Головні напрями прориву

Провідні фахівці української академічної науки розповіли про найважливіші напрями діяльності наукових установ Національної академії наук Україні, якій виповнюється 90 років.

Фізики медикам

«ДТ» не раз писало про новітні інформаційно-обчислювальні грід-технології та перспективи їх широкого впровадження. «Після ухвалення в 1999 році рішення про спорудження в ЦЕРНі прискорювача частинок на зустрічних пучках LHC, — розповів директор Інституту теоретичної фізики ім. М.Боголюбова НАНУ академік Анатолій Загородній, — відразу постало питання про збереження та обробку експериментальної інформації. Обсяг даних, що їх будуть отримувати щорічно в експериментах на цьому найпотужнішому в світі прискорювачі, оцінюється в 15—20 мільйонів терабайтів. Для порівняння — цей річний обсяг даних відповідає 20 мільйонам стандартних компакт-дисків. Якщо їх скласти стосом, матимемо стовпчик заввишки близько 20 км!

Для опрацювання такого колосального масиву даних було запропоновано об’єднати комп’ютер­ні ресурси багатьох фізичних центрів і лабораторій в єдину обчислювальну мережу, яка дістала назву грід (у дослівному перекладі — сітка). Грід-технології дуже швидко почали широко застосовувати в науці, медицині, освіті, банківській справі, бізнесі».

Першим яскравим прикладом упровадження грід-технологій для інформаційного супроводу медичних досліджень є проект MAMMOGRID з раку молочної залози. Цей проект розпочато 2002 року для архівування досліджень молочної залози на базі двох британських та одного італійського шпиталів. На сьогодні грід-мережею планується охопити основні клініки Європи, в яких проводяться мамологічні обстеження жінок, та надати доступ науковцям до даних цих обстежень. Аналіз даних допоможе вивести наші знання на якісно новий рівень розуміння розвитку хвороби та поліпшити достовірність обстежень на ранніх стадіях захворювання.

Яскравим прикладом ефективності грід-технологій стало дослідження вірусу пташиного грипу H5N1, яке виконувалося в 2006 році в 17-ти країнах. Це завдання, яке потребує 82 роки обчислень на одному персональному комп’ютері, було вирішене з допомогою грід-технологій та 1700 комп’ютерів протягом усього чотирьох тижнів.

Нині вчені беруться за вирішення майже фантастичних завдань — таких, наприклад, як моделювання… віртуальної людини. Біометричні моделі мають багато внутрішніх взаємозв’язків, їхня еволюція пов’язана з перебігом складних фізичних та хімічних процесів, тому для моделювання зазначених систем потрібні над­звичайно потужні обчислювальні ресурси. І тут на допомогу прийде грід!

До речі, ці фантастичні програми завдячують своєю появою прагненню фізиків розробити систему для обчислення та збереження інформації, яка надходитиме з колайдера, що, як очікують, розпочне свою роботу навесні 2009 року.

Енергоощадні джерела світла

Попри те, що створення над­зви­чайно економічного твердотільного освітлення ще недавно зда­валося недосяжною і дуже дорогою мрією, сьогодні світлодіодні напівпровідникові структури розвиваються настільки швидко, що вже стають технічним символом ХХІ століття. Вони є реальною альтернативою не тільки лам­пам розжарювання, а й компактним люмінесцентним лампам.

Постановою КМ України від 9 липня 2008 року №632 затверджено Державну цільову науково-технічну програму «Розробка і впровадження енергозберігаючих світлодіодних джерел світла та освітлювальних систем на їх основі». Державний замовник програм — НАН України. Виконує її — Інститут фізики напівпровідників ім. В.Лашкарьова НАНУ.

Результатом виконання програми (2009—2013 рр.) буде створення в Україні сертифікованих енергозберігаючих джерел світла нового покоління. Основна увага приділятиметься побудові сучасної науково-технологічної бази виробництва світлодіодних джерел світла.

Реалізація амбітних планів щодо широкого впровадження світлодіодів дасть змогу економити електроенергію, порівняно з лампами розжарювання, більше ніж у десять разів. Серед їхніх переваг — відсутність вакуумних частин та шкідливих речовин, тривалий час роботи (до 100 тис. годин), можливість змінювати спектр випромінювання (кольорову температуру). Планується, починаючи з 2011 року, поступово перейти на світлодіодні джерела світла, виробництво яких українські підприємства освоять у процесі виконання Державної цільової програми.

Як стверджує завідувач відділу Інституту фізики напівпровідників доктор технічних наук Віктор Сорокін, втрата одного року в темпах виконання програми рівноцінна відставанню від передових держав, що інтенсивно розвивають цей напрям, на чотири-п’ять років. Отже, потрібно поспішати!