Вышла книга о кошках и генах, написанная генетиками Института цитологии и генетики СО РАН профессором Павлом Бородиным и к.б.н. Любовью Малиновской. В ней авторы простым языком рассказывают, как эволюционировали кошки и как гены формируют их внешний вид и поведение.

Всего у книги два автора и пятнадцать глав, которые соавторы разделили между собой. «Мы с Павлом Михайловичем вместе эту книгу написали, каждый писал свои отдельные главы. Конечно, мы всё обсуждали и редактировали друг друга, но текст рождался одновременно совместно и раздельно», – объяснила Любовь Малиновская, которая является не только сотрудником ИЦИГ СО РАН и Новосибирского государственного университета, но и заводчиком питомника сибирских кошек.

Павел Бородин несколько лет назад уже издавал популярную книгу «Кошки и гены», но «Кошки, гены и эволюция» создавалась «с чистого листа». «Название не так сильно поменялось, но содержание полностью новое. Мы не брали за основу предыдущую книгу, за исключением небольшого пересечения в главе про геногеографию» – подчеркнула Малиновская.

Содержательно новая книга охватывает как генетику, так и эволюцию кошек. Эволюционная часть начинается с общего предка плацентарных млекопитающих и дальше прослеживается появление их современных ветвей: приматов, человека и, конечно, кошачьих. Затем авторы переходят к дикой кошке, родоначальнице наших домашних животных, истории её одомашнивания и появления современных пород. Они подробно разбирают, где и при каких условиях кошка стала домашней, и приводят самые свежие научные данные.

Особое место занимает пересмотр истории одомашнивания, который произошёл буквально в прошлом году. Ранее основой для реконструкции служила митохондриальная ДНК, хорошо сохраняющаяся в древних костях, и считалось, что одомашнивание кошек началось около 10 тысяч лет назад. Недавние исследования позволили извлечь фрагменты ядерной ДНК и уточнить картину. «И оказалось, что многое могло происходить не так, как мы думали. Пришлось срочно переписывать главы про одомашнивание, чтобы книга отражала последние данные», — рассказала Любовь Малиновская.

Книга адресована широкому кругу читателей. Авторы рассчитывают, что она будет полезна и старшеклассникам, уже знакомым с основами биологии и генетики, и школьным учителям, и взрослым любителям кошек. «Мы говорим не только про эволюцию, но и про кошачью генетику: генетику окрасов, морфологических признаков и многое другое. Учителям часто не хватает живых примеров: в учебниках обычно это горох или дрозофила, но кошки – гораздо более привлекательный объект для детей. Книга будет интересна и тем, кто просто любит кошек и хочет больше о них узнать», — считает Малиновская.

Идея такой книги появилась в 2021 году, и сначала авторы обещали издательству управиться за полгода. Но в итоге работа над книгой растянулась почти на пять лет. Пришлось прочитать огромное количество статей и попытаться изложить всё простым языком, понятным неспециалистам. Это заняло много времени, но авторы не жалеют, считая, что проект оправдал эти затраты.

«Кошки, гены и эволюция» уже вышла в бумажном виде, её можно приобрести на крупных маркетплейсах – Ozon, Wildberries, в сети «Читай‑город». Электронная версия доступна на «Литресе», в разных форматах для чтения. Авторы надеются, что в ближайшее время появится и аудиокнига.

Фото из архива ИЦиГ СО РАН

Пресс-служба Института цитологии и генетики

Нефтяной кризис, вызванный военными действиями на Ближнем Востоке, начинает открывать руководителям Евросоюза важные стороны «объективной реальности», которые ранее игнорировались по сугубо идеологическим соображениям. Так, на наших глазах происходит переосмысление возможностей «зеленой» энергетики, основанной на возобновляемых источниках. «Неожиданно» выяснилось, что ветряки и солнечные панели не в состоянии избавить европейские страны от поставок углеводородов. Разумеется, ископаемое топливо до сих пор находится в «черном списке», однако теперь альтернативу ему усматривают не в солнце и ветре, а в мирном атоме.

В марте этого года под Парижем состоялся саммит по атомной энергетике, который вполне можно считать знаковым событием. Почему мероприятие проходило именно во Франции, догадаться не сложно. Эта страна по сию пору более 70% электрической энергии получает за счет атомных реакторов (причем часть электричества экспортируется в соседние страны). В отличие от Германии, Франция никогда не выказывала намерений отказаться от атомной энергии и полностью перейти на ВИЭ. И надо сказать, что ее руководство немало потрудилось над тем, чтобы внести атомную энергетику в «зеленый» список.

С такой постановкой вопроса, как мы знаем, в ЕС согласны далеко не все, и дискуссия продолжается. Тем не менее, упомянутый саммит отчетливо склоняет ситуацию в сторону реабилитации АЭС в глазах борцов с глобальным потеплением.

Особо показательным стало выступление на саммите главы Еврокомиссии Урсулы фон дер Ляйен. Понятно, что сама она не является специалисткой в области энергетики, однако надо понимать, что ее заявления отражают общую позицию Брюсселя по данному вопросу. В своем выступлении госпожа фон дер Ляйен еще раз напомнила о зависимости европейских стран от импорта ископаемого топлива, который становится всё менее стабильным из-за осложнения геополитической ситуации. Эта нестабильность уже наносит экономический ущерб европейским странам, и ослабить ее способны не ветряки или солнечные панели (что совсем недавно считалось вполне возможным), а как раз мирный атом.

По откровенному признанию госпожи фон дер Ляйен, отказ европейских стран от атомной энергетики оказался «стратегической ошибкой». Какое-то время казалось, что у атомных реакторов нет будущего в силу известных рисков для экологии и безопасности людей. Эти опасения в какой-то мере были оправданными, однако в целом они оказались преувеличенными. На самом же деле, по ее словам, мирный атом является «надежным и доступным источником энергии» с низким уровнем углеродных выбросов. Что касается ископаемого топлива, то военные действия на Ближнем Востоке еще раз показали уязвимость Европы от импорта нефти и газа. В таких условиях обращение к мирному атому является закономерным ответом на указанный вызов. Главное, чтобы ответ оказался консолидированным.  

На этом саммите глава Еврокомиссии объявила о создании специального фонда в размере 200 миллионов евро (230 миллионов долларов) для поддержки инноваций в области атомной энергетики. При этом она напомнила о том, что еще в 1990 году треть электроэнергии в Европе вырабатывалась на атомных электростанциях. Сегодня же данный показатель составляет около 15 процентов.

