Будущее от Samsung: какие разработки компании могут изменить мир

Компания Samsung хорошо знакома нам своими потребительскими продуктами, пользуясь которыми редко задумываешься над тем, что за технологиями в них стоят исследовательские центры, отдельные проекты и программы финансирования стартапов.

Несмотря на то, что прошлый год стал одним из сложных для компании за последние 4 года, Samsung потратила на исследования и разработку рекордные в своей истории $16,6 млрд.

Эти деньги пошли на финансирование 14 R&D центров по всему миру, включая один в Киеве, 7 центров исследований в области ИИ, на Высший технологический институт Samsung (Samsung Advanced Institute of Technology), а также на отдельные исследовательские проекты и программы.

Давайте посмотрим, над какими новыми технологиями работают в компании, и какие из них могут изменить наше будущее.

Высший технологический институт Samsung (SAIT).

В 1987 году компания Samsung основала Высший технологический институт (SAIT), основной задачей которого стала разработка новых технологий, которые в будущем могли бы использоваться в коммерческих целях.

Именно в этом институте была создана технология дисплеев на основе квантовых точек, которая сегодня представлена в телевизорах Samsung под брендом QLED, а также системы распознавания изображений, голоса и нейронные сопроцессоры (NPU), используемые в смартфонах компании.

Двумерные материалы.

Двумерные (2D) материалы – это кристаллические материалы с одним слоем атомов и ультратонким наноматериалом с высокой степенью анизотропии (различие свойств среды, например, упругости, электропроводности, теплопроводности, показателя преломления и др.).

Между слоями существуют только силы Ван-дер-Ваальса, то есть межмолекулярного и межатомного взаимодействия, а не поверхностные состояния или оборванные связи.

Типичные 2D-материалы включают металлический графен, полупроводниковый дихалькогенид переходного металла (TMD) и черный фосфор (BP), а также изолирующий гексагональный нитрид Бора (h-BN).

На данный момент в SAIT исследования 2D-материалов ведутся по двум направлениям.

Одно из них предполагает улучшение характеристик обычных кремниевых устройств.

Для этого необходимо, чтобы размер транзистора постоянно уменьшался при одновременном повышении производительности и уменьшении энергопотребления.

Поэтому графен и h-BN были введены в качестве компонентов существующих кремниевых устройств для управления интерфейсами, для улучшения производственных процессов и производительности с уменьшением сопротивления.

Второе направление – разработка концептуального нового устройства помимо кремниевых, таких как маломощный транзистор на длине волны менее 5 нм и оптоэлектронный транзистор в ИК-режиме.

В случае успеха эти разработки позволят повысить производительность полупроводников, а также плотность аккумуляторных батарей.

В новых исследованиях SAIT разрабатывает твердотельные аккумуляторы, в которых жидкий электролит заменяется на твёрдый, а активный металл анода удаляется.

Это позволяет повысить ёмкость батарей на 30% по сравнению с сегодняшним лимитом ёмкости литиевых аккумуляторов.

Новый материал для полупроводников.

Летом этого года учёные института в сотрудничестве с Национальным институтом науки и технологии Ульсана (UNIST) и Кембриджским университетом рассказали об открытии нового 2D материала под названием аморфный нитрид бора (a-BN).

Этот материал состоит из атомов бора и азота с аморфной структурой молекулы.

И несмотря на то, что аморфный нитрид бора получают из белого графена, который включает атомы бора и азота, расположенные в гексагональной структуре, благодаря своей молекулярной структуре новый материал значительно от него отличается.

По данным SAIT, аморфный нитрид бора имеет лучшую в своем классе сверхнизкую диэлектрическую проницаемость 1,78 с сильными электрическими и механическими свойствами и может использоваться в качестве межсоединительного изоляционного материала для сокращения электрических помех.

Также было продемонстрировано, что материал в чешуйчатой форме можно выращивать при низкой температуре, всего 400°C.

В связи с этим ожидается, что a-BN можно будет использовать в полупроводниках, таких как решения DRAM и NAND, и особенно в памяти следующего поколения для крупномасштабных серверов.

Искусственный интеллект для поиска новых материалов.

Одним из перспективных направлений в работе SAIT стала разработка автономных R&D центров, в рамках которых ставится цель обучить искусственный интеллект создавать новые виды материалов через подбор и комбинирование различных элементов.

Для людей это сложная задача, так как она требует анализа огромных массивов данных, в то же время ИИ может обрабатывать их с высокой скоростью, находя новые области исследования, о которых современные учёные пока даже не задумывались.

В SAIT осторожно прогнозируют, что системы для поиска новых материалов на основе искусственного интеллекта будут реализованы в следующие 10-20 лет, что позволит исследователям сосредоточиться на более креативных задачах.

Носимые неинвазивные сенсоры.

Высший технологический институт Samsung также работает над решениями для здравоохранения, при этом ставя себе довольно амбициозные цели.

Одна из них – это изменение парадигмы диагностики и лечения заболеваний от больницо-центричной до пациенто-центричной, с фокусом на предотвращение развития болезней.

Так как круглосуточный мониторинг показателей жизнедеятельности, аналитика больших данных и экспертная диагностика должны позволить создать такой тип медицинских сервисов.

Но для этого необходимы новые неинвазивные сенсоры, способные собирать больше информации, над которыми как раз и работают в SAIT.

Исследователи института уже разработали неинвазивные датчики глюкозы в крови, которые используют оптический спектр отражения кожи, что доказало свою эффективность при мониторинге диабета.

Соответственно в будущем сенсор можно будет использовать в носимых устройствах, таких как умные часы.

Например, ранее в SAIT создали сенсор, который использует определение формы пульсовой волны для измерения артериального давления без использования манжеты и уже поддерживается в таких устройствах как Galaxy Watch Active2 и Galaxy Watch 3 в некоторых странах.

Программа C-Lab Inside.

В 2012 году внутри Samsung была открыта программа для сотрудников под названием C-Lab Inside, в рамках которой они могли предлагать свои инновационные идеи.

А с 2015 года компания начала инвестировать в проекты программы с высоким рыночным потенциалом, и помогла им запуститься в качестве стартапов.

За пять лет таким способом сотрудниками Samsung было создано 45 стартапов, которые суммарно привлекли $45 млн инвестиций.

В этом году в рамках C-Lab Inside поддержку получили сразу несколько интересных проектов, способных в будущем стать коммерческими решениями.

Это устройство выглядит как маркер и действительно позволяет выделять необходимые части текста, но при этом также его оцифровать и передать на мобильное устройство.

Звучит как магия, но разработчики обещают, выделив фразу или отрывок текста с помощью Hyler, действительно можно перенести информацию с бумаги в электронную форму и взаимодействовать с ней через сопутствующее приложение.

Пожалуй, один из самых интересных проектов в рамках C-Lab Inside – это осветительный прибор в форме окна, который излучает искусственное дневное освещение, позволяя человеку получать полный спектр света, аналогичный тому, что исходит от солнца в течение дня.

Устройство предназначено для помещений, которые имеют недостаточное природное освещение, и разработчики заявляют, что оно обеспечивает для организма пользователя синтез важного витамина D, но без фотостарения кожи или солнечных ожогов.

При этом яркость и цвет света можно регулировать с помощью приложения для смартфона.

Этот проект может удачно интегрироваться с предыдущим, так как тоже связан с витамином D.

Но в отличие от Sunny.

Five, Root.

Sensor – это небольшой датчик, который фиксирует ежедневный уровень ультрафиолетового излучения и учитывает его широкий угол падения для повышения точности.

Спектр применения сенсора довольно широкий, он может использоваться в носимых устройствах, в умных автомобилях или даже умных домах для обеспечения работы системы, которая могла бы определять уровень воздействия ультрафиолета, а также данные о состоянии кожи пользователей и выработке витамина D.

В целом это лишь небольшое количество исследовательских проектов и разработок, над которыми работают в Samsung, и о которых компания публично рассказывала в этом году.

Будем надеяться, что все они окажутся удачными и позволят улучшить возможности потребительских устройств и в целом повысят качество жизни пользователей.