Инновационная Швейцария. Божественное любопытство, эффект bottom-up и прикладные чудеса

В чем состоит уникальное предложение Швейцарии, этой небольшой страны в центре Европы?

В очередной раз Посольство Швейцарии в Украине инициирует и проводит образовательные путешествия для журналистов и специалистов разных сфер деятельности в Швейцарию. Цель – познакомить украинцев с этой страной, наладить сотрудничество и стимулировать культурный обмен. В мае состоялась очередная экспедиция украинских журналистов по инновациям, которые генерируют научные институции, компании и учебные заведения Швейцарии. Во время путешествия мы посетили SBFI (State Secretary Department for Education, Research and Innovation), кампус Хенгерберг Цюрихского политехнического института (ETH Zurich Science City Campus), Политехническую федеральную школу Лозанны (EPFL) и RRL — Reconfigurable Robotics Lab и в мировой исследовательский центр CERN и кампус Biotech, EPFL, где имели возможность познакомиться с разработками Blue Brain Project.

State Secretary Department for Education, Research and Innovation

«Источником всех технических достижений является божественное любопытство, игривый импульс мастера и мыслящего исследователя и не менее конструктивная фантазия технического изобретателя» — так Альберт Эйнштейн говорит к визитерам из офисного отделения в Мемориальной доске у входа в городе Берн, расположенный на улице Эйнштейна, 2.

Доктор Филипп Розл (Dr. Philippe Roesle) начинает свой рассказ о системе образования и инновационно-исследовательском секторе с объяснения особенности возникновения в целом направления инновации в стране: «Все очень просто, у нас не было плана В, ведь страна не имеет природных ресурсов, таких как полезные ископаемые, например. У нас есть интеллект».

Разговор об будущем и инновациях здесь начинают в первую очередь с образования и системы обмена знаний между студентами и специалистами-практиками. Швейцарский интеллект, вернее, интеллекты со всего мира имеют возможность проходить полный цикл от формирования в учебных заведениях до развития и карьерного роста в компаниях, внедряющих знания в реальную жизнь. Инновационный хаб — так воспринимают свою систему «выращивания инноваций» швейцарцы, аккумулируя на небольшой территории страны два федеральных технологических институции: ETH Zurich (Цюрихский политехнический институт), EPFL (Политехническая федеральная школа Лозанны), 10 кантональных университетов, 7 кантональных университетов общих заведений высшего образования. При этом 14% студентов иностранцы. «Это лучшие мозги со всего мира, которые ежедневно конкурируют между собой для лучших результатов. Создают предпринимательские экосистемы, важнейшие из которых расположены вокруг ETH в Цюрихе и EPFL в Лозании. Стартапы кластеров рядом с университетами и промышленными объектами обеспечивают постоянное внедрение новейших разработок в жизнь, пока студенты даже не закончили вузы», — продолжает Доктор Филипп Разл. Вспомните, как появился Facebook — в студенческом городке.

Инновационный потенциал Швейцарии является результатом нескольких факторов, кроме высокого уровня образования. Это благоприятные условия для компаний, ведь они крупнейшие инвесторы сектора разработок и инноваций. Это международная открытость и обмен, стабильность и конкурентное налогообложение, отлаженная инфраструктура.

Если Цюрихский университет специализируется главным образом на технологиях, то Университет Санкт-Галлена неподалеку выпускает лучших менеджеров. Он расположен почти на границе с Германией и имеет определенную квоту для иностранцев, что также регулирует «селекцию» действительно лучших студентов-иностранцев, которые потом будут конкурировать со швейцарцами, повышая средние показатели уровня знаний. У выпускника будет несколько вариантов применить полученные знания и навыки. Можно остаться и продолжить работу ученого, получить докторскую степень и работать в лабораториях вуза, пойти в докторантуру, но работать над собственным стартапом. Также можно продолжить деятельность в компании, с разработками которой, например, студент был ознакомлен во время учебы, есть возможность подать резюме во Всемирную лабораторию поиска ответов о возникновении Вселенной CERN, а можно вернуться в свою страну и продолжить научную деятельность.

Главное, чему вас научат в швейцарском вузе кроме вашей профессии, — ценить время и инициировать собственные проекты: от желания — к действию! Чтобы выиграть, надо играть, как говорил Эйнштейн. А конкурентная борьба, которая, конечно, ведется по всем нормам высокоразвитого общества, предусматривает вашу сознательную вовлеченность, а также регистрацию времени, которое всегда относительно в зависимости от того, вы на поле или только наблюдаете за игрой.