Что касается инноваций, на которые сегодня делается ставка, то в данном случае речь идет о внедрении малых модульных реакторов (ММР). В первую очередь для этого придется осуществить «гармонизацию» нормативных актов между государствами-членами. По словам фон дер Ляйен, как только технология ММР покажет свою безопасность, необходимо будет осуществить развертывание таких систем во всех странах Европы к 2030 году.

Напомним еще раз, что в ЕС пока что нет абсолютного единства по вопросам мирного атома. В роли главного локомотива здесь выступает Франция. Понятно, что президент этой страны Эммануэль Макрон выразил безусловную поддержку заявлениям главы ЕК. По его словам, развитие атомной энергетики является главным путем обретения энергетической независимости для европейских стран. Со своей стороны, он предложил стандартизировать для Евросоюза конструкции атомных реакторов. По крайней мере, такой шаг может существенно помочь государственному атомному гиганту EDF, который в последние годы терял контракты (в настоящее время компания полностью принадлежит государству).

Заметим, что руководство Бельгии сегодня также пытается полностью взять «под себя» атомную энергетику. В принципе, развитие данной отрасли осуществляется исключительно благодаря государственным инициативам. Это справедливо для всех стран, включая США и Россию. И как видим, руководство ЕС также пытается включиться в этот процесс. Об истинных мотивах Еврокомиссии гадать не будем. Однако По ПО 

упоминание малых модульных реакторов создает некоторую двусмысленность и может вызвать вопросы.

Дело в том, что тему ММР уже не один года озвучивает глава РФ Владимир Путин, регулярно выступая на соответствующих тематических форумах. Напомним, что на сегодняшний день именно Россия является безусловным технологическим и практическим лидером в области применения малых модульных реакторов (о чем мы неоднократно писали). Во всяком случае, наша страна уже имеет действующий коммерческий ММР (плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов», работающая с 2020 года на Чукотке). Параллельно компания «Росатом» строит первую наземную АЭС малой мощности в Якутии (на базе реактора «Ритм-200Н») и реализует проект «Прорыв», связанный с созданием атомного реактора Четвертого поколения. При этом Россия уже подписывает контракты на строительство ММР в Узбекистане (то есть фактически выходит с этими технологиями на зарубежные рынки).

Теперь эту тему подхватывает руководство ЕС. Создается впечатление, что госпожа фон дер Ляйен внимательно прослушала выступления Президента РФ и теперь воспроизводит его тезисы относительно реакторов малой мощности. Забавно, что еще пару лет назад энергетический суверенитет Европы связывали с еще большим строительством ветряков и солнечных электростанций. Теперь приоритеты начинают меняться, что лишний раз свидетельствует о начале отрезвления после многих лет воспевания ВИЭ.

Впрочем, остается не совсем ясно, как будет выглядеть «суверенитет» европейцев в атомной энергетике, особенно учитывая тот факт, что технологии ММР сейчас активно развивают страны, не особо дружественные ЕС (Россия, Китай, США). Кстати, на упомянутом саммите по атомной энергетике господину Макрону напомнили, что в 2025 году примерно 39% обогащенного урана для своих АЭС Франция закупила у России. На этом фоне враждебные заявления в адрес нашей страны выглядят как-то уж совсем неуместно.

В этих условиях отчаянную несгибаемость проявляет разве что Германия. Так, нынешний канцлер Фридрих Мерц поспешил заявить, что его страна не намерена возрождать атомные электростанции, от которых Германия полностью отказалась в 2023 году (когда были остановлены последние два реактора). Отметим, что первые атомные реакторы в этой стране были запущены в 1961 году. Всего в стране было построено 37 атомных реакторов, выдававшие не более 30% электрической энергии.

Однако после Чернобыльской аварии 1986 года в Германии активизировалось антиатомное движение, поддержанное партией зеленых. Благодаря их усилиям в 2000 году был официально провозглашен план отказа от атомной энергетики. Правда, в дальнейшем это решение было отложено в долгий ящик, но в 2011 году – после катастрофы в Фукусиме – к этому решению вернулись и начали его последовательно воплощать. И в 2023 году, как мы сказали, в «атомном» вопросе была поставлена точка.

Именно по этой причине нынешний канцлер заявил о невозможности поворота вспять. То есть немцы не намерены «проворачивать фарш» обратно. Мало того, министр окружающей среды Карстен Шнайдер открыто отклонил предложение госпожи фон дер Ляйен по возрождению атомной энергетики, заявив, что она уже обошлась налогоплательщикам в миллиарды. Он также раскритиковал тему ММР, заметив, будто разработка малых атомных электростанций ведется уже десятилетиями, но прорыва до сих пор не произошло. А все меры по возрождению атомной энергетики якобы сводятся к получению государственных субсидий.

В унисон с ним рассуждает и директор крупнейшего в Германии поставщика электрической энергии. По его словам, инвестиции в малые модульные реакторы для частных компаний нецелесообразны, поэтому предоставлять финансирование для ММР они не будут. То есть без государственного финансирования атомную энергетику развивать невозможно, а раз так, то по этой логике получается, что заниматься ей не стоит вообще. На всякий случай напомним, что Германия импортирует электроэнергию из Франции, где, как мы сказали, упор делается как раз на АЭС. Однако данное обстоятельство, как видим, не способно поколебать идеологические пристрастия немецких политиков.

В общем, абсолютного согласия по вопросу мирного атома в странах ЕС пока что не наблюдается. И все же отрадно наблюдать за тем, как некогда процветающая Европа в настоящее время намерена хоть в чем-то догнать (именно догнать) нашу страну.

Андрей Колосов

Изображение создано нейросетью

В поисках безуглеродных топлив ученые всё чаще обращают внимание на аммиак. В отличие от водорода, его проще хранить и перевозить, а при сгорании теоретически выделяются только азот и вода. Однако на практике в выбросах могут присутствовать оксиды азота и другие побочные продукты. Исследователи из Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН изучают, как сделать горение аммиака и его смесей с традиционным топливом максимально экологичным и эффективным. Одна из статей по этой теме опубликована в международном журнале Applied Sciences.

«Сравнительно недавно начался поиск безуглеродных топлив, то есть таких, которые не дают выбросов углеродсодержащих соединений (CO и CO2) в атмосферу. Один из перспективных кандидатов — аммиак: в его молекуле нет углерода, и он широко применяется в промышленности (например, для производства азотных удобрений), а значит, уже создана вся необходимая инфраструктура для его хранения, транспортировки и распределения», — рассказывает научный сотрудник лаборатории кинетики процессов горения ИХКГ СО РАН кандидат физико-математических наук Ксения Николаевна Осипова.

