Форум стартовал

1 ноября в Новосибирском государственном университете (НГУ) начал работу первый научно-производственный форум «Золотая долина». Это первый опыт проведения мероприятия в таком формате для университета. Организаторы считают, что оно стало естественным ответом на запрос более тесного взаимодействия между производством и наукой.

«Если раньше основным требованием к ученым было число публикаций, то сейчас важное значение приобретают такие показатели, как количество внедренных технологий в производство; количество подготовленных высококвалифицированных кадров для российской промышленности», ─ отметил директор Центра взаимодействия с органами власти и индустриальными партнерами НГУ Александр Люлько.

Новосибирскому университету есть что предложить в этом плане, подчеркнул ректор НГУ, академик РАН Михаил Федорук. «Надеюсь первый блин окажется не комом. И в дальнейшем форум станет регулярной площадкой для налаживания контактов между научными институтами и университетами с одной стороны и промышленностью — с другой», — сказал Михаил Федорук в приветственном слове к участникам форума.

Всего на разных мероприятиях «Золотой долины» ожидается более тысячи гостей из разных регионов страны. В их числе — представители ведущих корпораций и компаний (Росатома, Ростеха, РЖД, «Ситроникса», «Ростелекома», ОАК, НАЗ им. Чкалова и других), которых интересуют передовые разработки для их внедрения в производство.

В программе форума — тур по кампусу и лабораториям НГУ, пленарные заседания, тематические секции по направлениям («Космос и авиация», «Строительство. Технологии умного города», «Медицина. Биотехнологии» и др.) и ряд мероприятий, прямо нацеленных на установление контактов между НГУ и потенциальными индустриальными партнерами. Ожидается, что во время форума будет подписано шесть соглашений о сотрудничестве. «Но мы надеемся, что мероприятия форума привлекут к университету куда больше новых партнеров, и в последующие месяцы число соглашений и договоров с промышленниками только вырастет», — подытожил Александр Люлько.

Фото М. Перикова

Мечта о термоядерном синтезе

Работа над управляемым термоядерным синтезом чем-то напоминает алхимические практики по изготовлению философского камня. Это когда утомительная работа продолжается годами и десятилетиями с надеждой на чудо. Говоря о чуде применительно к «термояду», мы ничуть не преувеличиваем. Если это однажды произойдет, то человеческая жизнь, в самом деле, неузнаваемо преобразится. Поэтому, несмотря на низкую результативность предыдущих попыток, невзирая на затраты, над этой темой продолжают работать, в том числе и в нашей стране.

Перспективы термоядерного синтеза не обошли вниманием на прошедшем «Технопроме-2023». Своими мыслями на этот счет поделился научный руководитель АО «Государственный научный центр РФ Троицкий институт инновационных и термоядерный исследований» Александр Романников.

Он сразу признался в том, что «мы пока еще далеки от получения электроэнергии с наших будущих термоядерных станций», хотя работы по этой тематике ведутся примерно с 1951 года. Первая термоядерная реакция, полученная человеком, была в виде взрыва плутониевой бомбы, начиненной большим количеством лития и дейтерия, напомнил Александр Романников. Что касается «мирного» термоядерного синтеза, то в нашей стране всё началось с письма Олега Лаврентьева в ЦК ВКП(б) от 20 июля 1950 года. В целом письмо касалось предложений по атомной бомбе. Но в нем был пункт, где описывалась возможность при помощи электростатического удержания плазмы осуществить управляемую реакцию термоядерного синтеза. Этим письмом очень сильно заинтересовались. Далее оно попало в руки ученых, которые совместно разработали систему, являющуюся прообразом токамака (тороидальной камеры с магнитными катушками). В работе, кстати, принимал участие Андрей Сахаров, считающийся «отцом» советской водородной бомбы. Предварительное обоснование магнитного термоядерного реактора было создано уже в октябре 1950 года.

