Абсолютная метка

Юрий Аммосов
10 февраля 2003, 00:00

В России появилась новая технология производства дистанционных маркеров. Она может стать суперзвездой мирового рынка безопасности

Сергей Ларионов, основатель компании "Пик", увлекается радиотехникой еще со школьных лет. Увлечение привело его сначала на факультет радиотехники Куйбышевского авиационного института. После окончания института он отправился лейтенантом в Космические войска, где оборонял Землю от инопланетного вторжения.По крайней мере, именно это приходит на ум, когда на вопрос: "Что вы там делали?" Ларионов честно отвечает: "Слушал Марс и Венеру". Правда, далее выясняется, что все не так романтично: работа лейтенанта Ларионова состояла в том, что он собирал телеметрическую информацию с беспилотных зондов "Марс" и "Венера", которые в начале 70-х периодически запускались в космос для исследования ближней к Земле части Солнечной системы.

Центр дальней космической связи в Крыму, где служил Ларионов, мало напоминал военную часть: заправляли всем гражданские лица из ЦНПО "Каскад", военные были на вторых ролях. Начальница Ларионова, легендарная "железная леди" по имени Мира, работавшая с Королевым еще до первого спутника, прямо с ленты, без дешифратора, переводила нули и единицы в данные о давлении, температуре и скорости и могла выгнать из телеметрической рубки генерального конструктора "Марса" со словами "не мешайте работать".

Опыт, накопленный в телеметрическом деле, пригодился Ларионову после увольнения, когда его пригласили работать в Мурманск, в местное УВД. Здесь навыки Ларионова по сбору информации радиотехническими средствами получили иное применение: в течение почти двадцати лет подполковник милиции Ларионов заведовал всем спецтехническим хозяйством мурманских оперативников.

В начале 90-х Ларионов сменил милицейскую карьеру на бизнес частного предпринимателя. Сначала он занимался в Мурманске проведением спецтехнических мероприятий для бывших коллег, а в середине 90-х по семейным обстоятельствам перебрался в Петербург. Здесь он создал новый бизнес. Ларионов стал заниматься бесконтактными системами доступа.

Радиочастотная идентификация

Бесконтактная система доступа хорошо знакома всякому, кто хоть раз ездил в метро: турникеты, реагирующие на поднесение к ним чиповой карты, и есть такие системы. Сейчас подобная аппаратура работает в отелях, где постояльцы открывают двери магнитными ключами, в офисах, где сотрудники и посетители носят электронные бэджи, позволяющие им входить в те или иные зоны, и во многих иных местах.

Ларионов разрабатывал системы контроля входа-выхода для офисов и гостиниц и охранно-пожарной сигнализации. Разработки постепенно усложнялись: увеличивалось расстояние считывания, росла скорость передачи информации на центральный пульт. Последние устройства Ларионова могли работать на удалении до 1,2 км с целым рядом стандартных протоколов и считывать карточки доступа на дистанции до полутора метров. Начиная с 1996 года рыночный спрос на такие устройства начал расти, и фирма "Пик" обеспечивала себе небольшой, но стабильный поток заказов.

Затем телеметрист Ларионов познакомился с коллегой из Санкт-Петербургского аэрокосмического университета Сергеем Забузовым. Доцент Забузов был специалистом по поверхностно-акустическим волнам. В результате этой встречи и появился на свет RFID - универсальный дистанционный маркер.

RFID (Radio Frequency ID) - радиочастотный идентификатор. Это устройство, служащее для идентификации его владельца или объекта на расстоянии, своего рода автоматическое удостоверение личности. От других типов идентификаторов (или маркеров) его отличает то, что RFID общаются с идентифицирующим устройством посредством радиоволн. RFID бывают активные и пассивные: активными называются устройства, посылающие радиосигнал сами, пассивными - те, которые заставляют срабатывать другие устройства. Например, полоски фольги, которые сейчас в книжных магазинах вклеивают в книги, чтобы предотвратить кражи в торговом зале, - пассивный RFID. А устройство, помещаемое в автомобиль, чтобы в случае угона найти его по сигналу, - активный RFID. Офисная или гостиничная карточка-пропуск может быть как пассивной, так и активной. RFID существуют уже почти полвека, производятся миллиардами и применяются в очень многих областях промышленности и быта, повсюду, где необходимо вести автоматический контроль. Это большая глобальная индустрия, где, казалось бы, уже выдумано все, что возможно. Ларионов с Забузовым решили, что не все.

