вклад других регионов не так велик, но он, безу­ словно, присутствует. Например, «Никаких изменений, на мой взгляд, не требуется. Многие российские технологические компании успешно конкурируют на международном рынке, например Parallels, Acronis, Acumatica, Kaspersky, Yandex, ABBYY и другие. Главное, чтобы не было законодательных изменений, в результате которых эти компании вдруг перестанут считаться российскими, тогда гордиться нам будет нечем.» ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВ РАЗВИТИЕ СЕГМЕНТА НОСИМЫХ УСТРОЙСТВ Генеральный директор Apps4All Носимые устройства становятся все более популярными благодаря повышению их ценовой доступности и расширению выполняемых функций. Помимо уже ставших традиционными «умных» часов и фитнес-браслетов, массовое распространение получают очки виртуальной и дополненной реальности. Издание Forbes провозгласило 2014 год «годом носимых технологий», а согласно прогнозу информационного агентства Bloomberg, за этот год в мире будет продано более 100 млн носимых устройств. «Мобильность — это очень широкое понятие. Мы сталкиваемся с ним во всех сферах современной деятельности человечества. И каждый из актуальных трендов частично затрагивает направление мобильных технологий. Примером являются рекламные технологии. Мобильные медиа — самый быстрорастущий сегмент цифровых медиа на данный момент. Внимание людей все больше сосредотачивается на мобильных устройствах. Ежедневно человек проводит практически 100% времени со своим телефоном — в отличие от времени, которое он тратит на традиционные медиа, такие как телевидение, печатная пресса или радио. Рекламный рынок не мог не заметить этой особенности. Если говорить о глобальном рынке, то мы видим, что мобильная реклама в США и Великобритании по объемам привлеченных от рекламодателей средств сравнима с традиционными медиа. К сожалению, в России тренды глобализации приходят с определенным опозданием (как правило, через два-три года). Но все больше людей отказываются от обычных телефонов и фичерфонов и переходят на смартфоны, которые имеют полноценный доступ в Интернет. Поэтому можно с уверенностью говорить о том, что ожидается серьезный рост мобильного рекламного рынка в России в ближайшие два-три года». Такие устройства способны предоставлять владельцу информацию в реальном времени, применяться для осуществления коммуникаций и хранения информации. Они получают широкое распространение как в коммерческих компаниях и военной промышленности, так и среди потребителей, приобретающих их для личного пользования. Применение носимых устройств в бизнесе позволяет повысить эффективность и производительность труда. Например, с помощью них работники склада могут упростить процесс поиска товаров и штрих-сканирования, что дает возможность оптимизировать инвентаризацию и управление цепочками поставок. Смарт-очки обеспечивают доступ работника к необходимым ему данным с помощью голоса или жестов, упрощают обмен фото- и видеоинформацией с коллегами, находящимися на удаленном расстоянии. Они могут быть полезны при выполнении ремонта и технического обслуживания, а также для оперативного информирования сотрудников о поставленных задачах. В оборонной промышленности носимые устройства могут применяться в целях повышения ситуационной осведомленности и осуществления коммуникаций между военнослужащими. Носимые устройства для личного пользования имеют достаточно широкий функционал. «Умные» часы в сочетании со смартфоном предоставляют пользователю возможность отвечать на сообщения, звонки, заходить в социальные сети, получать оповещения о запланированных событиях. Некоторые модели часов предназначены для интеграции с системами автомобиля с целью предоставления информации о транспортном средстве: средней скорости, расходе топлива и необходимости ремонта. Ожидается, что мировой рынок «умных» носимых устройств будет стремительно расти, в первую очередь за счет моделей, предназначенных для использования в фитнес-индустрии и здравоохранении. Значительную долю на рынке носимых устройств будут занимать «умные» браслеты и часы, при этом последние обладают значительным потенциалом. Часами их можно назвать уже с большим трудом, так как помимо отображения времени они могут практически все, что делает современный компьютер52. Рост продаж обусловлен выходом на рынок новых носимых устройств производства компаний Samsung, Google, Qualcomm, Apple и других. 52 https://edugalaxy.intel.ru/index.php?automo dule=blog&blogid=9&showentry=6438 26 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Продажи носимых устройств различных типов в 2013 году Объем продаж носимых устройств в 2013-2018 годах Количество устройств, млн единиц 3% 150 «Умные» часы 120 1% «Умные» очки 90 60 30 96% Трекеры активности 0 2013 2014* 2015* 2016* 2017* 2018* * Прогноз Источники: Cisco Systems, IHS, ABI Research, Juniper Research. Объем продаж вырастет с 15 млн единиц в 2013 году до 70 млн в 2017 году, среднегодовой темп роста составит 47%. Ожидается, что носимые устройства, предназначенные для занятий фитнесом и спортом, займут в 2017 году 80% рынка. Более 60% объема продаж обеспечат развитые страны: США и государства Западной Европы. Рост мирового рынка носимых устройств в 2013-2017 годах 6800 800 2013 2017 (прогноз) Источник: Juniper Research. 27 СТИВ ПЕЙПЕРМАСТЕР Генеральный директор Appconomy «Одним из ключевых драйверов, способствующих развитию мобильных технологий, помимо социальных и коммуникативных сервисов, является мобильная коммерция. Несмотря на наличие таких крупных и успешных игроков, как Alibaba и Amazon.com, доля электронной коммерции не превышает 10% от объема рынка сектора розничной торговли. Остальные 90% участников этого сектора будут подвержены воздействию технологий мобильной коммерции – за счет использования мобильных платежей и интегрированных социальных сервисов, которые будут распространяться в магазинах, торговых центрах, на предприятиях малого и крупного бизнеса. Все формы банковских услуг, процессы осуществления покупок и платежей претерпят изменения в течение нескольких лет. Смартфоны, носимые устройства, сенсоры и повсеместный доступ в Интернет ускорят этот процесс перемен во всем мире, причем лидерами в области инновационного развития станут Китай и другие азиатские страны». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙСЫ НАИБОЛЕЕ ИЗВЕСТНЫЕ ПРОДУКТЫ НА РЫНКЕ «УМНЫХ» ЧАСОВ Samsung: южнокорейская компания анонсировала «умные» часы Galaxy Gear в сентябре 2013 года. Они совместимы с некоторыми приложениями для Android и работают в связке с устройствами линейки Galaxy Note. Qualcomm: в сентябре 2013 года компания представила «умные» часы Toq, особенностью которых является использование дисплея, созданного по технологии Mirasol. Он обеспечивает качество цветного изображения и при этом отличается более высокой энергоэффективностью по сравнению с LED-дисплеями. Sony: японская компания расширила свою линейку носимых устройств, выпустив часы SmartWatch 2 июня 2013 года, которые являются усовершенствованной версией модели LiveView, запущенной еще в 2010 году. Компания делает ставку на универсальность устройства: часы совместимы с любым смартфоном, работающим на платформе Android 4.x, и производитель стимулирует создание для них приложений сторонними разработчиками. Nissan: Nissan запустила в сентябре 2013 года собственную марку часов Nismo, которые способны контролировать частоту сердцебиения, температуру тела и другие биометрические показатели водителя, а также параметры, относящиеся к транспортному средству, такие как средняя скорость и расход топлива. Apple: компания планирует запустить собственную версию «умных» часов iWatch в четвертом квартале 2014 года. Pebble: «умные» часы от компании Pebble Technology представляют собой простое энергоэффективное решение для отображения уведомлений со смартфона. В 2012 году проект собрал на краудфандинговой платформе Kickstarter более 10 млн долларов при стартовой сумме 100 тыс. долларов. В отличие от аналогов, в часах Pebble используется монохромный дисплей, созданный по технологии Memory LCD, с пониженным энергопотреблением, что позволяет часам работать без подзарядки до семи дней. Широкое распространение носимых устройств ограничивается следующими технологическими факторами: Сложности с обеспечением конфиденциальности и безопасности передаваемых данных Недостаточно развитая экосистема приложений для носимых устройств Аккумуляторы приемлемого размера не могут обеспечить автономную работу устройств с высокими характеристиками производительности процессора, качества экрана и модуля связи в течение продолжительного времени. На устранение этих барьеров будет направлено дальнейшее развитие технологий носимых устройств. ПРОНИКНОВЕНИЕ УСТРОЙСТВ ВИРТУАЛЬНОЙ И ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА МАССОВЫЙ РЫНОК Устройства виртуальной реальности (позволяющие пользователю погрузиться в искусственно созданные миры), а также дополненной реальности (привносящие дополнительные искусственные элементы в восприятие окружающего мира) выходят на массовый рынок, изменяя повседневную жизнь человека и создавая новые возможности в медиапространстве и индустрии развлечений. Возможность создания подобных устройств появилась благодаря быстрому развитию мобильных технологий. Оно привело к снижению стоимости дисплеев высокой четкости, уменьшению цены и размеров сенсоров и датчиков, а также к увеличению производительности процессоров для обработки изображений высокого разрешения при большой частоте обновления, что необходимо для получения эффекта погружения в виртуальный мир. 28 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Идея дополненной реальности была предложена еще в 1990-е годы XX века. Она подразумевает дополнение реальности сгенерированной компьютером информацией, позволяющей упростить и обогатить восприятие человеком окружающего мира. Дополнение реальности требует применения устройств для анализа окружающего мира (камер, сенсоров для определения положения и ориентации в пространстве), вычислительного процессора для обработки данных и устройств для предоставления информации пользователю. Всеми необходимыми компонентами сегодня обладают получившие широкое распространение смартфоны и планшеты. И они успешно используются, например в маркетинговых целях для интеграции печатной и видеоверсии рекламной продукции. В печатных изданиях размещаются специальные изображения. Будучи отсканированными смартфоном или планшетом, они активируют видео или другой тип контента, который в дальнейшем показывается пользователю. В отличие от смартфонов и планшетов, при применении которых задействована по крайней мере одна рука, новые устройства дополненной реальности — очки — лишены этого недостатка, ограничивающего возможные варианты использования. Наиболее известными производителями на рынке являются Google, Vuzix, Optinvent, MetaView и Recon Instruments. Несмотря на преимущества очков дополненной реальности перед смартфонами и планшетами, первые версии изобретений позволяют лишь в режиме реального времени показывать пользователю дополнительную информацию. При этом устройство не способно анализировать окружающий мир в достаточной мере для того, 29 чтобы накладывать на него искусственные объекты. Так, Google Glass не поможет пользователю «примерить» понравившееся ему ювелирное изделие из каталога. Такие возможности станут доступными в случае применения в очках сенсоров для определения глубины окружающего пространства. КЕЙС ИСПОЛЬЗОВАНИЕ GOOGLE GLASS И SONY SMARTWATCH АВИАКОМПАНИЕЙ VIRGIN ATLANTIC Проект Tango53 по созданию подобного устройства был представлен корпорацией Google в начале 2014 года. Однако пока для построения 3D-модели окружающего мира используется смартфон со специализированным процессором Myriad 1, а также сенсоры, сканирующие окружающее пространство с частотой 250 тыс. измерений в секунду. Британская авиакомпания Virgin Atlantic в начале 2014 года начала эксперимент по усовершенствованию персонифицированного сервиса. Персонал сервиса премиум-класса Upper Class Wing был оснащен очками Google Glass и «умными» часами Sony SmartWatch 2 с установленными специальными приложениями, интегрированными с системами авиакомпании. Такие устройства позволяют идентифицировать пассажира, произвести регистрацию на рейс, а также оперативно получить и сообщить пассажиру актуальную информацию о рейсе, рассказать об ожидаемой погоде и интересных мероприятиях в пункте прибытия или помочь с переводом текста с иностранного языка56. Результаты краудфандинговой кампании Structure Sensor на KickStarter $100 тыс. планировалось собрать $1,2 млн фактически было собрано 56 Аналогичные решения используются в Microsoft Kinect и в устройстве, разрабатываемом в рамках проекта Structure Sensor54, собравшем в конце 2013 года по результатам краудфандинга более 1 млн долларов. Подобное устройство для получения карты глубины и программное обеспечение для распознавания жестов и движений человека разрабатываются российской компанией 3DiVi55 (Челябинская область). http://www.virgin-atlantic.com/ gb/en/the-virgin-experience/ upperclass/upper-class-wing/ google-glass.html https://www.google.com/atap/projecttango/ https://www.kickstarter.com/projects/ occipital/structure-sensor-capture-theworld-in-3d/posts 55 http://www.3divi.com/rus/ 53 54 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС OCULUS RIFT — УСТРОЙСТВО ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ Устройства для создания виртуальной реальности успешно используются в архитектуре, промышленном дизайне и при проектировании. При этом устройства для индивидуального пользования только начинают появляться. Первым и наиболее известным образцом, претендующим на массовый рынок, является шлем виртуальной реальности Oculus Rift. Высокий интерес энтузиастов к подобного рода устройствам подтверждается успехом его финансирования на краудфандинговой платформе. Для реализации проекта компания Oculus VR привлекла более 90 млн долларов, из которых около 2,4 млн было собрано на краудфандинговой платформе Kickstarter57. В финансировании участвовали более 9 тыс. пользователей, а изначально требовавшаяся сумма в 250 тыс. долларов была собрана в течение четырех часов. В 2014 году прототип своей версии очков виртуальной реальности — Project Morpheus — представила компания Sony, что говорит о росте интереса к новому направлению и у крупных корпораций. Текущая версия имеет дисплей высокого разрешения диагональю 7” и пару линз, позволяющих получить стереоскопический эффект с полем зрения в 90 градусов по горизонтали и 110 градусов по вертикали. Для отслеживания движения головы используется трекер, состоящий из трехосевого гироскопа, акселерометров и магнитометра, а также внешняя ИК-камера. Выход новой версии (Oculus VR) на рынок ожидается в 2015 году. прогулки по комплексу пирамид в Гизе58, совместимое с Oculus Rift. Кроме того, ожидается выход аналогичного приложения для посещения античного Рима. Персональные устройства виртуальной реальности могут стать незаменимыми в проведении тренингов для представителей опасных профессий — пожарных, спасателей, военных, — давая возможность не подвергать обучающихся излишнему риску. Американские астронавты уже сегодня используют такие устройства для того, чтобы отрепетировать свои действия на борту МКС59. С развитием технологии передачи данных и онлайн-­ обработки изображений можно будет создавать беспилотные летательные аппараты, обеспечивающие обзор на 360 градусов и управляемые дистанционно. С применением устройств виртуальной реальности также существенно изменятся привычные для нас сегодня формы общения. После приобретения Oculus VR компанией Facebook в марте 2014 года создатель социальной сети заявил, что устройство может стать «новой коммуникационной платформой», которая позволит делиться не только фотографиями и сообщениями, но и «целыми событиями и приключениями»60. Результаты краудфандинговой кампании Oculus Rift на KickStarter Изначально шлем Oculus Rift создавался как устройство для компьютерных игр, и о его поддержке игровыми платформами уже заявили известные компании Id Software, Valve Corporation, Epic Games. Однако потенциальный спектр возможного применения устройства гораздо шире. Oculus Rift может использоваться в образовательных целях и для проведения специализированных тренингов. Устройства виртуальной реальности позволят в ходе урока не только «побывать» на другом континенте, но и перенестись во времени — в эру динозавров или эпоху Возрождения. Так, команда из Гарвардского университета разработала приложение для виртуальной $250 тыс. планировалось собрать $2,4 млн фактически было собрано 57 https://www.kickstarter.com/projects/1523379957/oculusrift-step-into-the-game/posts 58 http://giza3d.3ds.com/en-stories.html 59 http://www.nasa.gov/audience/foreducators/spacesuits/ careercorner/david-homan.html 60 http://www.forbes.com/sites/erikkain/2014/03/25/ microsoft-should-have-acquired-oculus-rift-not-facebook/ 30 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Отличительными особенностями технологии распознавания жестов Nuidroid, представленной российскими программистами, являются ее оптимизация под ARM-­ архитектуру (используемую в широком спектре потребительской электроники — от мобильных телефонов до калькуляторов) и полная совместимость с платформой Android. Благодаря этому разработка 3DiVi позволит создавать приложения и игры в стиле Kinect на различных Android-устройствах: игровых приставках, SmartTV, планшетных компьютерах. Другим направлением развития инструментов дополненной реальности может стать совершенствование способа предоставления информации пользователю. Чтобы ознакомиться с генерируемой очками информацией их обладатель должен перевести взгляд с объектов реального мира и сфокусировать внимание на создаваемом проектором изображении, расположение которого резко ограничивается возможностями очков. 31 Представленные на выставке CES 2014 компанией Innovega линзы iOptik позволяют одинаково хорошо видеть как удаленные предметы реального мира, так и передаваемые с идущих в комплекте очков-проекторов изображения, максимально расширяя при этом границы обзора61. Линзы выполняют роль дисплеев и имеют два типа фильтров: центральный отвечает за обработку изображения с минипроекторов, а периферийные (или внешние) фильтры обрабатывают информацию, поступающую из окружающего мира. Объединенное изображение формируется непосредственно на сетчатке глаза. Производитель рассчитывает получить разрешение на выпуск линз от Министерства здравоохранения и социальных служб США к 2015 году, после чего планируется выход продукта на массовый рынок. 61 http://www.cnet.com/news/augmented-reality-contact-lensesto-be-human-ready-at-ces/ ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС GOOGLE GLASS — УСТРОЙСТВО ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ Наиболее популярным продуктом на рынке подобных носимых устройств сегодня являются очки Google Glass. Тестирование прототипа устройства началось в 2012 году, а первая массовая версия стала доступна для заказа в 2014 году. Коммерческая версия имеет вычислительные возможности смартфона трехлетней давности, камеру, позволяющую записывать видео высокого разрешения, а также минипроектор, расположенный на правой дужке. Минипроектор позволяет выводить изображение, сравнимое с экраном диагональю 25 дюймов, находящимся на расстоянии 2,4 метра. Управление осуществляется с помощью набора голосовых команд и сенсорной панели, находящейся на правой дужке очков. Такие технические характеристики устройства позволяют ему работать до 8 часов. Очки Google Glass дают хирургам возможность, не отходя от операционного стола и не отвлекаясь от пациента, просмотреть рентгеновские или МРТ-снимки, а также другие результаты анализов и показатели жизнедеятельности пациента с помощью голосовых команд. Пример интеграции медицинского оборудования и Google Glass был продемонстрирован в конце 2013 года компанией Philips63. Удобство использования проецируемого изображения в работе пластического хирурга подтвердилось в ходе первой операции по исправлению деформации носа с применением Google Glass. Операция была проведена в декабре 2013 года в Медицинском центре Чикаго. В настоящее время специалисты разрабатывают приложения, позволяющие с помощью Google Glass заполнять «контрольный список» перед операцией для предотвращения ошибочных действий врачей. Устройство даст возможность осуществлять это посредством голосовых команд. Положительные отзывы об использовании устройства в медицине были получены от сотрудников Американского колледжа хирургов. Первая операция с применением очков была осуществлена в июне 2013 года еще в ходе тестирования продукта62. Видеокамера высокого разрешения, которой оборудованы очки Google Glass, позволяет в реальном времени транслировать то, что видит медицинский работник. Хотя сервис Skype и видеоконференция предлагают схожий функционал, устройство от Google передает изображение от первого лица и является наиболее интерактивным средством. С помощью него врачи отдаленных районов, например, смогут получать в реальном времени консультации от широкого круга специалистов в отношении алгоритма действий в нестандартных ситуациях. В повседневной работе врачей устройство может использоваться как средство для отображения в реальном времени дополнительной информации о пациенте, для общения с коллегами и получения рекомендаций в удаленном доступе, для составления «контрольного списка» с целью предотвращения ошибочных хирургических операций или в качестве инструмента для записи обучающих видеоматериалов от первого лица. Возможность записи от первого лица работы хирурга особенно важна при проведении тренингов. Она позволяет студентам не только видеть все действия врача в реальном времени, но и контактировать с ним, задавая вопросы и получая комментарии в ходе операции. Кроме того, благодаря такому устройству обучающиеся могут наблюдать за тем, что делает врач, не занимая места в операционной комнате. 