در این مقاله، سعی خواهم کرد تا با جزئیات به معرفی حوزه‌های مختلف گروه کالای خدمات فنی، مهندسی و دانش‌بنیان بپردازم و نمونه‌هایی از نوآوری‌های برجسته در هر یک از این حوزه‌ها را مورد بررسی قرار دهم. همچنین به چالش‌های پیش روی توسعه این صنایع کلیدی در کشور ایران نیز خواهم پرداخت.
پس اگر علاقمند به آشنایی بیشتر با این گروه استراتژیک از محصولات و خدمات هستید، با من همراه باشید.
در عصر حاضر که فناوری با سرعت باورنکردنی در حال پیشرفت است، کشورها برای حفظ جایگاه رقابتی خود در عرصه جهانی، ناگزیر از سرمایه‌گذاری در حوزه‌های نوآورانه و تولید محصولات و خدمات دانش‌بنیان هستند.
این محصولات و خدمات که بر پایه آخرین دستاوردهای علمی و فناوری شکل گرفته‌اند، می‌توانند صنایع را متحول کرده و برای کشورها مزیت رقابتی ایجاد کنند.
گروه کالای خدمات فنی، مهندسی و دانش‌بنیان، نماد برجسته‌ای از این تحولات در عرصه تولید و خدمات است. این گروه، محصولات و خدماتی را دربرمیگیرد که دارای ارزش افزوده بالایی بوده و می‌توانند به خودکفایی و توسعه فناوری در کشور و همچنین صادرات کالا کمک شایانی کنند.
گستره این محصولات و خدمات بسیار وسیع است و حوزه‌های متنوعی از جمله فناوری اطلاعات و ارتباطات، زیست‌فناوری، مهندسی پزشکی، ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته، فناوری‌های کشاورزی و منابع طبیعی نوین، و حتی صنایع فرهنگی و هویت‌ساز را دربرمیگیرد.
1. فناوری اطلاعات و ارتباطات
فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) شامل سه بخش اصلی است:
- نرم‌افزار (برنامه‌های کامپیوتری)
- سخت‌افزار (تجهیزات فیزیکی)
- و امنیت اطلاعات (حفاظت از داده‌ها)
این حوزه‌ها در فهرست دانش‌بنیان اهمیت دارند و محصولات نوآورانه در آن‌ها می‌توانند از حمایت‌های دانش‌بنیان بهره‌مند شوند.
نرم افزار
نرم افزار شامل برنامه‌ها و سیستم‌هایی است که روی رایانه‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی اجرا می‌شوند. در فهرست کالا و خدمات دانش‌بنیان، نرم افزارها در چهار دسته اصلی قرار می‌گیرند، برنامه‌های کاربردی، پلتفرم‌ها، زیرساخت‌ها و امنیت فضای تبادل اطلاعات.
برای مثال، یک نرم افزار حسابداری هوشمند که از هوش مصنوعی استفاده می‌کند، می‌تواند در دسته برنامه‌های کاربردی دانش بنیان قرار گیرد.
برنامه‌های کاربردی
برنامه‌های کاربردی شامل نرم‌افزارهایی می‌شوند که برای انجام وظایف و کارکردهای خاص توسط کاربران طراحی شده‌اند. این برنامه‌ها می‌توانند در حوزه‌های مختلف مانند تجارت، آموزش، پزشکی و غیره مورد استفاده قرار گیرند.
پلتفرم‌ها
پلتفرم‌ها زیرساخت‌های نرم‌افزاری هستند که امکان ایجاد، اجرا و مدیریت سایر نرم‌افزارها و خدمات را فراهم می‌کنند. پلتفرم‌های میزبان شامل سیستم‌عامل‌ها، محیط‌های توسعه نرم‌افزار و سکوهای ابری هستند.