 

Цюрихский политехнический институт, кампус Хенгерберг

Мир без знания полон волшебств. Или, как отмечал уже упоминавшийся Эйнштейн, «процесс научных открытий — это, по сути, непрерывное бегство от чудес».

Швейцарская высшая техническая школа Цюриха была основана 16 октября 1855 г. и является не только одним из самых престижных учебных заведений этой страны — она принадлежит к лучшим университетам мира.

Кстати, тот же Эйнштейн, учась здесь с 1896 г., прогуливал лекции неинтересных, по его мнению, преподавателей и пользовался на зачетах и ​​экзаменах конспектами своего друга Марселя Гроссмана. Правда и то, что юный Эйнштейн был ленивым и гордым, но любознательным: ему нравилось обучение и атмосфера свободы, царившая в Цюрихе по сравнению с его родиной. Он окончил политехникум в 1900 г., но всю жизнь не терял с ним контакта. Когда теория относительности была почти проработана — разработки его университетского товарища Марселя Гроссмана, который в 1912 г. уже занимал должность декана математического факультета политехникума помогли Эйнштейну с выведением уравнения гравитационного поля (специальная теория относительности Эйнмейна). тической точки зрения общая теория относительности завершена Эйнштейном до 1905 г.).

«Исходной точкой всех исследований является чувственное восприятие. Истина теоретического мышления достигается исключительно с помощью его связи со всей суммой данных чувственного опыта», — писал в своих заметках Эйнштейн.

Мы посетили политехникум — в гости в Национальный центр компетентности в области разработки и цифрового производства (NCCR DFAB). Собственно, само здание DFAB Arch_Tec_Lab является инновацией, разработанной специалистами центра. Она демонстрирует, как оцифровка может способствовать ресурсоэффективному, компактному и свободному от выбросов строительству. Шесть профессоров из ETH Zurich объединили свои исследовательские подходы и совместно разработали прототип инновационного строительства. Процесс цифрового планирования и строительства длился шесть лет, были привлечены архитекторы, инженеры-строители, строительные инженеры и строительные физики из шести кафедр Института технологии в архитектуре при ETH Zurich. Вместе они пытались исследовать, как использовать цифровые технологии и процессы совместного планирования, чтобы внести вклад в ресурсоэффективное и пространственно компактное строительство. Они создали лабораторию с реальными условиями, где можно было применить свои выводы по шкале 1:1. Новое здание – воплощение устойчивости на всех возможных уровнях: оно возведено на крыше автостоянки на Science City Campus и соединено с соседним зданием с помощью skyway.

Arch_Tec_Lab демонстрирует, как оцифровка может способствовать ресурсоэффективному, компактному и свободному от выбросов строительству

Изогнутая деревянная кровля Arch_Tec_Lab полностью изготовлена ​​с помощью единого портального работа с использованием интегрированного цифрового планирования и производственного процесса, разработанного под руководством кафедры архитектуры и цифрового производства вместе со специалистами из ERNE — компании, которая стала подрядчиком проекта.

Еще одним новеньким зданием, которым может гордиться центр, является DFAB HOUSE, возведенный над зданием NEST в городе Дюбендорф. Это первый в мире жилой дом, который не только спроектирован в цифровом формате, но и построен преимущественно цифровым способом, с использованием роботов и 3D-принтеров. Эти технологии строительства разработаны исследователями ETH Zurich в сотрудничестве с промышленными партнерами за последние четыре года.

По состоянию на май 2019 г. в трехэтажном доме DFAB будут проживать четыре сотрудника центра. Дом жилой площадью около 200 кв. м будет служить платформой для внедрения новых «умных» решений и для подтверждения их целесообразности в реальном помещении. Благодаря непосредственной обратной связи с пользователями и конкретными данными измерений от повседневного использования участники консорциума компаний ожидают получения ценной информации о целесообразности новых решений.

Это более чем «умный» дом, оборудованный бытовой техникой, которая узнает вас по голосу: вы можете управлять энергоснабжением, автоматически затенять пространство, узнавать о вторжении, ваш душ запомнит нужную вам температуру, а затем еще и использует теплую воду. Дом состоит из четырех отдельных модулей, спроектированных и изготовленных с использованием новейших разработок, — DFAB HOUSE имеет центральное ядро ​​здания, к которому могут присоединяться различные строительные модули, так называемые агрегаты. К примеру, биоморфный фасад, представляющий собой полупрозрачную мембрану.