Аммиак (NH₃) рассматривается как химический носитель водорода: в молекуле довольно высокое массовое содержание атомов H. При этом смеси аммиака с воздухом малопригодны для нужд энергетики и транспорта из‑за очень низкой скорости горения по сравнению с обычными углеводородами. Поэтому в мире активно изучают смеси NH₃ с различными видами топлив.

«Водород — отличное топливо, но его сложно хранить, поэтому мы обратили внимание на аммиак как удобный носитель водорода. Чтобы применять его в двигателях, нужно досконально изучить процесс горения. Тогда можно будет создавать компьютерные модели и дорабатывать двигатели внутреннего сгорания для работы на новых смесях», — добавляет младший научный сотрудник лаборатории кинетики процессов горения Владислав Витальевич Матюшков.

В состав аммиака входят азот и водород. При горении водород образует воду, выделяя много энергии, поэтому NH3 рассматривают и как энергоаккумулятор. Аммиак можно синтезировать из водорода и азота, причем азот берут из воздуха, а водород — из разных источников, например получают из той же воды с помощью солнечной или ветровой энергии. NH₃ проще и безопаснее хранить, чем чистый водород. 

«Хотя при идеальном сгорании образуются только азот и вода, в реальных условиях могут появляться оксиды азота или недогоревший аммиак. Если добавлять другое топливо для лучшего горения, могут возникать и более токсичные вещества, например синильная кислота. Поэтому важно изучать химию горения, понимать, какие реакции идут в пламени, чтобы подобрать оптимальное соотношение аммиака, добавочного топлива и кислорода. Так можно получить максимум энергии и минимум вредных выбросов», — поясняет заведующий лабораторией кинетики процессов горения ИХКГ СО РАН доктор химических наук Андрей Геннадьевич Шмаков.

Аммиак целесообразно использовать там, где можно обеспечить стационарные условия горения. Например, на кораблях или электростанциях после выхода на оптимальный режим установка работает стабильно, а вредные оксиды азота практически не образуются, всё дожигается до чистого вещества. В результате процесс становится экологичным. В случае с легковым транспортом ситуация иная. При частых изменениях режима, например при старте с места, выбросы оксидов азота резко возрастают, пока система управления двигателя не подстроится. Поэтому для автомобилей аммиак малопригоден как топливо. 

Работа исследователей началась с изучения простых топливных смесей: аммиак смешивали с водородом. На следующем этапе специалисты перешли к смесям аммиака с легкими углеводородами, такими как метан, этан и этилен. Затем фокус сместился на системы с оксигенатами — простейшими спиртами (метанол, этанол, бутанол) и эфирами (диметиловый и диэтиловый эфир), которые могут быть получены из органического сырья. 

Сейчас идет третий этап исследований: изучается горение аммиака в смеси с тяжелыми углеводородами, характерными для бензина, дизельного и авиационного топлива. Конечная цель проекта — сформировать базу экспериментальных данных. Она необходима для проверки и доработки существующих теоретических моделей горения. Задача состоит в том, чтобы выявить их недостатки и повысить точность предсказания параметров процессов, протекающих в двигателях в реальных условиях.

«В нашей лаборатории используются два основных типа экспериментов. Первый — это изучение структуры пламени, то есть измерение пространственного распределения концентраций веществ в пламени, в том числе при давлениях выше атмосферного. Это позволяет приблизить условия эксперимента к реальным, характерным для двигателей. Второй тип — эксперименты в реакторе струйного перемешивания, который применяется для изучения кинетики окисления топлив при более низких температурах, чем в пламени, и позволяет точно определить температуру начала реакций окисления», — отмечает Ксения Осипова.

Исследователи получают данные о продуктах окисления, то есть о том, какие вещества образуются при горении исследуемой топливной смеси. Эта информация позволяет оценить корректность теоретических моделей. Благодаря большому объему данных удается находить реакции, из-за которых расчет расходится с экспериментом, и совершенствовать модели горения перспективных топлив.

«Помимо этого, мы изучаем образование ионов в пламени. Понимание механизма взаимодействия ионов с нейтральными компонентами пламени позволит разработать эффективные методы управления горением с помощью внешнего электрического поля, при котором возникает так называемый ионный ветер. Как и при горении углеводородов, в топливных смесях, содержащих аммиак, основным путем образования заряженных частиц является не термоионизация, а хемоионизация. В таких смесях мы обнаружили большое разнообразие азотсодержащих ионов. Нам впервые в мире удалось описать механизм образования положительных ионов в пламени смеси аммиака и метана. Сейчас мы изучаем кинетику образования отрицательных ионов. В будущем это поможет создать датчики, которые в реальном времени позволят поддерживать оптимальный режим работы двигателя», — дополняет старший научный сотрудник лаборатории кинетики процессов горения ИХКГ СО РАН доктор физико-математических наук Денис Анатольевич Князьков.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-19-00165. 

Ирина Баранова

Фото предоставлено исследователями

Выступая на Общем собрании РАН, ее президент академик Геннадий Яковлевич Красников акцентировал рекомендации Академии наук по финансированию фундаментальных исследований — эта цифра, по мнению членов РАН, должна достигнуть 0,4 % от ВВП к 2030 году.

В своем докладе Геннадий Красников представил краткий обзор работы РАН в 2025 году. Одним из крупных достижений он назвал то, что в состав РАН были включены издательство «Наука» (в следующем году оно празднует 300 лет), Российский центр научной информации и дома ученых, а также то, что Высшая аттестационная комиссия перешла под эгиду РАН. 

В ходе своей экспертной деятельности в 2025 году Академия представила более 80 тысяч экспертных заключений, количество отрицательных составило более 13 %. «Продолжает расширяться спектр тем, которые поступают на экспертизу, более 1 500 запросов мы получили от квалифицированных заказчиков», — добавил Геннадий Красников. 

Отдельно он упомянул, что РАН проанализировала 478 учебников и учебных пособий и приступила к разработке единых учебников и пособий по математике, физике, информатике, химии и биологии. Подготовленные учебники должны пройти экспертизу тематических отделений, потом их нужно увязать между собой для формирования общего междисциплинарного поля знаний. Затем должна пройти экспертиза специалистов по медицине и детской психологии. Только после этого начнется апробация учебников, в том числе в школах РАН. «Предполагается, что учебники по физике, химии, биологии для старших классов поступят в школы к 1 сентября 2026 года, остальные — к 1 сентября 2027 года», — уточнил Геннадий Красников. 

Президент РАН коснулся деталей формирования государственного задания и сообщил, что было расширено само понятие научно-методического руководства научными утверждениями. Один из важных шагов — утверждение тематическими отделениями направлений научных исследований. План научных исследований на 2027 год учитывает востребованность результатов, запросы квалифицированных заказчиков, а также предложения научных советов РАН. «При повторном отрицательном заключении поданная заявка на выполнение научного исследований считается непринятой, а финансирование перераспределяется на другие работы», — акцентировал президент Академии наук. 

