Центр компетенций НТИ по направлению «Технологии беспроводной связи и интернета вещей»

Стратегическая цель реализации программы Центра – обеспечение всесторонней поддержки в области беспроводной связи и «Интернета вещей» для российских компаний в целях достижения лидерства на глобальных рынках, в первую очередь, определенных как перспективные рынки НТИ к 2022 году.

Задачи ЦК НТИ БСИВ в этом контексте заключаются, с одной стороны, в развитии комплексной инфраструктуры беспроводной связи, индустриального интернета вещей и обработки промышленных данных (далее «БСИВ») для создания широкого класса решений, с другой – в подготовке достаточного количества высококвалифицированных специалистов в различных областях БСИВ для устойчивого развития этих технологий в РФ и расширения области их применения.

К задачам ЦК НТИ БСИВ относятся:

• Разработка технологий мирового уровня для развития комплексной инфраструктуры БСИВ (прежде всего – беспроводной связи и обработки данных, эффективного использования радиочастотного спектра, массового межмашинного взаимодействия, алгоритмов и стандартов сверхнадежного обмена данными в реальном времени);
  
  
• Формирование технологической и информационной инфраструктуры для создания широкого класса решений для российского рынка и отдельных его сегментов, затем – для глобального рынка;
  
  
• Развитие отраслевой кооперации с представителями индустрии, ориентирующимися на перспективные рынки и глобальную конкурентоспособность;
  
  
• Подготовка специалистов за счет системного подхода к образовательной деятельности по технологиям беспроводной связи и интернета вещей, т.е., через формирование ДПО, магистерских программ, других образовательных мероприятий и кампаний, реализуемых самим центром в опорном вузе и в вузах-партнерах.

Преодоление технологических барьеров

В 2020 году ЦК НТИ БСИВ закончил разработку инструментов и фреймворков для снижения технологического и квалификационного порога при внедрении систем сбора, хранения и обработки промышленных данных на предприятиях. К ним относятся:

• Платформа для сбора, хранения и обработки промышленных данных;
• Фреймворк для применения методов обработки индустриальных данных и построения математических моделей для прогнозов и рекомендаций в системах промышленного интернета вещей;
• Библиотеки, реализующие алгоритмы и методы обработки промышленных данных;
• Открытые стандарты представления данных для систем промышленного интернета вещей.

Значимые результаты научно-исследовательской деятельности

В 2020 году в ЦК НТИ БСИВ разработан сверхвысокочастотный интегральный электрооптический модулятор для 6G. Устройство позволяет модулировать оптическое излучение с длиной волны 1.5 мкм электрическим сигналом с частотой до 15 ГГц, необходимое для исследований следующего поколения мобильной связи – 6G. Устройство открывает новые перспективы для разработки в России компонентов систем следующего поколения мобильной связи (6G), в частности, конвертеров сигналов из терагерцового в оптический диапазон. Прорывной характер разработки состоит в практической реализации экспериментального образца сверхвысокочастотного электрооптического плазмонного модулятора, размеры которого не превышают несколько десятков микрон. Полученное устройство, изготовленное по стандартной полупроводниковой планарной технологии, будет использовано в качестве элемента радиофотонного трансивера 6G терагерцового диапазона. Это важный прорыв, необходимый для дальнейшей разработки радиосистем 6G (шестого поколения).

Создание важных объектов инфраструктуры

• Опытная зона 5G В 2020 году на территории ИЦ «Сколково» были запущены открытая опытная зона и тестовое окружение для разработки, отладки и испытаний комплексного решения для сетей пятого поколения (5G) и его элементов. В опытной зоне будут протестированы все аспекты взаимодействия отечественного оборудования и ПО для сетей 5G с системами оператора и устройствами абонентов. Провести испытания 5G-кейсов смогут резиденты «Сколково» и индустриальные партнеры Сколтеха.
• Лаборатория телемедицины Автономная система, объединяющая модули сбора, обработки, хранения и предоставления доступа к информации о состоянии здоровья человека. Позволяет проводить подготовку научных исследований и организовывать преподавание курсов на базе научно-образовательного инфраструктурного центра. Потенциальные партнеры – медицинские, научные, образовательные, лечебно-профилактические учреждения, стартапы в области медицины. Система позволяет анализировать большие объемы медицинских данных, включающих показатели состояния кардиоваскулярной системы человека. Также с ее помощью обеспечивается поддержка работ сотрудников и студентов Сколтеха в рамках научно-образовательной деятельности.

Внедрение и коммерциализация результатов деятельности Центра

• В 2019 году ЦК НТИ БСИВ разработал открытый протокол сверхузкополосной передачи данных для устройств интернета вещей (OpenUNB). В 2020 году в консорциум вступила компания GoodWAN. В качестве индустриального партнера она обеспечит поддержку протокола OpenUNB на своем оборудовании.
• С 2018 по 2020 год ЦК НТИ БСИВ занимался разработкой платформы для сбора, хранения и обработки промышленных данных (проект DATASKAI). В 2020 году заключен договор на ее внедрение с ПАО «Газпром нефть».

Создание и лицензирование РИДов

В 2019-2020 гг. ЦК НТИ БСИВ зарегистрировал 10 РИДов (в т.ч. ПО для ЭВМ, «ноу-хау», опытные образцы). Заключены лицензионные договора на 5 РИДов.

Индустриальные партнеры:

1. ООО «Датадванс» 
2. АО «Российские космические системы» (в лице АО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем») 
3. АО ИСС (Информационные спутниковые системы имени М.Ф. Решетнева) 
4. National Instruments (в лице ООО «Нэшнл Инструментс Рус») 
5. ПАО «Газпромнефть» (в лице ООО «Газпромнефть НТЦ») 
6. ОАО «КОМКОР» (АКАДО) 
7. ООО «НПО Геомаш» 
8. ОАО «МРСК Урала» 
9. ООО «Новые инженерные технологии» (НИТ) 
10. ООО «Зеленые линии» 
11. АО «Союзснаб» 
12. ООО «АПХ «Дороничи» 
13. Phillips (в лице ООО «Филипс Инновационные Лаборатории РУС») 
14. ООО «Радио Гигабит» 
15. ООО «Нокиа Солюшнз Энд Нетворкс» (OOO «НСН») 
16. ООО «Карфидов Лаб» 
17. АО «Инфосистемы Джет» 
18. АО «Национальный Исследовательский институт технологий и связи» (НИИТС)  АО «ИскраУралТЕЛ» 
19. АО Инжиниринговая компания «АСЭ» 
20. ООО «Твинс Технологии» 
21. АО «Стратеджи Партнерс Групп» 
22. ООО НТЦ «Русь» 
23. АО «НПК РоТеК» 
24. ООО «Т8» 
25. АО НПФ «Микран» 
26. ООО «Предприятие «ЭЛТЕКС» 
27. ООО «Производственная компания «Севкабель» 
28. ООО «ФЕНИКС КОНТАКТ РУС» 
29. АО ЦНПО «КАСКАД» 
30. ГНЦ РФ ФГУП НАМИ 
31. ГКУ «Энергетика» 
32. ООО «МИГ» 
33. ООО «РадиоТех»

Образовательные учреждения:

1. Сколтех 
2. Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ) 
3. Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП) 
4. Мичуринский государственный аграрный университет (МичГАУ) 
5. Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники (НИУ МИЭТ) 
6. Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ) 
7. Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет) (МФТИ-НИУ) 
8. Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ) 
9. Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (СПбГУТ) 
10. Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» 
11.  Национальный исследовательский Томский государственный университет (НИ ТГУ) 
12. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Иные организации:

1. Некоммерческое партнерство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий» (НП ГЛОНАСС) 
2. Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук 
3. ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предпринимательства в научно-технической сфере»

Промышленность:

