Elektronika a digitální technologie

Cílem domény specializace Elektronika a digitální technologie je zajistit mezinárodní konkurenceschopnost podniků v řadě odvětví ČR.

Doména je zařazena do tematické oblasti Digitální technologie a elektrotechnika.

Proč patří elektronika a digitální technologie mezi priority RIS3?

Oblast elektroniky a digitálních technologií se dynamicky rozvíjejí.
V ČR existuje silná znalostní základna v oblasti počítačových věd, kybernetiky, informatiky i matematiky, rovněž ve fyzikálních vědách.
Téměř každý inovující podnik usiluje o vyšší míru využívání digitálních technologií, proto zde existuje dostatečná absorpční kapacita.
Elektronické a optoelektronické prvky se uplatňují v širokém spektru výrobních procesů.
Rozšiřují se principy sdílené ekonomiky ve společnosti, proto je pro její řádné fungování třeba zajistit adekvátní nabídku produktů a služeb.
Zvyšují se hrozby z oblasti kyberbezpečnosti.

Aplikační odvětví v tematické oblasti

Tematická oblast Digitální technologie a elektrotechnika zahrnuje dvě aplikační odvětví:

Strategická témata výzkumu a inovací v aplikačních odvětvích - Odvětví Elektronika a elektrotechnika

Elektronické přístroje a přístrojové subsystémy s vysokou mírou přidané hodnoty

Elektronika a související technologie nebyly pro český průmysl dominantní, ale přežily světovou konkurenci a v současné době se stávají nedostatkovými na celosvětových trzích (např. známé čipy do aut). Proto jejich rozvoj může být pro udržitelnost českého průmyslu klíčový. V kombinaci s tradičními dovednostmi ve strojírenství se otevírají zcela nové aplikační oblasti. Jsou to jak nové elektronické a optoelektronické prvky, tak nové oblasti mikro a nano mechaniky a vývoj nových materiálů pro aditivní výrobu s využitím v elektronice a elektrotechnice. Právě tyto nové technologie mohou být rozhodující pro konkurenceschopnost výrobků českého průmyslu na světových trzích.

Elektronika a digitální technologie pro průmysl 4.0

Elektrotechnický a elektronický průmysl je díky širokému portfoliu konečných zákazníků, ale i dalších výrobců, pro které je subdodavatelem, jedním z nejstabilnějších pilířů české ekonomiky. Jedná se například o zefektivnění průmyslových procesů, zavedení prediktivní údržby, zpřístupnění dat pro digitální dvojče, autonomní řízení a snížení rizika poruchy. Jde o oblast se stále novými principy a aplikacemi, a proto je její rozvoj slibný. Vzhledem k tomu, že české hospodářství je založeno na průmyslové výrobě, má rozvoj robotizace pro Českou republiku enormní význam. Vyřeší tak nedostatek lidských zdrojů, zvýší efektivitu, stabilitu procesu a současně sníží defektní výroby.

Strategická témata výzkumu a inovací v aplikačních odvětvích - Odvětví Digitální technologie

Pokročilé výpočetní systémy

Jedná se o téma, které se zabývá metodami zpracování informací a prostředky, které k tomu lze používat. Oblast zájmu sahá od studia vlastností informace, algoritmů, jazyků a výpočetních a informačních procesů až po praktické otázky implementace výpočetních systémů z hlediska softwaru i hardwaru. Bez intenzivní podpory a rozvoje výzkumu není možné dále rozvíjet aplikační potenciál umělé inteligence, počítačové grafiky, počítačové bezpečnosti, teoretické informatiky a databázové systémy či softwarové inženýrství. Jde o poměrně novou oblast, kde řada českých firem je na světové úrovni a tato oblast nabízí zcela nové aplikace v tradičním českém průmyslu. Důležitá je však míra znalosti a práce, a proto je nutné věnovat rozvoji tomuto oboru vysokou prioritu, protože významně pomůže posunout produkci celé ekonomiky. V opačném případě by mohlo dojít ke snížení konkurenceschopnosti výroby a produkce v ČR, protože jak státy EU, tak ostatní subjekty mezinárodního trhu si význam dat uvědomují a investují finanční prostředky jak do výzkumu, podpory a vzdělávání v této oblasti. Všechna témata obsahují potřebný vývoj software.