По мнению Александра Романникова, высокую активность ученые проявили по той причине, что им требовалось в то время большое количество плутония.  В стране шло послевоенное восстановление. Денег в казне было не очень много, а эксперименты с «термоядом» были весьма дорогостоящими. Тем не менее, руководство страны все же выделило на эти цели необходимые средства. Уже в 1954 году был создан первый токамак. Правда, из-за слабости материаловедческой базы первые образцы оказались неудачными. Затем эту ошибку исправили. Причем, необходимо отметить, что до 1969 года токамаки строились исключительно в СССР. Самое интересное, что в конце 1960-х к нам пожаловали английские специалисты, решившие замерить с помощью своих методик диагностики заявленные температуры (очевидно, чтобы убедиться в достоверности опубликованных данных). И как раз после этого, начиная с 1970-х, в мире резко вырос интерес к токамакам.

Правда, в конце 1980-х у нас в стране началось снижение внимания к этой теме. Нашим «термоядерщикам», по известным причинам, пришлось пережить и период развала. Но с «нулевых» годов нашего столетия опять началось некоторое оживление, в основном, благодаря руководству Курчатовского института. Напомним также, что в 2007 году стартовал международный проект ITER по созданию большого экспериментального термоядерного реактора на территории Франции. Первый пуск планировалось осуществить уже в 2017 году. Однако «что-то пошло не так», и поэтому пуск перенесли на 2026 год. Хотя, как признался Александр Романников, с этой датой также есть сложности.

Не так давно в нашей стране была запущена программа РТТН, ставшая 14-м национальным проектом. В рамках этой программы будет построен еще один токамак. По словам Александра Романникова, новое поколения проектируемых сейчас токамаков (включая тот, что строится по программе ITER) предполагает использование высокого уровня робототехники (учитывая, что после первых DT-разрядов доступ в камеру и рядом будет невозможен). Также предполагается новый уровень систем управления работы реактора. Если брать проект ITER, то здесь создается поистине гигантская машина, в строительство которой первоначально мало кто верил, включая и ученых, впоследствии участвовавших в реализации проекта. Российская сторона вкладывает туда порядка 25 технических систем. Некоторые из них – совершенно уникальны.

С точки зрения Александра Романникова, проблема с реализацией проекта ITER упирается не столько в техническую, сколько в организационную составляющую. Когда в дело включается множество участников из разных организаций, время от времени возникают какие-то нестыковки. Например, некоторые детали начинают ржаветь из-за некачественно проведенных работ. Иногда руководители меняют технические решения, ставя в неловкое положение поставщиков комплектующих. Кроме того, у специалистов возникают сомнения в целесообразности принятых изменений – удастся ли впоследствии получить проектные параметры?

Большие надежды наши специалисты возлагают на проект токамака с использованием ВТСП-магнитов, запланированного в рамках РТТН. По словам Александра Романникова, это станет принципиальным шагом к созданию как чистого, так и гибридного реактора. К 2024 году будет получен эскизный проект. Возможно, к 2030 году уже будут сделаны отдельные системы установки. Как заметил докладчик, токамаки строятся довольно долго. Обычный токамак – пять лет, а сверхпроводящий – десять лет как минимум.

Важно подчеркнуть, что у наших разработчиков есть дорожная карта развития управляемого термоядерного синтеза. Как было сказано, речь идет о создании не только чистых термоядерных реакторов. На этом пути, уточняет Александр Романников, планируется создание гибридных машин, с помощью которых можно из тория или отвального урана нарабатывать материал для действующих атомных электростанций.

Правда, всё внимание сейчас сосредоточено на ITER. Если данный проект покажет хорошие результаты, многое сдвинется с места. Сейчас все ждут именно этого, несмотря на то, что отдельно реализуются различные небольшие проекты. Впрочем, эти ожидания вполне могут затянуться вплоть до 2035 года, не без грусти полагает Александр Романников.