زیرساخت‌ها
زیرساخت‌های نرم‌افزاری شامل سیستم‌های عامل، موتورهای جستجو، سیستم‌های مدیریت پایگاه داده و دیگر نرم‌افزارهای پایه‌ای هستند که برای پشتیبانی از عملکرد سایر برنامه‌ها و سیستم‌ها ضروری می‌باشند.
امنیت فضای تبادل اطلاعات
این حوزه مربوط به ابزارها، روش‌ها و سیستم‌های نرم‌افزاری برای تامین امنیت در فضای تبادل و انتقال داده‌ها و اطلاعات است. همچنین شامل راهکارهای رمزنگاری، مدیریت هویت، کنترل دسترسی و تشخیص و پیشگیری از تهدیدات نیز می‌باشد.
سخت افزار
سخت افزار به تجهیزات فیزیکی مورد نیاز برای اجرای نرم‌افزارها و پردازش داده‌ها اشاره دارد. در حوزه دانش‌بنیان، سخت‌افزارهای پیشرفته مانند: پردازنده‌های قدرتمند، حسگرها، مدارهای مجتمع و قطعات الکترونیکی خاص مورد توجه هستند.
امنیت اطلاعات
امنیت اطلاعات به حفاظت از داده‌ها و سیستم‌های اطلاعاتی در برابر دسترسی غیرمجاز، سرقت یا آسیب می‌پردازد. در فهرست دانش بنیان، محصولات و خدمات مرتبط با رمزنگاری، تشخیص نفوذ، مدیریت هویت و دسترسی، و امنیت شبکه جای می‌گیرند.
برای مثال، یک سیستم هوشمند تشخیص حملات سایبری که از تکنیکهای یادگیری ماشین برای شناسایی الگوهای مشکوک استفاده می‌کند، می‌تواند یک محصول دانش بنیان در حوزه امنیت اطلاعات باشد.
2. فناوری‌های زیستی
فناوری‌های زیستی شامل سه حوزه اصلی زیست‌فناوری، داروها و مهندسیپزشکی است. زیست‌فناوری از موجودات زنده برای تولید محصولات استفاده می‌کند.
بخش داروها بر توسعه داروهای پیشرفته و روش‌های نوین دارو رسانی تمرکز دارد.
مهندسی پزشکی نیز به کاربرد فناوری‌های مهندسی در تشخیص و درمان بیماریها می‌پردازد.
زیست فناوری
زیست فناوری استفاده از موجودات زنده برای تولید محصولات مفید است. در این حوزه، از میکروارگانیسم‌ها، سلول‌ها یا اجزای آن‌ها برای ساخت مواد جدید استفاده می‌شود.
مثلا تولید آنزیم‌های صنعتی توسط باکتری‌ها یا ساخت پلاستیک‌های زیست تخریبپذیر از نشاسته ذرت.
محصولات زیست فناوری در فهرست دانش‌بنیان شامل مواردی چون کیت‌های تشخیصی پیشرفته، واکسن‌ها و داروهای نوترکیب می‌شود.
داروها
در بخش داروهای دانش بنیان، تمرکز بر داروهای جدید و پیچیده است. این موارد شامل داروهای زیستی (مانند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال)، نانو داروها، و داروهای هدفمند می‌شود.
همچنین روش‌های نوین دارورسانی اهمیت به سزایی دارند. برای مثال، یک سیستم رهایش دارو که دارو را در زمان و مکان مشخص در بدن آزاد می‌کند، می‌تواند یک محصول دانش بنیان باشد.
مهندسی پزشکی
مهندسی پزشکی از علوم مهندسی برای حل مشکلات پزشکی استفاده می‌کند. در فهرست دانش بنیان، تجهیزات تشخیصی و درمانی پیشرفته در این دسته قرار می‌گیرند.
مثال‌هایی از این حوزه عبارتند از: ربات‌های جراحی، ایمپلنت‌های هوشمند، و دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی با دقت بالا.