• Разработка программной платформы решения типовых задач промышленного интернета вещей (IIoT). В 2020 году разработаны слои моделей предметной области, модуль мониторинга работы моделей предметной области (реализация на стенде), новые версии документации и новые образы платформы. В 2020 году заключен договор на ее внедрение с ПАО «Газпром нефть».
• Разработка линии связи для телеметрии в скважине во время бурения на базе данных изменения давления жидкости. Опытный образец ПО разработан в 2019 году (проект завершен).
• Предоставление открытого доступа к опытной версии платформы для предприятий отрасли «Металлургия», «Энергетика», «Авиация», «Добыча углеводородов».
• Предоставление открытого доступа к опытной версии платформы для предприятий агропромышленного сектора.
• Разработка комплекса открытых индустриальных стандартов представления данных для оптимизации процессов обмена данными между участниками рынка, осуществляющими их сбор, хранение и обработку промышленных данных.

Беспроводные сети:

• Создание открытой опытной зоны и тестового окружения для разработки, отладки и испытаний комплексного решения для сетей 5G и его элементов. В 2020 году запущена опытная зона «Технологии сотовой связи 5G New Radio» на территории ИЦ Сколково (партнер проекта – ПАО «МТС») и создано тестовое окружение.
• Разработка методов и алгоритмов для перспективного стандарта связи 6G. В 2020 году подготовлен отчет по НИР по исследованию неортогонального множественного доступа (NOMA) для перспективных технологий шестого поколения (6G).
• Разработка протокола передачи данных для высокоемких сетей на основе сверхузкополосной модуляции сигнала. Проект завершен в 2019 году. Результаты работы: опытный образец ПО, программная документация, стандарт. В 2020 году компания GoodWAN в качестве индустриального партнера обеспечила поддержку протокола OpenUNB на своем оборудовании.
• Доработка и развитие протокола передачи данных для высокоемких сетей на основе сверхузкополосной модуляции сигнала по замечаниям и предложениям сообщества разработчиков.
• Разработка комплексной системы eSIM для использования в устройствах интернета вещей.
• Разработка модуля ядра сети 4G/5G для хранения данных об абонентах мобильной сети (4G HSS, 5G UDM/UPF/UDSF) для сетей интернета вещей.

Сельское и лесное хозяйство:

• Программное обеспечение для лесного мониторинга, включающее алгоритмы и методы ДЗЗ (Дистанционного Зондирования Земли) для различных приложений (таксация лесов, оценка урожайности зеленой массы и т.п.), в том числе для детектирования и анализа рисков. В 2020 году разработана программная документация технического проекта.
• Платформенное решение для реализации сервисов дистанционного мониторинга состояния почвенных ресурсов и сельскохозяйственных растений для различных приложений (детекция сорняков, цифровое фенотипирование растения, выявление заболеваний и т.п.).

Городская инфраструктура:

• Разработка платформы аудиторных исследований в городской среде с использованием косвенной (не персональной) информации с персональных устройств пользователей.
  Проект завершен в 2018 году. Результаты работы: опытный образец платформы, техническая документация, договор о предоставлении прав на использование РИД.
• Разработка ключевых компонентов цифровой городской платформы для сбора и анализа городской информации, оптимизации энергопотребления, транспортных потоков, утилизации отходов и др. в городской среде.

Подключенный транспорт:

• Разработка системы тестирования модулей ЭРА-ГЛОНАСС для использования на станциях государственного технического осмотра. Проект завершен в 2019 году. Подготовлены опытный образец системы и техническая документация. Заключен договор на использование РИД с ООО «Новые инженерные технологии».
• Разработка системы тестирования модулей ЭРА-ГЛОНАСС для использования на конвейере при производстве отдельно УВЭОС или при производстве автомобилей с уже установленным УВЭОС.
  Проект завершен в 2018 году. Подготовлены опытный образец системы и техническая документация. Заключен договор на использование РИД с ООО «Новые инженерные технологии».
• Разработка нормативной базы тестирования модулей ЭРА-ГЛОНАСС.
  Проект завершен в 2019 году. Подготовлены нормативные документы, проект стандарта.
• Разработка системы передачи высокоточных картографических данных на дороге для подключенных автомобилей.
• Разработка комплексной системы сбора и анализа эксплуатационных данных для судна