Кроме такомаков эксперименты проводятся и с другими, импульсными системами, где, в частности, для разогрева мишени используются лазеры. Так, в конце прошлого года американским ученым удалось провести удачный (по нашим временам) эксперимент, получив на выходе более-менее приличное количество энергии. Но в любом случае, отмечает Александр Романников, КПД термоядерных реакторов пока еще крайне мал. И это, прежде всего, касается импульсных систем. Если брать упомянутый американский опыт, то там КПД составляет где-то десятую долю процента. Теоретически, есть возможность поднять КПД для таких систем до 1 - 2 процентов. Аналогичные работы, кстати, ведутся и в нашей стране, и, по словам докладчика, пока что ведутся удачно.

Несмотря на это, управляемый «термояд» - как мы убедились - все еще остается мечтой. И если горизонты достижения практически важных результатов (как в случае с ITER) постоянно отодвигаются в будущее на десяток лет, это способно несколько охладить интерес общественности к данной теме. Мало того, когда политики в целях личного пиара провоцируют завышенные ожидания у публики (и здесь мы опять вспоминает проект ITER), то при несовпадении ожиданий и конкретных результатов есть риск вообще полностью дискредитировать данную тему. Так что свет в конце тоннеля в случае с «термоядом» пока еще не просматривается.

Андрей Колосов

Региональные и молодежные

В министерстве науки и инновационной политики Новосибирской области подвели итоги конкурса на создание молодежных лабораторий в целях реализации проектов СиббиоНОЦ за счет средств регионального бюджета. В числе победителей – две научные организации и университет. 

О  решении Правительства Новосибирской области всесторонне поддерживать молодых ученых заявил Губернатор Андрей Травников в ходе II конгресса молодых ученых на федеральной территории «Сириус» в 2022 году. Об инициативе создания региональных молодежных лабораторий на областные субсидии глава региона сообщил в ходе церемония награждения перспективных молодых учёных - победителей конкурсов на получение грантов, именных стипендий и премий в сентябре текущего года. "Статус Новосибирской области как лидера научно-технологического развития, а Новосибирска как научной столицы страны обязывает. Запущен новый региональный инструмент — в дополнение к федеральной программе создания молодёжных лабораторий. Задачи, которые решают молодые учёные Новосибирской области, — в числе приоритетных и актуальных в самых разных сферах: сельское хозяйство и медицина, экология и строительство",  -подчеркнул тогда Андрей Травников.

В 2023 году министерством науки и инновационной политики региона был объявлен конкурс, на который поступило около 10 заявок. Как прокомментировал министр науки и инновационной политики Вадим Василев, при определении победителей главными критериями была актуальность планируемого научного исследования, значимость ожидаемых результатов и их реализация в рамках Программы деятельности научно-образовательного центра мирового уровня «Сибирский биотехнологический научно-образовательный центр (СиббиоНОЦ), инновационная или прорывная новизна в мировом масштабе, способная изменить технологии в отрасли. По условиям конкурса в составе лаборатории должно быть не менее 7 молодых специалистов в возрасте до 39 лет, руководителем также должен быть сотрудник научной или учебной организации в возрасте до 39 лет, имеющий ученую степень кандидата или доктора наук, и она должна быть включена в программу СиббиоНОЦ. "Одна из основных целей молодежных лабораторий - вовлечение молодых ученых, ведущих научных и образовательных организаций региона в решение важнейших исследовательских задач, создание кооперации сфер образования и науки с реальным производством. Правительство региона выстраивает систему поддержки научной молодежи и создание молодежных лабораторий - системно реализуемое решение в рамках проекта СиббиоНОЦ. Оно позволит создать комфортные условия для работы молодым ученым и студентам, получить им доступ к современным технологиям и оборудованию, поможет развить свои научные и исследовательские навыки, реализовать свой потенциал максимально, не выезжая за пределы региона", – заключил министр.