Uplatnění HPC

Využití vysoce výkonných výpočtů (HPC) je předpokladem digitální transformace naší společnosti. Je hnacím motorem pro ekonomiku založenou na datech a disponující potenciálem umožnit klíčovým metodám a technologiím, jako jsou např. umělá inteligence, analýza dat, numerické simulace či kybernetická bezpečnost, využít potenciál zpracování velkého objemu dat či realizaci náročných komplexních výpočetních simulací (např. technologie digitálních dvojčat). HPC dává mnoha průmyslovým odvětvím možnost inovace a přechodu na hodnotnější produkty, procesy a služby, což je současně příprava na vývoj nových průmyslových aplikací společně s dalšími vyspělými digitálními technologiemi. Aplikace a infrastruktura HPC mají zásadní význam takřka ve všech oblastech výzkumu, od základní fyziky po biomedicínu, protože umožňují dosáhnout hlubšího vědeckého pochopení a průlomových objevů. Představuje také zásadní nástroj pro návrhy řešení významných společenských problémů, od změny klimatu přes inteligentní a ekologický rozvoj a udržitelné zemědělství po personalizovanou medicínu a krizové řízení. HPC v čím dál větší míře umožňuje nahradit fázi experimentu, výrazně zkrátit vývojový proces a redukovat náklady i negativní dopady na životní prostředí.

Využití umělé inteligence (AI)

Umělou inteligenci můžeme považovat za další stupeň automatizace. Její uplatnění v průmyslu je široké a díky jejímu využití dosáhneme zefektivnění výrobních procesů, potažmo snižování nákladů a tím pádem zvyšování konkurenceschopnosti. Metody strojového učení je možné využít pro zpracování obrazových, zvukových či multimediálních dat v oblastech, kde je míra jejich využívání v ČR zatím nízká: zdravotnictví, materiálové inženýrství, zemědělství a další. Aplikaci AI v institucích a projektech, pro které byly metody strojového učení zatím nedostupné z kapacitních či finančních důvodů. Nabízí se i možnosti využít synergie s dalšími pokročilými technologiemi typu 3D tisk, kde využití metod AI povede k vyšší efektivitě a konkurenceschopnosti.

Aplikace kvantových výpočtů a technologií

Kvantové výpočty urychlují klasické algoritmy a přináší zcela nové způsoby modelování řešení. Vývoje této technologie je stále v útlých začátcích a je velmi důležité ji rozvíjet. Nejznámějším příkladem je využití kryptografie, kdy správně navržený kvantový počítač dokáže prolomit většinu šifer. Využití je také ve strojovém učení, díky schopnosti kvantového počítače zpracovávat velký počet numerických operací. Jedná se o oblast s velkým potenciálem pro Českou republiku.

Kybernetická bezpečnost - Cybersec

S nástupem internetu věcí se digitální technologie rozšiřují do mnoha oblastí a k internetu se připojují miliardy zařízení, která mohla doposud pracovala v off-line režimu. Na tuto změnu musíme být připraveni. Rozvoj nových technologií a neustálá aktualizace systému je nezbytná, protože je důležité, aby sada nástrojů pro testování bezpečnosti síťové infrastruktury, zohledňovala současné technologie a aktuální hrozby. Důležité je posílení síťové konektivity, zvýšení odolnosti prostředí kritické informační infrastruktury propojovaných uzlů před tzv. Distributed Denial of Service útoky. Rostoucí množství a intenzita takových útoků představuje významnou hrozbu pro český kybernetický prostor. Je nezbytné vytvářet technologie pro ochranu před DDoS útoky, vysokorychlostní čištění a filtraci nežádoucího síťového provozu. Česká republika má na co navazovat od tradiční elektroniky přes kvantové technologie po kybernetickou bezpečnost s umělou inteligencí. Všechna témata obsahují potřebný vývoj software.

Klíčové umožňující technologie v doméně Elektronika a digitální technologie

V této doméně se uplatní zejména tyto klíčové umožňující technologie. Každá z nich může být využita k inovacím ve všech aplikačních odvětvích řadících se do této domény, ale i do dalších oblastí.

Konkrétní témata výzkumu a inovací klíčových umožňujících technologií v této doméně je možno získat v Příloze 1 Národní RIS3.

Podrobnější obecné informace o klíčových umožňujících technologiích naleznete zde.

Témata společenských, humanitních a uměleckých věd v doméně Elektronika a digitální technologie

V této doméně se budou zkoumat a rozvíjet tato témata SHUV:

Podrobnější obecné informace o tématech společenských, humanitních a uměleckých věd je možno získat zde.

Národní inovační platforma Digitální technologie a elektrotechnika

Národní inovační platformy jsou pracovní skupiny, v nich se v praxi uskutečňuje proces objevování podnikatelských příležitostí – EDP.

Doména Elektronika a digitální technologie je předmětem diskuzí v Národní inovační platformě II - Digitální technologie a elektrotechnika, kde se setkávají zástupci podnikatelské, výzkumné a veřejné sféry, což je známý model tzv. Triple helix.

Na koho se obrátit:

Odborný garant Národní inovační platformy II - Digitální technologie a elektronika: Veronika Kramaříková, ČVUT, Veronika.Kramarikova@cvut.cz

Tajemník Národní inovační platformy II - Digitální technologie a elektronika: Jiří Knížek, MPO ČR, knizek@mpo.cz