— И для чего это нужно? Уж очень сложно выглядит, — Первый секретарь недостаточно разбирался в вопросе, чтобы догадаться.
— Прежде всего — коммутаторы для оптоволоконной связи, — пояснил академик Лебедев. — Недостаточно просто кинуть оптоволокно между точкой А и точкой Б. Импульс лазера передаётся по оптоволокну, только пока оно целое. Сращивать волокно без искажения импульса не получается. Поэтому в местах стыков ставятся коммутаторы на основе массивов микрозеркал, которые отражают луч и перенаправляют его в следующий участок оптоволокна.
Второе применение, более отдалённое — проекторы, способные воспроизводить изображение не с киноплёнки, а прямо из памяти ЭВМ. Можно будет смотреть фильмы, показывать слайды и просто транслировать любое изображение на большой экран, как в обычном плёночном проекторе сейчас. (DLP-проектор)
— А, вот это уже понятнее, — кивнул Хрущёв. — Обе области очень важные, причём связь намного важнее.
— Ещё одно направление — цветные дисплеи для мобильных устройств, очень тонкие, тоньше уже существующих жидкокристаллических, не использующие жидких кристаллов и каких-либо красителей, а потому не выцветающие.
Технология основана на микроэлектронных механических системах и предпочтительна пока для мобильных устройств. Экран хорошо отображает информацию даже под прямым воздействием яркого солнечного света.
Идея заключается в том, чтобы формировать цветные изображения методом интерференции световых волн — точно так же, как это происходит, к примеру, в крыльях бабочки или перьях павлина. Технология изначально не предполагает использования красителей, поэтому дисплеи на её основе со временем не должны утрачивать яркость и цветовую насыщенность.
Ключевой элемент такого дисплея — интерференционный модулятор, изготавливается по МЭМС-технологиям и состоит из полупрозрачной плёнки на стеклянной подложке, способной частично отражать и частично пропускать свет, и гибкой металлической мембраны. Мембрана может находиться в двух состояниях: в первом случае между ней и пленкой есть воздушный зазор, во втором — нет. Переход из одного состояния в другое осуществляется за счет электростатического взаимодействия в результате приложения внешнего напряжения различной полярности, причём после его снятия мембрана сохраняет новую конфигурацию. Когда плёнка и мембрана разделены воздушным зазором, световые волны, отразившиеся от плёнки, интерферируют с волнами, прошедшими сквозь неё и затем отразившимися от мембраны. В результате выделяется излучение определённого цвета. Если же зазор отсутствует, то никакой интерференции не происходит. Варьируя величину зазора, можно получить три основных цвета: при наибольшей толщине воздушной прослойки — красный, при средней — зелёный и при наименьшей — синий. Размеры одного интерференционного модулятора составляют всего десятки микрон. Один пиксел в дисплее на основе интерференционной матрицы состоит из трёх субпикселов — красного, зелёного и синего, каждый из которых образован несколькими рядами модуляторов. При этом управляющие схемы располагаются по краям дисплея. (реально опробованная на опытных образцах технология iMod Display, см. Баринов. Волков 'Микромеханика вокруг нас' )
— Что-то выглядит как фантастика, — засомневался Косыгин.
— Пока это и есть фантастика, — подтвердил Шокин. — Это задача на более отдалённое будущее. Пока ближайшие планы — развёртывание промышленного производства уже освоенных датчиков и гироскопов. Замена гироскопических автоматов парирования АП-102 на всём парке вертолётов. Выпуск радиоуправляемых игрушек поможет финансировать дальнейшее расширение производства.
— Нами уже разработан более крупный и грузоподъёмный беспилотный образец с форсированным двигателем от мопеда, он прошёл испытания и готов к серийному производству, — доложил Братухин.
— Мы тоже модифицировали свой БПЛА Ла-20, — добавил Лавочкин. — Установили на него новую систему управления, она намного легче прежней, за счёт этого увеличилась полезная нагрузка, либо запас топлива и время патрулирования.
— Вот это очень интересно! Где можно посмотреть? И когда? — тут же спросил Первый секретарь.
— Да хоть сейчас... Фургон припаркован в сотне метров от Кремля, внутрь не поехали, потому что показывать всё равно надо на открытом пространстве, — ответил Бартини.
— Наш крупноват, чтобы его в городе показывать, — развёл руками Лавочкин. — Да вы его уже видели на учениях. Внешне он особо не изменился, все изменения у него внутри.
Показ устроили в Александровском саду, у стен Кремля. Второй беспилотник оказался намного крупнее.
— Мы пробовали оснащать его фотоаппаратом для панорамной съёмки, — рассказал Братухин. — Современные телекамеры, к сожалению, для такой техники ещё слишком тяжелы. Вот Семён Алексеевич на свой Ла-20 телекамеру поставил.
— Да, мы предлагаем использовать беспилотные аппараты для контроля дорожного движения, линий электропередачи, трубопроводов, железнодорожных путей, — пояснил Лавочкин. — Везде, где требуется рутинная работа, вроде патрулирования.