62 http://bulletin.facs.org/2014/07/ surgeons-see-future-applications-for-google-glass/ 63 http://www.healthcare.philips.com/main/about/ future-of-healthcare/ 32 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ В ФИНАНСОВОЙ СФЕРЕ Технологический прогресс в финансовой сфере, в частности широкое проникновение мобильных технологий, очень быстро меняет структуру отрасли, позволяя небольшим команиям-стартапам занимать существенную долю рынка, опережая в ряде сегментов крупных игроков. Инициативы по решению проблемы «цифрового неравенства» в России, стимулирующие рост количества пользователей современных услуг связи, могут ускорить распространение мобильных финансовых сервисов. В свою очередь, это привлечет на данный рынок значительное количество разработчиков соответствующего программного обеспечения. ТРЕНД: РАЗВИТИЕ УСЛУГ МОБИЛЬНОГО ЭКВАЙРИНГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ mPOS-РЕШЕНИЙ Терминал mPOS подключается к мобильному устройству (смартфону или планшету) и позволяет использовать при оплате банковские карты. В настоящее время mPOS-терминалы распространены в Северной Америке, Европе, а также в нескольких странах Юго-Восточной Азии. Наиболее популярны такие устройства у предприятий малого бизнеса — компаний, которые занимаются продажами товаров и услуг на небольшие суммы (до 50-100 долларов). Некоторые крупные ретейлеры используют mPOS-терминалы для упрощения обслуживания покупателей (в дополнение к существующим решениям). 33 Применение таких устройств повышает удобство и качество обслуживания клиентов, в итоге увеличивая продажи. Поэтому ожидается, что в перспективе планшеты с подключенным mPOS-терминалом вытеснят контрольно-кассовые аппараты64. Для предпринимателей mPOS-сервис также является простым и удобным решением: им нужно только зарегистрировать организацию в сервисе, а затем получить и настроить устройство для работы с планшетом или смартфоном. При этом возможно использование существующего расчетного счета компании, а также уже имеющегося мобильного оборудования у сотрудников (курьеров, агентов, работников торгового зала). Направление mPOS-эквайринга является одним из наиболее быстрорастущих на рынке технологических инноваций в финансовом секторе. В этом сегменте представлены в основном молодые компании, однако в нем есть и крупный игрок — американский сервис Square, который остается самым популярным в мире. Появление новых компаний и расширение конкуренции на рынке приводят к снижению комиссии за эквайринг: европейский игрок SumUp снизил комиссию с 2,75% до 1,95% в Австрии и Голландии, до 1,75% во Франции, до 1,5% в Испании и до 0,95% в Германии. Другая европейская компания iZettle также снижает тарифы: с 2,75% до 1,5% в Великобритании, предлагая при этом новую улучшенную версию мобильного терминала. Компаниии расширяют спектр услуг в рамках своих продуктов, предоставляя возможность приема карт новых платежных систем (партнерство American Express и SumUp) и добавляя в функционал устройств поддержку карт, оснащенных чипами. Российский рынок mPOS-эквайринга имеет значительный потенциал. В стране пока низкий уровень проникновения офлайн-эквайринга, большой объем выпущенных банковских карт, который продолжает расти, и высокий уровень развития сотовой связи. В 2013 году в России действовало более 10 стартапов, предоставляющих услуги мобильного mPOS-эквайринга, первым и наиболее крупным из которых является проект LifePay. За первые полгода сервис привлек 6 тыс. клиентов, использующих 15 тыс. ридеров, с применением которых в 2013 году были совершены транзакции на сумму свыше 1 млн долларов. Развитие mPOS-эквайринга происходит также в направлении расширения функциональности программного обеспечения терминала, которое позволит не только принимать к оплате банковские карты, но и взаимодействовать с системами лояльности компании и CRM для повышения уровня обслуживания клиентов, а также с ERP-системой для осуществления инвентарного и складского учета. 64 http://www.cnews.ru/reviews/new/ telekom_2013/articles/rynok_elektronnyh_ platezhej_budushchee_za_mpos/ ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС КЕЙС WALLMOB LIFEPAD Стартап из Дании65 предоставляет малым и средним компаниям, работающим на ретейл-рынке, решение для точек продаж на основе приложения для планшета iPad, а также занимается разработкой специализированных решений для таких крупных компаний, как L’Oréal и Armani. Российский проект LifePAD, предусматривающий бесплатное распространение планшетов на базе Android, активно развивается с 2013 года. На планшет устанавливаются приложения для управления финансами, личным временем, покупками. Устройство призвано помочь предпринимателям стать мобильнее и эффективнее, а частным лицам — воспользоваться предлагаемым функционалом в повседневной жизни. Важным этапом станет получение возможности использования на предустановленной SIM-карте цифровой подписи66. Планшет может устанавливаться на кассе или в точке обслуживания клиентов, а также применяться сотрудником компании в торговом зале. Он предоставляет полный доступ к информации о товаре и его наличии на складе, позволяя совершать платежи с помощью мобильного терминала для оплаты банковскими картами. Приложение Wallmob поддерживает интеграцию и с другими системами клиента, давая возможность, к примеру, персонифицировать обслуживание благодаря использованию накопленной о каждом покупателе информации. В 2013 году сервис привлек посевные инвестиции в объеме 1,2 млн долларов. 65 Общий объем инвестиций в проект составил 7 млн долларов. Проект предполагает различные методы работы с партнерами, которые могут платить за установку их приложений на планшет или предоставлять компании LifePAD часть выручки, полученной ими через установленное на планшете приложение. http://techcrunch.com/2013/08/19/with-1-2m-in-seedfunding-danish-mobile-point-of-sale-startup-wallmobsees-big-potential-in-new-stand/ ТРЕНД: 66 http://bg.ru/city/moskvichi_smogut_ podpisyvat_dokumenty_s_pomoschju_mobilnogo_ telefona-16445/ ТРЕНД: РАСШИРЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗВИТИЕ МОБИЛЬНЫХ ПЛАНШЕТОВ ДЛЯ УСЛУГ МОБИЛЬНОГО ФИНАНСОВЫХ БАНКИНГА СЕРВИСОВ Согласно прогнозу Juniper Research, к 2017 году число активных пользователей мобильного банкинга на планшетах достигнет 200 млн человек, что составит 19% от количества всех пользователей (в 2013 году данный показатель находился на уровне 9%). Такой рост произойдет в основном за счет притока пользователей из сегмента настольных персональных компьютеров и ноутбуков. В связи с этим все большее распространение получают приложения для мобильного банкинга. В 2013 году эксперты отметили новую волну роста спроса на широкий спектр мобильных услуг в финансовой сфере. Одним из факторов, способствующих повышению интереса к технологии, является увеличение числа пользователей смартфонов — на их долю приходится более 30% всех мобильных телефонов по состоянию на конец 2013 года67. 67 http://techcrunch.com/gallery/mary-meeker-internet-trends/slide/4/ 34 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЛАДИСЛАВ СОЛОДКИЙ Управляющий партнер венчурного фонда Life.SREDA «Одной из ключевых тем первой половины 2014 года на рынке mPOS стало развитие дистрибуции с целью масштабирования игроков рынка. Компании предпринимали различные шаги для достижения данных целей, такие как создание уникальных партнерств либо усовершенствование существующих платформ с целью интеграции со сторонними производителями (через SDK или API). Равнозначным вопросом является поиск альтернативных источников доходов для игроков рынка. Очевидно, что такой бизнес нельзя строить, рассчитывая только на прибыль с транзакций. Однако клиентская база, приобретенная за счет развития эквайрингового бизнеса, является самым ценным активом компаний, который в дальнейшем может быть использован для апсейла любых финансовых услуг и сервисов. 35 Square, лидер мирового рынка mPOS, как всегда, является основным законодателем мод и поставщиком новостей в отрасли. В этому году руководство Square вело переговоры по продаже сервиса с такими гигантами, как PayPal и Apple, обладающими более мощным финансовым ресурсом, партнерской сетью и охватом потенциальных бизнес-потребителей платежного сервиса. Правда это или нет, но тот факт, что компания понесла крупные убытки в 2013 году и слишком быстро тратит привлеченные деньги, наталкивает критиков на мысль о том, что вариант продажи все же возможен. Square является объектом критики с момента создания компании. Многие сомневаются в реальной стоимости компании и критикуют ее за неспособность заработать необходимые средства на основном продукте. Однако стоит рассмотреть пример продажи Whatsapp, когда компания, не зарабатывавшая ни цента, была продана за 19 млрд долларов США. Сколько лет потребовалось Amazon, чтобы получить хоть какую-то прибыль? Возможно, стоит оценивать компанию в более долгосрочной перспективе. Нет сомнений в том, что одной из целей компании было создание достаточно большой клиентской базы, которая в будущем станет основой для заработков. Новые сервисы, запускаемые компанией в последнее время, лишь подтверждают данную гипотезу. Тем временем конкуренты Square в Европе продолжают набирать обороты, привлекая все больше инвестиций. Шведский mPOS-стартап iZettle объявил об очередном раунде финансирования. Основным инвесторами стали Zouk Capital, Dawn Capital и Intel Capital. Объем вложенных средств составил 40 млн евро (55,5 млн долларов США). CEO iZettle Джейкоб де Гир сообщил журналистам о том, что эти деньги планируется потратить на развитие бизнеса и возможные покупки других компаний, обладающих перспективными технологиями в сфере интернет-платежей, программ лояльности или CRM, а также на расширение присутствия в странах Латинской Америки и Европы. Суммарно iZettle привлек уже 108,9 млн долларов США. В число инвесторов вошли такие компании, как American Express, MasterCard и Banco Santander. Другой крупный игрок европейского рынка SumUp разработал и запустил собственный Сhip&Pin-ридер. Как правило, большинство компаний на рынке пользуются white-label решениями и не погружаются в разработку собственных хардверных решений. PayPal, iZettle, Payleven и Worldpay используют устройства от производителя Miura Systems. SumUp решил пойти по другому пути и стал первым европейским провайдером, создавшим свой собственный ридер, объясняя данный шаг тем, что существующие на рынке решения не удовлетворяют их «строгим требованиям». «Ни один поставщик не смог снабдить нас Chip&Pin-устройством, которое соответствовало бы нашим строгим критериям надежности, дизайна и безопасности, а также было бы интуитивно понятно в использовании до такой степени, что даже дилетанты, которые ни разу не принимали к оплате карты, могли бы быстро начать пользоваться устройством, не ознакомившись с инструкцией», — говорит CEO компании Даниэль Кляйн. На разработку устройства ушло 18 месяцев, и теперь оно будет продаваться практически на всех рынках присутствия компании за 135 долларов США. В этом году SumUp также закрыл еще один раунд инвестиций — с участием Groupon, BBVA Group, нашего фонда Life.SREDA и еще нескольких действующих инвесторов. Размер сделки не раскрывается, но измеряется дву­значной суммой в млн евро. Деньги будут направлены на построение полного цикла платежного решения, в том числе на разработку собственного платежного шлюза, усовершенствование мобильных терминалов для точек продаж и программного обеспечения. Инвестиции также предназначены для продвижения этих устройств на международных рынках. LifePay, ведущий игрок mPOS-­ эквайринга в России, в 2014 году продемонстрировал впечатляющий рост: за полгода у сервиса появилось свыше 14 000 новых клиентов, — владельцев малого и среднего бизнеса. При этом ежемесячный прирост транзакций составляет более 20 000. Всего компания раздала уже более 28 000 mPOS-терминалов. Каждые 90 секунд безналичная оплата в России осуществляется именно через mPOS-терминал LifePay». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Доля смартфонов в общем объеме абонентских устройств в мире Количество мобильных платежей, произведенных клиентами небанковских организаций в 2010-2014 годах 2010 90% 70% 48% Сотовые телефоны 2014* 2013 Банки 2012 Небанковские организации 2011 9% 2009 30% 2014* 52% Смартфоны 2019* *Прогноз *Прогноз 2010 0 5 10 15 20 Источник: Ovum. Источник: World Payments Report 2012, RBS/Capgemini, 2013 год. В настоящее время доля пользователей «мобильных денег» по всему миру не превышает 7% от числа тех, кто имеет мобильные телефоны68. Однако эксперты прогнозируют рост в ближайшие годы и оценивают потенциальное количество пользователей в 2017 году в 450 млн человек69. систем Visa и Mastercard, например, в VisaSmartphone и MasterSmartphone, что изменит их механизм работы». Как и в предыдущие годы, значительная часть мобильных финансовых услуг предоставляется традиционными банками, и в ближайшие годы такая тенденция сохранится. Однако спрос пользователей на более простые и удобные интерфейсы, повышение оперативности и качества обслуживания, а также прозрачности сервисов создают перспективный рынок для быстро­ растущих инновационных компаний. «В ближайшие 10 лет роль банков принципиально не изменится, однако существенно расширится набор услуг, на которых они будут зарабатывать, — считает Александр Галицкий, основатель венчурного фонда Almaz Capital Partners. — Вероятно, изменятся взаимоотношения банков и платежных систем с крупными мобильными платформами. Это может в итоге привести к трансформации В настоящее время уже существует большое количество финансовых сервисов — как связанных с банками, так и автономных, предоставляющих услуги по удобному управлению финансовыми средствами вне зависимости от места нахождения пользователя. Такими услугами являются переводы денежных средств от человека к человеку (P2P) без открытия счета, где идентификатором пользователя может быть адрес электронной почты, номер мобильного телефона или аккаунт в социальной сети. Наиболее известными небанковскими организациями, позволяющими использовать электронный кошелек для совершения покупок и переводов, являются такие компании, как PayPal, Fidor Bank или российские Яндекс. Деньги, Qiwi, WebMoney, Деньги@ Mail.ru. Большинство электронных кошельков предоставляют, кроме сервисов по совершению платежей, услуги по управлению денежными потоками и персональному финансовому планированию. 25 30 Банки также расширяют функции мобильного управления денежными средствами. Российские Instabank и Рокетбанк, например, с помощью своих мобильных приложений дают возможность пользователям рассказывать о покупках друзьям в социальных сетях, покупать сообща коллективные подарки или делить между собой счета в ресторане. Доступ к огромному объему данных о пользователе (таких как географическое местоположение, профиль в социальной сети, объем и место совершения транзакций) позволяет провайдерам мобильных финансовых сервисов осуществлять более тесную интеграцию с другими сервисами — как финансовыми, так и не финансовыми. EY research; “Gartner Says Worldwide Mobile Payment Transaction Value to Surpass $235 Billion in 2013,” Gartner, 4 June 2013; “The Mobile Economy 2013,” GSMA/A.T. Kearney, 2013 69 “Gartner Says Worldwide Mobile Payment Transaction Value to Surpass $235 Billion in 2013,” Gartner 68 36 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Объем мирового рынка P2P-кредитования 2012 $1 трлн 2011 2010 $5 млрд $485 млн Смартфоны 2011 2013 ТРЕНД: РАЗВИТИЕ РЫНКА P2P-КРЕДИТОВАНИЯ Под P2P-кредитованием (peer-to-peer или одноранговым кредитованием) понимается выдача и получение денежных займов физическими лицами напрямую, без участия посредников (банков, кредитных организаций). Рост проникновения Интернета привел к появлению онлайн-площадок, облегчающих поиск и взаимодействие между кредиторами и заемщиками. По сравнению с традиционными финансовыми институтами многие процессы на таких площадках автоматизированы, что позволяет снизить издержки и таким образом предоставить заемщикам более низкую процентную ставку, а кредиторам — обеспечить более высокий доход, чем в банках. Для принятия решений о выдаче займов пользователи могут ориентироваться на присвоенный площадкой кредитный рейтинг заемщика. С целью оценки надежности клиентов компании используют Big Data, анализируя, кроме предоставленной самим заемщиком информации, также его кредитную 37 2025 (прогноз) историю, особенности его поведения в Интернете, данные об активности и информацию в социальных сетях. Мировой рынок Р2Р-кредитования по итогам 2013 года оценивается в 5 млрд долларов, среднегодовой темп роста в 2010-2013 годах составил 128% (объем рынка увеличился с 485 млн до 5 млрд долларов). Согласно прогнозу компании Foundation Capital, к 2025 году через Р2Р платформы будут ежегодно выдаваться кредиты на сумму 1 трлн долларов. Российский рынок Р2Р-кредитования начал свое развитие в 2010 году, однако в последние годы его рост замедлился — с 42% в 2012 до 3% в 2013 году71. В качестве наиболее крупных игроков на рынке выступают WebMoney Transfer, Вдолг.ру, Кредбери, LoanBerry и БезБанка. Особенностью российского рынка кредитования является недостаточно развитая практика формирования заемщиками кредитной истории, которая в итоге вызывает сложности при оценке платежеспособности пользователя. 71 Данные компании Json&Partners КЕЙС МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ ОТ STARBUCKS Мобильное приложение сети кофеен Starbucks70 уже имеет более 12 млн пользователей в США и Канаде, которые совершают около 6 млн платежей в неделю, что составляет свыше 15% транзакций во всех кофейнях сети. При этом компания продолжает расширять возможности мобильной платформы. По словам генерального директора сети Говарда Шульца, благодаря интеграции мобильного приложения с программой лояльности и платежной платформой сеть Starbucks может предложить своим клиентам совершенно новый уровень сервиса, а переход на мобильные решения помогает привлечь молодое поколение покупателей. Так, клиенты кофеен могут сами создавать новые блюда, делать предварительный заказ, а также оплачивать покупки с помощью телефона. 70 http://www.nfcworld. com/2014/07/28/330631/ starbucks-now-processessix-million-mobilepayments-week/ ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС СЕРВИС P2P-КРЕДИТОВАНИЯ LENDING CLUB для самых рисковых), большинство кредитов (более 80%) берутся на рефинансирование существующих кредитов и оплату задолженности по кредитным картам. Сервис Lending Club является крупнейшей в мире площадкой P2P-кредитования. Он был основан еще в 2007 году, по состоянию на середину 2014 года общая сумма выданных займов достигла 5 млрд долларов, число заемщиков превысило 80 тыс. человек, а кредиторов — 45 тыс72. В совете директоров компании — бывший CEO Morgan Stanley, в конце 2013 года сервис был оценен в 2,3 млрд долларов. В 2014 году в рамках подготовки к первичному размещению на бирже Lending Club рассчитывает на оценку в 4-5 млрд долларов. Через Lending Club выдаются кредиты на сумму до 35 000 долларов на любые цели, средняя ставка на трехлетний кредит находится на уровне 12% (от 6,78% для наиболее надежных клиентов до 29,99% — Одним из основных факторов, обеспечивших успех сервиса, является качественная скоринговая система заемщиков, позволяющая выбирать заявки надежных клиентов. У заемщиков в среднем по 16 лет кредитной истории и годовой доход в 73 тыс. долларов — таким образом, Lending Club работает с 10% самых обеспеченных граждан США. Благодаря высокому доходу и относительно низкому риску сервис начал привлекать в качестве кредиторов не только физических лиц, но и инвестиционные, пенсионные и хедж-фонды. В 2014 году сервис начал кредитовать малый бизнес и планирует международную экспансию. Рост объема выданных займов в 2009-2014 годах $ млрд 6 5 4 151% – $35 000 – среднегодовой прирост объема выданных займов максимальная сумма займа 3 Более 80% 2 1 0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 выданных займов идет на рефинансирование других долгов, в том числе по кредитным картам Источник: https://www.lendingclub.com/info/statistics.action. 72 https://www.lendingclub.com/info/statistics.action 38 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАЩИТА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕРГЕЙ ЗОЛОТАРЕВ ТРЕНД: Директор направления «Большие Данные», EMC, Россия и СНГ ПОВЫШЕНИЕ СПРОСА НА АППАРАТНЫЕ И ПРОГРАММНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ В условиях сбора, передачи и анализа всевозможными компаниями — от операторов связи и разработчиков мобильных приложений до электрогенерирующих предприятий — огромного объема данных о пользователях особенно актуальным становится вопрос защиты персональной информации. Пользователи с настороженностью и недоверием воспринимают сбор и использование персональных данных: до 68% участников опроса73, проведенного компанией Ovum в конце 2012 года среди жителей 11 стран (включая Россию), выразили желание прекратить сбор их персональной информации в социальных сетях поисковыми и другими сервисами. При этом 50% опрошенных уверены, что интернет-компании недобросовестно используют собранные персональные данные, а 36% сомневаются в добросовестности их использования. 68 86 % респондентов выразили желание прекратить сбор их персональных данных в социальных сетях и на других интернет-ресурсах. 73 39 % опрошенных не уверены в добросовестности использования персональных данных интернет-компаниями. OVUM, Consumer Insights Snapshot: Personal Data, 2013 год. «В России первыми компаниями, начавшими использование Big Data в своей деятельности, стали банки. Два-три года назад эта тенденция дошла и до телекоммуникационных операторов, однако широкого применения технология не получила и используется пока в тестовом режиме. В США и странах Западной Европы Big Data активно применяется в розничной торговле, тогда как в России пока не удалось эффективно использовать этот опыт и адаптировать его под нужды наших компаний. В США и странах Западной Европы широкое распространение имеет сфера «user experience», в которой работают маркетинговые агентства, занимающиеся изучением интернет-аудитории: сбором данных о клиентах, их анализом и составлением их профиля для компаний-заказчиков. Один из наиболее известных представителей этой отрасли — компания comScore — недавно вышла на российский рынок. Среди основных трендов — расширение области применения технологии Big Data в связи с накоплением большого опыта в этом плане. Изначально Big Data использовалась преимущественно в научных исследованиях, затем — в области клиентского маркетинга среди банков и телекоммуникационных компаний, позже — в розничной торговле. На текущий момент обработка больших объемов данных для дальнейшего использования становится все более популярной в геологоразведке и при проведении социологических исследований». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС КЕЙС ТЕЛЕФОН BLACKPHONE ОТ SILENT CIRCLE, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ЗАЩИЩЕННЫЕ КОММУНИКАЦИИ СЕРВИС ЗАЩИЩЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ TELEGRAM MESSENGER В 2013 году компания Silent Circle, специализирующаяся на решениях в области защищенных коммуникаций, смогла привлечь инвестиции в размере более 30 млн долларов на создание телефона, гарантирующего конфиденциальность связи74. Телефон Blackphone, разрабатываемый совместно со стартапом из Испании Geeksphone на операционной системе PrivatOS (кастомизированная система Android), будет обеспечивать защищенные звонки, передачу сообщений, доступ к облачным сервисам, интернет-­ поиск и Wi-Fi-анонимайзер. По количеству предварительных заявок, сбор которых начался в феврале 2014 года, спрос на устройство стоимостью 629 долларов превысил ожидания производителя. 74 Основатель социальной сети ВКонтакте Павел Дуров вместе со своим братом Николаем разработал мессенджер для смартфонов, позволяющий обмениваться текстовыми сообщениями и медиа­ файлами. Основной особенностью приложения является обеспечение конфиденциальности передаваемой информации за счет использования созданного разработчиками протокола шифрования переписки MTProto. 35 млн В 350 раз http://www.techcrunch.com/2014/05/21/ silent-circle-funding/ 100 тыс. Все больше людей выражают желание осуществлять контроль за тем, каким образом и какие персональные данные используются компаниями. Такие компании, как Yahoo, Twitter и Pinterest, уже поддерживают стандарт «Do Not Track»75, дающий возможность интернет-­ пользователям отказаться от автоматического сбора информации о посещении ими web-страниц. В этих условиях разработка программных и аппаратных решений, направленных на защиту персональной информации и предоставление пользователям большего контроля над ней, может стать более перспективным направлением, чем стратегия, включающая сбор и обработку персональных данных. Так, на рынке приложений наблюдается растущий спрос на сервисы, обеспечивающие защищенные коммуникации: на каждое из приложений для защищенных голосовых вызовов (RedPhone, Silent Phone) и для защищенного обмена сообщениями (ChatSecure, TextSecure) только в магазине приложений Google Play приходится более 100 тыс. загрузок. 75 увеличилось количество пользователей мессенджера Telegram за полгода Октябрь Апрель 2013 2014 года года С октября 2013 года по апрель 2014 года количество пользователей приложения увеличилось со 100 тыс. до 35 млн. После заявлений о приобретении мессенджера WhatsApp компанией Facebook за день приложение Telegram было скачано более 5 млн раз. http://www.donottrack.us/ 40 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ ВИТАЛИЙ БАРДАЛИМ ТРЕНД: Руководитель проекта «Мерсибо» ПОВЫШЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЗА СЧЕТ РАЗВИТИЯ СЕРВИСОВ ДИСТАНЦИОННОГО ОНЛАЙН-ОБУЧЕНИЯ Одна из наиболее активно развивающихся форм дистанционного обучения — интернет-курсы с массовым интерактивным участием и открытым доступом (Massive Open Online Courses, MOOC). В отличие от видеозаписей лекций и других учебных материалов, курсы MOOC предоставляют обучающимся возможность общаться между собой и с преподавателем, а также выполнять задания в режиме реального времени. Такое обучение обычно проводится бесплатно, при этом по его завершении за определенную небольшую плату от онлайн-площадки можно получить сертификат о прохождении курса. На сегодняшний день наибольшую популярность имеют следующие образовательные площадки: edX, учрежденная Гарвардским университетом и Массачусетским технологическим институтом, Udacity, возникшая на базе Стэнфордского университета, и Coursera, созданная профессорами Эндрю Ын и Дафной Коллер из Стэнфордского университета. Они предоставляют бесплатное онлайн-обучение по широкому профилю предметов: от естественно-научных дисциплин до курсов по истории искусств. Наиболее известной некоммерческой организацией в сфере онлайн-­ образования является Академия Хана, основанная в 2006 году. В отличие от edX, Coursera и Udacity, которые совместно с известными университетами мира подготавливают подробные видеокурсы, Академия Хана специализируется на создании и предоставлении всем желающим доступа к базе коротких видеолекций, рассчитанных в основном на учеников средней школы. Проект существует на пожертвования, основная часть которых приходится на корпорацию Google и благотворительный фонд Билла и Мелинды Гейтс. Модели получения образования в режиме онлайн имеют также возможности для монетизации. Так, онлайн-сервисы могут заниматься выпуском платных сертификатов об успешном завершении обучения, разработкой тренингов для потенциальных работодателей или предоставлять им платный доступ к базе студентов, прошедших необходимый набор курсов76. 76 41 http://rusbase.vc/school/platit-za-onlajn-obrazovanie/ «Безусловно, онлайн-образование — это современный мировой тренд, который не обошел Россию. В отличие от многих модных увлечений, которые быстро распространяются, а потом незаметно исчезают, российское онлайн-образование — это всерьез и надолго, особенно с учетом размеров нашей страны. Конечно, у нас есть и будут свои особенности в развитии, но это абсолютно нормально. Например, не вижу никаких проблем в сфере корпоративного и бизнес-обучения, здесь все развивается очень быстро, так как в этом заинтересованы и обучающийся, и работодатель, и поставщик образовательных услуг. Быстро, даже несмотря на то, что многие методики и обучающие материалы, которые приходят к нам из-за рубежа, подвергаются локализации и адаптации под наши реалии. Отличные перспективы у различных видов дополнительного частного образования, например у курсов по кулинарии или обучению иностранным языкам, поэтому в данной области открыты большие возможности для малого и среднего бизнеса. Отдельно хотелось бы отметить онлайн-­обучение для детей. На мой взгляд, оно находится на ранней стадии развития, но при этом обладает огромным потенциалом. Ведь в отличие от взрослой аудитории, дети изначально уже готовы использовать такую модель обучения. Компьютеры и гаджеты для них — это повседневная среда обитания, так что онлайн-­ обучение здесь естественно и уместно». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Курсы МООС становятся все более популярными: на начало 2014 года число пользователей сервисов edX и Udacity составляло приблизительно по 1,6 млн человек; количество применяющих Coursera достигло 6,3 млн77. Сайт Академии Хана ежегодно посещают около 80 млн пользователей78. Несмотря на преимущества дистанционного образования, на сегодняшний день такой формат обучения еще не получил масштабного распространения среди вузов. Одна из причин — невысокая эффективность указанного подхода к обучению, так как при его использовании успех во многом зависит от внутренней мотивации студентов, которым зачастую не хватает усидчивости79. Так, по данным edX, из 800 тыс. человек, зарегистрированных на их портале в первый год обучения, почти 300 тыс. вообще ни разу не просматривали содержание учебных материалов, а 470 тыс. просмотрели менее половины80. Более того, доля окончивших онлайн-курс в среднем составляет около 4-7% от общего количества тех, кто на него зарегистрировался81. 53 % респондентов считают, что к 2020 году геймификация получит широкое распространение в различных сферах повседневной жизни человека: от образования до здраво­­охранения. Одним из способов повышения эффективности онлайн-обучения является геймификация образовательного процесса. По результатам опроса независимого центра изучения общественного мнения США, Pew Research Center, 53% респондентов согласны с утверждением о том, что к 2020 году геймификация получит широкое распространение в различных сферах повседневной жизни человека: от образования до здраво­­охранения. Внедрение геймификации в систему обучения позволит еще больше вовлечь студентов в образовательный процесс, будет способствовать ускорению освоения материала и путем предоставления вознаграждений повысит мотивацию к самостоятельному развитию. Один из наиболее известных российских образовательных проектов, содержащий элементы геймификации, — онлайн-ресурс по изучению английского языка LinguaLeo82. Игровые механизмы также используют такие ресурсы, как Codeacademy и «Нетология». Появляются и новые проекты в этой области, например SmartFox — проект по подготовке к Единому государственному экзамену по математике с использованием игровых механизмов, получивший в числе первых финансирование от Фонда Развития Интернет-Инициатив. Применяемые игровые механизмы включают: Создание обучающих курсов в формате игры с предоставлением виртуальных наград Использование системы рейтингов и достижений за завершение работы Размещение открытых профилей других учеников в целях стимулирования конкуренции Постепенную подачу информации (открытие и расширение доступа к контенту) и усложнение задач для отслеживания достигнутых результатов. Помимо геймификации, Максим Спиридонов, генеральный директор сервиса «Нетология», отмечает кроссплатформенность образовательных приложений и сокращение продолжительности занятий с увеличением их количества как еще один тренд на рынке образовательных услуг: «Я могу провести одно занятие дома и выполнить тест, по пути на работу на смартфоне пройти еще одно занятие в течение пяти-семи минут, закончив его тестом, а по возвращении домой — посмотреть видеоурок на smart TV». http://www.computerra.ru/92998/mooc-kak-budushhee-obrazovatelnogo-protsessa-za-i-protiv/ http://kommersant.ru/doc/2411173 79 http://www.onlinelearningsurvey.com/reports/changingcourse.pdf 80 http://www.computerra.ru/92998/mooc-kak-budushhee-obrazovatelnogo-protsessa-za-i-protiv/ 81 http://www.nytimes.com/2013/12/11/us/after-setbacks-online-courses-are-rethought. html?src=me&ref=general 82 http://lingualeo.com/ru/ 77 78 42 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В России сегмент онлайн-образования активно развивается. В 2013 году образовательные технологии и обучающие сервисы вошли в число пяти наиболее быстрорастущих сегментов интернет-рынка83. В 2011 году было разработано более 2000 электронных образовательных ресурсов, и на сегодняшний день к образовательной сети «Дневник.ру» (содержащей электронные дневники, журналы, библиотеку и обучающий медиаконтент) подключено 76% школ. По мнению Максима Спиридонова, сегмент дополнительного среднего образования является наиболее прибыльным в России. «Это обусловлено тем, что данный рынок уже сформирован и оборот его составляет около 2 млрд долларов в год. На рынке уже есть привычка платить за услуги, и каждый второй родитель нанимает репетитора для своего ребенка», — считает генеральный директор сервиса «Нетология». Необходимым условием массового онлайн-обучения является наличие достаточного набора учебных материалов в цифровом формате. В 2012 году организацией Connexions был запущен проект OpenStax College по созданию высококачественных, свободно распространяемых учебников для студентов, доступных как в печатном, так и в цифровом виде. За год были выпущены учебники по физике, социологии, биологии. Они были приняты к использованию более чем в 400 образовательных учреждениях, были загружены 400 тыс. раз и позволили студентам сэкономить 5,5 млн долларов. Всего планируется выпустить 25 таких учебников до 2018 года84. 43 В России происходит «цифровизация» образования, одним из проявлений которой является внедрение электронных учебников. С 1 января 2015 года в РФ можно будет издавать только те учебники, у которых есть электронная версия85. Электронные учебники уже активно используются в Южной Корее, Великобритании и США. так как они настроены на другую ментальность и не учитывают специфику отношения к образованию в России. Структура пользователей сервиса Coursera по географическому признаку Развитие МООС в России особенно актуально, поскольку больше половины желающих получить образование в столичных вузах не могут себе этого позволить, в том числе и по причине географической удаленности места жительства от Москвы86. «Электронное дистанционное образование позволяет студентам обучаться и вести научную работу у выбранных ими преподавателей независимо от расстояния, — уточняет Александр Галицкий, основатель венчурного фонда Almaz Capital Partners. — При этом университеты все чаще будут засчитывать своим студентам курсы, прослушанные в других университетах. Например, если я, обучаясь в MIT, хочу прослушать курс физики в Гарварде, потому что его читает Михаил Лукин87, я могу это сделать без проблем, и этот курс будет зачтен мне в MIT». В октябре 2013 года к глобальной образовательной платформе Coursera впервые присоединились российские вузы: МФТИ, СПбГУ, НИУ ВШЭ. Высшая школа экономики за полгода сотрудничества запустила 12 образовательных курсов, на которые подписались более 100 тыс. человек. Обучение на таких курсах бесплатное, а стоимость сертификата, заверенного вузом, составляет около 50 долларов. Однако, по мнению Максима Спиридонова, перспективы западных образовательных платформ на российском рынке невелики, 32%США 8%Индия 4%Великобритания 4%Бразилия 4%Канада 3%Испания 3%Китай 2%Мексика 2%Австралия 2%Россия 36% Другие страны Источники: http://thenextweb.com/ insider/2013/10/24/coursera-partners-13institutions-pass-100-total-sees-5-millionstudents-500-courses/ http://cdn1.tnwcdn.com/wp-content/blogs. dir/1/files/2013/10/Coursera-Infographic.jpg. http://rusbase.vc/news/EdTech-trends/ http://www.forbes.com/sites/ skollworldforum/2014/02/13/ the-future-of-online-education/ 85 http://rusbase.vc/news/EdTech-trends/ 86 http://presscentr.rbc.ru/ pressconf/2014/03/24/1556/ 87 Профессор физики Гарвардского университета, член Международного консультативного совета Российского квантового центра 83 84 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Развитие собственных образовательных онлайн-сервисов в России имеет свои особенности. «Одним из факторов, обуславливающих специфику российского онлайн-образования, является отсутствие привычки учиться за пределами школы и института», — отмечает Максим Спиридонов. К тому же большинство отечественных сервисов изначально предоставляют только платный доступ к контенту, что сильно ограничивает масштаб аудитории и возможности продвижения проектов. Также, по мнению Максима Спиридонова, недостаточную популярность образовательных онлайн-платформ объясняет недоверие россиян к эффективности онлайн-образования. Эту проблему Максим планирует решать в рамках своего проекта «Нетология» с помощью привлечения высококвалифицированных преподавателей из ведущих вузов для проведения курсов. Кроме того, по мнению экспертов, наблюдается дефицит качественного контента на русском языке, а также возникают сложности с монетизацией сервисов, вызванные отсутствием платежеспособного спроса и наличием бесплатных аналогов. Наиболее известными бесплатными обще­ доступными проектами в этой сфере являются «Универсариум», Interneturok. ru (российский аналог Академии Хана) и Eduson88. «УНИВЕРСАРИУМ» «НЕТОЛОГИЯ» Платформа запущена при поддержке Агентства стратегических инициатив и «РИА-Новости». Курсы разрабатываются совместно с российскими вузами (МГУ имени М. В. Ломоносова, МФТИ, РЭУ имени Г. В. Плеханова). Образовательный онлайн-центр по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области онлайн-индустрии, где преподавателями являются практики. Пользователей: более 245 тыс. Пользователей: более 112 тыс. Курсов: 58 Курсов (доступных и готовящихся к запуску): 37 Университетов-партнеров: 10 EDUSON Сервис Eduson сфокусирован на бизнес-обучении в режиме онлайн. Миссия Eduson — сделать качественное деловое образование доступным для профессионалов. Проект изначально был нацелен на страны БРИК. Пользователей: более 48 млн (в основном из США, Бразилии и России) Среди платных платформ онлайн-­ обучения в России можно выделить Uniweb — первый проект, которому удалось заключить контракты с университетами на дистанционное обучение. Вузы сотрудничают с порталом бесплатно. Сейчас есть договоренности с девятью учебными заведениями, среди которых МГИМО, МГУ, РАНХиГС, МВШСЭН89. Стартап ориентируется на бизнес-образование и повышение профессиональной квалификации, однако в будущем планируется запуск программ обучения для получения степеней бакалавра и магистра. Курсов: 190 Университетов-партнеров: 5 UNIWEB Сервис Uniweb совместно с ведущими российскими вузами предоставляет образовательные онлайн-программы. Основной партнер — РАНХиГС, есть курсы с факультетами МГУ, МГИМО, РМОУ Пользователей: более 5 тыс. Курсов: 35 Программ: 10 Университетов-партнеров: 10 http://www.vedomosti.ru/career/ news/24218821/ obrazovyvajtes-sami?full#cut 89 http://www.rbcdaily.ru/ media/562949988663542 88 44 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗВИТИЕ РОБОТОТЕХНИКИ: НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ПОВСЕМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ Достижения в области робототехники создали возможности для использования роботов не только в промышленном производстве, но и в широком спектре отраслей: от сельского хозяйства до нефтедобычи. «Снижение стоимости сенсоров и повышение их качества наряду с расширением доступного функционала роботов приведет к масштабной роботизации нашего быта: от «умного» дома до беспилотного автомобиля», — считает Александр Галицкий, основатель венчурного фонда Almaz Capital Partners. Внедрение зарубежных промышленных решений с использованием роботов в России в настоящее время является довольно дорогостоящим. Основная проблема российской робототехники — разрозненность отрасли наряду с отсутствием единого сообщества: отдельные компании и энтузиасты занимаются решением конкретных задач в области механики, электроники, программирования. При этом участники рынка не склонны вступать в партнерские отношения, обмениваться идеями, что в конечном итоге приводит к ошибкам при реализации проектов. Однако новые инициативы в области робототехники позволяют ожидать определенного изменения положения в отрасли, в частности формирования в России соответствующего сообщества и решения проблем с устаревшей материальной и научно-технической базой90. 90 http://habrahabr.ru/sandbox/79741/ Рост рынка сельскохозяйственных роботов в 2013-2020 годах 16 300 млрд долларов 817 2013 2020 (прогноз) Источник: WinterGreen Research. 45 16,3 составит объем рынка сельскохозяйственных роботов к 2020 году, среднегодовой рост ожидается на уровне 50%. ЮРИЙ БУРОВ Генеральный директор CubicRobotics «Робототехника и автономные системы в России и за границей сегодня являются одним из перспективных направлений для инвестиций. Об этом говорят и сами инвесторы, и независимые аналитики. По самым скромным предположениям, данный мировой рынок можно оценить в 4,5 трлн долларов. Поэтому с каждым днем на рынке будет все больше новых робототехнических проектов. На мой взгляд, такие проекты будут в основном узконаправленными — в том плане, что нет пока супер-­ робота, который умел бы делать все. На создание такого робота нужны ресурсы и время, а стоить он будет очень дорого. Такие роботы будут создаваться в лабораториях, но в массовое производство пока не попадут. Однако на рынке появятся (и уже появляются) роботы с не очень высокой стоимостью, способные выполнять одну-две задачи, но делать это они будут намного эффективнее, чем человек. Важно понимать, что рынок создается не одними технологиям, но и благодаря выпуску новых, законченных продуктов. Именно продукты развивают отрасль, перенося технологии из кабинетов и лабораторий в жизнь». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ дронов могут делать снимки одновременно в разных диапазонах: в инфракрасном и видимом, совмещение которых позволяет выявить нездоровые растения в посадках. ТРЕНД: РОБОТИЗАЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТРЕНД: ПОВЫШЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РОБОТОВ Летающие дроны (миниатюрные самолеты или квадрокоптеры) в основном применяются для получения качественных снимков земной поверхности по доступной цене. Такие устройства оборудованы GPS-модулем, камерами для съемки и другими сенсорами. Все этапы полета — от взлета до посадки — выполняются на автопилоте, программное обеспечение также вырабатывает оптимальный маршрут и настраивает камеру для получения наиболее пригодных для дальнейшей обработки снимков. Цена подобных устройств начинается всего от 1000 долларов, что открывает возможности для их использования на массовом рынке. Это стало возможным благодаря быстрому развитию технологий: различных типов сенсоров (акселерометров, гироскопов, датчиков давления и магнитного поля), GPS-­модулей, высокопроизводительных процессоров и модулей связи. Технические характеристики всех этих компонентов совершенствуются при постоянном снижении цены. По сравнению со спутниковыми снимками и теми, которые сделаны с обычного самолета, фотографии дронов намного дешевле и при этом характеризуются более высоким качеством (большей детализацией и меньшей зависимостью от облачности ввиду более низкой высоты полета). Аэрофотоснимки, сделанные сельско­ хозяйственными дронами, могут облегчить обнаружение проблем, которые сложно выявить другими способами, — например связанных с недостаточным поливом, качеством почв или заражением вредителями. Кроме того, камеры современных Европейская комиссия вместе с 10 коммерческими организациями во главе с компанией Shell запустила в 2013 году проект PETROBOT по созданию робота, который заме­ нил бы человека в сложном и затрат­ ном процессе по техническому обслуживанию емкостей, используемых в нефтяной, газовой и химической промышленности. Инвестиции Евросоюза в проект составят до 6,2 млн евро в течение трех лет91. Используемые в производстве роботы до недавнего времени имели только один манипулятор («руку»), и если производственный процесс предполагал действие, которое можно совершить только двумя «руками», устанавливался второй робот с одной «рукой». Все больше компаний в последние годы представляют «двуруких» роботов: Seiko Epson, Nachi, ABB и Kawada. Их внедрение в производство облегчит совместное выполнение задач роботами и людьми92. «В медицине уже созданные и применяемые сегодня роботы и полуроботы проводят операции и делают это настолько http://europa.eu/rapid/ press-release_IP-13-810_en.htm 92 http://spectrum.ieee.org/automaton/ robotics/industrial-robots/ four-technology-trends-from-theinternational-robot-exhibition-2013 91 46 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ совершенно, что время на восстановление пациента после операции занимает не недели, а несколько дней. Дальнейшее развитие робототехники позволит еще больше повысить эффективность лечения и сократить расходы, к примеру, за счет проведения удаленных операций», — говорит Александр Галицкий. Роботы, способные передвигаться по неровной поверхности, смогут заменять человека в опасных спасательных операциях и на токсичном производстве, а также помогать в повседневной жизни людям с ограниченными возможностями и пожилым. «Робототехника изменит рынок труда, — считает Александр Галицкий, — некоторые виды профессий со временем исчезнут, а деятельность в этих сферах будет автоматизирована». Для использования робототехники в повседневной жизни и в привычной для человека среде роботы должны научиться перемещаться в определенных условиях. Интуитивная для человека ходьба является сложным процессом, и только в последнее время наметился прогресс в освоении роботами такого способами перемещения. Человекоподобный робот Atlas, созданный в компании Boston Dynamics, уверенно ходит по пересеченной местности, а по ровной поверхности может даже бежать. Это стало возможным благодаря качественному прорыву в направлении улучшения программного обеспечения робота. Его предшественники (роботы ASIMO компании Honda, а также QRIO, созданный в Sony) могли ходить, однако недостаточно хорошо управляли своим балансом, что ограничивало возможности их использования. Atlas же обладает более совершенной способностью сохранять равновесие в любой ситуации. Оснащенный двумя видеосистемами — лазерным дальномером и стереофоническими камерами, он может как бежать по беговой дорожке, так и ходить по груде обломков. Также Atlas сохраняет равновесие после толчка, вовремя изменяя положение своего гидравлически управляемого тела в пространстве и перенося вес на нужную «ногу». Несмотря на то что Atlas пока не готов выполнять повседневные обязанности в доме или офисе из-за полной зависимости от внешнего источника питания, он уже сейчас может работать в местах, слишком опасных для человека, таких как атомные электростанции и высокотоксичное производство, решая задачи, включающие открывание дверей, перекрытие вентилей, применение электроинструментов и другие. 47 ВАЛЕРИЯ КОМИССАРОВА Директор по развитию бизнеса, Grishin Robotics «Появление и распространение потребительской робототехники — один из основных трендов мирового технологического рынка. Мы рассматриваем потребительскую робототехнику как следующую большую технологическую волну в одном ряду с появлением персональных компьютеров, распространением Интернета и смартфонов. Робототехника наконец-то становится массовой. Некоторое время назад вычислительные устройства были большие, дорогие, мало кому доступные, а потом ПК стали мощными и доступными каждому. Теперь то же самое происходит с робототехникой. Одним из драйверов развития робототехники является снижение цен на компоненты, во многом благодаря смартфонной революции. За счет массового производства компоненты стали дешеветь, а их качество — повышаться. Порог входа снизился, и десятки стартапов смогли использовать сенсоры, что привело к росту инноваций в этой сфере и развитию индустрии. Демократизация 3D-печати является фактором роста индустрии потребительской робототехники. Так, происходит снижение порога входа на рынок робототехники за счет упрощения прототипирования, что ведет к увеличению скорости инноваций и развитию концепции «бережливого стартапа», суть которой заключается в максимальном сокращении разрыва между идеей и продуктом, который можно показать потребителю. Например, компания делает полусырой прототип, выставляет его на рынок, получает отзыв и после нескольких итераций улучшения представляет готовый продукт, отвечающий запросам потребителя. Тренд последнего времени — рост производства в развивающихся странах. Малые и средние партии товаров становится возможным изготавливать в развивающихся странах, не торопясь перейти на массовое производство в Китай. Такая возможность возникла благодаря развитию новых методов производства, 3D-печати, появлению локальных мощностей». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Рост рынка 3D-печати в 2011-2021 годах Динамика продаж 3D-принтеров в 2009-2011 годах 2010 10,8 1,7 2,2 2,5 3,1 4 4,8 6 7 7,9 9 2011 2012 2013 2014* 2015* 2016* 2017* 2018* 2019* 2020* 2021* *Прогноз 3D-ПЕЧАТЬ 3D-принтеры представляют собой устройства аддитивного производства, послойно создающие объемные фигуры практически любой сложности на основе цифровой компьютерной модели. Развитие 3D-печати и, как следствие, снижение цен на 3D-принтеры, открывают возможности их промышленного использования для изготовления, проектирования и прототипирования изделий во всех сферах: для изготовления товаров личного потребления, в автомобильной промышленности, аэрокосмической и оборонной отраслях, медицине и в производстве электроники. Преимущества 3D-печати и повышение доступности принтеров способствуют стремительному развитию рынка и расширению количества пользователей среди частных лиц и предприятий малого бизнеса. «В корпоративном сегменте технология 3D-печати позволит решать задачи дешевле и быстрее, чем это делается в настоящий момент», — уверен Николай Бобров, генеральный директор российской компании-производителя 3D-принтеров Picaso 3D. Сегодня купить 3D-принтер можно менее чем за 1000 долларов. Особым спросом недорогие принтеры пользуются у научных учреждений и энтузиастов, предпочитающих делать вещи своими руками. Появление новых сервисов 3D-печати также способствует росту популярности и уровня использования технологии. Так, облачные сервисы 3D-­печати — Cubify и Sculpteo — позволяют бесплатно 23265 Промышленные 3D-принтеры 4486 Персональные 3D-принтеры 6164 5978 6494 1816 2009 2010 2011 создать или загрузить уже имеющуюся 3D-модель желаемого предмета, которую затем можно заказать в напечатанном виде с доставкой. На сегодняшний день основным фактором роста рынка 3D-печати является использование напечатанных объектов в автомобильной промышленности. Растущая активность проявляется в сегментах производства медицинских приборов, дизайнерских и ювелирных изделий. В медицине 3D-печать широко применяется для изготовления слуховых аппаратов, ортопедических и зубных имплантатов. В массовом сегменте, по мнению Николая Боброва из Picaso 3D, 3D-печать будет наиболее активно использоваться для изготовления запчастей (для бытовой техники, автомобилей и т. п.) и для печати предметов, направленных на удовлетворение потребностей семьи: конструкторов, игрушек, сувениров. Немецкий концерн Siemens объявил о применении 3D-­ печати для выпуска запасных частей к газовым турбинам, что, по заявлениям компании, позволит сократить сроки ремонта (в отдельных случаях с 44 недель до четырех) и снизить издержки. Siemens также стала первой компанией, использующей 3D-печать для массового производства металлической продукции. О внедрении технологии в промышленном производстве заявили и крупнейшие компании, такие как EADS и General Electric. В августе 2013 года американское космическое агентство NASA провело успешные испытания наиболее сложной из созданных до сих пор при помощи 3D-принтера детали ракетного двигателя — форсунки, осуществляющей впрыск 48 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Основные отрасли, в которых используется 3D-печать 31% Производство потребительских товаров/ электроника 21% Аэрокосмическая и военная промышленность 26% Автомобильная промышленность 22% Медицина и стоматология Источник: Wohlers Associates http://makezine.com/2013/08/16/ maker-pro-newsletter-24/. топлива в двигатель с помощью 40 распределительных головок93. Новая технология позволила уменьшить затраты на производство детали более чем на 70%, а срок изготовления сократить с года до четырех месяцев. 3D-печать предоставляет бизнесу ряд преимуществ, среди которых: снижение производственных затрат, быстрое внедрение инноваций, сокращение цепочки поставок, массовая кастомизация и способность быстрого вывода на рынок новых товаров. На сегодняшний день, однако, существует ряд ограничений, препятствующих широкому распространению и массовому использованию 3D-печати. Среди наиболее существенных из них — ограничение спектра применяемых материалов и их высокая стоимость, сложность и высокая цена программного обеспечения для моделирования, а также отсутствие в отрасли промышленных стандартов. ТРЕНД: УВЕЛИЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПЕЧАТИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ НЕЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Существующие на сегодняшний день персональные 3D-принтеры могут использовать для печати только различные виды пластика. При этом наиболее передовые индустриальные устройства расширили список применяемых материалов, включив в него некоторые металлические сплавы. Одним из перспективных направлений развития 3D-печати является расширение спектра используемых материалов. 49 Решение указанной задачи позволит создавать с помощью 3D-печати не просто предметы определенной конструкции, но и комплексные объекты с требуемыми механическими, электропроводящими и оптическими свойствами, способные выполнять сложные функции. Для достижения такой цели необходимо совершенствование методов обработки существующих материалов и создание новых, а также модернизация механических систем. Заметных успехов в этой области добились команды Принстонского университета, сумевшие «напечатать» искусственное ухо из биоматериалов и электроники, а также сотрудники университета Кембриджа, которые использовали клетки сетчатки глаза для создания тканей глаза. Технологии 3D-печати набирают популярность и в России, причем с помощью 3D-принтеров не только изготавливаются предметы. Существуют российские компании, выпускающие собственные устройства. Так, работа над проектом по производству механизмов для 3D-печати началась в 2011 году, и в результате была выпущена модель Picaso 3D Builder. Она стала первым устройством, запущенным в массовое производство в 2013 году по цене порядка 85 тыс. рублей. Сейчас появилось уже третье поколение под названием Picaso Designer94. Компания Maket-City95 из Курска предлагает 3D-принтер Люмен, конструкция которого является открытой разработкой, что позволяет добиться невысокой стоимости устройства — она начинается от 39 тыс. рублей. http://www.nasa.gov/press/2013/august/nasa-tests-limitsof-3-d-printing-with-powerful-rocket-engine-check/ 94 http://3dtoday.ru/3d-printers/picaso-3d/picaso-3d-builder/#description 95 http://cnc.maket-city.ru/ 93 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ «Качество российских 3D-принтеров уже сегодня находится на уровне известных американских аналогов, — говорит Николай Бобров из Picaso 3D. — При этом отечественные компании могут более качественно удовлетворить потребности клиента: это и техническая поддержка, и сопровождение использования устройства, обеспечивающего решение основных проблем, и устранение неполадок в течение пяти часов». Технология 3D-печати имеет большой потенциал для роста инноваций и способна вызвать изменения в различных отраслях. Правительства многих стран принимают меры по стимулированию инвестиций для развития этой отрасли. КЕЙС ИНИЦИАТИВЫ ГОСУДАРСТВА И БИЗНЕСА ПО СТИМУЛИРОВАНИЮ ОТРАСЛИ 3D-ПЕЧАТИ Россия: государственные инвестиционные фонды осуществляют инвестиции в компании, работающие над развитием технологий 3D-печати. Другим методом стимулирования развития рынка 3D-печати в России являются инициативы государства по реализации импортозамещения. «Мы ожидаем, что продажи российского оборудования и услуг вырастут в сегменте B2G (в школах, университетах, государственных компаниях), — говорит Николай Бобров. — Еще одна положительная тенденция с точки зрения развития рынка — рост государственных инвестиций в обновление и замену оборудования в университетах и лабораториях». EC: инвестирование в развитие перспективных технологических решений 3D-печати является одним из способов увеличения доли промышленного производства с 16% от объема ВВП в 2013 году до 20% к 2020 году. США: в 2012 году в США Национальный институт инноваций в аддитивном производстве (NAMII), учрежденный консорциумом из коммерческих компаний, исследовательских институтов и некоммерческих организаций, получил государственное финансирование объемом 30 млн долларов. Позднее еще 40 млн долларов было внесено членами консорциума. Деятельность института направлена на ускорение внедрения аддитивного производства. 9 мая 2013 года США объявили о расширении сети инновационных научно-­производственных центров и партнерстве государственного и частного сектора, а также объявили о выделении дополнительных 200 млн долларов на развитие 3D-печати. Канада: Федеральное агентство экономического развития Канады инвестирует 19 млн долларов в компании, разрабатывающие технологии 3D-печати. Китай: правительство планирует инвестировать 245 млн долларов в течение семи лет в развитие 3D-­ печати. Азиатская ассоциация производителей намерена построить 10 центров 3D-печати по всему Китаю. Великобритания: правительство предоставляет для исследований и развития технологий 3D-печати гранты в размере до 10 млн долларов. В 2015 году планируется создание Центра аддитивных технологий, на это правительство выделило 15,3 млн фунтов стерлингов (около 25 млн долларов). Австралия: государственные органы стимулируют развитие отрасли 3D-печати, выступая в качестве организатора тематических конференций и семинаров, а также инвестируя в научные исследования. Южная Африка: запущенный в 2012 году проект AeroSwift, совместно осуществляемый концерном Airbus, Советом Южной Африки по научным и промышленным исследованиям (CSIR) и южноафриканским авиапроизводителем Aerosud, нацелен на развитие возможностей использования аддитивной печати из материалов на основе титана для производства компонентов авиационной промышленности. 50 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ Достижение целей по уменьшению выбросов парниковых газов и разрушающего влияния человечества на климат Земли в условиях продолжающегося роста энергопотребления планеты требует, с одной стороны, увеличения доли «чистых» источников энергии, а с другой — оптимизации текущего расхода энергоресурсов. Уже сегодня порядка 19% потребляемой энергии приходится на возо­бновляемые источники. За последние годы стоимость генерации электричества с помощью ветряных двигателей и солнечных батарей значительно снизилась, и все больше компаний рассматривают возобновляемые источники как наиболее надежные и выгодные. «В Европе солнечные и ветровые источники энергии уже считаются не альтернативными, а основными: в некоторых зданиях до 30% энергобаланса обеспечивается ветряками», — отмечает Олег Дмитриев, основатель компании Vert Rotors, занимающейся разработкой волновых генераторов. Для дальнейшего замещения углеводородных видов топлива требуется решение задач, связанных с повышением эффективности преобразования и сохранения энергии из возобновляемых источников. Cовершенствование технологии производства солнечных фотоэлементов уменьшит стоимость генерации электроэнергии. Новые способы сохранения энергии и предсказания погоды позволят увеличить долю альтернативных источников в общем объеме генерации энергии. Уменьшение энергопотребления происходит за счет интеллектуальных систем, способных без участия человека минимизировать расходование энергии населением и бизнесом и перераспределять его таким образом, чтобы снизить нагрузку в пиковые часы. Кроме повышения энергопотребления, рост населения Земли усугубляет проблему дефицита чистой питьевой воды, которая уже сегодня становится особенно актуальной в некоторых регионах. Совершенствование методов очистки и опреснения воды наряду с применением для этого новых материалов позволит повысить эффективность процесса и уменьшить энергозатраты, что расширит возможности новых технологий. 51 СЕРГЕЙ СУНЧУГАШЕВ Генеральный директор ООО «ЭкоКат» «Инновационные разработки в производственном секторе экономики РФ сосредоточены в Российской академии наук. В результате трудов ученых увидели свет изобретения, имеющие большое значение для бизнеса в масштабах страны. Повторение инновационных решений институтов РАН во много раз менее вероятно, чем повторение новых решений в области Интернета и ИТ. РАН работает в связке с отраслевыми институтами и лидерами мирового бизнеса, разрабатывающими на основе изобретений инновационные конечные продукты, используемые предприятиями. Так, основным направлением бизнеса «ЭкоКат» является внедрение результатов интеллектуальной деятельности Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук в области каталитического отопления». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ИТАЙ ЖЕТЕЛЬНЫЙ Партнер, руководитель группы EY по оказанию консультационных услуг компаниям отрасли чистых технологий, Израиль ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ТРЕНД: РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ «Отрасль чистых технологий (Cleantech) развивается и расширяется на глобальном уровне, сегодня возобновляемые источники энергии являются самыми быстрорастущим. В течение последних 15 лет стоимость энергии морского ветра снизилась на 50%, за последние пять лет цена солнечной энергии уменьшилась на 80%, цены на светодиодное освещение упали на 85%, на технологии хранения энергии — на 50%. Несмотря на сокращение государственных субсидий во всем мире, объемы общей установленной мощности находятся на подъеме. В 2013 году Китай инвестировал 61 млрд долларов в возобновляемые источники энергии, США — 49 млрд долларов. Япония увеличила объем инвестиций на 55% — до общего объема в 36 млрд долларов. Глобальный рост новых генерирующих мощностей составляет 83 Гвт ежегодно. Одной из самых интересных мегатенденций в отрасли чистых технологий является расширение прав и возможностей клиентов. Преобразование энергии, быстрый рост концепции «интернет-­ вещей», переход на мобильные технологии и приложения — все это передает власть в руки клиентов. Новые cleanweb-­ технологии, технологии распределения выработки электроэнергии, «умные» сети электроснабжения и «умные» дома, распространение инструментов управления энергоэффективностью и будущие тенденции, такие как электрификация транспорта и технологии хранения энергии, меняют опыт клиентов и влияют на традиционный бизнес энергоснабжения. Новые игроки на этом рынке, такие как Google, Apple, AT & T, и новые бизнес-модели оптимизации энергии будут поддерживать рост спроса на чистые технологии». В условиях, когда способы сохранения энергии еще недостаточно проработаны, основным минусом альтернативных источников, таких как энергия ветра и солнца, является резкое колебание уровня генерации в зависимости от погодных условий. С повышением доли альтернативных источников в общем объеме энергии, генерируемой энергетическими компаниями, возникает необходимость в резервировании — то есть в создании источников, способных оперативно компенсировать недостаток энергии в определенные периоды. Для этого обычно используются традиционные электростанции, работающие на углеводородных видах топлива. Такое решение является дорогостоящим, и чем больший объем энергии необходимо зарезервировать, тем выше будут затраты. С повышением точности прогнозирования объемы требуемых резервов могут быть уменьшены, что в результате снизит зависимость от традиционных видов топлива. Мировые показатели установленных мощностей ветрогенерации, ГВт 596 532 198 2010 238 2011 283 2012 318 2013 365 2014* 416 2015* 472 2016* 2017* 2018* *Прогноз 4 млрд долларов могут сэкономить потребители электроэнергии в США за счет улучшения системы прогнозирования в национальном масштабе. 52 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ Точные прогнозы погодных условий будут особенно востребованы при реализации идеи перераспределения потребления по времени и консервации энергии. Аккумуляторы электромобилей обладают достаточной емкостью для обеспечения электроэнергией жилого дома в течение нескольких дней. Поэтому с ростом количества электротранспорта становится возможной следующая схема сокращения использования углеводородных источников энергии: электромобили могут запасать энергию, полученную от солнечных панелей днем, использовать ее для питания помещений вечером во время максимального потребления и затем восполнять заряд ночью и утром, тратя энергию, полученную от ветряных станций. Осуществлением проекта по интеграции электромобилей занимается Национальная лаборатория альтернативной энергетики США96 совместно с энергетическими компаниями, производителями транспортных средств и зарядных станций. ТРЕНД: СНИЖЕНИЕ СТОИМОСТИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И ПОВЫШЕНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ Доля возобновляемых источников энергии в общем объеме производимой в мире электроэнергии продолжает увеличиваться. Среди альтернативных источников наибольший рост в относительном выражении в 2013 году показал сектор солнечной энергетики, увеличившийся за год на 28%. В абсолютном выражении он уступил только гидро­ электроэнергетике: прирост составил 39 и 40 ГВт соответственно97. 