Один из важнейших вопросов, который также находится в фокусе внимания РАН, — кадровый. «Сформирована Комиссия по кадровым вопросам РАН, она уже рассмотрела 22 кандидатуры руководителей научных организаций, из которых одобрены 17, не одобрены 5», — рассказал Г. Я. Красников.  

Важную роль в научной политике страны играет Научно-технический совет Комиссии по научно-технологическому развитию РФ — практически все вопросы, которые рассматривает комиссия, проходят через него. «Совет рассмотрел более 560 документов, поступивших от различных учреждений, и одним из главных направлений его работы является мониторинг национальных проектов», — отметил Геннадий Красников, добавив, что тематические отделения РАН подготовили более 500 предложений в нацпроекты технологического лидерства. 

Говоря о региональной политике, президент РАН констатировал, что в настоящее время налажено плотное взаимодействие со всеми федеральными округами РФ. «При непосредственном участии Академии с 1 марта 2026 года вступил в силу закон, направленный на сохранение экосистемы озера Байкал. Все предложения, связанные с обустройством и использованием мест в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории, теперь требуют наличия положительного заключения экспертов РАН», — рассказал Геннадий Красников. 

Завершая отчетную часть своего доклада, он отдельно остановился на важности развития популяризации науки и использовании для этого самых разных форматов и взаимодействий. Так, например, в последние годы в Международном детском центре «Артек» проводятся тематические научные смены с участием членов РАН.

Фото Юлии Поздняковой

Российский научный фонд продлил финансирование проекта по изучению генетического разнообразия коллекций мягкой и твёрдой пшеницы. Цель – отбор материала, пригодного для селекции новых сортов с более высоким содержанием полезных минеральных элементов и лучшим качеством зерна.

Как объясняет руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, д.б.н. Ирина Леонова, задача исследования – охарактеризовать коллекции мягкой и твёрдой пшеницы по содержанию минеральных веществ в зерне и по качеству зерна в целом. Речь идёт прежде всего о таких важных микроэлементах, как цинк и железо, дефицит которых связывают с анемией, когнитивными нарушениями и рядом хронических заболеваний. Учёные напоминают: значительную часть этих веществ человек получает именно из хлеба, булочных и макаронных изделий, поэтому важно, чтобы исходное зерно было богато полезными компонентами.

По словам Ирины Леоновой, ранее в селекции в первую очередь ориентировались на урожайность, и это нередко шло в ущерб качеству зерна. Сейчас акцент смещается к так называемому биообогащению или биофортификации – сознательному повышению содержания полезных веществ в сельскохозяйственных культурах за счёт подбора и скрещивания нужных сортов. «Желательно, чтобы зерно, из которого делаются хлеб и макароны, уже содержало необходимые человеку минеральные вещества, витамины и т.п. Это и есть один из инструментов функционального питания», – объяснила исследователь.

В рамках первой части проекта команда Леоновой проанализировала две большие коллекции: твёрдой пшеницы и мягкой пшеницы, в которую входят как российские сорта, так и рекомбинантные линии, несущие фрагменты ДНК от дикорастущих сородичей. Учёные оценивали сортовое разнообразие и с помощью молекулярно‑генетических методов искали участки генома, связанные с повышенным содержанием цинка и железа в зерне. Были выделены так называемые локусы, в том числе пришедшие от диких видов, которые могут использовать селекционеры при создании новых сортов.

Продление гранта позволяет перейти к не менее важной задаче: оценке содержания в зерне токсичных тяжёлых металлов, прежде всего кадмия. «Опасны любые тяжелые металлы. Но что касается свинца или хрома, уровень содержания можно регулировать агротехническими приемами. Для кадмия более важно найти генотипы, которые генетически снижают его накопление в зерне», – рассказала Ирина Леонова.

По российским сортам твердой пшеницы работы такого масштаба ранее никто не делал. За три предыдущих года ученые ИЦиГ проанализировали результаты по 188 сортам, высаженным на двух полях в Новосибирской и Самарской областях. В результате, удалось собрать необходимую статистику и выделить образцы, у которых собственный геном влияет на снижение содержание кадмия – это наследуемый механизм, представляющий особый интерес для селекции.

Помимо выявления локусов, снижающих уровень кадмия, исследователи сосредоточатся также на генах, отвечающих за качество зерна твёрдой пшеницы, в первую речь идет о белках – глиадинах и глютенинах, определяющих структуру и кулинарные свойства макаронных изделий. Российские сорта яровой твёрдой пшеницы по этому параметру до сих пор почти не изучались. «Важно, чтобы макароны были именно макаронами: сейчас чаще используют мягкую пшеницу, у которой другой белковый состав и хуже структура изделий, – пояснила Леонова.

Итогом пятилетней работы должна стать детальная характеристика отечественных коллекций твёрдой и мягкой пшеницы по содержанию белка, клейковины, минеральному составу и связанным с ними генам. На основе этих данных команда создаст маркёры – генетические «маячки», которые селекционеры смогут использовать в своей работе, осознанно выбирать материал для скрещивания под запрос будущего рынка функционального питания.

Эти наработки в перспективе позволят сделать привычный хлеб и макароны одновременно более полезными и более безопасными для здоровья.

Пресс-служба Института цитологии и генетики

Фото из архива ИЦиГ СО РАН

Мы уже неоднократно уделяли внимание проблеме пластика, точнее – проблеме пластиковых отходов. Насколько она актуальна, знают все. А вот по поводу того, каким путем ее решать, единого ответа пока что нет. В нашей стране эту проблему осознают, ее обсуждают, но относительно путей ее решения острых дискуссий пока что не возникает.

Тем временем на Западе пластиковые отходы уже стали яблоком раздора для эко-активистов, региональных политиков, руководителей частных компаний и научных экспертов. В США острые дискуссии на эту тему ведутся уже не один год. Но в нынешнем году полемика вышла на новый уровень и уже переходит в юридическую плоскость. Вопрос по пластику ставится теперь так: запрещать или перерабатывать? Как мы увидим далее, на практике дело продвинулось слишком далеко, чтобы не иметь ощутимых последствий. Поэтому надо полагать, что исход этой полемики будет иметь глобальное значение, в том числе и для нашей страны.