یک نمونه می‌تواند پروتز مصنوعی باشد که با استفاده از سیگنال‌های مغزی کنترل می‌شود.
3. فناوری‌های شیمیایی و مواد پیشرفته
در زمینه فناوری‌های شیمیایی و مواد پیشرفته، محصولات و خدماتی که مشخصات زیر را داشته باشند، می‌توانند جزء کالا و خدمات دانش بنیان محسوب شوند:
- مواد با ویژگی‌های منحصر به فرد و جدید که قبلا وجود نداشتهاند. مانند انواع مواد پلیمری، کامپوزیتی، نانو مواد، مواد پیشرفته معدنی و سرامیکی با خواص ویژه و برتر نسبت به نمونه‌های معمولی.
- فرآیندهای نوین و پیشرفته برای تولید انواع مواد با ویژگی‌های بهبود یافته نسبت به روش‌های سنتی و قدیمی. مانند فناوری‌های نوین سنتز مواد شیمیایی، فرآیندهای نانوساختار و کنترل دقیق ساختار مواد.
- کاربردهای گسترده و نوآورانه از مواد شیمیایی و پیشرفته در صنایع و زمینه‌های مختلف مانند پزشکی، نفت و گاز، ساخت و ساز، خودروسازی، هوافضا و غیره.
در مجموع، هرگونه پیشرفت و نوآوری در زمینه ابداع، توسعه، تولید و کاربرد انواع مواد شیمیایی و پیشرفته که نسبت به روش‌های معمول پیشرفت قابل توجهی داشته باشد، می‌تواند جز فعالیت‌های دانش بنیان در این حوزه قلمداد شود.
4. فناوری‌های برق، الکترونیک و فوتونیک
در حوزه فناوری‌های برق، الکترونیک و فوتونیک، کالاها و خدماتی که بر پایه دانش فنی پیشرفته و نوآوری‌های علمی شکل گرفته باشند، می‌توانند جز محصولات و خدمات دانش بنیان محسوب شوند. این حوزه شامل زیرشاخه‌های متعددی است که به شرح زیر ارائه میگردد:
الکترونیک
در این زیرشاخه، فعالیت‌های مربوط به طراحی، ساخت و توسعه انواع مدارات الکترونیکی، قطعات و سامانه‌های الکترونیکی پیچیده، از جمله میکروکنترلرها، میکرو پردازشگرها، FPGAها، مدارات مجتمع آنالوگ و دیجیتال، سامانه‌های الکترونیکی کاربردی، و مانند آن‌ها، مصداق کالاها و خدمات دانش بنیان به شمار میآیند.
مخابرات و فوتونیک
در این بخش، فعالیت‌هایی همچون طراحی و توسعه انواع سیستم‌های مخابراتی، شبکه‌های ارتباطی، سامانه‌های فیبر نوری، لیزرها، سامانه‌های نوری تمام نگری و فناوری‌های مرتبط با فوتونیک، در زمره فعالیت‌های دانش بنیان جای می‌گیرند.
الکترومغناطیس و موج
کالاها و خدمات دانش‌بنیان این حوزه، شامل آنتن‌ها، رادارها، سامانه‌های موجبری، مدارات ریزموج، مقاومت‌های الکترومغناطیسی، المان‌های متاموادی، و فناوری‌های مرتبط با کاربردهای الکترومغناطیس می‌باشند.
برق قدرت و کنترل
در این بخش، سیستم‌ها و قطعاتی که بر پایه نوآوری و دانش فنی پیشرفته برای کنترل، توزیع، تبدیل و مدیریت انرژی الکتریکی مورد‌استفاده قرارمی‌گیرند، از جمله ماشین‌های الکتریکی، سیستم‌های کنترلی هوشمند، منابع تغذیه پیشرفته، فرآیندهای الکتروشیمیایی پیشرفته و سامانه‌های مربوطه، در زمره کالا و خدمات دانش‌بنیان طبقه‌بندی می‌شوند.