Гранулы аэрогеля упорядочиваются и стабилизируются между специально разработанными мембранными панелями с помощью внедренного инновационного процесса. Результат — тонкая двойная изогнутая легкая фасадная система с суперизоляционными свойствами, позволяющая свету проникать в здание сквозь всю стену.

Толщина фасада: 80—120 мм. Процент сохраненной энергии: значение U — 0,165.

Нет сомнений, что шаг за шагом усилия теоретиков и экспериментаторов приведут к глубокому пониманию всех процессов современного строительства. Ведь сегодня элементарные процессы уже трансформируются, совершенствуются, приобретают разные формы.

Политехническая федеральная школы Лозанны (EPFL) и RRL — Reconfigurable Robotics Lab

Реалии настоящего. 6 июня на первой конференции Amazon re:Mars в Лас-Вегасе розничный онлайн-продавец представил новейший дизайн своего аэроплана-курьера. По словам Джеффа Вилке, СЕО Amazon, компания рассчитывает запустить автономную технологию беспилотного транспорта уже в ближайшие два месяца.

Электрический автономный дрон может летать на расстояние до 24 км и доставлять клиентам грузы весом до 2,2 кг менее чем за 30 мин.

Электрический беспилотный самолет Amazon Prime Air имеет гексагональную конструкцию. Он легко переключается между двумя режимами полета — своим «вертолетным» вертикальным взлетом и посадкой и в режим самолета.

В процессе транзита дрон использует различные датчики и продвинутые алгоритмы, такие как многомерный стереообзор для выявления статических объектов, например, дымоходов. Для выявления движущихся объектов в воздухе, как у параплана или вертолета, используются алгоритмы компьютерного видения и машинного распознавания.

Приближаясь к земле для выполнения доставки, дрон использует стереонаблюдение вместе с алгоритмами AI (Artificial Intelligence — искусственный интеллект), которые учатся различать людей, животных и препятствия сверху.

«Наша деятельность охватывает пять направлений: исследования, проводимые непосредственно в центре, образование, передача технологий, равные возможности и охват. Цель наших исследований — построить интеллектуальных роботов для улучшения качества жизни, робототехнику для людей с особыми потребностями (Wearable Robotics) и спасательную робототехнику (Rescue Robotics)», — говорит в своей презентации для журналистов из директоров.

Наука—для мира и для ежедневной помощи человеку (в том числе с физическими недостатками) в быту, а также для преодоления внешних проблем, даже психологических травм. Уже никого не удивишь роботом-пылесосом, а вот роботом, способным учиться?

Федеральная политехническая школа Лозанны имеет целый кластер стартапов, которые на базе учебного заведения проектируют и тестируют будущее в стенах школы

Политехническая федеральная школа Лозанны имеет целый кластер стартапов, которые на базе учебного заведения проектируют и тестируют разработки в стенах школы. Работы, подражающие движениям одновременно нескольких животных, интеллектуальные искусственные конечности, которые передают сигналы к мозгу о температуре, текстуре и весе предмета, которого затрагивают, — все это может быть особенно интересно для дизайнеров и архитекторов. Также в разработке — небольшие работы-насадки для мебели, которые самостоятельно передвигаются по комнате и адаптируются к различным поверхностям, горизонтально или вертикально двигаясь в пространстве. Кстати, с 31 августа по 2 сентября в Лозанне состоится второе мероприятие «Дни дронов».

CERN — европейская организация по ядерным исследованиям

CERN — мировой «экспериментариум», Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий. Расположена она на границе Швейцарии и Франции, рядом с Женевой, в 27-километровом кольце зданий, «лабораторий-экспериментариумов», имеющих общее название — Большой адронный коллайдер (ВАК).

ВАК помог осуществить множество открытий, которые позволили ученым лучше понять строение микромира и царящие в нем законы.

Всего в CERN работает 2'600 сотрудников, 1'800 других оплачиваемых привлеченных сотрудников, 13'000 научных пользователей со всего мира. Бюджет программ на 2019 г. - 1 200 млн швейцарских франков.

Украина также привлечена к работе в мировом «экспериментариуме». Грид-технологии, применяемые для моделирования и обработки данных в экспериментах на ВАК, быстро развиваются в нашей стране (являющейся ассоциированным членом CERN) благодаря поддержке Академии наук (соглашение о сотрудничестве подписано в 2006 г.). На территории Украины в программах CERN принимают участие три института - Харьковский физико-технический институт, Научно-исследовательский технологический институт приборостроения (Харьков), Институт теоретической физики им. М. М. Боголюбова (Киев).