96 97 53 КЕЙС ИНСТРУМЕНТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТ НАЦИОНАЛЬНОГО ЦЕНТРА АТМОСФЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ КОМПАНИИ XCEL ENERGY Несколько лет назад энергетическая компания Xcel Energy, обслуживающая более 3,3 млн потребителей электроэнергии, использовала прогноз объема энергии ветра на основе данных с двух метеорологических станций, расположенных на ветряных фермах. Отличия прогноза от фактических значений составляли в среднем 20%, а в отдельных случаях он не оправдывался совсем. В результате требовалось резервирование полного объема мощностей ветряных двигателей. Система мониторинга от Национального центра атмосферных исследований (NCAR) собирает информацию с большого количества ветряных турбин, после чего эти данные используются для формирования прогноза, который комбинируется с прогнозами из пяти других независимых источников. Затем на основе исторических данных о погодных условиях в рассматриваемой местности определяется наиболее вероятный прогноз для каждой из ветряных ферм. С помощью указанного прогноза рассчитывается ожидаемый объем генерируемой ветряной фермой мощности в каждый 15-минутный интервал в ближайшие семь дней. Получаемый благодаря новой системе прогноз является существенно более точным, чем использовавшийся ранее, что позволило компании приостановить работу нескольких станций на традиционном топливе. Система прогнозирования применяется в шести американских штатах (включая Колорадо, Миннесоту, Нью-Мексико, Техас и Висконсин) на более чем 3000 турбин. Она дала возможность Xcel Energy увеличить долю энергии ветра в генерируемом объеме до 30% и добиться экономии до 6 млн долларов в год98. При этом в один из выходных дней 2013 года более 60% электроэнергии Колорадо было получено с ветряных ферм, что является рекордным показателем. Следующим этапом развития системы прогнозирования NCAR станет составление прогнозов генерирования солнечной энергии, для чего будут использоваться данные со спутников, тепловизоров, регистраторов загрязнения и солнечных панелей, находящихся в общественной собственности. 98 http://www2.ucar.edu/atmosnews/news/5771/ ncar-wind-forecasts-save-millions-dollars-xcel-energy http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/project_ev_grid_integration.html Renewables 2014 Global Status Report, Table R1. http://www.ren21.net/ren21activities/globalstatusreport.aspx ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Суммарная мощность альтернативных источников электроэнергии в мире в 2012-2013 годах, ГВт Динамика роста генерирующих мощностей солнечной энергетики в пяти крупнейших странах, ГВт 2010 0 200 400 600 318 353 Ветряная энергия 139 178 Солнечная энергия Геотермальная энергия Энергия приливов 1000 1200 1000 1040 Гидроэлектростанции Биоэнергетика 800 5 4 3 13 88 93 12 12,5 0,5 0,5 5 7 7 Мощность в 2012 году, ГВт Основные генерирующие мощности солнечной энергетики по-прежнему сосредоточены в Европе (в Германии, Италии, Испании, Франции), а также в Японии, США и Китае. При этом Китай в 2013 году вышел на второе место после Германии по мощности солнечных установок, увеличив за год этот показатель почти в три раза — до 19,9 ГВт (у Германии — 35,9 ГВт). Популярность солнечной энергетики можно объяснить продолжающимся снижением стоимости производства фотоэлементов (в основном на основе поликристаллического кремния), совершенствованием технологических процессов и растущей экономией масштаба. Уже в 2013 году крупнейшие китайские производители добились стоимости солнечной электроэнергии на уровне 0,5 центов США за 1 Вт. По-прежнему наблюдается тенденция смещения производства фотоэлементов из Европы, США и Японии на развивающиеся рынки: в 2013 году в Азии производилось более 87% продукции, из них 67% — в Китае99. Устанавливаемые системы получения солнечной энергии становятся дешевле, однако не так быстро. В США стоимость монтируемой на крыше батареи снизилась на 37%, при этом около 80% от величины указанного снижения произошло за счет фотоэлементов. Испания США 20 Китай 18 Италия 36 Германия 16 32 25 Мощность в 2013 году, ГВт 6 12 2011 2012 2013 Наряду с совершенствованием существующих технологий производства фотоэлементов, разрабатываются также решения с использованием инновационных материалов. Так, новые фотоэлементы на основе титаната кальция могут снизить стоимость производства солнечных батарей еще более чем в четыре раза. Быстрое совершенствование технологий солнечной энергетики объясняется, в частности, наиболее крупными инвестициями в этом направлении: в 2013 году на ее долю пришлось 113 млрд долларов, что составляет более половины от всего объема инвестиций в альтернативные источники энергии100. В России суммарная мощность солнечной генерации в 2012 году составила не более 5-6 МВт, что соответствует 0,003% от общей установленной мощности электростанций в 223 ГВт101. Такое положение можно объяснить отсутствием стимулов для внедрения альтернативных источников Renewables 2014 Global Status Report, SOLAR PV INDUSTRY. http://www.ren21.net/ren21activities/globalstatusreport.aspx 100 Renewables 2014 Global Status Report, Table R11. http://www. ren21.net/ren21activities/globalstatusreport.aspx 101 http://minenergo.gov.ru/activity/powerindustry/powersector/ structure/manufacture_principal_views/ 99 54 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ Динамика затрат на производство фотоэлектрических модулей наиболее эффективным производителем в Китае, долларов/Вт 1,0 Затраты на кремний 0,9 0,57 0,8 Затраты на оплату труда, расходные материалы, амортизацию 0,7 0,6 0,43 0,5 0,38 0,4 0,3 0,32 0,31 0,3 0,09 0,08 0,08 0,29 0,2 0,1 0,0 0,36 0,1 4 кв 2011 4 кв 2012 0,1 4 кв 2013 0,11 4 кв 2014* 4 кв 2015* 4 кв 2016* 4 кв 2017* * Прогноз Источник: Global PV Competitive Intelligence Tracker. энергии, поскольку страна не зависит от импортных энергоресурсов и, наоборот, является их крупным экспортером. Кроме того, большая часть территории Российской Федерации характеризуется низким уровнем инсоляции — не более 3-3,5 кВт-ч/м2 в день. Максимальный уровень солнечной радиации — более 5 кВт-ч/м2 в день отмечается только в некоторых регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока, которые при этом отличаются низкой плотностью населения и невысокими экономическими показателями. Наиболее благоприятными для строительства солнечных электростанций являются регионы Южного и Северо-­ Кавказского федеральных округов, а также отдельные регионы Центрального федерального округа, которые имеют достаточный экономический потенциал в сочетании с высоким уровнем инсоляции. Первая солнечная электростанция в России была построена в ноябре 2010 года на хуторе Крапивенские Дворы Белгородской области, ее расчетная производительность — 133,4 тыс. кВт*ч в год. Стоимость вырабатываемой на Крапивенской электростанции электроэнергии составляет 9 рублей за кВт*ч. При этом, хотя стоимость электроэнергии с ближайшей Курской АЭС ниже (2,3–4 рубля за 1 кВт*ч), построить солнечную электростанцию оказалось более выгодно, чем возводить 55 КЕЙС УЛУЧШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АМОРФНОГО ГИДРИРОВАННОГО КРЕМНИЯ Основным недостатком аморфного гидрированного кремния, который применяется при создании тонкопленочных модулей, является ухудшение его оптических и фотоэлектрических свойств под воздействием солнечного света, что приводит к уменьшению эффективности солнечных элементов. Этот недостаток устраняется путем добавления в аморфный кремний кремниевых нанокристаллов. Однако если их объемная доля превысит определенный уровень, то ухудшатся фотоэлектрические свойства самого аморфного кремния, поэтому важной задачей является определение оптимального уровня добавок102. Сотрудники физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе по результатам проведенного совместного исследования определили оптимальные показатели добавления кристаллов для устранения деградации и сохранения свойств аморфного кремния, а также предложили способ получения материала, совместимого с существующими промышленными технологиями. Технологические параметры формирования материала отрабатывались в ФТИ имени А. Ф. Иоффе. Результаты проекта найдут практическое применение: разработанная технология получения модифицированного аморфного кремния может использоваться на заводе компании «Хевел» по производству тонкопленочных солнечных модулей, поскольку она полностью совместима с технологическими процессами компании. http://www.strf.ru/material. aspx?CatalogId=222&d_no=52427 102 201 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Уровень инсоляции в регионах России до 3 3 — 3,5 3,5 — 4 новые линии электропередачи и распределительные подстанции103. Кроме того, с увеличением объемов вырабатываемой электроэнергии ожидается снижение ее себестоимости. В России также имеется производство фотоэлектрических модулей. Так, использованные при строительстве Крапивенской электростанции солнечные панели на основе поликристаллического кремния были произведены на Рязанском заводе металлокерамических приборов (РЗМКП). 4 — 4,5 4,5 — 5 Перспективным направлением является развитие производства фотоэлектрических преобразователей второго поколения с применением тонких пленок. Технология производства тонкопленочных модулей, будучи менее энергозатратной, позволяет выпускать гибкие дешевые модули большой площади, однако за счет снижения эффективности. ООО «Хевел» в середине 2014 года начало производство тонкопленочных фотопреобразовательных модулей на базе технологической линии швейцарской компании Oerlikon Solar в Новочебоксарске. В рамках проекта создано предприятие полного цикла по выпуску солнечных модулей мощностью 130 МВт в год104. Продукцию предприятия планируется направлять в страны Южной Европы (в Италию, Испанию, Грецию) и Германию. В перспективе до 15% модулей будут реализовываться на российском рынке. http://www.kommersant.ru/doc/1536273 http://www.rusnano.com/projects/portfolio/ hevel 103 104 56 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ КЕЙС ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРОВСКИТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ Обнаруженный в 1839 году на Урале минерал перовскит (титанат кальция) может служить материалом для создания более дешевых и эффективных фотоэлементов, чем те, которые представлены на рынке сегодня. По оценкам Министерства энергетики США, стоимость электроэнергии, генерируемой наиболее распространенными фотоэлементами на основе кремния, составляет 75 центов США за 1 Вт, ископаемых видов топлива — 50 центов США за 1 Вт. Использование перовскита позволит достичь показателя в 10-20 центов США за 1 Вт105. Впервые примененный в 2009 году в качестве фотоэлемента, перовскит показал низкую эффективность преобразования солнечной энергии в электричество (на уровне 3,5%). Кроме того, из-за жидкого электролита происходило быстрое растворение минерала, что делало его непригодным для массового использования. Однако развитие технологий в течение следующих лет и замена жидкого электролита твердыми материалами позволили Михаэлю Гретцелю, создателю одноименных ячеек, добиться от фотоэлементов на основе перовскита преобразования 15% солнечной энергии в электричество. Главным преимуществом нового материала является его низкая стоимость. Для производства перовскитных материалов не нужны энергоемкие и сложные процессы, вакуумные камеры и высокие температуры — как в случае с кристаллическим кремнием. Не требуется и сверхвысокая чистота самого материала. Благодаря низкой толщине перовскитных ячеек (всего 1 мкм по сравнению с 180 мкм на основе кремния) снижается расход материала и вес конечной конструкции. Кроме того, перовскит можно наносить на различные поверхности, например на окна и стены зданий. Генри Снейт (Henry Snaith) из Оксфордского университета организовал стартап Oxford Photovoltaics для коммерциализации технологии. К июлю 2013 года компания, штат которой насчитывал 14 сотрудников, привлекла инвестиции в размере 4,4 млн фунтов стерлингов106. Как отмечалось, производственный процесс солнечных батарей на основе перовскита достаточно прост: это может быть распыление жидкого материала на поверхность или выпадение в виде осадка при переходе из газообразного состояния. Однако, как показывает практика, создание крупного производства занимает более 10 лет. За это время, по оценкам экспертов, стоимость солнечных элементов на основе кремния может достичь 25 центов США за 1 Вт, что нивелирует преимущества перовскита107. Одним из способов альтернативного применения материала может стать ощутимое увеличение эффективности традиционных солнечных батарей за счет нанесения пленки из перовскитного материала на поверхность фотоэлементов. При этом стоимость продукта возрастет не более чем на 20%, что в конечном итоге позволит снизить стоимость производимой электроэнергии. http://www.technologyreview.com/news/517811/a-material-that-could-make-solar-power-dirt-cheap/ 105 https://www.innovateuk.org/-/the-future-of-solar-power-is-oxford-photovoltaics 106 http://scitechdaily.com/oxford-researchers-creating-simpler-cheaper-solar-cells/ 107 57 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ ТРЕНД: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ Ожидается, что к 2040 году потребление электроэнергии на планете повысится на 56%108. При этом, несмотря на растущую долю альтернативных источников энергии, углеводородные виды топлива будут обеспечивать до 80% производства энергии, что означает неизбежное увеличение объема загрязняющих выбросов в атмосферу. Совокупно домохозяйства и коммерческие здания используют для отопления, охлаждения и освещения помещений до 40% всей потребляемой электро­ энергии109. Однако, по оценкам экспертов, до 39% этой энергии расходуется впустую или теряется110. Применение интеллектуальных систем управления энергопотреблением зданий может обеспечить экономию до 30% от текущего уровня потребления111. Такие системы оптимизации энергозатрат обычно являются частью автоматизированных систем управления зданием, реализующих концепцию «умного» дома. «Умные» дома способны учитывать и контролировать расход ресурсов (электричества, газа и воды) за счет управления системами освещения, отопления и вентиляции, а также электроприборами. Они используют данные, собранные с сенсоров внутри помещения, информацию о погодных условиях и прогнозы. При этом наряду с другими факторами учитывается время суток. Идея получает все большее распространение благодаря упрощению ее реализации за счет использования объединенных в одну систему датчиков, электроприборов и генераторов энергии, а также благодаря росту проникновения смартфонов для управления такими системами. Ожидается, что объем рынка «умных» домов достигнет к 2020 году 52 млрд долларов, что соответствует среднегодовому показателю роста на уровне 18%112. Сенсоры и датчики становятся доступнее: «умные» программируемые термостаты можно купить за 150-200 долларов. Среди подобных устройств, вероятно, наиболее известное — термостат компании Nest Labs, имеющий также датчик для определения влажности, освещенности и движения. Особенностью продукта Nest Labs является возможность его «обучения». Термостат не только позволяет устанавливать желаемую температуру через подключение к Интернету, но и, накапливая информацию, запоминает предпочтения пользователя и заранее охлаждает или нагревает помещение перед прибытием людей. Датчик движения, также имеющийся у устройства, дает возможность определять, когда в помещении никого нет, и снижать в это время расход энергии. Приобретение компании корпорацией Google за 3,2 млрд долларов в феврале 2014 года позволит Nest Labs продолжить развитие продуктов и выйти на международные рынки, используя опыт поискового гиганта. Технологии интеллектуальных систем управления энергопотреблением являются перспективными для российского рынка. Однако внедрение таких систем — высокотехнологичный проект, который требует значительных затрат. В настоящее время инвестиции отечественных энергокомпаний направлены на решение неотложных вопросов, связанных, например, с обновлением парка основного оборудования. Рассчитывать на быстрое повсеместное внедрение технологии «умных» сетей в российскую энергетику преждевременно, однако уже сегодня реализуются пилотные проекты в этом направлении, один из которых находится в Северо-Западном Федеральном округе. Выбор этого региона обусловлен наличием в нем нерешенных проблем, в частности необходимостью увеличения пропускной мощности линий электропередачи, резервирования, а также повышения надежности и качества энергоснабжения потребителей Санкт-Петербурга. Элементы «умных» сетей внедряются не только в магистральных, но и в распределительных сетях региона. Это направление включает в себя как установку интеллектуальных счетчиков у потребителей и внедрение программных решений по обработке измерительных сигналов, так и автоматизацию управления потреблением и аварийными режимами. http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=12251 http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=447&t=1 110 http://www.bems.trendcontrols.com/en/ 111 http://www.knx-gebaeudesysteme.de/sto_g/English/GENERAL_DOCUMENTATION/2CDC500060M0201_HB_EnergyEfficiency_EN.pdf 112 http://www.prweb.com/releases/smart-homes-market-2020/analysis-and-forecasts/prweb11302579.htm 108 109 58 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ КЕЙС ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВО ВРЕМЕНИ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «УМНЫХ» УСТРОЙСТВ Экономия затрат на электроэнергию может достигаться за счет перераспределения потребления в течение суток с утренних и вечерних часов, характеризующихся повышенной нагрузкой, на ночной период с более низким потреблением. Реализация такой возможности требует, с одной стороны, наличия у пользователя инструментов для мониторинга и управления электропотреблением, а с другой — применения сниженных тарифов на электроэнергию в часы непиковой нагрузки. Интеллектуальный учет электроэнергии стал возможным благодаря «умным» счетчикам, которые являются неотъемлемым элементом «умных» сетей электроснабжения. Снятие потребителями показаний об израсходованной электроэнергии с традиционных счетчиков обычно происходит не чаще, чем раз в месяц. «Умные» же счетчики способны передавать показания в энергетическую компанию намного чаще. «В Великобритании, например, взаимодействие потребителя и поставщика энергии максимально автоматизировано, и показания счетчиков передаются периодически без участия потребителя», — отмечает основатель Vert Rotors Олег Дмитриев. Кроме передачи показаний об уровне использования электроэнергии, такие устройства способны также измерять ее расход отдельными имеющимися в доме электроприборами и сообщать о результатах потребителю, который получает возможность анализировать и контролировать энергозатраты. Так, применение «умных» счетчиков в рамках программы «10,000 Smart Meters» компании E.ON позволило уменьшить потребление электроэнергии домохозяйствами на 10% за 18 месяцев113. «В Великобритании взаимодействие потребителя и поставщика энергии уже полностью автоматизировано настолько, что даже показания счетчиков снимаются автоматически», — говорит Олег Дмитриев. Выступая в качестве посредника между производителем электроэнергии и потребителем, «умные» счетчики получают от электрогенерирующей компании данные о действующих тарифах. На основании этой 59 информации счетчики могут сообщать наиболее выгодное время для включения энергоемких устройств и даже самостоятельно контролировать потребление электроэнергии, например отсылать сигнал на запуск стиральной машины ночью, когда стоимость электро­ энергии ниже. Немецкий производитель бытовой техники Miele производит совместимые с «умными» электросетями электроприборы: стиральные и посудомоечные машины, а также сушилки для одежды, способные получать сигнал от шлюза Meile@home на запуск. Такое устройство может обмениваться информацией с другими интеллектуальными системами, например, ожидая сигнала для запуска подконтрольных ему приборов, как только достаточный объем электроэнергии будет обеспечен установленными на доме солнечными батареями. Экономия от перераспределения потребления энергии становится возможной только при использовании дифференцированных тарифов. Оптовые цены на электроэнергию определяются изменяющимся спросом и значительно варьируются в течение суток, а также в зависимости от дня недели. При этом розничные тарифы обычно имеют единую фиксированную ставку. С целью привести в соответствие розничные и оптовые тарифы энергетическая компания, обеспечивающая электроэнергией г. Сакраменто, США, проводила в 2012-2014 годах пилотный проект по внедрению дифференцированных тарифов114, зависящих от общего спроса на электроэнергию. По результатам первого года пилотного проекта потребление электроэнергии в пиковые часы снизилось на 26%, и только 10% потребителей воспользовались возможностью отказаться от динамического тарифного плана. К 2018 году компания планирует ввести дифференцированное тарифообразование для всех потребителей, что позволит в итоге снизить тарифы на электроэнергию в часы пиковой нагрузки. Greentech 3.0 made in Germany 113 http://www.utilitydive.com/news/dynamic-pricing-pilots-5utilities-programs-technology-and-results/152381/ 114 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ВЯЧЕСЛАВ ДЗЮБЕНКО НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ И ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ Директор по технологии и производству ЗАО «РМ Нанотех» ТРЕНД: «В нашей стране был накоплен значительный потенциал научных разработок по мембранам и мембранной технике. История развития мембранных технологий в России неразрывно связана с развитием Межотраслевого научно-­технического комплекса (МНТК) «Мембраны», созданного более 40 лет назад. На базе МНТК в 1998 году было учрежд­ено ЗАО НТЦ «Владипор», которое является инициатором проекта «Русские мембраны». Для реализации данного проекта в 2010 году и было создано ЗАО «РМ Нанотех». Сейчас компания ЗАО «РМ Нанотех» поставляет на экспорт более 50% своей продукции и успешно конкурирует с европейскими производителями на мировом рынке, не уступая им в качестве. Компания является самым крупным в Европе производителем определенного вида мембран, в том числе предназначенных для очистки воды. Главные конкуренты компании ЗАО «РМ Нанотех» на мировом рынке — американские производители, которые раз в три года либо выпускают совершенно новые мембраны, либо модернизируют уже существующие модели. Для того чтобы поддерживать конкурентоспособность, «РМ Нанотех» продолжает заниматься исследованиями на базе компании ЗАО НТЦ «Владипор», которая является ее соучредителем. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ И ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ Проблема нехватки чистой питьевой воды, которая стала актуальной уже сегодня, с ростом численности населения Земли будет только усугубляться. Существующие методы очистки и опреснения являются энергоемкими и поэтому высокозатратными. В данной области наблюдается тенденция применения для процесса очистки новых материалов и совершенствования технологий в целях повышения эффективности. Улучшение технологий очистки предусматривает уменьшение энергопотребления и повышение мобильности систем за счет применения новых материалов и технологических новшеств. Среди перспективных материалов — мембраны на основе сверхдлинных углеродных нанотрубок, а также биомиметические мембраны, основанные на принципе действия аквапоринов. Занимающаяся коммерциализацией открытых в 2003 году белков аквапоринов датская компания Aquaporin анонсировала коммерческое применение своего продукта в 2014 году. КЕЙС МЕМБРАНЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ НА ОСНОВЕ СВЕРХДЛИННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна объявили в 2013 году о разработке мембраны на основе сверхдлинных углеродных нанотрубок, способной поглощать соль, органические примеси и загрязнители из раствора115. Данный материал обладает сверхвысокой удельной емкостью при адсорбции соли, превышающей значения аналогичного показателя для фильтров на основе активированного угля. Также необходимое для процесса давление значительно ниже, чем для процесса обратного осмоса. Исследователи отмечают также, что в результате применения их способа выход очищенной воды достигает 70%, что соответствует уровню работающих по методу обратного осмоса крупных промышленных систем очистки, в которых создается существенно большее давление. Технологии на основе изобретения позволят в течение нескольких лет создать и вывести на рынок портативные устройства для очистки воды, обладающие высокими показателями фильтрации, опреснения и обеззараживания. http://www.nature.com/ncomms/2013/130813/ncomms3220/full/ ncomms3220.html 115 60 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ТРЕНД: ТЕХНОЛОГИИ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ РАЗВИВАЮТСЯ С ПОВЫШЕНИЕМ ДОЛИ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ Стремительное развитие альтернативных источников и рост их доли в общем объеме генерируемой энергии требуют решения вопроса сохранения полученной энергии. И в этой области технологическое развитие происходит недостаточно быстрыми темпами. Наиболее известным способом сохранения энергии являются аккумуляторы, используемые в широком спектре устройств: от домашних электроприборов до электромобилей. Планы по использованию аккумуляторов в более крупных масштабах реализуются по всему миру. В Германии, которая является мировым лидером по доле альтернативных источников в общем объеме энергопотребления, правительство стимулирует развитие отрасли, выделяя субсидии на создание средств сохранения альтернативной энергии (в основном кислотных и литий-ионных аккумуляторов). К 2013 году, за три года осуществления проекта, было выделено более 32 млн евро в качестве льготных кредитов и около 5 млн евро в виде грантов116. В американском штате Калифорния в 2013 году был принят указ, согласно которому энергетические компании должны обеспечить хранение 1325 МВт энергии к 2020 году, в том числе с использованием аккумуляторных батарей. Однако, по мнению экспертов, аккумуляторы могут обеспечить достаточный запас энергии только в ближайшем будущем, в долгосрочной же перспективе их применение не позволит удовлетворить все потребности и будет недостаточно экономичным117. Поэтому необходимо применять другие подходы, среди которых наиболее перспективными считаются химические методы (с использованием водорода), а также сохранение энергии в виде сжатого воздуха. КЕЙС ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ Принцип заключается в использовании энергии альтернативных источников для сжатия и охлаждения газа, который затем хранится в резервуарах (для этого приспосабливаются подземные пещеры) под давлением 60-70 атмосфер. При необходимости расходовать запасенную энергию воздух выпускается из хранилища, нагревается и приводит в действие газовую турбину, генерирующую электричество. Такой способ не является новым — он запатентован еще в 1948 году и применяется на электростанциях Huntorf в Германии и McIntosh в США. К его недостаткам относится невысокая термическая эффективность (40-50%) из-за того, что большое количество энергии теряется в виде тепла на этапе сжатия. Этот объем энергии должен быть сообщен сжатому воздуху в процессе расширения до использования в турбине. Для нагрева воздуха применяется традиционное углеводородное топливо. Проект ADELE, реализуемый совместно компаниями General Electric, немецкими RWE и Züblin, а также Германским аэрокосмическим центром, направлен на то, чтобы повысить эффективность метода до 70% за счет применения адиабатического процесса (без обмена теплотой с окружающей средой). Предполагается, что тепло, образуемое при сжатии воздуха, будет аккумулироваться и затем возвращаться в воздух при его высвобождении. По плану демонстрационная установка, работающая по такому методу, будет готова не позднее 2016 года. Ее емкость составит 1 ГВт*час, а выходная мощность — 200 МВт. http://reneweconomy.com.au/2013/germany-finances-major-push-into-home-battery-storage-for-solar-58041 http://www.greentechmedia.com/articles/read/the-long-term-storage-challenge-batteries-not-included 116 117 61 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОДА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ Способ сохранения энергии с применением водорода подразумевает использование излишней энергии солнца или ветра для электролиза воды (расщепления ее до водорода и кислорода). В дальнейшем водород может запасаться и применяться самостоятельно (например, в топливных элементах) или для получения метана (в частности, с помощью реакции Сабатье). Преимуществом такого способа является то, что он предполагает использование имеющейся сегодня газораспределительной сети. Для электролиза воды необходимо построить сооружения, в которых будет протекать реакция. При этом, в отличие от гидроаккумулирующих электростанций, такие сооружения компактны, не требуют высоких капитальных затрат и могут быть установлены практически в любом месте. Водород может использоваться не только для получения электричества, но и на производстве или транспорте. При простоте реализации процесс сохранения энергии с применением водорода обладает низким КПД: порядка 60% от первоначальной выработки энергии теряется, поэтому основным направлением развития технологии является повышение ее эффективности. Немецкая компания Thuga в ноябре 2013 года поставила118 произведенный в результате электролиза водород в газовую сеть. С 2014 года в течение двух лет планируется пилотное тестирование установки, имеющей мощность 315 КВт*час и производящей 60 м3 водорода в час. Обогащенный водородом природный газ используется в качестве топлива, позволяя сократить содержание оксидов азота в выхлопных газах на 50% по сравнению с природным газом. С 2016 года планируется расширить технологический процесс и полностью перерабатывать водород в природный газ для подачи его в газораспределительную систему. Во Франции совместный проект GRHYD энергетических компаний GDF Suez S.A. и AREVA, запланированный на 2013-2020 годы, также предполагает получение водорода с использованием избыточной энергии солнца и ветра, который затем поступает в газовую систему для отопления, нагревания воды и применяется в качестве топлива119. Аналогичный проект по использованию водорода для сохранения энергии стартовал в 2013 году в итальянской области Апулия, а также в Канаде. http://energytransition.de/2013/12/p2g-gets-going/ 118 http://www.gdfsuez.com/en/gdf-suez-at-the-center-of-the-national-debate-onenergy-transition/power-to-gas-an-innovative-solution/ the-grhyd-demonstration-project/ 119 ЭЛЕКТРОМОБИЛИ ТРЕНД: БЫСТРЫЙ РОСТ РЫНКА ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ Ожидается, что в 2014 году продажи электромобилей в мире вырастут на 86% и достигнут 346 тыс. в год120. Основными рынками останутся США и европейские страны (Нидерланды, Дания, Норвегия), а также Япония. Так, в Норвегии уже 20% продаваемых машин работают на электричестве, а в Великобритании электромобили займут 2-3% рынка к 2020 году121. Конкуренция ужесточается в сегменте класса люкс (в который выходят такие игроки, как Audi (e-tron), BMW (i8, i3), Cadillac (ELR), Mercedes (B-Class Electric Drive), Saab и Volvo, соперничая с Tesla Motors), а также в бюджетном сегменте (где ожидаются модели от Nissan, Kia и Volkswagen). Распространению электромобилей способствуют государственное стимулирование, повышение потребительских качеств и снижение стоимости электромобилей. Программа по сокращению загрязняющих выбросов в атмосферу — Zero Emission Vehicle (ZEV)122 — в штате Калифорния, США, устанавливает минимальное значение для доли электромобилей в общих продажах компании. Так, в 2018 году она будет составлять 2%, а в 2022 — уже 10%. При этом http://www.navigantresearch.com/research/ electric-vehicles-10-predictions-for-2014 121 http://www.theguardian.com/ environment/2014/may/03/ uk-electric-car-sales-speed-up 122 http://www.arb.ca.gov/msprog/zevprog/ zevregs/1962.2_Clean.pdf 120 62 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ Прогноз продаж электромобилей по странам, тыс. единиц 2010 6000 Индия 5000 Нидерланды Португалия 4000 Германия Франция 3000 Испания 2000 Япония США 1000 Китай 0 2011 2012* 2013 2014* 2015* 2016* 2017* 2018* 2019* 2020* *Прогноз Источник: http://www.iea.org/publications/globalevoutlook_2013.pdf. вместо производства электромобилей компания может приобретать «ZEV-кредиты» у других производителей, имеющих их в достаточном количестве, таких как Tesla Motors, что в конечном итоге ускоряет распространение электротранспортных средств. К программе Калифорнии уже частично присоединились семь других штатов, ожидается увеличение их числа. В Великобритании в начале 2014 года еще на два года была продлена программа предоставления грантов в размере 5000 фунтов стерлингов покупателям электромобилей. Кроме того, 100 млн фунтов стерлингов выделено на проведение научных исследований в этой области, 50 млн — на чистые автомобили и такси, еще 5 млн — на электромобили для государственных служащих. В России рынок электромобилей только начинает формироваться. На сегодняшний день в страну, кроме 63 некоторых китайских моделей, официально поставляется только Mitsubishi I-MiEV, которая в 2013 году была продана в количестве 100 единиц (всего с момента начала продаж реализовано около 200 машин). Для сравнения — количество проданных легковых автомобилей, работающих на двигателе внутреннего сгорания, в том же году составило 2,78 млн123. При этом в 2013 году число реализованных электромобилей в США составило 97 тыс.124 (0,6% от объема продаж легкового транспорта), в Японии — 30 тыс.125, в Нидерландах — 23 тыс. В конце 2013 года в рамках реализации программы государственного стимулирования использования электромобилей было принято решение об отмене ввозной пошлины в размере 19% на электромобили. О подготовке к импорту электромобилей в Россию объявила компания Renault, однако большинство производителей занимают выжидательную позицию. Собственные разработки электромобилей есть и у российских производителей, самой известной из которых является Lada Ellada от АВТОВАЗа, созданная на базе Lada Kalina. Установленный на Ellada аккумулятор позволяет проехать 140 км, время полного заряда от бытовой сети — 8 часов. В рамках пилотного выпуска по заказу властей Ставропольского края 100 машин должны быть поставлены на курорты Кавказских Минеральных Вод для использования в качестве такси. Первые пять машин поступили заказчику в январе 2013 года, еще 30 электромобилей направлены дилерам автозавода для тест-драйвов. http://www.aebrus.ru/en/press-releases/ sales-of-cars-and-light-commercialvehicles.php 124 http://www.hybridcars.com/ december-2013-dashboard/ 125 http://evobsession.com/ japan-electrified-vehicle-sales-2013-report/ 123 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Наиболее распространенные модели электромобилей и их характеристики Марка и модель электромобиля Средняя рекомендованная цена, долларов США Запас хода, км Время полной зарядки, мин./часов Tesla Model S (60 кВт*ч) 69 900 335 40 мин. BMW i3 41 350 129-161 30 мин. Chevrolet Volt Plug-in-Hybrid 39 145 61 — на электродвигателе 612 — общий 4 часа Nissan Leaf 28 800 121 4 часа Toyota Prius Plug-in-Hybrid 32 000 17 — на электродвигателе 869 — общий 1,5 часа Ford Focus Electric 39 200 122 4 часа Honda Fit EV 36 625 132 3 часа Smart ForTwo Electric 28 800 109 6 часов Chevrolet Spark EV 27 495 132 7 часов Источник: http://www.statista.com/chart/1787/electric-and-hybrid-vehicles-by-the-numbers. Массовое распространение электромобилей в России ограничивается их высокой ценой и недостаточно развитой инфраструктурой для зарядки. В среднем они вдвое дороже аналогов с двигателями внутреннего сгорания. Цена на официально импортируемую модель Mitsubishi I-MiEV после снижения таможенных пошлин уменьшилась с 1,8 млн рублей до 999 тыс. рублей, стоимость же Lada Ellada начинается от 1,25 млн рублей (цена Lada Kalina — порядка 400 тыс. рублей). Отсутствие развитой зарядной инфраструктуры также ограничивает проникновение электромобилей. Зарядка электромобиля от бытовой электросети возможна, однако она занимает от 6 до 8 часов. Быстрозарядных станций, на которых за 15-20 минут можно заправиться на 80%, на сегодняшний день в России около 200, из которых 50 расположены в Москве. Для сравнения — в Европе их около 15 тыс.126, в США — 8 тыс127. Ситуацию в сегменте может изменить расширение государственного стимулирования отрасли, в частности применение мер, аналогичных тем, что существуют в Европе и США. К ним относятся разрешение движения электромобилей по выделенным полосам и возможность бесплатного пользования парковками. ТРЕНД: РАЗВИТИЕ СЕРВИСОВ КРАТКОСРОЧНОЙ АРЕНДЫ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ Сервисы краткосрочной аренды автомобилей для недолгих внутригородских поездок набирают популярность. По оценкам экспертов, в США такими сервисами в 2014 году будут предлагаться уже более 22 тыс. автомобилей. В Европе к 2020 году суммарный автопарк сервисов вырастет до 240 тыс. автомобилей (в 2011 году этот показатель составлял 21 тыс.), а число пользователей за тот же период увеличится с 700 тыс. до 15 млн128. Одной из причин роста популярности указанных сервисов является использование ими электромобилей, которые обычно обладают меньшими габаритами по сравнению с традиционными аналогами и поэтому более удобны при парковке. Даже в базовой комплектации электромобили https://www.plugsurfing.com/en/charging-station-list http://www.afdc.energy.gov/fuels/electricity_locations.html 128 Navigant Research’s 126 127 64 ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ оснащены такими устройствами, как GPS-навигатор. Кроме того, они требуют меньше затрат на обслуживание, чем транспортные средства, оборудованные двигателем внутреннего сгорания. Сервис краткосрочной аренды AutoLib работает только с электромобилями Bollore BlueCar и с момента основания в конце 2011 года демонстрирует уверенный рост. К концу 2014 года сеть компании должна увеличиться до 3000 электромобилей в Париже и пригородах. В дальнейшем планируется расширение присутствия в других городах Франции (в Лионе и Бордо), а также выход на рынок США (в Индианаполис). Крупные производители, такие как BMW и Daimler, также развивают подобные сервисы, в связи с чем можно ожидать дальнейшего распространения электромобилей129. ТРЕНД: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АККУМУЛЯТОРОВ И СОЗДАНИЕ БЕСПРОВОДНОЙ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ Несмотря на существенный прогресс в развитии технологий, емкость аккумулятора, определяющая запас хода, остается ограничивающим фактором распространения электромобилей. На сегодняшний день более 400 км на одном заряде может проехать только Tesla Model S, однако ее цена Стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей до 2020 года, долларов/кВт*ч начинается от 71 000 долларов. Запас хода других, более доступных моделей электромобилей составляет менее 160 км. Об увеличении емкости батареи при сохранении стоимости заявляла компания Tesla Motors: на 2017 год анонсирована модель Tesla Model 3 со стартовой ценой 35 000 долларов, способная проехать на одном заряде 320 км. По оценкам экспертов, стоимость аккумулятора Tesla Model S составляет 15 000 долларов. Производитель собирается снизить ее на 30% за счет использования собственных батарей, произведенных на совместном с Panasonic заводе. Также о завершении к 2017 году работы над аккумулятором для электромобиля, позволяющим проехать 320 км и имеющим стоимость от 30 000 до 35 000 долларов, сообщила компания LG Chem130. Другим возможным подходом к решению проблемы недостаточной емкости аккумуляторов является внедрение беспроводной зарядки на дорогах, первые коммерческие образцы которой ожидаются уже в 2014 году. В подобных устройствах используется техника беспроводной передачи энергии методом электромагнитной индукции, при котором электроэнергия преобразуется в электромагнитное поле с помощью встроенного в дорожное полотно устройства и поглощается приемником, прикрепленным к днищу электромобиля. https://us.drive-now.com/ http://online.wsj.com/articles/ lg-chem-working-on-battery-to-rival-teslas-range-1407776312 129 130 Схема работы беспроводного зарядного устройства для электромобиля 201 1200 Контроллер зарядки 1000 800 600 400 200 Кабельное соединение 0 *Прогноз 65 2012 2014* 2016* 2018* 2020* Передатчик электроэнергии Приемник электроэнергии ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Использование подобных устройств позволяет заряжать автомобили во время непродолжительных остановок, что снижает необходимость повышения емкости аккумуляторов для городских электромобилей. Важным этапом развития технологии является ожидаемая стандартизация (установление частоты и мощности) Ассоциацией инженеров автомобилестроения. Единые параметры позволят использовать беспроводные зарядные устройства электромобилями разных производителей, создавая необходимые условия для их дальнейшего распространения. Успешные испытания своих продуктов провели компании Qualcomm (Halo WEVC) и Bosch (Plugless Power). При этом модель Plugless Power уже доступна для покупки в США и совместима с выпускаемыми сегодня электромобилями Nissan LEAF и Chevrolet Volt. Перспективным направлением развития беспроводной передачи энергии является монтирование питающих устройств в дорожное полотно, что позволяет электротранспорту восполнять запас энергии во время движения. Работающая по тому же принципу, что и стационарная беспроводная зарядка, технология будет особенно полезна общественному электротранспорту, имеющему фиксированный маршрут движения. Новая технология позволит уменьшить емкость, а следовательно, и вес используемого аккумулятора, тем самым снизив стоимость транспортного средства и уровень энергопотребления. КЕЙС БЕСПРОВОДНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АВТОБУСОВ В ЮЖНОЙ КОРЕЕ Испытания транспортных средств с динамической зарядкой в режиме реальной эксплуатации проходят с 2013 года в окрестностях южнокорейского города Куми, по улицам которого курсируют два электробуса, созданные в рамках проекта OLEV (Online Electric Vehicle) и использующие для питания технологию «формирования магнитного поля в резонансе» (Shaped Magnetic Field in Resonance). Технология является разработкой Корейского ведущего научно-технического института (KAIST). Для ее применения на небольшой глубине в асфальте прокладываются электрические кабели, образующие магнитное поле. При этом на днище автобуса устанавливаются устройства для преобразования магнитного поля в постоянный электрический ток, накапливающийся в аккумуляторе невысокой емкости131. Протяженность маршрута в Куми составляет 24 км. Для прохождения автобусом этого расстояния достаточно оснастить питающими проводами только 10-15% дорожного полотна маршрута. Подзарядка автобуса начинается почти сразу, как только транспортное средство оказывается над участком с, проложенным кабелем; для отдачи энергии включается не весь участок, а только его пятиметровый сегмент. Использование беспроводной зарядки в рамках проекта OLEV позволило уменьшить емкость и вес аккумуляторов почти в три раза. Однако принимающие устройства на днище автобуса рассчитаны на высокие мощности, их масса — около 180 кг, в связи с чем они предназначены в основном для крупного пассажирского транспорта. Тестирование разработки началось еще в 2009 году на территории южнокорейского института. Тогда для зарядки принимающее устройство должно было находиться на высоте 12 см над дорожным полотном, а эффективность данной технологии составляла 60%. Эффективность зарядки электробусов в Куми уже достигла 85% на высоте 20 см. Цена OLEV-электробуса пока что составляет около 630 тыс. долларов, что значительно больше цены традиционных автобусов. При этом эксплуатация электробусов оказывается значительно экономичнее за счет отсутствия большого количества движущихся частей, сложных электрических схем, уменьшающих необходимость технического обслуживания, а также благодаря использованию инфраструктуры для подзарядки всех транспортных средств, следующих по маршруту. При этом разработчики отмечают, что все характеристики электромагнитного поля находятся в пределах нормы и технология безопасна для людей, идущих по такой дороге или едущих в электробусе. К 2015 году планируется расширить парк OLEV-машин до 10 автобусов, а в будущем — пустить по этим дорогам серийные электромобили. http://chargedevs.com/features/olev-technologies-dynamic-wireless-inductive-system-charges-vehicles-while-in-motion/ 131 66 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА Стремительное развитие технологий становится основой передовых транспортных и инфраструктурных проектов. Развитие инфраструктуры и транспорта неразрывно связано с внедрением инноваций, которые меняют принципы взаимодействия человека с привычными объектами. Интернет и информационные технологии сегодня способствуют появлению новых способов перемещения в городской среде, которые конкурируют с традиционными услугами перевозчиков. Передовые способы обработки больших массивов данных помогают предсказывать ситуацию на дорогах точнее, чем когда-либо раньше. Благодаря интеллектуальным системам принятия решений автомобили, управляемые электроникой, которые еще 20 лет назад были научной фантастикой, теперь становятся реальностью. Инфраструктурные мегапроекты увеличивают скорость передвижения транспорта и повышают комфорт жизни в мегаполисах. Развитие транспортной сети в России ­–­крупнейшем по территории государстве – имеет огромное значение для экономического роста. Недостаточный на сегодняшний день уровень развития транспортной инфраструктуры объясняется отчасти тем, что значительные инвестиции расходуются на обслуживание имеющихся объектов, что уменьшает объем доступных средств для финансирования отраслевых инноваций. Так, большинство объектов российской производственной инфраструктуры эксплуатируются еще с советских времен, и для многих отраслей темпы выбытия мощностей достигают критического уровня: в транспортном комплексе износ основных фондов составляет 55–70%. 