با توجه به تنوع موضوعات در این حوزه، بسیاری از کالاها و خدمات مرتبط با فناوری‌های برق، الکترونیک و فوتونیک می‌توانند زمینه‌های دانش بنیان قابل توجهی را شامل شوند، مشروط بر آن که دارای نوآوری و کاربرد عملی پیچیده باشند.
5. ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
در این حوزه، ماشین‌آلات و تجهیزاتی قرار می‌گیرند که از فناوری‌های پیشرفته بهره می‌برند. این دسته شامل رباتیک، اتوماسیون، ماشین‌آلات CNC، پرینترهای سه‌بعدی صنعتی، تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی، و ماشین‌آلات پیشرفته کشاورزی و صنایع غذایی می‌باشد.
رباتیک و اتوماسیون
این بخش شامل ماشین‌آلات و تجهیزات خودکار و ربات‌هایی می‌شود که در فرآیندهای تولیدی و صنعتی به کار می‌روند. ربات‌های صنعتی برای انجام وظایف تکراری، دقیق و خطرناک طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، ربات‌های صنعتی که در خطوط تولید کارخانه‌ها به کار می‌روند.
ماشین‌آلات CNC و پرینترهای سه‌بعدی صنعتی
ماشین‌آلات کنترل عددی رایانه‌ای (CNC) و پرینترهای سه‌بعدی صنعتی برای ساخت قطعات و محصولات با دقت و کیفیت بالا با استفاده از فناوری‌های پیشرفته در این بخش قرارمی‌گیرند.
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی
این دسته شامل انواع تجهیزات و ماشین‌آلات پیشرفته مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی مانند: تجهیزات حفاری، پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها می‌باشد که از فناوری‌های روز دنیا بهره می‌برند.
ماشین‌آلات پیشرفته کشاورزی و صنایع غذایی
ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته هوشمند و خودکار، برای کاربردهایی مانند کشت، برداشت، فرآوری و بسته‌بندی محصولات کشاورزی و صنایع غذایی در این بخش جای می‌گیرند.
برای مثال ماشین‌آلات هوشمند و خودکار، برای کشت، برداشت، فرآوری و بسته‌بندی محصولات کشاورزی و غذایی استفاده می‌شوند.
6. فناوری‌های کشاورزی، دامپروری و منابع طبیعی
فناوری‌های کشاورزی، دامپروری و منابع طبیعی شامل روش‌ها و ابزارهای نوین برای بهبود تولید، افزایش بهره‌وری و حفاظت از محیط زیست می‌باشد. این فناوری‌ها، کشاورزی دقیق، اصلاح ژنتیکی، کودها و سموم زیستی، آبیاری هوشمند و تصفیه آب و پساب را دربر می‌گیرد.
کشاورزی دقیق و هوشمند
کشاورزی دقیق و هوشمند به کاربرد فناوری‌های نوین در بخش کشاورزی اشاره دارد. این فناوری‌ها شامل سیستم‌های موقعیت‌یاب جهانی (GPS)، سنجش از راه دور، و سیستم‌های اطلاعات مکانی (GIS) برای مدیریت دقیق مزارع، آبیاری هوشمند، و بهینه‌سازی مصرف نهاده‌ها هستند. هدف آن افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و حفاظت از محیط زیست است.
اصلاح ژنتیکی گیاهان و دام
فناوری‌های اصلاح ژنتیکی گیاهان و دام به دستکاری ژنتیکی برای ایجاد گونه‌های جدید یا اصلاح گونه‌های موجود اشاره دارد. هدف آن بهبود ویژگی‌های مطلوب مانند مقاومت به آفات، تحمل شرایط نامساعد، افزایش عملکرد و کیفیت محصول است.
روش‌های اصلاح ژنتیکی شامل مهندسی ژنتیک، نشانگرهای مولکولی و روش‌های سنتی اصلاح نژاد می‌شوند.
