Jste zde

Nová generace elektronických zařízení, materiálů a architektur

Evropa má dobré předpoklady k tomu, aby se ujala vedení v oblasti deep tech inovací. Evropská rada pro inovace v posledním reportu vybrala, které inovace z oblasti elektroniky považuje za nejvíce perspektivní.

Evropská rada pro inovace (ERI), iniciativa Evropské komise a součást programu Horizont Evropa, byla zřízena jako stěžejní iniciativa pro identifikaci, rozvoj a rozšiřování vznikajících hlubokých technologií a průlomových inovací. S finančními prostředky ve výši více než 10 miliard eur podporuje ERI nejtalentovanější a nejvizionářštější evropské výzkumné pracovníky a podnikatele na cestě od průlomových nápadů k úspěchu na trzích EU a na světových trzích. Podpora ERI je poskytována prostřednictvím kombinace otevřených výzev a výzev založených na výzvách v rámci tří základních programů: ERI Pathfinder podporuje výzkum a vývoj v oblasti deep tech. V posledním reportu ERI jsou zmíněny také polovodičové technologie, jejichž výzkum mé přinést technologický přelom.

3D propojení založená na nanomateriálech

2D elektronické architektury trpí "neškálovatelnými" propojeními, což jim neumožňuje konkurovat biologickým nervovým systémům, pokud jde o schopnosti zpracování informací v reálném čase se srovnatelnou spotřebou energie. Nedávné pokroky ve vědě o materiálech, technologii zařízení a synaptických architekturách mají potenciál zaplnit tuto mezeru novými přelomovými technologiemi, které přesahují konvenční technologii CMOS. Slibným řešením je využití nanomateriálů, jako je vývoj vertikálních tranzistorů s efektem pole z nanodrátků nebo výroba vysoce výkonných zařízení umožněných integrací samouspořádaných nanoobvodů CNT pomocí DNA-vzorců.

Biomolekulární elektronika

Současné snahy o udržitelnější elektroniku mohou vést k novému typu elektroniky na bázi proteinů, tzv. "proteonice". Tento nový horizont slibuje, že pasivní a aktivní elektronické součástky budou plně CO2 neutrální, biokompatibilní a biologicky odbouratelné, a zároveň vytvoří přirozené rozhraní s biologickými systémy, což může otevřít zcela nové příležitosti v mnoha oblastech vědy a zdraví. V měkké robotice, inspirované napodobováním mořských červů, jsou modulární morfující roboti pohánění podněty postaveni z inteligentních hydrogelů DNA s tvarovou pamětí schopni reagovat na podněty a přizpůsobovat se prostředí. Použití DNA (buněčné nebo syntetické) se také ukázalo jako velmi slibná cesta pro energeticky účinnější, ekologičtější a technicky odolnější ukládání a archivaci dat.

Flexibilní, laditelná nebo rekonfigurovatelná metazařízení

 Metazařízení jsou zařízení charakterizovaná jedinečnými funkcemi (např. laditelnými, přepínatelnými a nelineárními), které umožňují člověkem vytvořené specifické subvlnové struktury funkční hmoty. Kombinace metapovrchů a fyziky plazmatu zajišťuje výhody, jako jsou nepřirozené elektromagnetické vlastnosti umožněné 2D metamateriály a bezprecedentní rekonfigurovatelnost a laditelnost na vysokých frekvencích umožněná plazmatem, obojí nedostupné pro konvenční zařízení. Tyto metazařízení na bázi plazmatu, např. laditelné čočky pro antény nebo časově modifikované 3D rekonfigurovatelné komponenty, mohou zahájit novou éru telekomunikací s vysokým potenciálním dopadem na ekonomiku a společnost.
Inteligentní kůže, tvořená řídkými, zakřivenými, integrovanými a flexibilními metapovrchy využívajícími povrchové a netěsné vlny může být nasazena v aplikacích, jako je bezkontaktní haptika a komunikace na dálku, což by mohlo otevřít širokou škálu aplikací v robotice a v lékařských oborech. Nedávný vývoj v oblasti flexibilní nositelné elektroniky a internetu věcí přináší vysoce výkonné senzory založené na tištěných sítích nanovrstev se zvýšenou interakcí mezi vrstvami, která je umožněna chemickým síťováním a fyzikální syntézou nanovrstev s vysokým poměrem stran.