Акустическая волна

В электронике давно известно такое вещество, как ниобат лития. Этот кристаллический минерал обладает рядом любопытных свойств. В их число входит эффект пьезоэлектрического типа, названный поверхностной акустической волной (ПАВ). Когда на кристалл подается напряжение, в нем возникает звуковая волна, которая проходит по его поверхности, почти не проникая вглубь. По мере прохождения волна изменяет электрические характеристики кристалла. Эффект ПАВ известен еще с 1885 года, а использование ПАВ-свойств ниобата лития (и некоторых других кристаллов) в электронике относится к рубежу 1960-1970-х годов - именно тогда на основе этого эффекта создали транспондеры.

Транспондер представляет собой две "щетки" из встречных параллельных электродов, нанесенных на кристалл ниобата лития, которые фиксируют прохождение по кристаллу звуковой волны. Транспондерные структуры активно применяются в радиоэлектронике в качестве реле, замедляющего сигнал. Любой современный сотовый телефон содержит в себе фильтр, основанный на транспондере из ниобата лития. Есть у них и область применения в оптоэлектронике. Но почему-то до сих пор никто не додумался, что транспондер можно использовать еще и как источник двоичного кода.

Принципиально появление маркеров, основанных на ПАВ, было предсказано еще несколько лет назад известным специалистом из Канады Колином Кэмпбеллом. В своей книге он изобразил принципиальную схему такого маркера, сказав, однако, что это дело "далекого будущего". Интересно, что наши герои сначала разработали свою схему и только потом обнаружили, что Кэмпбелл двигался тем же путем. Однако честь окончательной реализации идеи принадлежит все же им.

Ларионов и Забузов обозначили в транспондере электроды с одной стороны нулями, а с другой - единицами. Меняя конфигурацию электродов, можно менять заложенный в устройстве код (он не репрограммируется, а фиксируется раз и навсегда при изготовлении). Затем они присоединили к транспондеру с одного конца крохотную принимающую антенну, а с другого - такую же передающую. И получили "абсолютную" радиометку.

Проснувшийся маркер

ПАВ-маркер вечен. Он не нуждается в батарейках. Более того, он выдерживает температуру от +300 Cш до почти абсолютного нуля. Он может жить год, пять, десять, сто лет, дожидаясь сигнала, который выведет его из спячки. Когда принимающая антенна маркера получает сигнал, она преобразует его в электрический ток - слабый, но все же достаточный, чтобы послать по кристаллу ниобата лития волну, которая считывает с электродов код, и послать с передающей антенны встречный сигнал. Скорость звука в ниобате лития вдесятеро превышает скорость звука в воздухе, поэтому за одну секунду сканирования маркер выдает до тридцати тысяч сигналов. Каждые 30 микросекунд маркер отвечает сканеру коротким, но ясным пакетным импульсом, причем каждый импульс несет код до 128 бит или даже больше. В настоящее время такой код считается не поддающимся взлому: перебор 2128 чисел займет у всех компьютеров мира больше времени, чем существует Вселенная (с этой задачей в разумное время мог бы справиться гипотетический квантовый компьютер, но даже крайние оптимисты не уверены в его появлении в ближайшее десятилетие). Когда сканер выключится, маркер вновь "уснет".

ПАВ-маркер невидим для приборов. В отличие от маркеров на встроенных микрочипах его нельзя обнаружить никакими устройствами, кроме предназначенного для него устройства считывания, что открывает безграничные по сути возможности на рынке шпионской техники.