На текущем этапе в дело уже включились представители правоохранительных органов. Пока еще на региональном уровне, но, тем не менее, произошел прецедент, позволивший обнажить суть проблемы. Итак, в апреле этого года главный прокурор штата Флорида Джемс Утмайер начал масштабное антимонопольное расследование в отношении ряда экологических групп и крупных корпораций, выдвинувших инициативу по сокращению пластика. Известно, что экологические активисты выступают за полное прекращение использования синтетических пластмасс, предлагая им экологически приемлемую замену. В это дело были втянуты крупные корпорации, решившие таким вот образом продемонстрировать всей стране свою «экологическую сознательность». 

Дело, вроде бы, нужное и полезное. Однако прокуратура штата обвинила экологические группы и корпорации в картельном соглашении, которое ущемляет интересы потребителей и нарушает принципы свободной рыночной конкуренции. Поводом к обвинению стало то, что участники указанной инициативы создали объединение с целью выработки единых стандартов упаковки, ведущих (в итоге) к повышению розничных цен. Заключенное ими соглашение они пафосно называют «климатическим пактом» и выставляют его как важнейшую веху в борьбе с пластиковыми отходами. Однако суть проблемы в том, что высокие экологические стандарты, по которым (с подачи эко-активистов) намерены работать корпорации, ведут к применению более дорогих технологий и материалов. Это автоматически приводит к повышению цен на товары повседневного спроса для конечных потребителей.

Иными словами, «устойчивое развитие» имеет определенную цену, и платить ее будут обычные люди (корпорации, разумеется, себе в убыток работать не станут и все расходы возложат на покупателей). Таковы, в общем-то, последствия того пути решения проблемы пластиковых отходов, за который ратуют эко-активисты – путь запрета и создания экологически приемлемой замены. По мнению прокуратуры Флориды, эко-активисты, крича на каждом углу об угрозе пластикового загрязнения, не раскрывают тему до конца, утаивая от своей аудитории экономические последствия выдвигаемых ими решений. Это квалифицируется как намеренное введение потребителей в заблуждения.

Скажем, какая-то компания (например, Coca-Cola) стала использовать иной материал для бутылок, который можно компостировать. Однако такая упаковки будет стоить намного дороже, а значит, вырастет и цена товара. Потребителю о таких последствиях стараются не говорить, переключая его внимание исключительно на «высокую экологическую сознательность» руководства компании. Вот вам и форменное введение в заблуждение потребителей (так считает прокуратура Флориды). Для компании участие в такой программе становится пиаром и дополнительной рекламой, в то время как потребитель и «ухом не ведет» о грядущих последствиях для своего кошелька.

А будет ли у него выбор, когда экономическая сторона этой шумной борьбы за «устойчивое развитие» станет для покупателей явью? Здесь опять вырисовывается картинка, против которой возмутилось прокурорское сообщество упомянутого штата. Как выясняется, в картельном соглашении принимают участие и представители ритейла – крупных и широко известных американских торговых сетей. Если они становятся участниками соглашения, то они просто-напросто закроют доступ товарам в обычной пластиковой упаковке. То есть на полках будет находится только то, что соответствует высоким экологическим стандартам. И если кто-то из производителей помельче такие стандарты не потянет по материальным причинам (а именно так и должно случиться), то он автоматически выбывает с рынка, невзирая на мнение и спрос со стороны обычных потребителей.

Понятно, что прокуратура усмотрела в этой инициативе вопиющее нарушение антимонопольного законодательства, прикрытое красивой экологической риторикой. Причем, экологические группы выступали здесь как центры координации действий новоиспеченного «зеленого» картеля. Со стороны прокуратуры последовало несколько конкретных запросов в адрес участников соглашения. Особо интересовало то, на каком юридическом основании компании решили коллективно исключить из оборота определенные виды упаковки. Подобные действия можно было легко квалифицировать как сговор с целью ограничения рынка.

В прокурорском списке подозреваемых участников сговора числится порядка 80 компаний, включая такие известные бренды, как Mars, McDonald's, Starbucks, Kraft Heinz, Procter & Gamble и Microsoft. Как отметил прокурор Утмайер, согласно картельному соглашению («климатическому пакту»), в черный список попали дешевые упаковочные материалы, которые участники сговора намеревались полностью вывести из оборота к 2030 году. Сюда относятся полистирол, ПВХ-упаковка, одноразовые пластиковые пакеты и пленки, и многослойная гибкая упаковка.

Показательно, что прокурорское расследование было инициировано жалобами со стороны ассоциаций и компаний, чей бизнес напрямую зависит от производства дешевых полимеров. В первую очередь речь идет о региональных заводах, выпускающих одноразовую пластиковую посуду и лотки для продуктов. Сюда же входят локальные компании по производству полимерной пленки. Кроме того, к делу подключилась Ассоциация индустрии пластмасс, имеющая во Флориде серьезное представительство. Представители этой организации утверждают, что эко-активисты используют упомянутые «черные списки» с целью запугать ритейлеров и вынудить их отказаться от продукции небольших химических предприятий Флориды – в пользу дорогих «биоразлагаемых» аналогов пластика, выпускаемых крупными компаниями (как раз ратующими за упомянутый «климатический пакт»).

Естественно, участники «климатического пакта» (вместе с их союзниками из экологических групп) немедленно отреагировали на этот «прокурорский наезд». Их главный тезис сводился к тому, что «климатический пакт» диктуется переходом к экономике замкнутых циклов. Дескать, согласование стандартов переработки упаковки помогает эффективнее инвестировать в технологии, которые не дают пластику попасть в окружающую среду. Материалы, попавшие в черный список, объясняются не заговором, а тем, что для них не создано четких способов переработки. Кроме того, учитывая тот факт, что участие в «климатическом пакте» осуществляется совершенно добровольно, речь идет только о попытках выработать инновационное решение в отношении пластиковых отходов. Никакого стремления к ограничению конкуренции в исходном замысле будто бы не было совершенно.

Эта история пока что не получила завершения. Штат Флорида, конечно, может дать прецедент пресечения на корню подобных экологических инициатив, бьющих по карману потребителей. Но, еще раз повторим, исход процесс пока что неясен. Да и вряд ли крупные корпорации просто так отступят от своего замысла. Их заинтересованность в подобных инициативах совершенно очевидна: благоприятный «зеленый» имидж, контроль над актуальными инновациями, вытеснение мелких конкурентов – вот неполный перечень тех выгод, которые сулит участие в «климатическом пакте». Что касается дополнительных расходов, то они, как мы уже сказали выше, полностью лягут на плечи конечных потребителей.

