Vislielākais burtu izmērs
Lielāks burtu izmērs
Burtu standarta izmērs
Programmas pamatojums
Pēdējās izmaiņas veiktas:
05.10.2010

Programmas mērķis ir attīstīt augsti kvalificētu zinātnisko kompetenci inovatīvu materiālu, signālapstrādes un informācijas tehnoloģiju jomā, nodrošinot iespēju vietējiem uzņēmumiem ražot uz Latvijā radītām zināšanām konkurētspējīgus produktus, līdz ar to veicinot eksportu un Latvijas tautsaimniecības izaugsmi.

Ievērojot, ka jaunu funkcionālu materiālu, signālapstrādes un informācijas tehnoloģiju izstrāde nav iespējama bez dažādu dabas zinātņu, datorzinātņu un inženierzinātņu pārstāvju līdzdalības, ir nepieciešama visu šo daudzdisciplināro speciālistu cieša savstarpēja sadarbība. To var sekmīgi veikt, strādājot vienotā valsts pētījumu programmā, paredzētos zinātniskos pētījumus ietverot 5 pamatuzdevumos:

  • Daudzfunkcionālie materiāli starojumu enerģijas konvertēšanai, informācijas ierakstam, uzglabāšanai, pārnesei un pārveidošanai, un to efektīviem pielietojumiem zinātņu ietilpīgās ierīcēs;
  • Inovatīvas signālapstrādes tehnoloģijas viedu un efektīvu elektronisko sistēmu radīšanai;
  • Nanostrukturēti modifikatorus saturoši pašarmēti polimēru kompozīti un to atbilstošo tehnoloģiju izstrāde pielietojumiem inteliģentajos materiālos un ierīcēs;
  • Jauni materiāli un tehnoloģijas bioloģisko audu izvērtēšanai un aizvietošanai;
  • Jaunas informācijas tehnoloģijas balstītas uz ontoloģijām un modeļu transformācijām.

Modernajās materiālzinātnēs tiek izstrādāti gan jauni nanostrukturēti materiāli, gan arī pētīti fizikālie procesi, kurus tālāk var pielietot informācijas iegūšanai (sensori, spektrālās ierīces un instrumenti), pārvadei (optiskie gaismas vadi), apstrādei (nelineārie materiāli, adaptīvās optikas elementi un hologrāfiskie režģi) un vizualizācijai (gaismas emiteri, neorganisko un organisko diožu displeji, caurspīdīgie elektrodi). Jaunas iespējas informācijas apstrādei paver kvantu loģikas algoritmi, kuru realizācijai tiek pētīti koherentie optiskie procesi gan kristālos, gan gāzveida vidē.

Mūsdienās svarīga nozare ir efektīva ekoloģiski tīras atjaunojamās enerģijas ieguve. Viena no prioritātēm ir Saules starojuma tieša konverģēšana elektriskajā enerģijā, izmantojot fotovoltaisko efektu. Šie Saules elementi ir vidi nepiesārņojoši un tāpēc lielākā daļa pasaules valstu iegulda milzu līdzekļus, lai veicinātu to zinātnisko izstrādi, ražošanu un ieviešanu sadzīvē. Savukārt cieto oksīdu kurināmie elementi realizē vismodernāko metodi ķīmiskās enerģijas tiešai pārveidošanai elektriskajā ar augstu lietderības koeficientu un bez kaitīgiem izmešiem.

Pēdējā laikā vērojamais daudzu jaunu nanostrukturēto materiālu izgatavošanas izmaksu samazinājums vairākiem starptautiski atzītiem ekspertiem ļāvis secināt, ka jau tuvākajos desmit gados hibrīdstrukturēti nanokompozītu materiāli būtiski ietekmēs elektronikas, informātikas, bioloģijas, medicīnas attīstību, kā arī jaunu funkcionālu un konstrukciju kompozītu izveidi mašīnbūvei un celtniecībai ar tādiem īpašību rādītājiem, kurus nevar sasniegt, izmantojot tradicionālās mikroheterogēnās sistēmas.