67 Задача развития инфраструктуры уверенно выходит на первый план в экономической политике России, что подтверждается крупными планами по строительству высокоскоростных железнодорожных магистралей. В отдельных отраслях российские компании показывают результаты на уровне мировых. Так, на стыке информационных технологий и транспортной индустрии такие отечественные ИТ-компании, как Яндекс, создают продукты, не уступающие западным аналогам и даже опережающие их. В рамках реализации федерального пилотного проекта «Инновационная дорога» предполагается испытание новых технологий в ходе дорожного строительства трех типов дорог: федерального значения (в Республике Татарстан), регионального (в Рязанской области) и муниципального (в Москве). По результатам проекта должно произойти обновление стандартов строительства и реконструкции российских дорог для широкомасштабного применения инновационных технологий. Можно выделить три направления инновационных решений: Повышение износостойкости и времени жизни дорожного покрытия за счет добавления коллоидно-нанодисперсных полимерных компонентов в материалы дорожного полотна, использования дорожной сетки и арматуры из композиционных материалов, повышения качества дорожной разметки путем применения термоэластопласта. ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ АНТОН ЧИРКУНОВ основатель сервиса Wheely Какие Вы видите тренды в развитии городской транспортной инфраструктуре? «Все больше жителей крупных городов отказываются от личных автомобилей и пересаживаются на общественный транспорт. Основные причины просты — проблемы с парковками и высокая стоимость обслуживания автомобиля. Куда проще достать телефон, два раза нажать на экран и уже через 10-15 минут сесть в хорошую машину с профессиональным водителем, не уступающую вашему личному автомобилю по качеству и комфорту. Мы стараемся соответствовать последним тенденциям и предлагать людям быстрый и доступный способ передвижения по городу с привычным комфортом.» Как отличается транспортная инфраструктура в Лондоне и Москве, сказываются ли различия на ведении бизнеса? «В Лондоне намного лучше развит общественный транспорт. Люди активно используют метро, а в центре города больше такси и автобусов, чем личных автомобилей. Мы стараемся быть полезными в этой среде — наш сервис в Лондоне дешевле городских кэбов, мы используем экологичные гибридные Приусы, чтобы по минимому загрязнять окружающую среду. Если говорить о различиях ведения бизнеса, то плюс-минус все похоже, разве что налоговые ставки и законодательное регулирование в Великобритании серьезнее, чем в России.» Повышение энергоэффективности за счет использования светодиодных систем освещения, питаемых не от электрической сети, а от собственных, заряжаемых от Солнца аккумуляторов, и интеллектуальных систем управления освещением. Развитие интеллектуальной транспортной системы, предусматривающей обмен данными между автомобилями и объектами инфраструктуры (дорожными знаками, светофорами, видеокамерами) и автоматическое управление трафиком с тем, чтобы избежать затруднений. РАЗВИТИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ ТРЕНД: РАЙДШЕРИНГ 2013 год стал одним из наиболее успешных для сервисов, реализующих концепцию так называемой «экономики разделения», в основе которой лежит принцип совместного использования избыточных ресурсов и превращения потребителя в производителя. Такие сервисы предполагают совместное использование ресурсов (например, автомобилей или велосипедов) несколькими лицами. Совместное использование автомобилей (райдшеринг) предполагает, что любой владелец автомобиля при помощи специального онлайн-сервиса может найти себе попутчиков без значительных отклонений от выбранного маршрута. И водитель, и пассажиры экономят на поездке, поскольку имеют возможность разделить между собой расходы. Концепция получила большую популярность, в результате чего компании, работающие в этой сфере, привлекают сотни миллионов долларов от крупных венчурных фондов. Предоставляя пассажирам возможность совершить поездку по низкой стоимости, райдшеринг-сервисы составляют прямую конкуренцию лицензированным услугам такси, чем вызывают резко негативную реакцию таксистов: более 15 тыс. представителей этой профессии во многих европейских странах и США в 2013 году выходили на демонстрации протеста, призывая ограничить работу райдшеринг-сервисов. Из-за несовершенства законодательства имеются сложности с признанием правомерности 3,5 По оценкам Forbes, в 2013 году рынок разделения благ составил млрд долларов с ежегодным темпом роста на уровне 25%. 68 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА ШАХАР ВАЙСЕР Основатель GetTaxi используемой бизнес-модели. Кроме того, возникают вопросы, связанные с налогообложением. Несмотря на все трудности, по результатам 2014 года ожидается, что наиболее крупные райдшеринг-­ сервисы — Uber и Lyft — достигнут рекордных показателей по количеству перевезенных с их помощью пассажиров и объему привлеченных инвестиций. Таким образом, они смогут выйти на международные рынки. Достигнутый успех данных сервисов стал возможным благодаря повсеместному распространению смартфонов, росту числа пользователей указанными услугами, обмену информацией, а также интеграции традиционных транспортных систем. Кроме проводящих международную экспансию американских компаний Uber и Lyft, на российском рынке есть также собственные сервисы в сфере райдшеринга. Один из первых — «Давай со мной» — появился в 2010 году и позиционировался как простой способ найти попутчиков, однако широкого распространения он не получил. Отчасти это можно объяснить большей настороженностью граждан России по отношению к незнакомцам, чем в западных 69 странах, с другой стороны — невысокой по сравнению с Европой стоимостью владения и использования личного автомобиля. В то же время появился аналогичный проект «Подорожники», действовавший в России и на Украине, который использовал идеи уже широко известных к тому моменту райдшеринговых платформ BlaBlaCar, Carpooling.com, Lyft и Ridejoy. В 2012 году проект «Подорожники» имел уже свое мобильное приложение, а к концу 2014 года количество пользователей сервиса достигло 40 тыс. человек. В начале 2014 года сервис «Подорожники» был поглощен французской компанией BlaBlaCar, работавшей к тому моменту в 12 европейских странах и имевшей более 8 млн пользователей, которая незадолго до этого привлекла инвестиции в объеме 100 млн долларов на расширение бизнеса. За первые три месяца работы объединенной компанией было привлечено более 250 000 пользователей, что является самым успешным стартом сервиса на новых рынках. Сервис ориентирован на междугородние поездки, которые планируются незадолго до отправления (за несколько часов или дней), когда билеты на другие виды транспорта уже недоступны. «На сегодняшний день в крупных городах по всему миру одной из ключевых тенденций является изменение потребительской модели. Происходит смещение акцентов — переход от владения товарами к их аренде или совместному потреблению. Общество подходит к переломному моменту своего развития в части приобретения и использования ценных активов, таких как личные автомобили, мотоциклы, паркинги и даже дома. Развитию этой тенденции способствует повсеместное распространение мобильных устройств, а также укрепление связей между людьми, рост доверия между потребителями, что отчасти связано с опытом использования социальных сетей. Все это приведет к тому, что мы будем видеть меньше автомобилей на наших дорогах и станем свидетелями более эффективной утилизации. В конечном итоге мы получим зеленые города, в которых приятнее жить». ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ПОВЫШЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА Совершенствование пассажирских перевозок и рост конкурентоспособности общественного транспорта — основные задачи в стратегии развития многих стран. Для пассажиров скорость передвижения является одним из ключевых параметров при выборе средства передвижения, поэтому повышение скорости становится первостепенной задачей в программах развития пассажирского общественного транспорта по всему миру. Актуальность данной задачи для России обусловлена как большой территорией страны, так и высоким уровнем урбанизации. Протяженность с запада на восток: 17 млн кв. км 10 ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ МАГИСТРАЛИ тыс. км Количество населенных пунктов: тыс. км тыс. % населения проживают в 15 крупнейших городах с населением более 1 млн человек. Развитие персонального скоростного автоматического транспорта. ТРЕНД: Протяженность с севера на юг: 4 25 В области повышения скорости общественного транспорта можно выделить следующие направления: Создание высокоскоростных железнодорожных магистралей, в частности поездов на магнитной подушке (маглев) Российская Федерация Площадь: Это диктует необходимость повышения скорости движения общественного транспорта в рамках междугородних и внутригородских перевозок. В сфере междугороднего сообщения (включая пригородное) ключевым видом транспорта является железнодорожный, что подчеркивает важность развития в России высокоскоростных магистралей. 133 37 % населения проживают в 63 крупнейших городах с населением более 300 тыс. человек. Одним из наиболее быстрых способов перемещения на ближне- и средне­магистральных направлениях (до 1000 км) является высокоскоростной железнодорожный транспорт, скорость которого составляет порядка 200-250 км/ч. При этом современные эксплуатируемые поезда могут развивать скорость до 350-400 км/ч. Несмотря на меньшую по сравнению с реактивными самолетами скорость передвижения, железнодорожное сообщение позволяет сэкономить время на дорогу до аэропорта, прохождение регистрации и ожидание вылета. Развитие высокоскоростных магистралей (ВСМ) может происходить как на базе существующих путей общего пользования, как это делают 70 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА КЕЙС ПРОТИВОСТОЯНИЕ РАЙДШЕРИНГ-СЕРВИСОВ UBER И LYFT Uber и Lyft — две наиболее крупные и известные в мире компании в отрасли райдшеринга, имеющие потенциал для изменения всей транспортной отрасли и являющиеся непримиримыми конкурентами. Эти компании имеют похожие бизнес-модели, в рамках которых они с помощью мобильного приложения выступают посредниками между пассажирами и непрофессиональными водителями. Для Uber это не единственное направление бизнеса: до создания райдшеринг-сервиса компания предлагала классические услуги элитного такси-сервиса. Но в 2012 году было решено представить более экономичное предложение под тем же брендом — в результате появился самый успешный на сегодняшний день райдшеринг-стартап. Компания Uber стала первой в своем роде и, в частности, за счет этого добилась лидирующих позиций в отрасли. Так, по стоимости Uber превосходит Lyft почти в 30 раз, по количеству сотрудников — в пять раз. в Германии, Италии и России, так и посредством построения новой отдельной инфраструктуры, что характерно для Японии, Испании и Франции. Однако запуск высокоскоростных поездов по путям общего пользования приводит к существенному изменению маршрутов пассажирского и грузового транспорта, так что, по мнению экспертов, создание отдельных ВСМ неизбежно, несмотря на высокие капитальные затраты. Российский проект строительства скоростных магистралей оценивается в 3,2 трлн рублей, запуск первой ВСМ Москва-­ Казань планируется в 2018 году. В настоящее время Москву с Санкт-Петербургом и Нижним Новгородом связали поезда «Сапсан», курсирующие со скоростью до 200 км/ч. Между Санкт-Петербургом и Хельсинки ходит поезд «Аллегро», также разгоняющийся до 200 км/ч. Для сравнения — средняя скорость движения поездов дальнего следования ОАО «РЖД» составляет порядка 60 км/ч. 71 Однако ряд инвесторов, вложивших в Lyft 250 млн долларов на последнем раунде финансирования, считают, что у компании есть реальный шанс в борьбе с лидером. По их мнению, стартапу лучше удалось создать сервис, ориентированный на массового клиента, при том, что Uber до сих пор сохраняет имидж элитарной компании. Lyft позиционирует своей сервис не только как поддержку в перемещении из одной точки в другую, но и как содействие в получении уникальной возможности познакомиться с новыми людьми и завести друзей. Это помогает создать вокруг приложения сообщество пользователей-единомышленников, что в итоге дает компании преимущество на еще не сложившемся рынке. Конкуренция между сервисами приводит к их постоянному совершенствованию и расширению набора предоставляемых услуг. Так, в августе 2013 года компании с разницей в несколько часов объявили о запуске в рамках стандартного сервиса новой услуги. Пассажирам было предложено воспользоваться такси совместно с другими пассажирами, которые едут в том же направлении, а затем разделить с ними счет, снижая тем самым стоимость регулярных поездок. Лидером по развитию высокоскоростного сообщения является Китай, где протяженность ВСМ составляет более чем 6 тыс. км. За ним следуют Япония (2,6 тыс. км), Испания (2,1 тыс. км) и Франция (2,0 тыс. км). В России протяженность ВСМ составляет на сегодняшний день порядка 180 км, однако в планах — до 2030 года увеличить ее до 2274 км. Одним из возможных направлений развития ВСМ с целью повышения скорости является использование поездов на магнитной подушке, или магнитопланов — поездов, которые удерживаются над дорожным полотном и движутся при помощи электромагнитного поля. Из-за отсутствия физического контакта поезда с рельсами единственным фактором, ограничивающим скорость такого поезда, является аэродинамическое сопротивление. Благодаря этому теоретически достигаемые скорости сравнимы со скоростью самолета. Фактически рекордный показатель скорости, достигнутой японским поездом MLX01, составил 581 км/ч. ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Развитие высокоскоростных магистралей в мире Китай Япония Испания Франция Германия Италия Функционирующие и строящиеся магистрали Турция Южная Корея США Планируемые к строительству до 2025-2030 годов Россия Великобритания Источник: Международный союз железных дорог. По сравнению с обычными поездами магнитопланы требуют намного более значительных капитальных затрат для создания инфраструктуры. При этом операционные расходы на их эксплуатацию оказываются существенно ниже благодаря отсутствию быстро изнашиваемых из-за трения механизмов. Из-за колоссальных затрат на строительство инфраструктуры и длительного периода окупаемости магнитопланы пока не получили широкого распространения: в настоящее время действуют два проекта, и еще два находятся на стадии реализации. О намерении создать российский поезд на магнитной подушке ОАО «РЖД» объявило еще в 2011 году. В 2014 году соглашение о совместной разработке системы высокоскоростного железнодорожного транспорта, работающего на принципе магнитной левитации, было подписано представителями ОАО «РЖД» и Госкорпорации «Росатом» в рамках Петербургского международного экономического форума. Разработкой магнитных технологий занимается Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова. В научном учреждении создаются магнитные системы установок, основанные на применении сверхпроводниковых материалов и постоянных магнитов. По словам генерального директора Госкорпорации «Росатом» Сергея Кириенко, речь идет о создании целого рыночного сегмента в сфере высоких технологий, который в перспективе сможет составить конкуренцию иностранным производителям. ТРЕНД: ПЕРСОНАЛЬНЫЙ СКОРОСТНОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ Помимо развития уже привычных видов городского транспорта, распространение получает также персональный скоростной автоматический транспорт (Personal Rapid Transit, PRT). Он позволяет перевозить небольшие группы пассажиров (от двух до шести человек) в небольших кабинах в автоматическом режиме (без водителя) по выделенным путям. К основным преимуществам PRT перед остальными видами общественного транспорта можно отнести экономичность и энергоэффективность в расчете на одного пассажира, а также низкие затраты на эксплуатацию. Пассажиры при этом получают уровень комфорта, сравнимый с личным транспортом, в сочетании с незначительным временем ожидания и высокой степенью безопасности. Кроме того, пассажир самостоятельно определяет пункт назначения (аналогично заказу такси), что исключает необходимость пересадок и остановок на промежуточных станциях. Расположение остановок на боковых путях позволяет не снижать скорость и не блокировать движение транспортным средствам, идущим следом. Все это в конечном итоге позволяет достичь скорости движения порядка 40 км/ч вне зависимости от загруженности автодорожных магистралей. PRT также представлен в США в Западной Виргинии и в ОАЭ в Абу-Даби, а в ближайшие несколько лет проект планируется запустить в ОАЭ в Дубае132. По данным Министерства транспорта США, на 110 млн пассажиро-миль не было ни одной аварийной ситуации на транспорте, использующем автоматизированную систему AGT. Преимущества персонального высокоскоростного транспорта стимулируют дальнейшее развитие этого направления и совершенствование технологии. Так, в настоящее время ведется проект SkyTran по созданию системы PRT на магнитной подушке. Максимальная скорость транспортного http://gulfnews.com/news/gulf/uae/high-techpodcars-to-take-to-dubai-streets-in-a-fewyears-1.1328418 132 72 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА средства при этом будет достигать 240 км/ч. Проект предусматривает прокладку специального монорельса в нескольких метрах над землей, по которому будут передвигаться небольшие кабинки. Вызвать их можно будет с помощью приложения на смартфоне. В июне 2014 года компания SkyTran заключила контракт с фирмой Israel Aerospace Industries (IAI) о строительстве тестовой системы в Тель-Авиве к 2016 году. Проект также привлек внимание транспортных компаний из Индии, Франции, США133. В будущем планируется оснастить Skytran солнечными батареями, что сделает систему независимой от электросети134. КЕЙС ПРОЕКТ СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ULTRA В АЭРОПОРТУ ХИТРОУ В лондонском аэропорту Хитроу проект по созданию персональной высокоскоростной транспортной системы, получивший название ULTra, был запущен в 2011 году. Колесные транспортные кабины, приводимые в движение электродвигателями, движутся по выделенным линиям протяженностью 4 км, которые имеют обычное дорожное покрытие и ограничены только бетонными ограждениями. Маршрут соединяет терминал №5 аэропорта с автостоянкой. Он заменил собой в 2011 году автобусное сообщение, существовавшее до недавних пор между этими пунктами. Подзарядка аккумуляторных батарей транспортного средства происходит во время стоянки на станции. Главным преимуществом такого вида транспорта является его быстрая подача: среднее время ожидания составило 10 секунд. По данным оператора, энергоэффективность транспортных кабинок ULTra на 50% выше, чем у обычных автобусов. При этом общие затраты на строительство линии составили 30 фунтов стерлингов, что значительно ниже по сравнению с аналогичными авто- и железнодорожными магистралями. BIG DATA И СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ПРОБКАМИ Дорожные пробки, растягивающиеся зачастую на многие десятки километров и отнимающие у водителей ценное время, являются проблемой как в развитых, так и в развивающихся странах. Отрицательное воздействие пробок на качество жизни, а также на городскую экономику трудно переоценить. 