В то же время нельзя сказать, будто противники данной экологической инициативы не предлагают решений по пластику. Руководство штата Флорида вместе с другими компаниями продвигают тему химической конверсии пластиковых отходов, а также способы термической утилизации. Это достаточно серьезные темы, имеющие под собой солидную научную базу. Данный подход чем-то перекликается с темой утилизации биомассы. И такие подходы к решению проблемы с органическими отходами (а пластик, напомним, относится к органической химии) серьезно изучаются во многих странах, в том числе и в России. Поэтому эту тему, связанную с переработкой пластика, мы осветим в другой раз.

Константин Шабанов

Изображение создано нейросетью

26 мая в Москве, в здании Президиума Российской академии наук, прошла весенняя сессия Общего собрания РАН. Собрание предварено общими собраниями отделений РАН (по областям науки и региональными). На состоявшемся накануне, 12 мая, заседании Президиума РАН его члены обсудили рекомендации по объемам и порядку финансирования фундаментальных и поисковых научных исследований в проекте федерального бюджета на 2027 год и плановый период 2028–2029 годов. Было рекомендовано довести эту долю расходов до 0,4% ВВП к 2030 году. Сейчас этот показатель колеблется в от 0,14 до 0,19%; среднее значение по развитым странам – 0,36%, а у стран-лидеров достигает 0,62%.

Эти рекомендации и были представлены на обсуждение Общего собрания РАН. Впрочем, тут и обсуждать нечего. Вот и президент РАН Геннадий Красников, выступая на Общем собрании, подтвердил: «12 мая этого года Президиум РАН утвердил рекомендации по увеличению бюджетных ассигнований на финансовое обеспечение фундаментальных научных исследований на период 2027–2030 годов. РАН рекомендует довести долю расходов на фундаментальную науку до 0,4% ВВП к 2030 году».

Академик Красников также сообщил собравшимся, что одобрено изменение в Устав РАН: в новую структуру РАН теперь входят 14 тематических отделений, в том числе отделение нанотехнологий и информационных технологий, отделение клинической медицины, а также четыре региональных отделения.

Про нано- и информационные технологии мы уже слышим четверть века. Теперь вот они возведены в ранг академических. Хотя с чипами и собственной отечественной электроникой у нас проблемы. Выскажу сугубо частное мнение: от простого изменения статуса этих технологий мало что изменится «на земле».

Это, кстати, подтверждает и пример с отныне академическим Отделением клинической медицины. И это уже не мое частное мнение. Именно с трибуны Общего собрания РАН 26 мая глава Минздрава РФ Михаил Мурашко заявил, что в области здравоохранения отмечается дефицит прорывных научных идей. «Следование мировым трендам, пусть и самым передовым, позволяет нам двигаться, но не позволит обеспечить технологическое лидерство и превосходство. Технологическое лидерство должно основываться на оригинальных идеях, источники которых – наука и фундаментальные знания, это зона ответственности академии. Однако, к сожалению, в своей области мы сегодня видим дефицит прорывных идей», – приводит слова министра агентство Интерфакс.

Замечу, что сам по себе «рывок», «прорыв»  всегда подразумевает высокую степень непредсказуемости последствий. Скажем, в 1970 году в СССР расходы на науку из госбюджета и других источников составляли 4% от ВНП; в 1980-м – 4,8%, а в 1988 году СССР вкладывал в аналогичный заявленному нынешнему научно-технологический рывок 6% ВНП. Не помогло…

Другие важные темы из выступления президента РАН, которые посчитало необходимым выделить агентство Интерфакс.

Новые учебники по физике, химии и биологии. «Предполагается, что учебники для старших классов по физике, химии и биологии поступят в школы уже в сентябре 2027 года, остальные – в сентябре 2028 года», – сказал Красников. По его словам, подготовленные членами РАН учебники должны пройти экспертизу тематических отделений, а затем они будут рассмотрены на междисциплинарном совете, чтобы обеспечить согласованность между учебниками по разным предметам.

Уникальный солнечный телескоп. «Он не имеет аналогов в мире по широте частотного диапазона в сочетании с высоким пространственным и временным разрешениями. Гелиограф содержит более пятисот антенных постов», – уточнил академик.

Отмечены также такие темы, как разработка методов автономной навигации для роботов, анализ сейсмического потенциала Камчатки.

Что тут скажешь – действительно замечательно!

Но, собственно, и в такой постановке вопросов нет ничего принципиально нового. Еще Карл Маркс и Фридрих Энгельс пророчествовали: «Производство превратится в технологическое применение науки». Вот с этим-то «превращением» (почти в духе Кафки!) в России что-то не заладилось. Может быть, после создания новых отделений РАН мы станем свидетелями прорыва в областях нано- и информационных технологий, в клинической медицине…

Впрочем, надо учитывать, что РАН не имеет собственных исследовательских институтов. Она только осуществляет (должна осуществлять по Уставу) «экспертное научное обеспечение деятельности органов государственной власти и научно-методическое руководство научной и научно-технической деятельностью научных организаций и образовательных организаций высшего образования». Это напоминает ситуацию с головой профессора Доуэля: мозг работает, но рук и ног осуществить задуманное нет.

По образному выражению Сальвадора Дали, «жить – это прежде всего участвовать». Надо признать, что в этом смысле РАН сейчас находится явно в полосе турбулентной.

Так, один из ведущих экономических институтов РАН, Центральный экономико-математический (ЦЭМИ), оказался в центре коррупционного скандала…

Институт философии РАН патриотично настроенные граждане постоянно обвиняют в «нелояльности власти». 22 мая, как сообщает ТАСС, «Тверской суд Москвы отправил под домашний арест старшего научного сотрудника Института философии РАН Светлану Месяц по обвинению в особо крупном мошенничестве»…

Наконец, 5 мая Интерфакс сообщал, что Новосибирский областной суд «признал виновными в государственной измене главного научного сотрудника Института теоретической и прикладной механики СО РАН (ИТПМ, Новосибирск) Валерия Звегинцева и доцента Томского политехнического университета Владислава Галкина. «Назначено наказание в виде лишения свободы в колонии строгого режима на срок 12,5 лет каждому, они признаны виновными по ст. 275 УК РФ (госизмена. – ИФ)» , – сказали в суде». Уголовное дело было возбуждено в связи с публикацией статьи Звегинцева и Галкина в иранском научном журнале на тему газовой динамики. Коллектив ИТПМ в открытом письме в поддержку ученых отмечает, что «материалы Звегинцева и других его коллег неоднократно проверялись экспертной комиссией на предмет наличия в них сведений ограниченного доступа, и такие сведения в них обнаружены не были».

Коллективного мнения участников Общего собрания РАН по этим и некоторым другим эпизодам пока не слышно. 