По итогам рассмотрения заявок победителями признаны: лаборатория регуляции иммунного обмена Научно-исследовательского института фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)  с проектом  «Разработка технологий повышения эффективности трансплантации гемопоэтических стволовых клеток на основе клеточных технологий и новых методов прогнозирования рецидива»;  молодежная лаборатория химии и технологии вторичных метаболитов растений и животных Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН (НИОХ СО РАН), проект «Разработка технологий комплексной переработки сырья растений Сибири и Дальнего Востока с получением препаратов для медицины, сельского хозяйства, пищевой и косметической промышленности», а также Новосибирский государственный технический университет (НГТУ-НЭТИ), интеграционная лаборатория «Биоинженерия» с проектом «Биоразлагаемые гели на основе природных и синтетических полимеров с возможностью депонирования бактерий и их метаболитов, полезных для растениеводства». 

В настоящее время в научных организациях региона уже работает шесть молодежных лабораторий, созданных в рамках национального проекта «Наука и университеты». Новосибирская область стала одной из первых в России, где региональные молодежные лаборатории создаются за счет бюджета региона.

Фото: пресс-служба НГТУ НЭТИ

Искусственный интеллект увидит

Исследователи из России создали нейросетевые алгоритмы, способные выявлять туберкулез и различные злокачественные новообразования в мозге по снимкам, полученным при помощи рентгена и систем магнитно-резонансной томографии. Эти нейросети будут использоваться при работе российских диагностических приборов, сообщила во вторник пресс-служба Новосибирского государственного университета.

"Сначала в нашей лаборатории рассматривался вариант о программном модуле, интегрированном в оборудование, но сейчас мы задумываемся о создании программного обеспечения, которое могло бы применяться в любом лечебном и диагностическом медицинском учреждении при использовании уже имеющегося у него оборудования. Это будет способствовать его массовому применению", - заявил заведующий лабораторией аналитики потоковых данных и машинного обучения НГУ (Новосибирск) Евгений Павловский, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечается в сообщении, созданные Павловским и его коллегами нейросетевые алгоритмы представляют собой системы машинного зрения, способные распознавать следы присутствия туберкулеза, а также злокачественных образований, на рентгеновских снимках и изображениях, полученных при помощи МРТ. В перспективе, эти подходы также можно будет применять для выявления очагов рассеянного склероза и метастазов рака, а также определения положения ребер, легких и других органов и частей скелета на подобных снимках.

"Сейчас мы работаем в сотрудничестве с Новосибирским научно-исследовательским институтом туберкулеза, помогаем его специалистам подготовить данные для обучения алгоритмов, вместе с ними создаем необходимую для этого базу данных. Налаживаем взаимодействие с производителями рентгенаппаратов и диагностических систем магнитно-резонансной томографии. Несколько таких предприятий заинтересованы в том, чтобы снабдить свою аппаратуру интеллектуальной начинкой", - добавил Павловский.

Первые результаты уже проведенных исследований и примеры применения этих алгоритмов в научной и медицинской практике ученые планируют представить на Научно-производственном форуме "Золотая Долина", который пройдет на площадке НГУ 1-2 ноября. Все эти разработки проводятся в рамках программы "Приоритет - 2030".

Завтра начнет работу "Золотая долина"

Научно-производственный форум «Золотая долина» начнет свою работу уже завтра!

Чек-лист, чтобы не упустить самое важное:

- Проверьте, прошли ли вы регистрацию: https://zolotaya-dolina-nsu.ru/#rec641650188

Вход только для прошедших регистрацию. Участие бесплатное!

 вход во второй блок, ул. Пирогова, 1 - Сохраните себе схему проезда: вход во второй блок, ул. Пирогова, 1.

 - 1 ноября в 9:00 стартует НГУ-тур по кампусу и лабораториям.

 - 1 ноября в 12:00 состоится открытие форума, фестиваля научных короткометражных фильмов и выставки проектов, технологий, новейших научных разработок и передовых индустриальных достижений!

Выставка пройдет в холле 2-го этажа.