Мировой «экспериментариум» CERN — Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий

CERN заявил о намерении построить новый ускоритель частиц, размер которого в пять раз превысит размеры ВАК. Протяженность тоннеля составит 100 км. Называется новая система «Будущий кольцевой коллайдер» (Future Circular Collider, FCC). Его строительство начнется не ранее 2040 г.

В 2011 г. в CERN также появилась программа для художников Arts at CERN. When Art Meets Science. Суть проекта в том, чтобы создать среду общения между художниками (художниками) и учеными. Проект объединяет художников, стремящихся понять и постичь законы физического мира, и руководствуясь реалиями современной науки, пытается предоставить ключ к пониманию принципов фундаментальной физики, что происходит благодаря совместному творчеству художников, ученых и педагогов.

 

Две картины вселенной

Современных физиков-теоретиков на самом деле можно смело сравнить с философами, описывающими и выдвигающими разные теории построения Вселенной, дополняя уже существующее положение вещей новыми гипотезами. Это два типа мышления и две разные картины вселенной. Художники описывают мироздание с помощью образов, и может, со временем именно креативный художественный подход поможет в открытии математических, физических теорий, даст базу для создания новых форм освоения вселенной! Упомянем подводные или летающие лодки как простые примеры визионерства художественного мышления.

Как решают художники задачи по физике? Посещают архивы, экспериментируют, общаются с учеными. Собственно, играет роль сама атмосфера свободы от внешнего географического, политического, национального, что за пределами территории науки и фантазии CERN. Это инспирирует даже обычных людей, уже не говоря о художниках. Здесь территория бесконечной человеческой заинтересованности и вдохновения.

 

Campus Biotech, EPFL (Blue Brain Project)

Следующей и последней остановкой этого путешествия был кампус Biotech Лозанской политехнической школы в Женеве. Из бесконечности в вечность и обратно, от макро-микро в микро-макро – так можно описать исследование этого факультета. Blue Brain Project — проект, инициированный коммерческой компанией IBM на научной базе университета. Он исследует наш «внутренний космос» - мозг. Проект по компьютерному моделированию головного мозга человека начался в июле 2005 г.

Достижения команды Blue Brain Project на сегодняшний день не ограничиваются точной моделью неокортекса крысиного мозга: ученым из EPFL удалось разобраться в том, как нейроны образуют связи с соседними клетками головного мозга. Раньше большинство нейробиологов были сторонниками идеи, согласно которой соседние нейроны «привлекали» друг друга с помощью специального набора химических веществ, который они секретировали в межклеточную жидкость («гипотеза хемоаффинности»). Если придерживаться этой теории при создании искусственного аналога человеческого мозга, то необходимо разбирать его участки на мелкие сегменты и изучать отдельно каждую нейронную пару. А поскольку один нейрон может взаимодействовать с многими другими, то вариантов для каждого отдельного элементарного случая слишком много. Поэтому нужно относительно много времени на изучение всех возможных комбинаций до получения важного ответа, что такое сознание.

"Наука никогда не будет законченной книгой" - писал Эйнштейн. Чем больше человечество познает мир, чтобы найти ответы на все вопросы, тем больше вопросов возникает. Путешествуя в мыслях или в математических уравнениях, спускаясь под землю в центр Земли и улетая на ракетах в необъятный космос, люди создают все новые гипотезы о возникновении вселенной и зарождении жизни на нашей планете. И каждый раз такие поиски стимулируют большой научный прогресс и инновационные разработки, уподобляющие нас с Творцом… Правда, создаем мы наше определенное «совершенство» всегда на доступном уровне осведомленности в ответах.

Швейцарцы бережно создают возможности для доступа к знаниям, поддерживают и наращивают мощные, надежные сети передачи и хранения информации

Швейцарцы бережно создают возможности для доступа к знаниям, поддерживают и наращивают мощные, надежные сети передачи и хранения информации, поощряют интеллектуальные акселераторы, открыто конкурируют с миром в отношении времени и капитала, который инвестируют в научные исследования и научные исследования и научные исследования. материальной жизни

На этом еще раз хочу выразить благодарность Посольству Швейцарии в Украине и координатору программ Елене Чернеженко за невероятное путешествие в Бесконечность и обратно. И имею большую надежду, что у нас еще очень много времени для поиска ответов на важные для каждого человека вопросы.

 

Текст: Анастасия Белецкая