Агропромышленные
и биотехнологии

Сельское хозяйство – это ключевая отрасль мировой экономики, которая обеспечивает население едой. Россия богата землями, а это значит, что мы легко можем обеспечить себя продовольствием. С помощью новейших технологий исследователи находят ответы на множество насущных вопросов. Отвечая на вызовы, мы возлагаем большие надежды на новые технологии, в том числе для изучения процессов на клеточном и молекулярном уровне, беспилотный транспорт. Продукция сельского хозяйства, прошедшая длинный путь промышленной обработки, попадает к нам на стол. Необходимы простые диагностические системы и тесты, которые позволят быстро оценить качество продуктов питания.

Генетика и биомедицина

Каждый из нас уникален. Эту уникальность в человека закладывает в том числе его геном, который определяет предрасположенность к тем или иным болезням, образу жизни и питания, возможным физическим нагрузкам. На пути исследования геномики и молекулярной биологии специалистам в области тканевой и биоинженерии еще предстоит сделать многое. Человеческий организм – сложнейшая система, в которой огромное количество процессов действуют согласовано.
В этой системе все ее части и элементы, включая мельчайшие клеточные органеллы, связаны друг с другом. Исследования процессов на клеточном уровне, разработка устройств для ранней диагностики заболеваний и мониторинга биометрических параметров крайне актуальны.

Освоение Арктики
и Мирового океана

Мировой океан занимает 71% поверхности Земли. От состояния этой огромной территории зависит благополучие всей планеты. Основной путь решения проблемы использования Мирового Океана – рациональное природопользование, комплексный подход к его богатствам, основанный на объединении усилий всего мирового сообщества. Спектр вызовов обширен: безопасное судоходство, включающая цифровую навигацию (E-navigation) и связь; инновационное судостроение; освоение подводных ресурсов: картирование рельефа морского дна для упрощения морской геологоразведки, разработка подводной робототехники, подводная связь; экологический мониторинг; аквакультура, эффективное рыбоводство и рыболовство.

Нанотехнологии

Нанотехнологии представляют собой совокупность химических, физических или искусственных биологических процессов, позволяющих контролируемо работать с нанообъектами, формирующими различные материалы, устройства или технические системы. Особенность нанотехнологий - широкое использование процессов самоорганизации, самосборки и темплатного синтеза, которые могут в сложно организованной системе привести к формированию необходимых упорядоченных структур, проявляющих требуемые практически важные (функциональные) свойства. Развитие промышленных технологий, микроскопии, работа с материалами на атомарном уровне не только рождают новые возможности, но и ставят человечество перед новыми вызовами.

Беспилотный транспорт
и логистические системы

У беспилотных летательных аппаратов – большое будущее, поскольку их ждет работа в области связи, транспорта, сельского хозяйства, картографии и мониторинга разного рода. Создание беспилотников для разных целей требует ярких идей и конструкторских решений, использования новых устройств связи, энергетических и автоматизированных систем, новых материалов и алгоритмов управления как отдельными аппаратами, так и их роями, группами. Школьникам вполне по силам спроектировать и построить беспилотники для автоматического мониторинга местности, создания 3D-карт, точного земледелия, доставки небольших грузов, обеспечения связи на удаленных территориях и многого другого.

Новые материалы

Сегодня материаловедение - это наука, которая охватывает все сферы жизнедеятельности от бытового уровня до высокотехнологического производства биосовместимых материалов для протезов, полупроводников для электроники, покрытий, повышающих коррозионную и износостойкость материалов и механизмов. При этом широкое применение могут найти отходы предприятий горно-металлургического, химического и других производств, что позволит снизить ущерб, наносимый окружающей среде. Одна из актуальных задач - разработка новых методов и технологий для повторного использования промышленных отходов, создание технологий переработки вторичных материалов, в частности, с использование методов биотехнологии.