"Современные контршпионские устройства настолько чувствительны, что в состоянии найти не только любую электронику, но даже ржавые гвозди в стенах - с чем я часто и сталкивался, но принцип их работы связан с обнаружением полупроводникового эффекта - p-n перехода", - объясняет Ларионов. Но в ПАВ-маркере нет ни единого полупроводника, и поэтому для любых ультрасовременных сканеров он прозрачнее, чем стекло для лучей видимого спектра. Буквально (глазами) увидеть его также непросто, поскольку по размеру он может быть меньше сантиметра в длину, несколько миллиметров в ширину и миллиметр в толщину. Маркер можно поместить в кусочек картона или в арбузное семечко.

ПАВ-маркер может быть скрыт внутри объекта и обнаружен на расстоянии от 7 до 15 метров при скорости движения этого объекта до 300 км в час. Это позволяет существенно повысить его сохранность - его не надо закреплять, его сложно обнаружить, он не может отвалиться сам, идентифицированный им объект не нужно останавливать, чтобы проверить.

Взятые в отдельности эти свойства не представляют особого интереса. Без полупроводников и батареек уже работают всем известные бар-коды. Скрытые радиометки тоже не новость. И быстро движущиеся объекты обнаруживать не так уж сложно. Но устройства, которое совмещало бы в себе все эти достоинства, до появления ПАВ-маркера не было.

Без будок и шлагбаумов

Первый ПАВ-маркер "Пика" был представлен публике еще в 2000 году. Тогда же "Пик" получил первые патенты на технологию, лежащую в основе устройства. Сейчас "Пик" ведет работы над новым типом ПАВ-маркера, где вместо двух антенн будет только одна. Компания далеко продвинулась и в области увеличения длины кода. Первые маркеры передавали только 8-битный код, сейчас же компания вплотную приблизилась к 128-битному коду.

Идея беспроводного ПАВ-маркера концептуально достаточно проста. Патентный поиск, однако, демонстрирует, что, хотя очень много разработок RFID бродят вокруг да около этого поля, прямо на ноу-хау Ларионова-Забузова до сих пор не наткнулся никто. Таким образом, в области ПАВ-маркеров "Пик" невольно оказался мировым монополистом.

Рыночный потенциал у этой инновации довольно большой и без учета интересов спецслужб. Маркер "Пика" позволяет не только пометить, скажем, партию наркотиков или сверхточно навести баллистическую ракету. ПАВ-маркер может точно так же эффективно применяться и в гражданских целях для привязки серийных номеров к объектам, таким как, например, двигатели автомобилей, компьютерная техника и вообще любые дорогостоящие предметы, которые необходимо защищать от краж или подделок.

Способность маркера передавать информацию беспроводным образом может использоваться во многих областях. Например, для контроля за сборкой на конвейере: машина в процессе сборки будет сама передавать информацию о том, какую комплектацию и цвет заказал клиент. Или для учета багажа: идентификация по маркеру позволяет как сократить время на обработку, так и фиксировать наличие контейнеров или ящиков, не прекращая движения вагона или фуры.

Маркеры можно использовать в картах доступа, вшивать в корочки паспортов и даже вживлять под кожу (в развитых странах, например, сейчас так метят домашних животных).

Еще одно из возможных применений: сейчас развитые страны сталкиваются с проблемой стыковки бесплатной общественной дороги и платного шоссе. Любой автомобилист из Нью-Йорка прекрасно знает, на что похожи в любое время, а тем более в час пик, подъезды к мостам и туннелям через Гудзон и Ист-Ривер. Ожидание в очереди может тянуться час-полтора, и все оттого, что для въезда на мост необходимо остановиться у будки и либо бросить монеты в автомат, либо купить талон. Маркер "Пика" позволяет ликвидировать будки и шлагбаумы как класс. Вместо этого оборудованные маркерами автомобили будут на полной скорости проезжать между столбиками-сканерами, и автомобилисты будут получать счет за пользование платным участком дороги или, скажем, штрафы за проезд без оплаты. Будки останутся только для немаркированных автомобилей. Подобные беспроводные автомаркеры уже существуют и разрабатываются компаниям IBM, Texas Instruments и другими. Но RFID от Texas Instruments по размеру и весу приближается к аккумулятору от видеокамеры и требует закрепления винтами на бампере, а маленький маркер от "Пика" может находиться в машине где угодно.