Tekuté paměti nebo výpočetní technika

: Zvýšení výkonu a zajištění skutečné udržitelnosti elektronických zařízení a komponent se stalo naléhavým. To vyžaduje nová a cenově dostupná technologická řešení pro výpočetní techniku a ukládání informací. Použití kapaliny se v tomto kontextu nezdá být nejpřirozenější cestou, ale nedávné myšlenky zahrnují použití koloidních nanočástic a nanokapilárních polí pro nízkonákladovou paměť s vysokou hustotou (přes 100 Gbit/mm2) a výpočty chemických rezervoárů založené na čistě molekulárních systémech zpracování informací.

Fotonické integrované obvody nové generace

 Nejnovější vývoj ve fotonice a materiálových vědách poskytuje základ pro novou třídu vysoce výkonných a levných fotonických integrovaných obvodů (PIC), jejichž výsledkem jsou kompaktní řešení pro širokou škálu zařízení: snímání, výpočetní technika atd. Mezi nové nápady patří použití funkčních materiálů a integrovaných optických cirkulátorů schopných distribuovat výhradně světlo mezi pasivní a aktivní integrované funkce, duální hřebenové spektrometry pro širokopásmovou a optickou spektroskopii s vysokým rozlišením (mid-IR) s novou úrovní citlivosti pro integrované senzory na čipu nebo nanoelektromechanickou programovatelnou křemíkovou fotoniku pro masivní paralelní optické propojení umožňující rozsáhlé sítě nezávislých a plně ovladatelných uzlů.

 Senzory v kombinaci s umělou inteligencí pro drsná prostředí

 Drsná prostředí vyžadují, aby elektronická zařízení odolala specifickým, často extrémním podmínkám prostředí nebo středním podmínkám, např. vodě nebo vysoké úrovni elektromagnetického rušení nebo záření. Dlouhodobé technologické výzvy pro podvodní optickou bezdrátovou komunikaci, související s vysokorychlostní konektivitou, nízkými požadavky na vlastní napájení a ohleduplností k životnímu prostředí, by mohly být překonány použitím modrých optických fázovaných polí v kombinaci s rozsáhlým polem DAC a koherentních přijímačů. Měření radiace, včetně měření vysokých energií, je další rychle se rozvíjející oblastí, kde technologie, jako je umělá inteligence a nanotechnologie (např. anorganické nanokrystaly), mohou přinést průlomový vývoj vedoucí k vysokorychlostním a přesným zařízením pro detekci a lokalizaci zdrojů záření

Evropská rada pro inovace (ERI), iniciativa Evropské komise a součást programu Horizont Evropa, byla zřízena jako stěžejní iniciativa pro identifikaci, rozvoj a rozšiřování vznikajících hlubokých technologií a průlomových inovací. S finančními prostředky ve výši více než 10 miliard eur podporuje ERI nejtalentovanější a nejvizionářštější evropské výzkumné pracovníky a podnikatele na cestě od průlomových nápadů k úspěchu na trzích EU a na světových trzích. Podpora ERI je poskytována prostřednictvím kombinace otevřených výzev a výzev založených na výzvách v rámci tří základních programů: ERI Pathfinder podporuje výzkum a vývoj v oblasti deep tech; Přechod ERI přenáší nápady z laboratoře do podniku; EIC Accelerator podporuje rozvoj a rozšiřování startupů, mimo jiné prostřednictvím fondu ERI, který poskytuje investice od počátečního až po raný růst. Tyto programy vycházejí z historie financování vznikajících technologií a inovací prostřednictvím programu Future and Emerging Technologies (FET), nástroje pro malé a střední podniky a pilotních činností ERI v rámci programu Horizont 2020. ERI rovněž přijala nový způsob řízení svého financování: odborníci na vysoké úrovni, programoví manažeři ERI, vypracovávají ambiciózní návrhy budoucích průlomových technologií a inovací a spravují jedno nebo více portfolií ERI s cílem pomoci dosáhnout těchto cílů. K dnešnímu dni ERI v rámci programu Horizont Evropa přilákala více než 10 000 návrhů v rámci svých tří hlavních programů a financovala více než 700 projektů. To ERI umožnilo stavět a rozvíjet silné portfolio činností v technologických a hospodářských odvětvích, která mají zásadní význam pro budoucí strategickou autonomii a prosperitu Evropy, jako je mimo jiné vodík z obnovitelných zdrojů, buněčné a genové terapie, kvantové technologie, zemědělsko-potravinářský průmysl.

https://eic.ec.europa.eu/system/files/2023-10/EIC-TechReport-2023-DigitalVersion_0.pdf

Hodnocení článku: