Технологическая турбулентность

НАУКА / #9_2022
Текст: Наталия Андреева / Фото: ТАСС, Nsf.gov, Ku.ac.ae

Научно-­технологическое развитие и в «тучные» времена непростая задача, особенно для стран, где за последние 10−20 лет не создан задел по критическим технологиям (геномика и мультиомика, биотех, микроэлектроника и пр.). Как России не пропустить следующий виток технологического развития в условиях санкций и грядущих глобальных экономических проблем — вопрос открытый. И подсмотреть ответ, к сожалению, негде.

Государственные системы поддержки научно-­технологического развития, изначально сформированные под задачи победы в холодной вой­не, в последние 40 лет немного расшатались: спасибо 1980−1990‑м с их приватизацией (и повсеместными дефицитами госбюджетов), инновационной экономикой и международным сотрудничеством. Но теперь, кажется, колесо завершило очередной оборот — и всё возвращается на круги своя.

На фоне надвигающегося экономического шторма «глобальные рынки», «мировая наука» и пиар-призыв «сделать мир лучше» стремительно потеряли актуальность, а государства ударились в активное экономическое и технологическое огораживание.

То, что нас ждет завершение эпохи открытых инноваций, понятно уже давно. Торговые и санкционные вой­ны (в основном, конечно, между США и Китаем); запреты на сотрудничество с китайскими, российскими и иранскими научными фондами/программами; рухнувшие во время пандемии глобальные цепочки поставок; американский «Акт о микроэлектронике и точных науках» (Science and Chip Act, 2022), призванный, в числе прочего, не допустить утечки критических технологий в Китай; заявления Си Цзиньпина на ХХ съезде КПК, которые большинство западных экспертов проинтерпретировали как ставку на национальную безопасность и увеличение закрытости.

Однако мировое (точнее, уже не мировое) научное сообщество начало реагировать на эти знаки только сейчас.

Первыми спохватились коллеги из США: пару месяцев назад Национальная академия точных наук, инжиниринга и медицины выпустила консенсус-­доклад «Защищая технологическое превосходство США» (Protecting U. S. Technological Advantage), в котором прямым текстом требует от федерального Офиса по науке и технологиям определить открытые и закрытые направления исследований и выставить соответствующие требования к исследователям и исследовательским инфраструктурам, вплоть до локализации исследований и разработок по критическим направлениям только и исключительно в защищенных условиях: государственных лабораториях, зонах ограниченного доступа и пр.

Более того, по версии академии, Национальный научный фонд и Совет по национальной безопасности должны изменить сам подход к научно-­технологическому развитию, включая направления финансирования и требования к получателям государственных средств: ядром процесса принятия решений должна стать оценка рисков и угроз, с которыми сталкивается США — и в части удержания глобального технологического лидерства, и в части национальных интересов в целом.

Угрозы национальной безопасности, в том числе экономической, которые несут те или иные технологии, должны оцениваться уже на самых ранних этапах их создания, то есть на стадии перехода исследований от фундаментальных к потенциально прикладным (TRL-2). В том числе в тех случаях, когда технологии или технологические платформы появляются в коммерческих компаниях.

Для пущего государственного контроля предлагается расчехлить инструментарий, добрая половина которого активно применялась во времена холодной вой­ны, в том числе:

  • привычный экспортный контроль — по Export Control Act (в версии аж 1949 года);
  • столь же привычный контроль за иностранными инвестициями — через Committee on Foreign Investment in the United States, созданный в 1975 году по поводу инвестиций из стран Ближнего Востока; в сентябре 2022 года Джо Байден одобрил расширение полномочий комитета — в том числе в части контроля за иностранными инвестициями в приоритетные для США технологии (микроэлектроника, ИИ, биотехнологии, квантовые вычисления и пр.);
  • упомянутое разделение технологий на открытые и закрытые — на базе директивы 1985 года (National Security Decision Directive 189 — National Policy on the Transfer of Scientific, Technical and Engineering Information), на излете холодной вой­ны закрепившей баланс между открытыми и закрытыми технологиями/исследованиями в США; директива в свое время сильно запоздала, а сейчас морально устарела, но ее можно обновить;
  • контроль за незасекреченными научными результатами с использованием специального меморандума Designation and Sharing of Controlled Unclassified Information, принятого в 2008 году администрацией Джорджа Буша, но так толком и не реализованного;
  • контроль за технологиями двой­ного назначения, полноценного механизма для которого в США еще нет, но есть образцы и лучшие практики по отдельным направлениям, в частности — по исследованиям и разработкам в life sciences, финансируемым из госбюджета (Dual Use Research of Concern, 2012);
  • специальные требования к безопасности в рамках федеральных исследовательских грантов и, шире, государственных контрактов; в 2021 году механизм этот, кстати, был обновлен под лозунгом «Вызовы безопасности для нашего сектора R&D реальны и очень серьезны: некоторые страны, в том числе Китай, очень стараются присвоить наши самые передовые технологии. Это недопустимо» (дословная цитата из гайдлайна);
  • технологические стандарты (за счет передачи полномочий стандартизации в области технологий государству); сейчас их разработка отдана в основном на откуп отраслевым ассоциациям и бизнесу.

И то, что еще пару лет назад в приоритетах были международное сотрудничество и открытая наука, никого, в ­общем-то, не смущает.

Правда, для того чтобы обеспечить научно-­технологическое развитие, призывов к оценке рисков и контролю недостаточно — нужны подходы, которые позволили бы управлять НТР в условиях, когда США нельзя полагаться только на собственную финансовую и технологическую мощь, а остальным участникам геополитического процесса — на промышленный шпионаж и обратный инжиниринг.

Нынешняя ситуация, хотя и напоминает всем ее участникам холодную вой­ну, осложняется тем, что сейчас ­все-таки не 1950‑е с их атомной и космической гонками и не 1980‑е с инновационной экономикой. Мировой научный/инновационный ландшафт стал гораздо сложнее — и в плане географии, и в плане тематик и направлений, и в плане организации исследований, разработок и технологических новаций (междисциплинарность, международность, заметный крен в сторону коммерческого сектора, платформы и пр.).

Судя по конфигурации научно-­технологической политики во многих странах, наши коллеги, партнеры и конкуренты работают над тремя проблемами, требующими, страшно сказать, поиска новых подходов и механизмов развития.
Исследователь, работающий в Лаборатории экстремального освещения Университета Небраски в Линкольне

Обеспечить трансфер
Первая проблема — как выжать все, что можно, из того научно-­технологического задела, который уже есть у страны, обеспечив быстрый трансфер научных результатов в экономику.

Самый интересный портфель решений проблемы трансфера сложился в США, причем буквально за последние год-полтора.

В этом портфеле, во‑первых, — новый тип исследований: «фундаментальные исследования, ориентированные на проблемы реального мира» (user-inspired basic research), основные характеристики которых заимствованы из современной корпоративной науки и прямо отсылают к продуктовому подходу:

  • вовлечение в исследования и разработки конечных пользователей/выгодополучателей технологии (в логике product development и дизайн-­мышления);
  • мультисекторные исследовательские команды с участием представителей академии, индустрий, государства, условного общества, сообществ практики и пр. (в логике Lab-to-market);
  • ориентация на решение актуальных экономических и социальных проблем США (климат, устойчивость критических инфраструктур, доступные образование и здравоохранение).
User-inspired research как объединение фундаментальных и прикладных задач

Для развития именно этого типа исследований в 2022 году в США было создано специальное Управление по технологиям, инновациям и партнерствам (Technology, Innovation and Partnerships; TIP) при Национальном научном фонде, которое должно обеспечить парадигмальный сдвиг в исследованиях и разработках, необходимый для нормального трансфера научных результатов в экономику.

Для решения этих задач в TIP уже развернуты несколько программ:

  • NSF Convergence Accelerator — акселератор для мультисекторных команд, готовых доводить технологии до рыночного состояния и работающих по приоритетным для США направлениям НТР (ИИ и цифровое моделирование, квантовые технологии, коммуникационные системы и пр.);
  • Partnerships for Innovation — финансирование трансляционных исследований (user-inspired), разработки прототипов и их апробации в реальном мире (на базе сети тест-бедов);
  • SBIR.STTR — финансирование стартапов/команд, на ранней стадии product development (разработки рыночных продуктов или сервисов); в год фонд раздает $ 200 млн;
  • I-Corps — большая образовательная программа product development для ученых и инженеров; реализуется в 10 хабах (по сути консорциумах университетов; сейчас в I-Corps Hubs работают 94 университета);
  • Regional Innovation Engines — программа финансирования региональных экосистем поддержки инноваций на всех фазах развития (гранты от $ 1 млн до $ 160 млн, в зависимости от стадии развития экосистемы);
  • Pathways to Enable Open-­Source Ecosystems — финансирование разработки и развития открытого программного обеспечения всех родов и видов.

Прогнозировать результативность такого подхода пока сложно, но нужно признать, что в нем есть железная логика: единственный способ ускорить внедрение научно-­исследовательских результатов в экономику — сделать ставку на подход market pull и потребности выгодополучателей исследований, а не на исследовательскую интуицию.

В схожей логике, хотя и реализуемой через другие институты и инструменты, движется Великобритания: тот же продуктовый подход к технологиям и инновациям, но немного в иной форме. Innovate UK, основное государственное агентство поддержки технологий и инноваций, еще в 2020 году начало реализовывать «Стратегию [развития] дизайна для инноваций» (Design in Innovation Strategy). Помимо традиционной «поддержки сообществ» и традиционного же «распространения лучших практик», в ней предусмотрено внедрение продукт-­ориентированного дизайна в исследования и разработки.

Ключевых механизмов этого внедрения два:

  • грантовая программа «Основы дизайна» (Design Foundations), в рамках которой исследовательские команды и/или стартапы могут получить от £40 тыс. до £80 тыс. на дизайн-­проекты для общественно-­важных исследований и разработок, находящихся на ранних стадиях (примерно TRL1−3), с тем чтобы в самом начале исследовательского/разработческого процесса изучить реальные потребности потенциальных пользователей, получить обратную связь и пр.;
  • специальные требования к дизайну продуктов (реальных и потенциальных) в рамках программ поддержки R&D, ориентированных на нужды экономики/промышленности, в первую очередь — в программе «Фонд стратегических промышленных задач» (Industrial Strategy Challenge Fund), ежегодно распределяющей £2,6 млрд «исследовательских» денег, выделяемых на решение проблем британской промышленности и, шире, бизнеса.

Выглядит все это, конечно, не очень масштабно, но британская стратегия развития дизайна предполагает, что в ­какой-то момент требования к внедрению дизайн-­подходов появятся во многих (если не во всех) исследовательских проектах, финансируемых государством.

Справедливости ради надо сказать, что поддержка дизайна как ключевого компонента трансфера и экономического развития началась в Великобритании не вчера: государственный Совет по дизайну (на момент создания — Совет по промышленному дизайну) был создан еще в 1944 году, и целью его было послевоенное восстановление экономики страны за счет промышленного дизайна — создания продуктов, востребованных на внутренних и внешних рынках; с тех пор программы поддержки дизайна продуктов реализовывались с завидной регулярностью, в том числе в 2000‑х годах.

В более традиционной и привычной логике — без продуктового подхода и дизайна — в части трансфера научных результатов в экономику движется Китай.

В планах 15‑й пятилетки, стартовавшей в 2020 году, — достижение самодостаточности в области науки и технологий; для решения этой задачи в стране создан ряд инструментов.

Самый известный, пожалуй, — принудительный трансфер зарубежных технологий: требования к раскрытию технологической информации существуют с 2009 года; а с 2017 года зарубежные технологические компании, желающие получить доступ к китайскому рынку, должны создавать совместные предприятия с китайскими партнерами и передавать в них интеллектуальную собственность (патенты, ноу-хау и пр.), а в некоторых случаях — размещать в стране R&D-центры.

Но поскольку бесконечно выжимать технологии из зарубежных компаний затруднительно, Китай внедрил и использует механизм мегапрограмм, охватывающих (как минимум, в теории) весь жизненный цикл технологий — от фундаментальных исследований до разработки и производства продуктов на основе конкретных технологий. Мегапрограммы реализуются по целому ряду направлений, от квантовых вычислений до здоровьесбережения и от глубоководных исследований до новых семенных технологий, и ориентированы строго на китайские научно-­исследовательские центры/университеты и на китайскую же промышленность.

И наконец, ровно под задачу трансфера научных результатов в экономику страны Китай трансформирует управление наукой: Академия наук КНР должна, по сути, превратиться в сеть крупных национальных лабораторий, работающих по актуальным для страны направлениям; часть крупных научно-­исследовательских проектов отдается на откуп рынку — главными получателями бюджетных денег по ним будут крупные высокотехнологичные компании, которые, в свою очередь, будут раздавать заказы на исследования и разработки университетам и другим научно-­исследовательским организациям.
Найти человека
Вторая проблема, волнующая наших зарубежных коллег, — это люди.

История с исследователями и предпринимателями, способными делать передовую науку и/или превращать научные результаты в инновации и новые продукты, в последние пару лет заиграла новыми красками.

Например, на фоне научно-­технологического огораживания и санкционных/торговых вой­н начался новый виток глобального рекрутинга технологических талантов, способных обеспечить развитие уже упомянутых критических технологий.

Китай, несмотря на общий крен в национальную безопасность и самодостаточность, в части НТР придерживается прямо противоположного подхода, во всяком случае, Си Цзиньпин в последние пару лет неоднократно заявлял о важности «международного научного сотрудничества». Западные страны в этой связи (и в связи с запретом на сотрудничество исследователей с китайскими научными фондами и программами в США) ожидают, что Китай будет еще более активно искать исследователей и инноваторов за рубежом и всячески поддерживать их релокацию в страну — просто уже не так открыто, как раньше.

США, традиционно полагающиеся на международный рекрутинг, на фоне Китая, как ни странно, сейчас выглядят довольно вяло. С одной стороны, в Штатах уже давно существует отдельная «дверца» для иммигрантов и/или временных работников, ориентированных на STEM (доступны пять категорий виз; что характерно, информация о них на сайте иммиграционной службы США размещена на китайском, корейском и русском языках). С другой стороны, США перестают быть «вариантом по умолчанию» для тех людей, которые хотят разрабатывать новые технологии или создавать высокотехнологичный бизнес, и происходит это благодаря все тому же Китаю и условным западным странам, старающимся воспроизвести иммиграционные успехи США в науке и инновациях.

(Например, британцы планируют ввести новые категории виз: High Potential Individual — для потенциальных инноваторов, пока без уточнения, кто именно считается «человеком с большим потенциалом»; и Scale-up — как следует из названия, специально для тех, кто планирует расширение бизнеса/международную экспансию).

При этом международный рекрутинг уже, похоже, не спасает; во всяком случае, многие страны начали систематично работать с собственным НТР-челкапом.

США, как законодатели мод, уже много лет реализуют стратегию развития STEM-образования; в нее вовлечены 15 околотехнологических департаментов и ведомств (DoD, DoE, NSF, NASA и пр.). Однако в 2022 году американское научное сообщество признало, что этого недостаточно: обширный консенсус-­доклад по перспективам научно-­технологического развития США, подготовленный Национальной академией наук, прямым текстом рекомендует федеральным агентствам и ведомствам кардинально обновить политику в области развития человеческого капитала в науке и технологиях, в том числе разработать и реализовать специализированные программы «для развития талантливых исследователей в США».