Inovatīvu signālapstrādes tehnoloģiju radīšanas nepieciešamību nosaka arvien pieaugošais pieprasījums pasaules tirgū pēc intelektuālām un efektīvām elektroniskām sistēmām. Šāda veida produktu zinātņu ietilpība ir atkarīga no tajos lietotajiem apstrādes algoritmiem, kā arī sistēmu spējas savus datorresursus iesaistīt apkārtējās vides objektos radušās informācijas analīzē. Šobrīd galvenie produktu konkurētspēju veicinošie faktori ir iekārtu viedums, energoefektivitāte, mobilitāte, komunikabilitāte un kompaktums. Programmas uzdevums ir radīt un apgādāt Latvijas rūpniecības uzņēmumus ar jaunām, perspektīvām, pietiekami attīstītām un efektīvi pielietojamām signālapstrādes tehnoloģijām, uz kuru bāzes var ražot pasaules tirgū pieprasītu produkciju ar augstu pievienoto vērtību, šādi kāpinot Latvijas informātikas industrijas konkurētspēju pasaulē. Inovatīvu signālapstrādes tehnoloģiju izmantošana programmas aktivitātēs, kuras orientētas uz materiālzinātnes virzieniem, var būtiski uzlabot gan pētniecības, gan veidojamo materiālu kvalitāti.

Moderno biomateriālu (metāli, polimēri un keramika) dažādais pielietojums no vienkāršiem bioinertiem implantmateriāliem, implantiem ar prognozējamu bioaktivitāti līdz biorezorbējošiem implantiem ar un bez medikamentu izdalīšanos, ļoti strauji progresē. Taču biomateriālus no konstrukciju materiāliem atšķir tas, ka pirmajiem paredzētās funkcijas ir jāveic organisma vidē in vivo nepārtraukti un tām ir jābūt kontrolējamām. Pat stomatoloģijā, kur ir pieejams tik plašs dažādu materiālu klāsts, joprojām izmantojamo produktu īpašības lietotājus bieži neapmierina.

Programmas izpildē iesaistīto zinātnieku grupām ir pasaulē atzīta kompetence nosprausto problēmu risināšanā, ko apliecina līdzšinējās publikācijas par saistīto tematiku starptautiskajā zinātniskajā literatūrā, ieskaitot virkni publikāciju pasaules vadošajos zinātniskajos žurnālos (Physical Review Letters, Physical Review, Thin Solid Films, Journal of Physical Chemistry, Journal of Non-crystalline Solids , Journal of Applied Physics, utt.). Plašu atzinību un popularitāti ir ieguvusi ikgadējā starptautiskā konference „Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas FMNT”, kuras aizsākumi ir Valsts pētījumu programmā „Modernu funkcionālu materiālu mikroelektronikai, nanoelektronikai, fotonikai, biomedicīnai un konstruktīvo kompozītu, kā arī atbilstošo tehnoloģiju izstrāde”.

Programmas izpildi nodrošina pēdējos gados ievērojami uzlabotā tehniskā kapacitāte: infrastruktūra un instrumentu parks. Svarīgi atzīmēt, ka izpildītāju rīcībā ir pieejams galvenais nepieciešamais materiāli tehniskais aprīkojums un iekārtas. Laika gaitā izveidotajai un saliedētajai dažādas materiālzinātņu nozares (fizika, ķīmija, bioloģija, mehānika un datormodelēšana) pārstāvošajai pieredzējušu zinātnieku un jauno speciālistu komandai ir atbilstošā pieredze un nepieciešamais pamata tehniskais aprīkojums Programmas uzdevumu izpildei.

Programmā ir paredzēts turpināt un paplašināt sadarbību materiālzinātnēs ar AS „Sidrabe“, SIA „GroGlass“ un AS „Alfa RPAR“, SIA „PCT Ltd”, AS „NEOMAT”, SIA „Gamma-Rent” un citiem Latvijas maziem un vidējiem uzņēmumiem.

Informācijas ieraksta praktiskā izmantošanā ir iesaistīti tādi uzņēmumi kā SIA „Difra” un SIA „Hologramma”, kam jau ir pieredze difraktīvās optikas elementu ražošanā. Savukārt, informācijas pārneses pētījumu rezultāti ir noderīgi uzņēmumam „Z-light Ltd”.