Фото сайта https://new.ras.ru/

Переувлажнение почвы, скрытое прорастание зерна в элеваторах и незаметные глазу изменения в культурах — эти факторы ежегодно приводят к значительным потерям урожая. Ученый Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) предлагает решение, которое позволит агрономам и фермерам выявлять проблемы на ранних стадиях без применения дорогостоящего лабораторного оборудования.

В университете разрабатывается компактный фотоприемник — портативное устройство для спектрального анализа, предназначенное для оперативного контроля состояния сельскохозяйственных объектов в поле или на складе.

Принцип действия основан на спектроскопии отражения. Каждый биологический объект имеет уникальный спектральный «отпечаток», зависящий от его состояния. Фотоприемник направляется на лист растения, слой почвы или зерно, фиксирует отраженный свет в заданном диапазоне. После калибровки и обработки сигнала устройство позволяет оценивать состояние объекта: например, делать предположения о влажности почвы, риске анаэробиоза, содержании органических веществ.

Прибор в процентном соотношении определит, сколько «вредных» веществ в зерне или почве. Фотоприемник портативный,  его можно брать с собой и оперативно отслеживать состояние в сельскохозяйственных культурах. Если раньше это была стационарная система с датчиками, то сейчас устройство стало мобильным. Планируется разработка мобильного приложения для удобной работы в полевых условиях. Заказчику не придется использовать компьютер. Достаточно будет телефона.  В перспективе устройство сможет обнаруживать скрытое прорастание зерна по изменению спектральных характеристик.

Изменения влажности почвы, прорастание в большом объеме зерна не всегда можно заметить. Спектральный анализ поможет выявить изменения быстрее и предотвратить анаэробиоз — процесс, при котором из-за переувлажнения корневая система задыхается, растения болеют, а урожайность падает. Контроль температуры и влажности зерна снижает риск самосогревания и прорастания, являющихся главными причинами потерь при хранении. Оценка содержания органических веществ в почве помогает оптимизировать внесение удобрений и повышать плодородие.

«Это станет хорошим подспорьем для фермерского хозяйства, — отмечает Андрей Шабронов, старший преподаватель кафедры технической электроники СибГУТИ, — Фермер сможет оперативно получать все необходимые данные удаленно, не обустраивая специальные помещения и не устанавливая крупногабаритное оборудование».

Совместно с компанией «Агромонтаж» разработчики планируют опробовать устройство на реальных сельскохозяйственных угодьях, доработав программу под специфику местных почв, климата и типов хозяйств. Для аграриев это означает появление доступного инструмента, который поможет снизить потери урожая, контролировать качество продукции и принимать решения на основе точных данных, а не интуиции.

Фото предоставлено пресс-службой СибГУТИ

В последние годы опять участились разговоры о том, что российскую науку надо "оптимизировать". Причем, обычно под этим понимается концентрация на прикладных научных исследованиях. И со стороны государства виден ряд шагов (в том числе, в финансовой политике) в этом направлении. Но все ли так однозначно? Автор материала, опубликованного в Телеграм-канале "Русский research" считает иначе. Предлагаем ознакомиться и с его точкой зрения.

И что оптимизировать?

Разговор о том, как нам обустроить науку, неизбежно приходит к вопросам "а зачем? какова глобальная цель?". Подразумевается, что нужно предложить мега-проекты, ради которых в принципе развивается наука (атомная бомба, полёт на Луну, лазерные лучи из глаз). Или, как минимум, назвать самые перспективные области, в которые надо вкладываться прямо сейчас: искусственный интеллект, нанотехнологии, беспилотники и т. д. Часто подразумевается именно экономическая перспективность: буквально, извлечение прибыли на средних сроках.

Естественно, в такой постановке вопроса всё поставлено с ног на голову. Поэтому напомню несколько очевидных тезисов.

Во-первых, наука не производит вещи и, строго говоря, не производит даже технологии. Наука производит знания, которые, возможно, будут полезными для проектирования вещей и разработки технологий. К сожалению, далеко не все понимают, насколько глубоки обе пропасти: как между исследованием эффекта (материала) и демонстрацией технологии на его основе, так и между демонстрацией технологии и её внедрением в реальное производство.

Чтобы из знаний систематически получались технологии, нужно не только получать знания сразу по широкому фронту исследований, нужна ещё и готовность промышленности эти самые знания впитывать, приспосабливать под себя и использовать. А ещё (сюрприз) большинство полученных знаний ни за чем не пригодятся, кроме как для получения новых знаний, то бишь, для развития науки. Впрочем, об этом сказано уже тысячу раз.

Поэтому любой проект по изготовлению чего-либо не может быть чисто научным проектом, он автоматически является ещё и инженерным (см. атомная бомба). А если проект подразумевает ещё и успешную коммерциализацию, то он становится уже инженерно-экономическим. От учёных тут зависит, мягко говоря, не всё. Это абсолютная банальность, которая, тем не менее, регулярно начисто игнорируется.

Более того, научное исследование само по себе невозможно на что-то нацелить, скорее оно может начаться с какого-то вопроса и, дав на него ответ в первом приближении, породить ещё десять вопросов. Отмерять науку проектами — противоестественно, по своему существу исследование является процессом, а не проектом, в котором можно сказать "мы доделали". Тот же атомный проект стал процессом, породив огромное дерево исследований, живущих своей жизнью.

Что тогда оптимизировать? Универсальный ответ, как минимум, для фундаментальной науки: оптимизировать нужно сам процесс, а не какие-то цели. Оптимизировать — значит делать максимально честным и надёжным.

Обсуждая разные проблемы, учёные и сами интуитивно приходят к вопросам качества: помимо явных конъюнктурщиков, никто не интересуется всерьёз очередными приоритетами "по указу" или "по постановлению". Но все искренне переживают за качество работы журналов (отдельно — отечественных), плагиат в диссертациях, возможность нормального международного общения, здоровый институт экспертизы, доступность приборов и реактивов, и так далее. Или, например, мало кого оставляет равнодушной штамповка однообразных статей, хотя и все всё понимают.

Одним словом, учёные интуитивно беспокоятся за качество процесса, пытаются настраивать внутренний компас и как-то оценивать именно качество. Потому что приоритетом можно назвать что угодно, но сама возможность получать крутые научные результаты ограничивается, в конечном счёте, именно привитым уровнем проведения исследований и доступным инструментарием. Это относится в равной степени и к фундаментальной, и к прикладной науке: если кто-то привык особо не вникать и плевать на мелкое недопонимание, то и ракета у него, скорее всего, не полетит.

А вообще, про прикладные приоритеты могу сказать вот что. Если вы сегодня заметили хайповую тему, а завтра стали вкладывать деньги в её исследование... то поздравляю, вы уже опоздали лет на двадцать. Заниматься этой темой надо было тогда, когда она интересовала лишь сотню-другую специалистов. Точнее, надо было умудриться сделать так, чтобы кто-то из этой сотни был своим.