— Помнится, лесное хозяйство у нас дирижаблями патрулируется, — напомнил Хрущёв. — На одном только раннем выявлении лесных пожаров экономятся миллионы рублей и сохраняются сотни тысяч гектаров леса.
— Да, но лесной пожар обычно видно издалека, а обрыв провода на ЛЭП с дирижабля не заметишь. Беспилотник хорош тем, что может летать на малой высоте, — подсказал Лавочкин. — Можно регулярно фотографировать поля, лесополосы, потом, сравнивая снимки, анализировать, выявляя различия. Такая служба будет дополнять спутниковый мониторинг природных ресурсов. Полностью не заменит, но поможет детализировать информацию, получаемую со спутников.
— Да, это имеет смысл организовать, — согласился Первый секретарь.
— Заодно можно будет параллельно отрабатывать приёмы применения беспилотников, которые потом и военным пригодятся, — добавил Шокин. — Меня уже товарищ Серов спрашивал по поводу патрулирования границы беспилотными аппаратами. Это тоже вполне можно сделать уже сейчас.
— Вы, Александр Иванович, поручите кому-нибудь собрать мнения специалистов и подготовить записку в Президиум ЦК, с указанием всех возможных фер применения беспилотных аппаратов, — предложил Косыгин.
— Прежде всего, надо провести модернизацию всего армейского и гражданского вертолётного парка, — предложил Устинов, — Постепенно заменять дорогие гироскопические автоматы парирования и системы автопилотов на новые модели, основанные на современной элементной базе. В новых разработках управляемого вооружения МЭМС-гироскопы тоже уже предусматриваются. Пока эти системы совершенно новые и недостаточно испытаны, поэтому имеет смысл проводить их расширенное тестирование в гражданской сфере.
— Вот, кстати, а доставку чего-либо на них можно организовать? — спросил Первый секретарь.
— Пока, на современном этапе развития электроники — сложновато будет, — признал Шокин. — Разве что в сельской местности, где БЛА в случае падения никому не навредит. Чисто теоретически можно предположить, к примеру, доставку лекарственных препаратов куда-либо в сельскую местность, если требуется очень срочно, или доставку мелких запчастей на случай срочного ремонта, но это такие единичные случаи...
— Там сложность не столько в самой доставке, сколько в обеспечении связи и навигации для аппаратов, — подсказал Лавочкин. — Современная электроника позволяет автоматически вести беспилотник по маршруту, но для взлёта и посадки нужен оператор. Задачу экстренной беспосадочной доставки мелких ударопрочных грузов мы отработаем, о результатах доложим, но понадобится время для экспериментов и отработки
— Надо, надо такую службу организовать и доставку хотя бы для медиков и ремонтников отработать, — поддержал идею Первый секретарь. — Товарищ Челомей, вон с орбиты фотоплёнку сбрасывать научился, причём с хорошей точностью. Неужто мы не сумеем с высоты в десяток метров деревенскому фельдшеру какие-нибудь ампулы с лекарством доставить? Всякое же в жизни случается, иногда минуты решают, жив человек останется или погибнет.
Пока Косыгин беседовал с авиаконструкторами и министром, Хрущёв отвёл в сторону Лебедева:
— Сергей Алексеич, насчёт внедрения этих МЭМСов поясните, пожалуйста. Если в 'той' истории их разработки начались с конца 50-х, почему реально их начали применять где-то с конца 90-х, а развернулись по-настоящему только в 2000-х?
— На Западе много времени ушло на коммерциализацию разработок, — пояснил академик. — Ну, и вычислительные мощности надо было подтянуть. А главное — нужно было время на формирование рынка сбыта. То есть, образцы и технологии уже были, но оставались невостребованными. Большинство производителей либо не знали об этих разработках, либо опасались их применять, как недостаточно опробованные.
Настоящий расцвет МЭМС-технологий наступил с началом производства смартфонов. В них уйма всяких датчиков, объёмы производства значительные, жизненный цикл изделия очень короткий.
У нас сейчас в этом отношении есть ряд преимуществ. Мы уже опережаем график по прогрессу в электронике лет на 10-12, а по отдельным направлениям — на все 15. Мы достаточно рано осознали проблему недостатка оперативной памяти и приняли все доступные меры, чтобы её решить.
Наша социалистическая экономика позволяет решать проблемы внедрения в 'командном' режиме, — ответил академик. — Но МЭМС-компоненты можно использовать намного шире, чем только в квадрокоптерах. Прежде всего — это новый шаг в развитии всякого рода робототехники, промышленной и логистической. Массивы микрозеркал и оптоволокно позволят соединить города страны каналами связи с высокой пропускной способностью. Акселерометры и датчики давления позволят сделать автомобили более безопасными.
Хрущёв и Лебедев вернулись ко всё ещё обсуждавшим технические моменты Косыгину, Шокину и остальным:
— Александр Иванович! Вопрос производства и применения этих ваших МЭМС-компонентов я беру под особый контроль Госкомупра, как его председатель. Дело это, как говорил Владимир Ильич, 'архиважное', — распорядился Первый секретарь. — От вашего министерства также жду план внедрения этих компонентов в производство робототехники.