73 http://www.skytran.us/skytran/ http://techvesti.ru/node/7521 133 134 121 11 млрд долларов млрд литров 25 общих издержек (стоимость задержек и топлива) потраченного впустую топлива дополнительных выбросов CO₂ млрд кг ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Рейтинг городов с самыми большими пробками, 2013-2014 годы 2010 Москва 74% Стамбул 62% Тяньцзинь 56% Рио-де-Жанейро 55% Мексика 54% Ханчжоу 47% Сан-Паулу 46% Пекин 43% Чанчунь 40% Нанкин 40% Палермо 39% Варшава 39% Шицзячжуан Шанхай 39% 38% Рим 37% Чунцин 37% Чанша 37% Лос-Анджелес Марсель По данным исследовательского центра Техасского института транспорта, было установлено, что за 2013 год общие потери от заторов на дорогах в США составили более 120 млрд долларов (или 1000 долларов в расчете на одного пассажира). По результатам другого исследования, американские водители, вынужденные ежедневно пользоваться одной из 10 наиболее загруженных автомагистралей в стране, в среднем теряют около 140 часов в год, что составляет полноценный рабочий месяц. Кроме того, долгосрочное воздействие выхлопных газов отрицательно влияет на организм: оно существенно повышает риск возникновения рака и болезней сердца, а также, по мнению ученых, способствует разрушению клеток мозга и синапсов, ответственных за функцию памяти. Недавние опросы общественного мнения, проведенные в Гонконге, показали, что дорожные заторы и переполненный общественный транспорт 36% 35% являются главными факторами стресса, которые отрицательно влияют на здоровье и производительность труда. Напряженная ситуация с загруженностью дорог наблюдается и в Москве: третий год подряд столица занимает первое место в мировом рейтинге пробок, который составляется голландским производителем навигаторов TomTom на основе данных от GPS-­ устройств своих пользователей. Исследование проводится более чем в 160 крупных городах в Северной Америке, Европе, Австралии, Новой Зеландии и Южной Африке. База данных содержит 6 трлн замеров и пополняется на 5 млрд замеров в день. Выделяются три возможных пути решения проблемы: 1. Строительство новых дорог и парковок Индекс перегруженности показывает (в %) усредненную разницу между скоростью движения в городе ночью и в часы пик. 2. Развитие общественного транспорта 3. Введение интеллектуальных систем мониторинга и управления транспортными потоками. Последнее направление является самым молодым, однако оно становится все более популярным в мире. Этот метод стимулирует разработку решений проблемы пробок негосударственными компаниями, и основным инструментом в такой борьбе становится применение концепции Big Data — набора методов и технологий для сбора и обработки больших массивов дорожных данных с целью совершенствования транспортной системы. Возможно, именно в России в связи с актуальностью проблемы и наличием передовых кадровых ресурсов появятся наиболее успешные решения в этой области. 74 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА КЕЙС ТОКИО, ПРОБКИ, BIG DATA И ПРИЛОЖЕНИЕ ZENRYOKU ANNAI! Первое такси в Токио появилось еще в начале XX века, а сегодня японскую столицу обслуживают почти четверть миллиона машин. Для научно-исследовательского института Номура (NRI), крупнейшей консалтинговой компании в стране, все эти транспортные средства являются источниками информации о том, как решить дорожную проблему в одном из самых густонаселенных городов мира. Для анализа пробок сотрудники NRI используют три основных источника данных: 1. Собственные датчики на объектах транспортной инфраструктуры по всей стране 2. Геолокационные датчики, установленные в 12 тыс. такси в столичном регионе 3. Фотографии и информацию со спутников. Все это генерирует около 360 млн наблюдений ежеминутно. Еще недавно для обработки такой информации в институте использовались классические реляционные базы данных. Анализ собранного массива данных занимал порядка 20 минут, что не позволяло добиться прогнозирования изменения дорожной ситуации в режиме реального времени. Применение технологии in-memory computing, заключающейся в сохранении обрабатываемой информации в оперативной памяти, позволило компании добиться того, чтобы все наблюдения теперь можно было про­ анализировать на серверах менее чем за одну секунду. Увеличение скорости обработки позволило создать 75 мобильное приложение Zenryoku Annai! для отслеживания дорожной ситуации в городе в реальном времени и построения оптимальных маршрутов с учетом текущего состояния движения и прогнозов на основе собранных исторических данных. Результаты, полученные институтом, крайне акту­ альны для Японии. Сегодня все чаще японские госучреждения и компании пытаются найти способы использования данных о дорожном движении для повышения качества жизни населения страны. Так, например, корпорация Toyota, являющаяся крупнейшим поставщиком такси в стране, недавно объявила о том, что она планирует использовать информацию о дорожном движении, которая поступает от 700 тыс. транспортных средств компании, для предоставления различных сервисов органам местного самоуправления и предприятиям. Другим примером может служить сообщение японского правительства о намерении использовать данные с навигационных устройств для получения оперативной информации о состоянии дорог после различных природных катаклизмов. Известно, что на следующий день после землетрясения 2011 года у правительства не было достаточного количества информации о состоянии около четверти дорог в стране, что значительно увеличило период восстановления нормального дорожного сообщения. При этом возможности быстрого и точного анализа геолокационных данных позволят решить задачи гораздо более оперативно. ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ КЕЙС РОССИЙСКИЙ СЕРВИС ОТСЛЕЖИВАНИЯ ДОРОЖНОЙ СИТУАЦИИ — «ЯНДЕКС.ПРОБКИ» «Яндекс.Пробки» — сервис компании Яндекс, предоставляющий информацию о дорожной ситуации на улицах крупнейших российских городов и доступный как в веб-версии, так и в мобильных приложениях «Яндекс. Карты». Система «Яндекс.Пробки» автоматически собирает необходимую информацию от пользователей, анализирует ее и отображает на карте. Приложения «Яндекс» при использовании во время движения передают на сервера компании географические координаты автомобиля и скорость перемещения. На основании этих данных алгоритм строит единый маршрут, который вместе с информацией о скорости движения, измеренной в каждой его точке, составляет «трек». При этом «треки» поступают не только от частных водителей, но и от машин компаний-партнеров Яндекса, организаций с большим парком автомобилей, регулярно курсирующих по городу. В итоге, объединяя множество «треков», программа анализирует их и ставит зеленые, желтые и красные оценки на соответствующих участках дорог. Компания постоянно совершенствует алгоритмы и принципы, лежащие в основе анализа, расширяя функционал сервиса, что позволяет ему не уступать мировым аналогам. Так, в начале 2013 года компания представила функцию краткосрочного прогнозирования дорожной ситуации на ближайший час, которая позволяет узнать, где будут пробки через 15, 30, 45 и 60 минут. Технологии и алгоритмы анализа не раскрываются, однако по сравнению с использованием текущей информации о пробках прогноз позволяет точнее предсказать загруженность дорог, так как он учитывает динамику изменений и накопленные исторические данные. В будущем панируется значительно повысить качество прогноза, добавив в список анализируемых параметров ряд внешних факторов. Так, прогнозная модель уже принимает во внимание зависимость от времени суток. В будущем планируется добавить переменные, отражающие интенсивность осадков и иные погодные условия. Также сотрудники компании указывают, что если удастся найти достоверный и оперативный источник информации о дорожных авариях, то и этот фактор будет добавлен в модель для оценки возможной продолжительности пробок на разных участках трассы. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Системы запасания и повторного использования (рекуперации) кинетической энергии, основанные на принципе маховика или сжатого воздуха, известны еще c середины XX века. Однако благодаря развитию соответствующих технологий, позволивших сделать механизмы более компактными, легкими, надежными и емкими, подобные устройства начинают появляться в сегменте личного автотранспорта. Их применение позволяет повысить энергоэффективность и экологичность существующих автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. 76 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА Системы, позволяющие преобразовать энергию, высвобождающуюся при торможении транспортного средства, в энергию вращения маховика и использовать ее в дальнейшем при необходимости (KERS, Kinetic Energy Recovery System), начали применяться в болидах Формулы-1 и в других гоночных автомобилях для увеличения силы тяги. Для временного сохранения энергии используются роторы, изготовленные из высокопрочных композиционных материалов из переплетенных нитей углеродного волокна, вращающиеся на магнитных подшипниках внутри вакуумной камеры. В последние годы развитие технологии изготовления устройства обусловило его применение и в личном транспорте. В отличие от использования в гоночных автомобилях, в этом случае маховик применяется для снижения расхода топлива. 77 КЕЙС HYBRID AIR ОТ PEUGEOT-CITROEN Гибридный автомобиль Hybrid Air концерна Peugeot-Citroen, по заявлению представителей компании, позволит сэкономить до 45% углеводородного топлива и достичь его расхода на уровне 2 л/100км. Экономии можно добиться за счет того, что энергия, высвобождающаяся в процессе торможения, не рассеивается в качестве тепла, а запасается в виде сжатого воздуха в баллоне и затем используется по мере необходимости. Серийное производство модели планируется начать в 2016 году137. http://www.psa-peugeot-citroen.com/en/automotive-innovation/innovation-bypsa/hybrid-air-engine-full-hybrid-gasoline 137 КЕЙС РЕКУПЕРТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ В 2013 году компания Volvo представила систему на основе маховика для своего седана S60138. По заявлению представителей компании Volvo, экономия топлива может составить до 25% по сравнению с аналогичным двигателем без подобной системы при одновременном увеличении мощности на 80 л. с. Маховик весит 6 кг, не превышает 20 см в длину, его ротор способен вращаться со скорость до 60 тыс. оборотов в минуту. Испытания тестовых образцов в Великобритании успешно завершились в марте 2014 года, и компания ведет работу по интеграции устройства с моделями серийного выпуска. Система особенно эффективна для транспортных средств, совершающих частые остановки, например городского транспорта. Так, в июле 2014 года оператор общественного транспорта Лондона — компания Go-Ahead — объявила о закупке и установке 500 систем Gyrodrive, работающих по принципу KERS в течение двух лет135. По оценкам инженеров, применение такой системы позволит сэкономить до 20% топлива. При этом она по габаритам не превышает размеров колеса легкового автомобиля и может быть установлена на автобус за несколько дней136. выбросов. Кроме того, они имеют более простую конструкцию, меньшие габариты и массу. При дозаправке сжатым воздухом потребляется электроэнергия. Транспортные средства, работающие на сжатом воздухе, приводятся в движение пневмодвигателями, использующими сжатый воздух, запасенный в баллонах. Поскольку в таких двигателях не применяется горючее топливо, они позволяют снизить уровень загрязняющих Использование двигателей на сжатом воздухе осложняется необходимостью подогрева и охлаждения воздуха при совершении полезной работы и заправки соответственно. Тесты также показывают недостаточную энергоемкость баллонов со сжатым воздухом, что затрудняет https://www.media.volvocars.com/uk/en-gb/media/pressreleases/141626/ volvo-car-group-and-flybrid-conduct-uk-testing-of-flywheel-kers-technology 138 создание транспортных средств, функционирующих исключительно на воздушном двигателе. При этом, работая совместно с двигателем внутреннего сгорания, пневмодвигатели позволяют значительно повысить энергоэффективность автомобиля. http://www.busandcoach.com/newspage. aspx?id=8574&categoryid=0 136 http://www.wired.com/2014/07/ f1-kers-london-buses/ 135 ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ВИТАЛИЙ ПОНОМАРЕВ Основатель WayRay «Рынок информационно-развлекательных систем для автомобилей в настоящее время находится на стадии формирования. На него сейчас активно выходят ИТ-компании и производители электроники, включая Apple и Google. Образуются консорциумы компаний в целях создания единых стандартов для таких решений. По прогнозам, объем рынка к 2020 году составит 160 млрд долларов. Компания WayRay разрабатывает и внедряет интеллектуальные системы для транспорта. Один из продуктов, который готовится к продаже, — устройство, проецирующее изображение на ветровое стекло транспортного средства в формате дополненной реальности. С начала текущего года штаб-квартира компании WayRay находится в Швейцарии, что облегчает выход на целевые для нас рынки Европы, США и Азии. Но центр научно-исследовательской деятельности по-прежнему находится в России, и мы не планируем его переносить. Новая структура более привлекательна для западных инвесторов. Иностранные венчурные фонды ввиду обострившейся политической обстановки не готовы инвестировать в российские компании. Мы планируем привлечь 30 млн долларов в следующем раунде, этому будут способствовать хорошие взаимоотношения с правительством Швейцарии и позиционирование нашей компании в качестве международной». ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ Первые образцы беспилотных автомобилей были продемонстрированы еще в начале XX века. Модель linrrican Wonder 1925 года приводилась в движение посредством небольших электромоторов, контролировавших системы управления автомобилем и присоединенных к принимающему радиоустройству, сигнал на который посылался из ехавшей в непосредственной близости машины. С тех пор процесс создания автомобиля, управление которым осуществляет автоматика, а не водитель, продвинулся далеко вперед. Наибольший успех, отмеченный в последнее десятилетие, стал возможным благодаря быстрому развитию технологий компьютерного зрения, совершенствованию различного рода сенсоров: радаров, лидаров (устройств для получения информации 8 -й об удаленных объектах с помощью оптических систем), датчиков положения и ускорения. Успеху способствовало и повышение вычислительной мощности мобильных компьютеров, обрабатывающих поступающий к ним огромный поток информации. Разработки в области автоматического управления автомобилем начинались обычно в исследовательских институтах и лабораториях (Мюнхенского университета, Оксфорда, Стэнфорда, университета Пармы, университета Карнеги-Меллона) совместно с автопроизводителями (BMW, MercedesBenz, General Motors, Nissan, Toyota, Audi, Volvo). Результатом их сотрудничества стали прототипы, способные двигаться по заданному маршруту без участия человека. 2 В наиболее распространенной причиной смерти в мире стало дорожнотранспортное происшествие. раза увеличится среднее время ожидания в пробках к 2050 году при сохранении сегодняшней тенденции. 95 6,3 % млрд дорожно-транспортных происшествий происходят из-за человеческого фактора. человек будут проживать в городах к 2050 году, что составит 70% населения Земли. 78 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА 750 Мб/с данных собирают современные автомобили с автоматизированным управлением Доля продаж автомобилей с автоматизированным управлением: 2015 — 4%, 2030 — 41%, 2035 — 75% Ожидаемая стоимость систем автоматизированного управления: 2025 $7000 — $10 000, 2030 — $5000, 2035 — $3000 79 Внедряемые в настоящее время на массовом рынке интеллектуальные системы не позволяют полностью заменить водителя, но автоматизируют отдельные действия. Так, адаптивный круиз-­контроль изменяет скорость транспортного средства для сохранения безопасной дистанции в потоке. Системы удержания автомобиля на полосе движения помогают водителю оставаться на выбранной полосе, информируя его в случае отклонения от нужной траектории и даже производя корректирующее вмешательство в рулевое управление. автоматически управляемых в определенных условиях (обычно при движении на шоссе). Такие автомобили могут самостоятельно перестраиваться между рядами, выполнять обгон на скорости 100 км/ч и экстренное торможение. Для сбора информации о местоположении окружающих предметов и скорости их передвижения используются различные датчики: стереоскопические камеры, радары, лазерные сканеры, инфракрасные камеры и ультразвуковые датчики. Комплексные вычислительные методы позволяют выбрать оптимальную траекторию движения. Крупнейший российский автопроизводитель АвтоВАЗ объявил об оснащении системой круиз-контроль своих автомобилей Lada Granta в 2014 году. Однако системы адаптивного круиз-контроля являются опцией, которой еще только предстоит выход на российский рынок. Объемы производства в Тольятти, превышающие 500 тыс. машин в год, открывают широкие перспективы в области разработки и внедрения подобных решений. Возможности применения беспилотных автомобилей, несомненно, огромны: их применение сделает движение более безопасным и эффективным. Благодаря тому, что компьютеры быстрее человека реагируют на изменение ситуации, никогда не отвлекаются и не устают и способны одновременно следить за сотнями объектов, снизится количество аварийных ситуаций и увеличится скорость движения. Автоматические системы управления позволят человеку высвободить время, проводимое за рулем, для других занятий и смогут самостоятельно парковать автомобиль, в то время как его владелец будет занят своими делами. Более того, крупные автопроизводители BMW, Mercedes-Benz, General Motors, Nissan, а также компания Google представили модифицированные версии серийных моделей, Однако модели с подобными возможностями еще далеки от коммерческого использования и, по оценкам производителей, выйдут на рынок не ранее чем через пять лет. Для полноценной замены человека при управлении автомобилем в любых условиях потребуется намного больше времени. Причин тому несколько, среди них наиболее существенные — технологические. Сенсоры и вычислительные системы, используемые в прототипах, слишком дороги для массового рынка: так, стоимость лидара, установленного на крыше Google-мобиля (модифицированная версия Lexus RX450h) и позволяющего создавать 3D-образ окружающего пространства с точностью до двух сантиметров, составляет около 70 тыс. долларов. При этом неблагоприятные погодные условия изменяют восприятие сенсорами окружающей обстановки: снег на дороге и брызги от автомобилей искажают сигнал лидара, туман и снег ограничивают видимость радара. Самой сложной проблемой с точки зрения замены человека в управлении автомобилем является несовершенство автоматической системы принятия решений. Она не способна на сегодняшний день достаточно быстро и точно оценить все возможные последствия возникновения нетиповых ситуаций на дороге, таких как резкое перестроение соседних автомобилей или встречное движение. Кроме того, использование на дорогах беспилотных автомобилей потребует изменения положений основных международных договоров — Венской и Женевской конвенций о дорожном движении, согласно которым водитель должен полностью контролировать автомобиль во время движения. Использование беспилотных транспортных средств на сегодняшний день разрешено только в четырех американских штатах, а также в отдельных европейских странах (в Германии, Нидерландах и Испании). ФОРУМ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ Тем не менее, в соответствии с прогнозом IHS, консалтинговой компании в области промышленности и технологий, к 2035 году в эксплуатации будет 54 млн автономных автомобилей. Годовые продажи таких машин составят 11,8 млн единиц, причем почти половина из них уже не будет иметь органов ручного управления. К 2050 году автономные автомобили полностью вытеснят обычные. КЕЙС GOOGLE CAR Разработка автомобиля, способного передвигаться без участия человека, ведется в лаборатории перспективных технологий Google X. В проекте участвуют модифицированные серийные модели Toyota Prius и Lexus RX450h. Кроме того, в мае 2014 года компания представила новый прототип двухместного автомобиля собственной разработки, у которого за ненадобностью отсутствуют педали, руль и другие системы управления. Первые тестовые испытания «гуглкаров» начались в 2010 году. Тогда беспилотные системы управления освоили езду по шоссе: движение по одной полосе, торможение и ускорение для того, чтобы избежать столкновения, а также перестроение между рядами. Автомобиль, движущийся со скоростью 100 км/ч, своевременно распознает следующие рядом или появляющиеся транспортные средства и реагирует на изменения соответствующим образом. Следующим этапом развития технологии стало движение по городским улицам в обычном потоке автомобилей, при котором необходимо учитывать сотни объектов на небольшой площади, движущихся по определенным правилам. Так, системы управления «гуглкара» имеют возможность учитывать при движении указания дорожных знаков, сигналы светофоров, поведение пешеходов, перемещение других автомобилей и даже велосипедистов, выполняющих маневры. Возможность движения автомобиля без участия водителя обеспечивается автоматической системой, включающей широкий спектр сенсоров и датчиков для получения информации об окружающем пространстве, а также специализированное программное обеспечение, обрабатывающее поступающие данные и осуществляющее управление. В наиболее трудных ситуациях система пока информирует водителя о необходимости взять на себя управление, однако по мере развития технологии такая потребность возникает все реже. Так, в 2014 году компания сообщала, что «гуглкарами» было пройдено в общей сложности более 1,1 млн км с минимальным участием человека. Установленное на «гуглкаре» оборудование для навигации включает расположенный на крыше автомобиля лазерный светодальномер, четыре радара на переднем и заднем бамперах, камеру высокого разрешения на лобовом стекле и еще одну внутри салона, а также датчик GPS. Центральной частью этой системы является 64-лучевой лазерный дальномер компании «Велодайн», который делает 1,5 млн замеров в секунду, что позволяет построить трехмерную модель окружающего пространства с точностью до 2 см. Установленные устройства собирают порядка 1 Гб данных каждую секунду. Созданная с помощью сенсоров объемная карта сравнивается с имеющейся в базе высокоточной съемкой этой же местности, и в результате специальное программное обеспечение ведет автомобиль, избегая препятствий и соблюдая правила дорожного движения. Для получения детальной карты и данных об окружающей среде и рельефе местности инженеры Google пока вынуждены заранее проезжать по планируемому маршруту и вносить подробную информацию в картографический сервис. Кроме того, в настоящее время системы «гуглкара» не могут отличить стоящего на обочине пешехода или, например, регулировщика от фонарного столба, а лежащий на дороге камень — от мятой газеты («гуглкар» попытается объехать «препятствие» в обоих случаях). Выбоины и необозначенные дорожными знаками канализационные люки также вызывают затруднения. Несмотря на сохраняющиеся сложности в развитии беспилотных автомобилей, компания Google рассчитывает на то, что в перспективе такие транспортные средства смогут использоваться при предоставлении автоматизированных сервисов, например такси. В августе 2013 года поисковый гигант инвестировал 250 млн долларов в компанию Uber, предоставляющую услуги такси, которая, в свою очередь, планирует закупить 2500 беспилотных автомобилей. 80