Транспортировка и складское хранение грузов

• Разработка автоматизированной платформы для внедрения передовых технологий смарт ритейла.
  Проект завершен в 2020 году. Результаты работы: опытный образец мобильной автоматизированной платформы, опытный образец ПО, программная и конструкторская документация, договор на использование РИД.

Телемедицина:

• Разработка комплексного решения для обработки связанной, разнородной первичной медицинской информации при диагностировании кардиологических заболеваний.
  В 2020 году подготовлены отчет о НИР, КД эскизного проекта на программные библиотеки, РКД на носимое устройство, первая версия программных библиотек по обработке разнородных медицинских данных. Создан опытный образец носимого устройства.
• Облачная платформа сбора, визуализации и анализа разнородных данных в сегменте «киберспорт».
  В 2020 году выполнены исследования по анализу разнородных мультимодальных (в том числе - биомедицинских) в рыночном сегменте «киберспорт».

Информационная безопасность:

• Разработка системы анализа событий информационной безопасности и сетевых сбоев в больших гетерогенных сетях интернета вещей. В 2020 году подготовлена документация технического проекта на системы анализа событий информационной безопасности и сетевых сбоев в больших гетерогенных сетях интернета вещей.
• Разработка ключевых компонентов систем защиты информации в системах промышленного интернета вещей.

Спутниковая и авиационная связь:

• Разработка системы интеграции БВС в сотовые сети нового поколения для осуществления управления воздушным движением в городской среде. В 2020 году подготовлены техническое задание и отчет о НИР по теме «Архитектура и технические требования, предъявляемые к программно-аппаратной платформе».

За 2018-2020 гг. в Центре было подготовлено 2964 специалиста, в т.ч. при участии членов Консорциума, из них 328 – в рамках программ ДПО, остальные – в рамках программ высшего образования. Специалисты Центра участвуют в реализации более 60 образовательных программ, при этом за 2018-2020 гг. разработано и запущено в сетевой форме 6 профилей магистратуры, а также 15 новых программ ДПО по тематике СКВОТ (сквозные технологии).

В 2020 году Центр компетенций НТИ на базе Сколтеха утвердил к запуску новую программу магистратуры «Интернет вещей и технологии беспроводной связи нового поколения», а также запустил три новых сетевых партнерства для обучения магистров. Кроме того, были разработаны четыре новые программы ДПО.

В области дополнительного образования были подготовлены шесть программ, в том числе две из них в онлайн-формате («Введение в интернет вещей», «Интернет вещей: от идеи к продукту»). Кроме того, были подготовлены два учебно-методических пособия для преподавателей и обучающихся средних общеобразовательных школ.

Количество специалистов, прошедших обучение по образовательным программам Центра в 2018 году составило 782 человека. Были организованы и реализованы производственные практики для 68 студентов Сколтеха в ведущих исследовательских лабораториях и промышленных компаниях России и мира.

В целях развития знаний о тематике СКВОТ проведены более 20 популяризационных мероприятий и мероприятий по профориентации.
Список образовательных активностей Центра представлен на сайте: https://iot.skoltech.ru/ 

• Лаконцев Дмитрий Владимирович, к.т.н., руководитель ЦК НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернета вещей
  
  
• Лобачев Виктор Анатольевич, Ph.D., заместитель руководителя ЦК НТИ по научно-исследовательским и инженерным разработкам (R&D)
  
  
• Сомов Андрей Сергеевич, Ph.D., заместитель руководителя ЦК НТИ по образовательной деятельности
  
  
• Прокофьев Петр Михайлович, заместитель руководителя ЦК НТИ по развитию бизнеса