Latvijas zinātnieku sasniegumos inovatīvu nanokompozītu izstrādes jomā jau patlaban ir ieinteresēta virkne ražotāju kā SIA „Evopipes”, SIA „Baltijas Gumijas fabrika” u.c.

Programmas ietvaros ir paredzēta sadarbība arī ar valstiskām organizācijām, t.sk., „Latvijas Nacionālo Autopārvadātāju asociāciju” un „Latvijas Mašīnbūves un metālapstrādes rūpniecības asociāciju”.

Jaunu strukturētu kalcija fosfātu saturošu biomateriālu aprobācija medicīniskiem implantiem in vitro un in vivo modeļos tiks veikta RSU Stomatoloģijas institūtā, kā arī Anatomijas un antropoloģijas institūtā.

Savā laikā par Latvijas IT vizītkarti kalpoja „GRADE”. Šīs programmas izpildes rezultātā jaunās tehnoloģijas „GRADE-2” un „Semantiskā Latvija” ieņems līdzīgas pozīcijas, kuru iespējas ir jau pārbaudītas reālos projektos gan sadarbībā ar SIA „Datorikas Institūts DIVI”, gan ar Valsts Sociālās Nodrošināšanas aģentūru.

Latvijā radīto signālapstrādes tehnoloģiju komercializācijas potenciāls ir pierādīts dzīvē. Ir realizētās elektroniskās sistēmas precīza attāluma mērīšanai līdz Zemes mākslīgiem pavadoņiem, kas pateicoties oriģinālai zinātniskai pieejai, pēdējo gadu laikā ir pēc būtības izkonkurējušas pasaules vadošos ražotājus un ir plaši izplatītas pasaulē. RTU pētnieki, pateicoties dalībai iepriekšējā Valsts pētījumu programmā, ir izstrādājuši jauna veida datu pārraides sistēmu un uz signālu formas rezonansi balstītas apstrādes metodes un ierīces. Latvijas uzņēmumi AS „SAF Tehnika”, SIA „Hanza Elektronika”, SIA „Arcus elektronika”, biedrība LEBIC, SIA „Micro Dators”, SIA „Integris” u.c. ir ieinteresēti efektīvu signālapstrādes tehnoloģiju izmantošanā.

Programmā veiksmīgi sadarbojas ne tikai Latvijas vadošo institūciju zinātnieku grupas, bet tās aktīvi piedalās arī Eiropas Savienības projektu (TRANSNANO­POWDER, CarCrim, NANOCERAM, ReDSeeDS, MIND, NASA-OT, CATHERINE, F-BRIDGE, u.c.) izpildē. Programmā iesaistītās 3 zinātnieku grupas jau no 2009.gada izpilda ERA-NET MATERA projektus (projektu ietvaros partneri ir no Polijas, Vācijas, Luksemburgas, Itālijas, Izraēlas) un 2 projekti ir iesniegti ERA-NET MATERA+ programmas 2009.gada uzsaukumā. Ir paredzēta arī piedalīšanās kopējās tehnoloģiju ierosmēs ARTEMIS un ENIAC u.c. Viena no izpildītāju grupām ir iesaistīta NATO programmas “Zinātne – mieram” (“Science for Peace”) projektā SfP-978029 „Elektriskā lauka optiskā kartēšana”. Plānots piedalīties Eiropas Large Facilities programmā Solar Facilities for the European Research Area project (SFERA), kuras ietvaros tiks gatavoti nanopulveri un sintezētas keramikas izmantojot Saules starojuma enerģiju.

Ne mazāk svarīgs programmas mērķis ir nodrošināt augstskolu speciālistu un talantīgu studentu kompetences un praktisko iemaņu izaugsmi, tai skaitā, lai veicinātu jaunu inovatīvu firmu izveidi. Mērķis is saniedzams, iesaistot studentus programmas uzdevumu izpildē un izstrādājot bakalauru, maģistru un promocijas darbus.