Когнитивные исследования

Когнитивная наука – междисциплинарное научное направление, объединяющее усилия исследователей из таких областей как нейрофизиология, психология, лингвистика, социология, философия, теория искусственного интеллекта. К наиболее актуальным задачам когнитивной науки относятся изучение когнитивных способностей человека в разном возрасте и в разных условиях, возможности по развитию и тренировке когнитивных способностей, создание интерфейсов мозг-компьютер. В рамках конкурса школьники могут принять участие, например, в разработке надёжных тестов для измерения когнитивных способностей или анализе психоэмоциональных состояний человека при решении различных задач.

Современная энергетика

Если без чего и не может существовать наша цивилизация, так это без энергии. Растущее население Земли и растущее производство, «оцифровывание» человечества требуют все больше и больше энергии. Но, с другой стороны, современная энергетика должна быть экономичной, доступной в любом уголке планеты и безопасной для окружающей среды. Школьникам предстоит исследовать возобновляемые источники энергии, создавать прототипы генераторов, работать с новыми материалами, конструировать новые накопители энергии, программировать системы управления энергетическими сетями с учетом оптимального расхода электричества.

Космические технологии

Современная космонавтика решает в основном прикладные задачи: фотографирует Землю из космоса, обеспечивает навигацию и связь. Огромное количество исследователей и инженеров работают над созданием новых материалов для космоса, производством компонентов спутников на орбите, разрабатывают интеллектуальные алгоритмы управления группами космических аппаратов и их автоматического обслуживания, ищут методы борьбы с космическим мусором, предлагают новые сервисы на основе результатов космических снимков, навигации и связи. Школьники и студенты по всему миру запускают собственные спутники-кубсаты, принимают сигналы из космоса, делают приложения, анализирующие реальные космические снимки.

Передовые производственные
технологии

Передовые производственные технологии (advanced technologies) — это перечень способов и средств производства, определяющих конкурентоспособность экономики на высокотехнологичных формирующихся рынках будущего. Признаками передовых производственных технологий являются высокая интенсивность научной и патентной активности, высокая скорость (но низкий уровень) проникновения в производственные процессы отраслей экономики, высокие темпы роста глобальных рынков инжиниринговых услуг и производственного оборудования в выделенных направлениях (в том числе формирование новых рынков).

Умный город и безопасность

Развитие информационных технологий и электроники позволило оснастить инфраструктуру большим количеством датчиков для сбора данных и прогнозирования нагрузок на системы обслуживания. Это сделало возможным оптимизировать потоки городского транспорта, системы электро- и водоснабжения, электронику, просчитывать поминутную аренду автомобилей и велосипедов, осуществлять мониторинг качества производимых продуктов и материалов. Такого рода системы внедряются на крупных заводах, где недорогие датчики совместно с системами анализа данных позволяют улучшать эффективность производства, гибко управлять освещением, энергопотреблением и иными бытовыми процессами.

Природоподобные
и нейротехнологии

Биомиметика – это наука о структуре и функциях биологических систем как моделях для разработки и создания материалов и механизмов. С развитием нанотехнологий, она получила мощный импульс. Появились бионические роботы - механизмы, созданные на основе идей, подсмотренных в природе, либо внешне напоминающие живых существ (зооморфы). Нейроинтерфейс - это система, осуществляющая взаимодействие между мозгом человека и машиной, что позволяет производить обмен информацией. В современном мире используются однонаправленные нейроинтерфейсы, когда человек посылает сигналы и команды для компьютера. Двунаправленные интерфейсы, позволяющие осуществлять обоюдное взаимодействие - пока дело будущего.

Большие данные, искусственный интеллект, финансовые технологии
и машинное обучение

Мы вступили в эпоху больших данных (BigData). Все эти данные – большая ценность, ресурс для анализа и прогнозов, пища для алгоритмов машинного обучения. Сегодня без них уже невозможно построить систему с по-настоящему высокой точностью. BigData-исследования находятся на стыке наиболее востребованных направлений. Здесь и искусственный интеллект, и машинное обучение, и нейронные сети на службе медицины, биологии, экономики, социологии, логистики, физики, генетики, финансов; а также сложные семантические алгоритмы для поиска информации в интернете и нестандартные подходы к обеспечению безопасности программно-аппаратной инфраструктуры.