Η φωτονική έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στις εξελίξεις που σημειώθηκαν στην καθημερινή μας ζωή τα τελευταία 20 χρόνια (Εικόνα 1). Η φωτονική τεχνολογία είναι παντού, βρίσκει εφαρμογή από την επικοινωνία και την υγεία, μέχρι την επεξεργασία των υλικών στην παραγωγή, το φωτισμό και τα φωτοβολταϊκά, αλλά και τα προϊόντα καθημερινής χρήσης, όπως οι συσκευές αναπαραγωγής DVD και τα κινητά τηλέφωνα (βλ. ενημερωτικό βίντεο https://www.youtube.com/watch?v=0bAszCXUOag). Η ευρεία διείσδυση της φωτονικής σε αρκετούς τομείς αντικατοπτρίζεται τόσο στο οικονομικό, όσο και στο εργασιακό τοπίο, με το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς στη φωτονική να φθάνει σήμερα πάνω από 600 δισεκατομμύρια δολάρια. Μόνο στην Ευρώπη, η φωτονική απασχολεί σχεδόν 290.000 εργαζομένους, με έμμεσο αντίκτυπο σε περίπου 30.000.000 θέσεις εργασίας, δεδομένου ότι σχεδόν το 20-30% της οικονομίας και το 10% του εργατικού δυναμικού εξαρτάται από τη φωτονική1.
Εξέλιξη της παγκόσμιας αγοράς φωτονικής μεταξύ 2005 και 2020
Αυτά τα αριθμητικά στοιχεία αναμένεται να αυξηθούν ακόμη περισσότερο στο μέλλον, καθώς αναμένεται να προκύψουν μεγάλες επαναστάσεις από τη φωτονική σε αρκετούς τεχνολογικούς τομείς όπως η πληροφορική, η βιο-απεικόνιση, η νευρο-φωτονική κλπ. Ωστόσο, η διατήρηση αυτή της δυναμικής στην ανάπτυξη της φωτονικής, μπορεί να διασφαλιστεί μόνο στην περίπτωση που ένας αυξημένος αριθμός νέων ατόμων, που θα αποτελέσουν το εργατικό δυναμικό του αύριο, θα ενδιαφερθεί για τη φωτονική.
Η ενίσχυση του ενδιαφέροντος για τη φωτονική και η ανάπτυξη των δεξιοτήτων και της καινοτομίας στον τομέα της φωτονικής δεν είναι, ωστόσο, εύκολο να επιτελεστούν. Βασικά εμπόδια είναι η γεωγραφική θέση (απόσταση από κέντρα έρευνας και ανάπτυξης) και το κόστος. Εργαστήρια και εξοπλισμός φωτονικής συνήθως εγκαθίστανται σε συγκεκριμένες περιοχές με σκοπό την αποδοτική (οικονομικά) χρήση τους, απαιτώντας επίσης πολύ έμπειρο προσωπικό για τη λειτουργία τους. Επιπλέον, ο εξοπλισμός φωτονικής είναι υψηλού κόστους και δεν είναι εύκολο σε ιδιώτες ή σε μη εξειδικευμένες κοινότητες να τον προμηθεύονται και να τον χρησιμοποιούν.
Οι περιορισμοί αυτοί έχουν οδηγήσει τις δράσεις ευαισθητοποίησης και ενημέρωσης του κοινού, αλλά και τις δράσεις κατάρτισης στη φωτονική, να επικεντρώνονται κυρίως σε απλές δράσεις πληροφόρησης. Σπάνια δίνεται η ευκαιρία πρακτικής (hands-on) εξάσκησης και αλληλεπίδρασης με πραγματικά εργαστήρια ή υποδομές φωτονικής.
Επιπλέον, ο ΦΥ συμμετείχε σε πλήθος έργων που έχουν ολοκληρωθεί (όπως: 5G-PHOS, NEBULA, PlasmoNIAC, RAMPLAS, ICT-Streams, PlasmoFab, κ.α.) και έχουν παράξει σημαντικά επιστημονικά και ερευνητικά αποτελέσματα που χρήζουν προβολής και διάχυσης είναι (σε παρένθεση αναφέρονται τα έργα από τα οποία έχει προκύψει η έρευνα) όπως:
- Υλοποίηση της πρώτης οπτικής μνήμης RAM παγκοσμίως και επίδειξη της ταχύτερης μνήμης RAM για υπολογιστές και μνήμης CAM για δρομολογητές, επιτυγχάνοντας διπλάσια και δεκαπλάσια αντίστοιχα ταχύτητα σε σχέση με τις πλέον προηγμένες τεχνολογίες ηλεκτρονικών μονάδων μνήμης RAM και CAM (αποτελέσματα έργων RAMPLAS, ORION, CAM-UP).