Окно безопасности

Очевидно, что пока основной рынок ПАВ-маркеров лежит за пределами России. Мировое производство электронных маркеров исчисляется миллиардами долларов в год, и объемы рынка увеличиваются с каждым годом на десятки процентов. Пробьется "Пик" на нем или нет, неизвестно, но шанс, безусловно, есть. Тем более что сейчас для "Пика" открыто, как принято говорить у венчурных капиталистов, "рыночное окно". После событий 11 сентября инвестиционный интерес к технологиям безопасности во всех мыслимых вариациях невероятно возрос. Продукт "Пика" идеально укладывается в современную рыночную тенденцию. Сколько еще будет открыто это окно, знает только бог, но пока интерес подхлестывает каждая новая катастрофа или теракт. На этой волне "Пик" вполне может стать суперзвездой российского технологического бизнеса.

Технология у "Пика" как раз такая, какую ищут обычно венчурные капиталисты: нишевая, эксклюзивная, представляющая собой не революционный прорыв, а улучшение хорошо известного ноу-хау, дающего новое рыночное качество. Маркетинговые свойства, достоинства и недостатки маркера вполне очевидны, что сильно облегчает задачу позиционирования продукта и поиска его покупательской аудитории на рынке. Стоящие перед компанией текущие задачи тоже классические, из учебника: укрепить менеджмент, сформировать совет директоров, выстроить структуру для работы на мировом рынке, провести детальные маркетинговые исследования, продвигать свой продукт, выстроить брэнд и репутацию, добиться узнаваемости. Для венчурного капиталиста на Западе такая компания была бы просто находкой.

Тем не менее венчурных денег "Пик" с 2000 года так привлечь и не смог. Собственно, компании не удалось даже пообщаться с венчурными капиталистами: венчурная ярмарка этого года, в которой "Пик" впервые принял участие, была скудна на активных инвесторов. Сейчас компания развивается благодаря гранту, полученному от Фонда Бортника, и небольшим, но стабильным поступлениям от продажи гостиничных систем. По словам Ларионова, если им не удастся найти инвестиций, они будут запускать небольшое опытное производство, рассчитанное только на Россию. "Мировой рынок, конечно, намного интереснее, - говорит Ларионов, - и производство можно организовать не только у нас, но и в Европе или Азии. Но я реалист и вижу, что никакой другой рынок, кроме российского, нам сейчас освоить не по карману".

Безденежье - бич российского технологического бизнеса. В прошлом Россия неоднократно упускала разработанные ею, но опередившие свое время технологии. Если бы их скупали, еще полбеды - иногда они просто гибнут, "переизобретаясь" через некоторое время западными конкурентами. Несколько лет назад я видел созданную в Москве технологию видеокомпрессии, позволявшую сжимать видеопоток в режиме реального времени намного сильнее, чем это делали существовавшие на тот момент программы для видеотелефонии. Инвестировать в компанию-разработчика никто не рискнул. А в прошлом году я прочитал, что практически идентичную технологию анонсировала компания из Стокгольма, которая собиралась использовать ее в мобильных телефонах. Общие инвестиции в шведскую фирму, как сообщал анонс, превысили 25 млн долларов. Изобретение подполковника Ларионова может постичь такая же судьба: при всех его неоспоримых достоинствах без денег и надежных партнеров выйти на мировой рынок нельзя, а "рыночное окно", связанное с всемирной одержимостью безопасностью, не вечное. Радует, правда, что проект компании "Пик" прошел во второй тур Конкурса русских инноваций.