مهندسی ژنتیک
مهندسی ژنتیک شامل انتقال مستقیم ژن‌های مطلوب از یک گونه به گونه دیگر با استفاده از فناوری‌های نوین زیستی است. این روش برای ایجاد گیاهان و دام تراریخته با ویژگی‌های جدید یا بهبود یافته استفاده می‌شود.
نشانگرهای مولکولی
نشانگرهای مولکولی ابزارهایی برای شناسایی تنوع ژنتیکی در سطح مولکولی هستند. آن‌ها امکان انتخاب گیاهان و دام براساس ترکیب ژنتیکی مطلوب را فراهم می‌کنند و می‌توانند روند اصلاح نژاد را تسریع کنند.
روش‌های سنتی اصلاح نژاد
روش‌های سنتی اصلاح نژاد مانند انتخاب، دورگه‌گیری و تلاقی برای بهبود صفات ژنتیکی مطلوب در گیاهان و دام استفاده می‌شوند. این روش‌ها نیازمند زمان طولانی هستند اما امکان حفظ تنوع ژنتیکی را فراهم می‌کنند.
سموم و کودهای زیستی
سموم و کودهای زیستی جایگزین‌های طبیعی و سازگار با محیط زیست برای آفت‌کش‌ها و کودهای شیمیایی هستند. آن‌ها از موجودات زنده مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها یا ویروس‌ها برای کنترل آفات یا تامین مواد مغذی گیاهان استفاده می‌کنند. این فناوری، کشاورزی پایدار را ترویج می‌کند و آلودگی محیط زیست را کاهش می‌دهد.
سیستم‌های آبیاری هوشمند
سیستم‌های آبیاری هوشمند از فناوری‌های پیشرفته برای مدیریت بهینه آب در کشاورزی استفاده می‌کنند. آن‌ها با استفاده از سنسورها و سیستم‌های کنترل خودکار، میزان آب مورد نیاز گیاهان را بر اساس شرایط خاک، آب و هوا تنظیم می‌کنند. این امر باعث صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش بهره‌وری محصول می‌شود.
فناوری‌های تصفیه آب و پساب
فناوری‌های تصفیه آب و پساب روش‌های پیشرفته‌ای برای حذف آلاینده‌ها و ناخالصی‌ها از آب و پساب هستند. این فناوری‌ها شامل فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مانند اسمز معکوس، فتوکاتالیست، فرایندهای غشایی و سیستم‌های لجن فعال می‌شوند. هدف آن‌ها تامین آب سالم برای مصارف کشاورزی، صنعتی و خانگی و بازچرخانی پساب است.
7. صنایع نرم، فرهنگی و هویت‌ساز
صنایع نرم، فرهنگی و هویت‌ساز شامل تولید و توسعه محصولات و خدمات نرم‌افزاری، محتوای دیجیتال و فرهنگی مانند بازی‌ها، انیمیشن، واقعیت مجازی، آموزش الکترونیکی و گردشگری هوشمند می‌شود. این صنایع نقش مهمی در معرفی و ترویج فرهنگ و هویت ملی دارند.
بازی‌های رایانه‌ای و موبایلی
این حوزه شامل طراحی، تولید و توسعه انواع بازی‌های رایانه‌ای و موبایلی با استفاده از فناوری‌های نوین می‌شود. این بازی‌ها می‌توانند دارای گرافیک و جلوه‌های ویژه پیشرفته، داستان‌های جذاب، و تعامل کاربری منحصربه‌فرد باشند. این بازی‌ها می‌توانند بر روی رایانه‌های شخصی، کنسول‌های بازی یا گوشی‌های هوشمند اجرا شوند.
انیمیشن و جلوه‌های ویژه
این حوزه مربوط به تولید انیمیشن‌های دو و سه‌بعدی با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته است. همچنین شامل ایجاد جلوه‌های ویژه بصری برای فیلم‌ها، سریال‌ها و بازی‌های رایانه‌ای می‌شود.