Разберёмся по статьям?

Непонимание того, зачем же мы тратим деньги на фундаментальную науку, порой настолько глубоко, что некоторые прописные истины хочется произносить снова и снова. Здесь я заранее извинюсь перед теми читателями, которым этого объяснять не нужно.

Сегодня узкая нацеленность на коммерциализацию и экономический эффект создаёт впечатление, что без удовлетворения любопытства учёных за государственный счёт можно прекрасно обойтись. Этого обычно не говорят напрямую, но надписи между строк в данном случае оказываются заметнее самих строк. Более того, понятие "инновация" как-то приклеилось к понятию "наука", чтобы последняя не чувствовала себя такой ненужной. Отсюда происходят многие завиральные обещания прикладных эффектов, имитации стартапов, да и общее размывание сути дела.

Взгляд условного управленца примерно таков. Пусть фундаментальные открытия совершают учёные из богатых стран, которые могут себе позволить диковинные коллайдеры в качестве атрибутов великой державы. Мы же не так богаты и будем спокойно пользоваться этими результатами, читая учебники и статьи, а уже на их основе будем развивать сугубо прикладные технологии, имеющие высокие шансы на внедрение. Деньги сэкономлены, все силы пущены на технологический прорыв. Можно, наконец, спокойно собирать конгресс молодых инноваторов. Но...

Поверить в эту идеальную схему может только тот, кто не пробовал разобраться ни в одной научной статье. Дело в том, что по-настоящему понять содержание публикации в большинстве случаев может лишь самый узкий специалист, буквально занимающийся тем же самым. Не говоря уже о воспроизведении и критическом анализе результатов (сюрприз, масса статей ошибочны). Да, повторю ещё раз, статьи — это не пошаговая инструкция к открытиям, а лишь обрывочные сведения о методах и самых красивых результатах. С умолчаниями в тонких местах в 99% случаев.

Если не делаешь сам аналогичное или хотя бы близкое, шанс разобраться примерно равен нулю. Собственно, на этом можно и закончить. Но есть и другие важные моменты.

Никто на самом деле не знает, что станет прорывным прикладным направлением через 10-20 лет. А если все уже знают, то мы безнадёжно опоздали и будем догонять в третьем десятке. Более того, не владея фундаментальной базой, мы не сможем отличить просто хайповые направления от действительно перспективных. В результате погони за непонятой модой мы будем обречены на вечную скачку приоритетов по нано-, карбоно-, ИИ- и прочему.

И, наконец, самое главное в стратегическом плане. После накопления отставания по фундаментальной науке в 30-40 лет прикладная наука будет просто потеряна. Прежде всего, потому что прикладного специалиста должны готовить по большей части специалисты из фундаментальных областей. Либо в вузе (в идеале), либо при доучивании на работе. Не все понимают это, но даже пятьдесят инженеров не подготовят одного современного инженера: для этого нужны и математики, и физики, и химики. А если мы хотим увидеть на выходе высококлассного инженера, способного на принципиально новые решения, то и готовить его должны высококлассные специалисты в передовой (сегодня, а не вчера) науке.

Всё сказанное настолько очевидно изнутри, что кажется дурной демагогией, однако регулярное возникновение оптимизационных предложений заставляет периодически возвращаться к теме. Тех, кто по-прежнему считает фундаментальную науку роскошью вроде личного самолёта, я приглашаю прочитать наугад пару статей из хорошего научного журнала и оценить свою готовность к инновациям и подъёму народного хозяйства.

Изображение сгенерировано нейросетью

В промышленном производстве есть высокая потребность отслеживать положение, движение и скорость у различных деталей. Например, при конвейерном производстве необходимо, чтобы каждая деталь вставала на свое место в нужное время и в нужном положении. Контроль за этими параметрами помогает уменьшить количество брака, предотвратить поломку оборудования и обеспечить безопасность сотрудников. Сегодня для фиксирования положения, движения и скорости в промышленности используют лазеры и механические датчики. Однако из-за сложных условий производства, например, грязи, вибрации, экстремальных температур или полной герметичности, лазеры «слепнут», а механические датчики быстро приходят в негодность. 

Ученики 10-1 класса СУНЦ НГУ Анастасия Вараксина и Александр Денисов под руководством кандидата физико-математических наук, доцента кафедры физики СУНЦ НГУ и кафедры общей физики Физического факультета НГУ, научного сотрудника Института ядерной физики СО РАН Ивана Иванова предложили новый способ решения этой проблемы.

В качестве высокоточного сенсора ребята решили использовать силовую катушку — это моток медного провода с железным сердечником, который при подаче тока превращается в магнит, толкает или тянет металлические предметы. Силовая катушка находится внутри каждого механизма на производстве.

— Мы хотели научиться «видеть» движение объекта там, где обычные датчики бессильны. Нашей целью было создать математический алгоритм и собрать установку, которая по одним только изменениям тока и напряжения в катушке может в реальном времени восстановить траекторию скрытого внутри нее предмета, — рассказывает Александр Денисов. — В ходе проекта мы научились работать с измерительным оборудованием — осциллографами — и анализировать сложные осциллограммы.

Теоретической основой исследования стал закон электродинамики — Фарадея и Кирхгофа — совместно с законами механики. Юные физики составили уравнение, где мостиком между током и скоростью стал особый коэффициент альфа. Затем они собрали электрическую цепь и с помощью осциллографа (прим. — измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения, анализа и записи электрических сигналов) определили параметры катушки в разных положениях.

Далее записали сигнал реального движения (удара) сердечника. В результате из общего сигнала ребята математически вычли нагрев и инерцию, оставив только чистую информацию о движении, которую затем превратили в график скорости и траектории.

В ходе исследования ребята доказали, что электрический отклик цепи действительно содержит в себе всю информацию о том, как движется объект. Такой метод позволил вычислить перемещение сердечника с точностью до долей миллиметра. Система работает стабильно при разном напряжении, фиксирует физику процесса, а не случайные помехи.

— Потенциал для развития этого исследования огромный. Эту технологию можно внедрять в  гидроцилиндры, системы активной подвески автомобилей или в приводы роботов для работы под водой и в космосе, где надежность превыше всего, — считает Александр Денисов.

Результаты исследования Анастасия Вараксина и Александр Денисов представили на 64-й Международной научной студенческой конференции в НГУ и были удостоены дипломом 1 степени в подсекции «Турнир юных физиков и общая физика».

Пресс-служба СУНЦ НГУ

Фото - СУНЦ НГУ