 - 1 ноября в 12:30 начинается работа секций форума

 - 1 ноября в 19:00 в Технопарке начнется "Научно-юмористическое шоу" и фуршет

Уникальный накопитель

Научный сотрудник Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН Данила Никифоров представил доклад «Накопительное кольцо для комптоновского гамма-источника в диапазоне 1-200 МэВ», подготовленный под руководством члена-корреспондента РАН Николая Винокурова, заведующего лабораторией ИЯФ СО РАН, в рамках научной программы Национального центра физики и математики.

По проекту, электронный накопитель позволит получать комптоновские гамма-кванты в широком диапазоне энергий. Комптоновские гамма-кванты станут инструментом для изучения внутренней структуры связей внутри атомного ядра, что позволит развивать медицину, материаловедение и другие области науки.

«Комптоновские гамма-кванты эффективнее всего получать в накопителях электронов. Сегодня в мире самой производительной установкой с рекордными параметрами является электронный накопитель HIgS в университете Дюка (США) максимальная энергия электронов в кольце HIgS равна 1,2 ГэВ; мы планируем увеличить эту энергию до 2 ГэВ. Кроме того, мы сможем генерировать интенсивный поток фотонов (10^9 фотонов в секунду) с крайне узким энергетическим спектром в диапазоне от 0.1 до 2%», – отметил научный сотрудник ИЯФ СО РАН Данила Никифоров.

Специалисты предложили дизайн накопительного кольца, посчитали магнитную оптику кольца и требуемые параметры пучка для взаимодействия с различными видами лазеров, оценили максимальное отклонение энергии электронов после их взаимодействия с лазером, при котором не происходит потерь электронов на вакуумной камере.

«Для генерации интенсивного потока фотонов необходимо иметь много электронов, которые циркулируют в накопителе. Таким образом могут возникнуть нежелательные коллективные эффекты, которые могут привести к ухудшению качества пучка электронов в накопителе. В нашей работе мы предложили магнитную структуру кольца, которая обеспечивает отрицательный радиус кривизны орбиты пучка. Такая структура позволит нам контролировать нежелательные коллективные эффекты. Подобные специализированные структуры до сих пор не создавали ни в одной лаборатории мира», – добавил молодой учёный.

XXVIII Международная конференция по ускорителям частиц RuPAC'23 объединила этой осенью в Новосибирске более 300 ведущих специалистов для обсуждения развития ускорительной науки и технологий в России. Мероприятие организовано Отделением физических наук РАН, Научным советом по ускорителям заряженных частиц РАН и Институтом ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН.

Фотография Инны Кузнецовой

По заказу промышленности

Российский научный фонд подвел итоги конкурса на получение грантов по мероприятиям «Проведение ориентированных научных исследований в рамках стратегических инициатив Президента РФ в научно-технологической сфере» и «Проведение прикладных научных исследований в рамках стратегических инициатив Президента РФ в научно-технологической сфере» по направлению «Микроэлектроника».

Среди десяти победителей — проект Института физики полупроводников им. А.В Ржанова СО РАН «Разработка технологического процесса формирования эпитаксиальных слоев германия для pin диодов (фотодетекторов) на длину волны 1,31 мкм, сопряженных с кремниевой волноводной структурой».

 «Мы будем разрабатывать технологию создания германиевых слоев для фотоприемников, использующихся в фотонных интегральных схемах (ФИС), заказчик технологического предложения по этому проекту — АО “Зеленоградский нанотехнологический центр” (АО “ЗНТЦ”). Ключевые компоненты фотонной интегральной схемы: лазер, фотоприемник, электронные компоненты для обработки оптического сигнала.  Лазер будут делать коллеги из Физико-технического института им А.Ф. Иоффе (Санкт-Петербург), а мы отвечаем за полупроводниковый материал для фотоприемника. Разработкой всей фотонной интегральной схемы займется АО “ЗНТЦ”», — рассказал руководитель проекта заведующий лабораторией ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Иванович Никифоров.

На чипе ФИС объединены оптические и электронные компоненты, поэтому использование ФИС позволяет увеличить скорость обработки и передачи данных в несколько десятков или даже сотен раз. Сейчас ФИС широко применяются в телекоммуникациях, в трансиверах ― приборах, необходимых для одновременной обработки и передачи светового сигнала, пришедшего по оптическому волокну. Трансиверы по новым технологиям планирует производить АО «ЗНТЦ».

«В ходе выполнения гранта, мы сделаем опытные образцы фоточувствительного материала, отработаем технологию роста и передадим ее АО “ЗНТЦ”», — пояснил Александр Никифоров.

Реализация проекта запланирована в течение двух лет, финансирование составит 30 млн рублей ежегодно.

Пресс-служба Института физики полупроводников

"Университету нельзя потерять себя"

О том, когда будет сдан новый кампус, что даст новая ресурсная база вузу, как будет развиваться НГУ и нужен ли Академгородку особый статус — в интервью ректора НГУ, академика РАН, депутата Заксобрания Михаила Федорука.

– Михаил Петрович, самая живая для НГУ тема — строительство кампуса. Какая степень готовности у проекта сейчас?

– Одновременно возводятся объекты первой и второй очереди. Сейчас ведем его с опережением графика по второй очереди на 1,5-2 месяца. По первой очереди степень готовности очень высокая.

Справка

Кампус мирового уровня возводится в Новосибирске в рамках нацпроекта «Наука и университеты». До 2030 года в России будет создана сеть из 25 современных кампусов, сейчас их строят в 17 регионах.

Объекты первой очереди строительства общей площадью 37,9 тыс. кв. м: учебный и досуговый корпус СУНЦ НГУ и комплекс общежитий для студентов университета на 690 мест.

Объекты второй очереди общей площадью 40 тыс. кв.м: учебно-научный центр Института медицины и психологии; научно-исследовательский центр; корпус для проектной работы студентов с библиотечным пространством нового типа.

– Менялась ли стоимость первого этапа?

– В ценах 2021 года это было 5 млрд руб., сейчас цифры, конечно, выросли с учетом изменений, связанных с влиянием санкций. Скажем, менялось соотношение отечественных и импортных материалов, что повлияло на стоимость проекта.

– Когда будет новоселье?

– В первом квартале следующего года первая очередь будет полностью достроена. Новоселье будет, когда начнется новый 2024 учебный год, физматшкола начнет его в новых зданиях, студенты НГУ переедут в новые общежития.

– А что будет на освободившихся площадях?

– Здания первой очереди строятся на внутренней территории кампуса университета, в том числе на месте демонтированного общежития № 3 и зоны парковки. На месте старого учебного корпуса физматшколы будет строиться новое общежитие на 550 мест, также за счет средств благотворителя.

К концу первого квартала объекты первой очереди будут сданы, укомплектованы всем необходимым оборудованием, бытовой техникой и мебелью. Учебные площади, которые будут доступны для наших физматшкольников, вырастут втрое. Количество учащихся также увеличится, но не кратно, сейчас их 550, в течение следующих лет планируем увеличить максимум до 650 человек.

Второй этап строительства ведется за счет средств федеральной адресной инвестиционной программы. Это корпус поточных аудиторий совместно с научной библиотекой, проектным центром для студентов, новым корпусом Института медицины и психологии. И третий корпус — это научно-исследовательский центр, или научный парк, как мы его называем.

– На какой стадии объекты второго этапа?

– По корпусу поточных аудиторий монолитные работы завершены, то есть здание возведено. По двум другим корпусам выполнены фундаментные работы по цокольным этажам. Согласно нашим планам, корпус поточных аудиторий будет также достроен в 2024 году, а два других — не позднее третьего квартала 2025 года.

Сейчас в НГУ не хватает поточных аудиторий. Вот в этом корпусе, несмотря на его масштаб, всего две больших поточных аудитории. В новом корпусе будет еще четыре. В корпусе для проектной работы на подземном этаже будет книгохранилище на 1 млн единиц. Библиотека будет, конечно, в современном исполнении.