جلوه‌های ویژه شامل افکت‌های ویژه، ترکیب‌بندی تصاویر، و ایجاد محیط‌ها و شخصیت‌های انیمیشنی است.
واقعیت افزوده و مجازی
این فناوری‌ها محیط‌های مجازی یا ترکیبی از دنیای واقعی و مجازی را ایجاد می‌کنند. واقعیت مجازی کاربر را به طور کامل در یک محیط دیجیتالی شبیه‌سازی شده قرار می‌دهد، در حالی که واقعیت افزوده اطلاعات و المان‌های دیجیتالی را بر روی دنیای واقعی اضافه می‌کند. این فناوری‌ها در بازی‌ها، آموزش، تبلیغات و برنامه‌های کاربردی گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یادگیری الکترونیکی و آموزش مجازی
این حوزه شامل استفاده از فناوری‌های نوین برای ارائه آموزش‌ها و محتوای یادگیری به صورت برخط و از راه دور است. این روش‌ها می‌توانند شامل درس‌های ویدیویی، بسته‌های نرم‌افزاری آموزشی، کلاس‌های آنلاین و سیستم‌های مدیریت یادگیری باشند. هدف آن‌ها افزایش دسترسی به آموزش و ارائه تجربه‌های یادگیری تعاملی و جذاب است.
گردشگری الکترونیک و هوشمند
این حوزه استفاده از فناوری‌های دیجیتال و هوشمند در صنعت گردشگری را دربرمیگیرد. برنامه‌های کاربردی موبایل، سایت‌های گردشگری، سیستم‌های رزرواسیون و جستجوی آنلاین، و راهنماهای الکترونیکی، نمونه‌هایی از این فناوری‌ها هستند. هدف آن‌ها تسهیل سفر، ارائه اطلاعات به‌روز و بهبود تجربه گردشگری است.
نتیجه‌گیری
در دنیای امروز، نوآوری و خلاقیت نقش محوری در توسعه اقتصادی و صنعتی کشورها دارند. کالاها و خدماتفنی، مهندسی و دانش‌بنیان نمادهای برجسته این عصر هستند که بر پایه آخرین دستاوردهای علمی و فناوری شکل گرفته‌اند. این محصولات و راهکارها ارزش افزوده بالایی دارند و می‌توانند صنایع را متحول کرده و مزیت رقابتی کشورها را تضمین کنند.
حوزه‌های متنوعی از کالاها و خدمات دانش‌بنیان وجود دارد که از فناوری اطلاعات و ارتباطات گرفته تا زیست‌فناوری، مهندسی پزشکی، ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته، فناوری‌های کشاورزی و منابع طبیعی نوین، و حتی صنایع نرم، فرهنگی و هویت‌ساز را شامل می‌شوند. هر یک از این حوزه‌ها نوآوری‌های خاص خود را دارند که می‌توانند به توسعه فناوری و خودکفایی کشور کمک کنند.
با این حال، یکی از چالش‌های اصلی شرکت‌های دانش‌بنیان در ایران، تامین منابع مالی و سرمایه کافی برای توسعه و تجاری‌سازی محصولات نوآورانه است.
حمایت از این شرکت‌ها و تسهیل دسترسی آن‌ها به منابع مالی می‌تواند به رشد و توسعه این صنایع کلیدی کمک شایانی کند.
پرسش‌های متداول
تفاوت اصلی محصولات دانش‌بنیان با محصولات سنتی چیست؟
زیست‌فناوری در چه حوزه‌هایی کاربرد دارد؟
چرا توسعه صنایع دانش‌بنیان برای کشور مهم است؟
محصولات دانش‌بنیان در حوزه مهندسی پزشکی چیست؟
چالش اصلی شرکت‌های دانش‌بنیان در ایران چیست؟