Озабоченность судьбами собственных исследователей и исследовательского сообщества в США, судя по всему, связана всё с тем же Китаем, активно инвестирующим в STEM-подготовку в рамках новой пятилетки (причем все эти программы реализуются в блоке «Наука и технологии», а не «Образование»). Кроме того, китайские товарищи вкладываются в очень широкий спектр образовательных программ для исследователей — от базовых навыков до спецпроектов, необходимых для выращивания потенциальных «научных звезд».

Озабоченность США, видимо, разделяют и британцы, которые запускают специальную программу Help to Grow (масштабирование, эффективность и устойчивость бизнеса) для CEO малых и средних компаний, рассчитанную на 30 тыс. человек; и заодно начали активно искать НТР-таланты в британской глубинке (Strength in Places Fund).

Потому что деньги деньгами, но если нет людей, которые будут делать науку и инновации буквально руками, то никакие деньги не помогут.
Увидеть прорыв
И наконец, есть еще одна — более умозрительная — то ли проблема, то ли задача, которую активно осмысляют развитые страны: как не пропустить потенциально прорывные, революционные научные направления и/или технологии.

Прямолинейнее всех к решению этой проблемы подошла Великобритания: в 2022 году в стране было создано Агентство по передовым исследованиям и изобретениям (Advanced Research and Invention Agency, ARIA), главные задачи которого — поиск и финансирование потенциально революционных исследований, причем не столько с чисто научной точки зрения, сколько с точки зрения трансформации технологий, рынков и экономики в целом.

Основная отличительная особенность ARIA — полная стратегическая, операционная и организационная независимость от государственных министерств, институтов поддержки и фондов, позволяющая быстро и без бюрократических проволочек инвестировать в рискованные исследования и разработки. Кроме того, агентство сможет вкладывать деньги не только в британские, но и в зарубежные исследовательские проекты и привлекать к работе зарубежных исследователей, разработчиков и предпринимателей.

В США с поиском потенциально прорывных технологий дело обстоит немного сложнее; можно сказать, что там пока идет генерация различных методик и концепций этого поиска: корпорация RAND (главная американская «фабрика мысли», работающая преимущественно на ВПК) за последние год-полтора разработала две методики оценки потенциально прорывных технологий (для определения направлений госинвестиций).

Первая — модель, предполагающая оценку выгод от внедрения технологии (анализ, моделирование, симулирование, сценирование), возможности ее внедрения (проблематичность) и стоимости жизненного цикла. Для бизнеса этот подход не нов, но для госзаказчиков может стать откровением.

Вторая — методика оценки возникающих технологий (emerging technologies) для нужд армии в горизонте после 2035 года, включающая сложное сценирование, основанное на сценировании не столько технологического развития, сколько контекста — буквально в логике «в каких условиях нам придется воевать» (на удивление здравый подход, который не помешал бы иным инвесторам).

Китай, кажется, вопросом поиска потенциально революционных технологий пока не задается, во всяком случае, на уровне публичных государственных документов.

В целом понятно, почему некоторых наших зарубежных коллег, партнеров и конкурентов волнует временной горизонт после 2035 года.

Во-первых, жизненный цикл научного и технологического знания, несмотря на все цифровые прорывы и ускорение НТР, по-прежнему довольно продолжителен — 10, 15, 20 лет.

Во-вторых, с приоритетами на ближайшие 7−10 лет все уже более-­менее определились, дружно составив национальные перечни «критических технологий», то есть тех, которые, по версии управленцев от науки и инноваций, будут определять темпы и направления социально-­экономического развития в ближайшие 15−20 лет.