– Какие новые возможности кроме комфорта для студентов и преподавателей даст новая инфраструктура НГУ?

– Прежде всего, это расширение наших учебных возможностей. Нам нужны поточные аудитории, новая библиотека, возможности для проектной работы студентов, коворкинги. Мы открыли направление, связанное с медицинским образованием. Сейчас планируется расширение Института медицины и психологии, так как появятся дополнительные возможности не только для практик по профилю института, но и по многим направлениям естественных наук, анатомии, биологии, химии. Плюс это расширение спектра исследований, мы сможем развивать направления, которые недостаточно представлены в Сибирском отделении РАН, перспективны, находятся на первой линии мировой науки. Среди таких направлений — развитие исследований в области искусственного интеллекта, прикладной математики и инжиниринга.

На базе НГУ создана Передовая инженерная школа, мы активно сотрудничаем с компаниями нефтегазового сектора. Это направление прикладного инжиниринга будет развиваться и в нашем научном парке. Следующее важное направление — космическое приборостроение, там много программ, важных с точки зрения государства, здесь мы ведем тесную работу с Роскосмосом. Сейчас на орбите летают два наших спутника формата Cubesat. К этому направлению тесно примыкает развитие беспилотных летательных аппаратов.

Для НГУ важно развитие биотехнологий, и тут есть перспективы работы не только с институтами СО РАН, но и крупными индустриальными партнерами, компаниями реального сектора экономики, такими как «Генериум», например. Мы планируем открыть совместно с ним центр биофармацевтики, также работаем и с предприятиями из Кольцово.

Следующее направление, которое тоже очень важно для нас, — нелинейная фотоника, оптическая сенсорика. В НГУ есть сильные научные группы, которые работают по данному направлению.

Конечно, важно развитие радиационных технологий, синхротрон-нейтронных исследований, дополнительные возможности по данному направлению откроются с введением в эксплуатацию СКИФа.

– Синхротрон будет базой для исследований?

– Несомненно. Есть важный момент. Основным поставщиком кадров, особенно научных, для СКИФа будет НГУ, понадобятся специалисты широкого профиля, а также люди, которые эксплуатируют научные станции. Уже запущен ряд программ на Физическом факультете, на Факультете естественных наук есть специализированные магистерские программы и спецкурсы. Мы планируем в 25-м году начать создание учебно-научной станции. На базе нового кампуса также будем развивать технологическое студенческое предпринимательство. Например, в Академпарке более 60% компаний-резидентов основаны нашими выпускниками.

Еще одна цель — это развитие физматшколы, 60-летие которой мы недавно отмечали. Ранний вход в науку очень важен, для чего и была создана физматшкола. Сейчас выпускники ФМШ дают университету примерно одну десятую долю первокурсников.

– Надо ли увеличить эту долю?

– Задача наращивать число выпускников ФМШ среди первокурсников стоит, однако ее не так просто решить. У нас в СУНЦ НГУ есть и заочное образование, которое позволяет охватить большое число ребят, однако проблемы с набором в НГУ все равно остаются. Проблема в том, что в целом число ребят, которые сдают профильную математику, физику, химию, биологию, с течением времени уменьшается.

– Как вы в целом видите развитие НГУ в перспективе 10-15 лет? Я про стратегические задачи — это рост числа студентов, рост числа направлений, изменение качества образования, выращивание новых ученых?

– Конечно, самое важное — сохранить уровень образования в университете.

Если мы отступим от своего главного принципа, перестанем быть исследовательским университетом, то есть университетом, который готовит кадры для работы в фундаментальной науке, мы потеряем себя.