- Υλοποίηση υπερ-ευαίσθητου βιο-αισθητήρα με χρήση υβριδικά ολοκληρωμένων φωτονικών και πλασμονικών κυκλωμάτων .(αποτελέσματα έργου PlasmoFab)
- Υλοποίηση 5G δικτύου με αναλογική διαμόρφωση και κεραίες MIMO σε συχνότητες 60GHz, επιτυγχάνοντας ταχύτητες-ρεκόρ μέχρι 24 Gb/s στην ασύρματη μετάδοση για δίκτυα 5G .(αποτελέσματα έργων 5G-PHOS, COMANDER, 5G-STEP-FWD)
- Υλοποίηση φωτονικών νευρωνικών δικτύων για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, όπου κατασκευάστηκε μεταξύ άλλων και ο πρώτος παγκοσμίως φωτονικός νευρώνας που κατόπιν εκπαίδευσης μπορεί να διεκπεραιώσει επιττυχώς αναγνώριση ψηφίων και χρονοσειρών .(αποτελέσματα έργων NEBULA, PlasmoNIAC, ICT-STREAMS, L3MATRIX κτλ)
Τα παραπάνω έργα έχουν ολοκληρωθεί, και υφίσταται ανάγκη για εκλαΐκευση των αποτελεσμάτων τους και επιπλέον προβολή όπως παρουσιάζεται στην συνέχεια.
Κύρια προβλήματα και ανάγκες
Η ανάλυση των αναγκών βασίζεται στον οδικό χάρτη 2021-2027 του δικτύου Photonics21 που μεταξύ άλλων αναφέρει πως πρέπει να γίνει προσπάθεια στην υποστήριξη της ενημέρωσης του κοινού, αλλά και της εκπαίδευσης και της κατάρτισης στην περιοχή της φωτονικής, προκειμένου να προσελκύσει νέους επιστήμονες και να δημιουργηθεί σταδιακά ένα καλά καταρτισμένο και πολυπληθές εργατικό δυναμικό στη φωτονική.
Τα τελευταία χρόνια, έχουν υλοποιηθεί μια σειρά από πρωτοβουλίες της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) για την ενημέρωση, προβολή και διάχυση της έρευνας στη φωτονική.
Ωστόσο, οι περισσότερες πρωτοβουλίες βασίζονται σε παραδοσιακές μεθόδους διάχυσης και κατάρτισης που αφορούν την μετάδοση πρακτικών γνώσεων, συμβατικά εκπαιδευτικά προγράμματα και δράσεις διάχυσης για σπουδαστές και επαγγελματίες. Δύο ευρωπαϊκά έργα που στοχεύανε στην διάδοση της φωτονικής και την προβολή της είναι τα Photonics4All και Light2015. Το έργο Photonics4All προώθησε τη φωτονική στους νέους, τους επιχειρηματίες και το ευρύ κοινό σε όλη την ΕΕ, αναπτύσσοντας ένα σύνολο διαφημιστικών εργαλείων, όπως βίντεο, παιχνίδια, κουίζ, εκστρατείες, επιδείξεις και εργαστήρια κατάρτισης. Ομοίως, το έργο Light2015, είχε σαν στόχο την προώθηση της σημασίας της φωτονικής για τους νέους, τους επιχειρηματίες και το ευρύ κοινό στην ΕΕ.
Ωστόσο, οι εξελίξεις στη φωτονική είναι ραγδαίες και νέα ερευνητικά αποτελέσματα έργων προκύπτουν με αποτέλεσμα την ανάγκη για συνεχή και όχι σποραδική και κατακερματισμένη προβολή τους.
Επιπρόσθετα, στην Ελλάδα υπάρχει ενεργή ερευνητική κοινότητα φωτονικής, η οποία έχει παρουσιάσει αξιοσημείωτα ερευνητικά αποτελέσματα (που αναφέρονται στην προηγούμενη ενότητα) τα οποία δεν προβάλλονται επαρκώς στην Ελληνική κοινωνία και τους νέους επιστήμονες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη δυσκολία δημιουργίας εργατικού δυναμικού στη φωτονική στην Ελλάδα, καθώς λίγοι γνωρίζουν για τη φωτονική και την επαγγελματική αποκατάσταση που προσφέρει.
Οι ερευνητικές αυτές κοινότητες (όπως π.χ. η Ερευνητική Ομάδα Ασύρματων και Φωτονικών Συστημάτων και Δικτύων του Κέντρου Διεπιστημονικής Έρευνας και Καινοτομίας-ΚΕΔΕΚ του ΑΠΘ) βρίσκονται σε μεγάλα αστικά κέντρα και υψηλά εμπόδια για την διάδοση των ερευνητικών αποτελεσμάτων είναι γεωγραφικοί περιορισμοί και το υψηλό κόστος εγκατάστασης του εξοπλισμού προβολής. Υφίσταται λοιπόν η ανάγκη προβολής της φωτονικής που θα καλύπτουν απομακρυσμένες περιοχές στην Ελλάδα.