Ничего неожиданного в этих перечнях вроде бы нет: и США, и Китай, и страны ЕС делают ставку на микроэлектронику, генные технологии и биотех (шире — life sciences с прицелом на здоровьесбережение и продление жизни), квантовые технологии, искусственный интеллект и робототехнику.
Беспилотный комбайн Torum 750 (с российской системой автономного управления Cognitive Agro Pilot) перед началом демонстрационного показа в АПК Бессергеневская. Доля отечественных компонент в ИИ-автопилотах Cognitive Pilot в ближайшее время достигнет 90%
Суверенные грабли
Россия вроде бы в тренде: у нас пока нет внятных механизмов трансфера (и подходов к нему тоже нет) и долгосрочной приоритезации, но зато есть амбиции по поводу «технологического суверенитета» и свой перечень «критических технологий»; есть даже ответственные за их развитие (распределение полномочий по курированию вопросов развития критических технологий было утверждено в сентябре 2022 года).

Но, как водится, есть нюанс.

Прямо сейчас основной подход в критических технологиях — лоскутная приоритезация: российский перечень выглядит как случайная подборка краткосрочных приоритетов (развитие силовой электроники, технологии для высокоскоростного транспорта, наноматериалы и пр.), перемешанных с модными словами, которые ­кто-то ­когда-то ­где-то слышал («биоинженерия», «геномика», «блокчейн» и пр.).

Подход «с миру по нитке» (в смысле — по критической технологии) особенно заметен, если сравнить критические технологии в их российской версии с версией условной западной страны. Например, Австралии, чтобы не смотреть только на США и Китай, памятуя, что у нас в обозримой исторической перспективе не будет в таком количестве ни денег, ни человеческих ресурсов.

Австралийские коллеги выбрали семь критических технологических доменов/направлений: передовые материалы и производственные технологии; ИИ, вычислительные технологии и коммуникации; биотехнологии, геномика и вакцины; энергетика и экология; квантовые технологии; сенсорные и навигационные технологии; робототехника, транспорт и космические технологии. Внутри доменов определены группы технологий, критических для развития каждого из них в ближайшие 10−15 лет; для каждой группы должно быть развернуто финансирование.

Российские критические технологии на этом фоне выглядят, как минимум, странно: часть из них излишне детализированы (например, наноматериалы и технологии работы упоминаются в перечне целых пять раз — в разных вариациях; то же касается биотеха), часть — излишне абстрактны.

В результате перечень страдает и от чрезмерной, и от недостаточной детализации одновременно — и, по-хорошему, не может быть основанием для выстраивания долгосрочной научно-­технологической политики страны.
Детализация критических технологий по направлениям
Официально утвержденные критические технологии по направлению «Передовые материалы и производственные технологии» (Австралия, Россия)
Понятно, что российский перечень составлялся в авральном режиме, исключительно под задачу срочного импортозамещения и что, скажем, гипотетические «отраслевые» ответственные за НТР, которые вроде как должны появиться во всех министерствах и ведомствах, этот список полностью пересоберут, не формально, так на практике.

Понятно, что взаимоисключающие или дублирующие параграфы в перечне критических технологий появились из-за нынешней институциональной ситуации в российской науке/технологиях (например, пресловутые нано-, био-, инфо- и когнотехнологии, явно пересекающиеся с другими позициями).

Наконец, понятно, что федеральный бюджет не резиновый и что от многих научно-­технологических мечтаний России придется, по-видимому, отказываться. Перечень критических технологий выглядит так, словно Россия уже решила отказаться от всего набора человекоориентированных исследований и разработок: борьбы с раком, болезнью Альцгеймера / деменцией, новыми и старыми инфекционными заболеваниями, технологий продления здоровой жизни и пр. (в отличие, кстати, от США и Китая, которые очень внимательно подходят к этим историям).

… А вот что не очень понятно, так это то, зачем гражданам Российской Федерации нужен технологический суверенитет, ориентированный на ВПК, нацбезопасность и абстрактный промышленный комплекс.

Но это уже вопрос для совсем другого разговора.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #9_2022