Алексей Николаич, а тебя попрошу проследить и протолкнуть все эти новые датчики автопроизводителям. Пусть оснащают все выпускаемые и новые модели легковых автомобилей подушками безопасности. Надо внести изменения в ПДД, так же, как с ремнями безопасности сделали.
— 'Так же' не получится, ремни каждый автовладелец сам покупал и устанавливал, а подушки должны быть встроены в конструкцию машины, — уточнил Косыгин.
— Вот поэтому тебя и прошу, чтобы ты своим авторитетом этот вопрос продавил, а то автомобилестроители будут тянуть несколько лет.
— Так им несколько лет и понадобится на модификацию уже выпускающихся моделей и внедрение в производство, — ответил Косыгин. — Думаю, надо законодательно обязать их устанавливать подушки безопасности с новыми МЭМС-датчиками на все легковушки, скажем, с 1965 года, раньше всё равно не осилят.
Появлением новых, недорогих и компактных электронных компонентов, прежде всего — датчиков давления и акселерометров, были особенно обрадованы разработчики робототехники, экзоскелетов и станков с ЧПУ. Применение этих датчиков значительно упрощало решение многих стоящих перед ними задач.
Выпуск радиоуправляемых игрушек с МЭМС-гироскопами и датчиками тоже включили в планы промышленности, во вторую очередь, после того, как будет налажен выпуск комплектующих в необходимом количестве. Электронная промышленность СССР в этот период была сильно загружена выпуском процессоров 6502 — игровые приставки и микроЭВМ с ними пользовались огромным спросом. (АИ, см. гл. 07-17)
О выставленной на ВДНХ новой разработке Леонида Ивановича Куприяновича Первому секретарю рассказал академик Глушков на очередном заседании Госкомупра. Основной темой доклада академика был рассказ об экспериментальной плавке стали в конвертерном цехе Днепродзержинского металлургического завода, проведённой под дистанционным управлением ЭВМ 'Киев' из Киевского Института кибернетики. ЭВМ управляла технологическим процессом, получая данные со множества датчиков по телеграфу, и аналогично, по телеграфной линии, отдавала команды на исполнительные механизмы. (Реальный эксперимент, проведённый в 1963 году https://d1a.net-film.ru/web-tc-mp4/fs78045.mp4).
При обсуждении возможностей ЭВМ по дистанционному управлению технологическими процессами в итоге сошлись на том, что управлять ими лучше всё-таки не дистанционно из другого города, а с помощью ЭВМ, установленной непосредственно на предприятии.
— Качество существующих телефонных линий связи настолько низкое, что очень трудно добиться устойчивой передачи данных, — Глушков не пытался сгладить впечатление, говорил, как есть. — Те линии, что прокладываются по новым стандартам, уже значительно лучше, на них хотя бы скруток нет. Но их ещё слишком мало. Поэтому проведённый эксперимент мы рассматриваем именно как демонстрацию возможностей, чтобы убедить производственников, в частности, металлургов, а для постоянной работы будем ставить управляющие ЭВМ непосредственно на заводах. В этом сейчас больше всех продвинулись автомобилестроители, вот на их опыт и будем равняться.
— Что опыт провели — правильно, — одобрил Хрущёв. — Автоматизацию технологических процессов, роботизацию внедрять будем повсеместно, для нас это — магистральное направление.
Западные экономические теоретики проталкивают 'постиндустриальную модель', так называемую 'экономику услуг', но это — порочное направление. Услуги, безусловно, важны, но строить экономику только на них — для нас неприемлемо. У нас, прежде всего, люди пока ещё не настолько богатые.
Второй и ещё более важный момент — 'постиндустриальная экономика' на самом деле та же индустриальная, но производство в ней вынесено в другие страны, где стоимость рабочей силы ниже, а трудовое законодательство слабее или вообще отсутствует. Техника, и товары не берутся из ниоткуда, их всё равно должен кто-то делать.
Третье. 'Постиндустриальная экономика услуг' по своей сути очень уязвима. Она работает за счёт налаженных связей между людьми и предприятиями. В случае какого-либо форс-мажора, будь то военные действия, природная или техногенная катастрофа больших масштабов, или эпидемия, 'экономика услуг' моментально рухнет. Мы это видели совсем недавно, например, в Чили, после землетрясения.
Или вот, более давний, но очень характерный пример: эпидемия гриппа-'испанки' в 1918 году. Тогда сколько людей по всему миру умерло? Порядка 100 миллионов, кажется? Закрывали публичные места, суды, школы, церкви, театры, кино. Продавцы запрещали покупателям заходить в магазины — заказы выносили на улицу. В трамвай пускали только в масках. Даже рукопожатия запрещали. А теперь представьте, учитывая, насколько продвинулись разработки бактериологического оружия, что может произойти, если из-за аварии в военной лаборатории или по чьей-то халатности на свободе окажется более опасный вирус, такой же заразный, как 'испанка'? Эта их 'экономика услуг', основанная на контактах между людьми, рухнет моментально. И такой сценарий вполне возможен, учитывая напряжённую политическую ситуацию в мире.