Сейчас мы один из немногих университетов в стране, которые такие кадры специализированно готовит. У нас тесная и кровная связь с СО РАН. В университете 3000 преподавателей, из них штатных только 400 с небольшим. Все остальное — это совместители, ученые, которые работают в институтах СО РАН или в передовых высокотехнологичных компаниях, учат студентов, как надо делать науку, технологии на мировом уровне. Поэтому самое главное — это сохранить качество образования.

Мы не будем сильно увеличивать число студентов университета. Сейчас у нас учится порядка девяти тысяч человек, возможен рост до 12 тысяч, включая три тысячи иностранных студентов. Таким образом, мы говорим о постепенном и очень аккуратном росте. Конечно, надо смотреть на структуру вуза. У нас классический университет, и мы не можем отказаться от своей классичности, мы должны внимательно следить за нашими социогуманитарными направлениями, чтобы не допускать перекосов.

В НГУ сейчас среди самых больших факультетов по численности — экономический, это 1200 человек. На третьем месте — гуманитарный институт, это порядка 1000 студентов.

Развивать университет архиважно, брать всё новое прогрессивное, но сохранять основную миссию — университет для подготовки кадров для фундаментальной науки и R&D подразделений технологичных компаний. НГУ — университет исследовательский, который имеет самостоятельную исследовательскую повестку, его миссия — интегрирующая.

– Если говорить о развитии платных образовательных пространств, зарабатывание денег для вуза — это вопрос необходимости, или престижа и обретения некоей свободы?

– Мы зарабатываем по-разному, есть гранты и платные услуги. При относительно скромной стоимости обучения, которая не превышает 200 тыс. руб. за год, мы держим высокий уровень образования. Основную часть денег приносят, конечно, социогуманитарные направления. Средства от платных образовательных услуг — это весомая сумма в бюджете вуза, примерно одна десятая часть.

– Бизнес приходит в НГУ с идеями?

– Я бы не сказал, что очень активно. Однако в последние два года эта тенденция набирает обороты. И, конечно, мы заинтересованы в партнерстве с индустриальными партнерами. По-настоящему серьезные заказы и внушительные деньги — это крупные компании: Роскосмос, Росатом, Ростех, Газпромнефть и другие.

Если вы посмотрите на структуру выпусков студентов, куда они идут, то в науку идут в основном студенты факультета естественных наук, физического, геолого-геофизического факультета. Выпускники мехмата уже сейчас предпочитают IT-компании. Поэтому работа с индустриальными партнерами — это мегаважно.

Задача университета — учить и формировать людей, которые способны разрабатывать и внедрять новые технологии в реальном секторе.

– Как продвигается развитие суперкомпьютера?

– Разместим его в исследовательском корпусе, который строим, решение принято. Сейчас есть проблема с оборудованием, поскольку все-таки большая его часть импортная. Сроки поставки увеличиваются, но мы постепенно решаем все эти вопросы. Суперкомпьютерный центр необходимо создавать на базе университета, и мы должны стать хабом в предоставлении таких ресурсов. Все направления, которые связаны с прикладным инжинирингом, математическим моделированием, с искусственным интеллектом, с обработкой больших данных, невозможны без суперкомпьютера.

Справка

Проект Суперкомпьютерный центр и Центр компетенций по высокопоставленными вычислениям и искусственному интеллекту СКЦ «Лаврентьев» реализуется консорциумом НГУ и ведущих институтов новосибирского Академгородка. СКЦ «Лаврентьев» будет решать задачи по разработке цифровых двойников, обработке больших данных, включая данные ЦКП СКИФ, и созданию передовых моделей искусственного интеллекта, он необходим для поддержки и укрепления технологического суверенитета России, отмечают в НГУ. В первом квартале 2024 года в рамках СКЦ «Лаврентьев» будет запущен пилотный проект графического суперкластера для обучения больших языковых моделей.

– Мы оказались в такой ситуации, которая, с одной стороны, создает сложности, с другой стороны, становится триггером и драйвером развития. Как вы считаете, в каких сферах России придется дальше всего догонять, какие приоритеты здесь должны быть?

– Это биотехнологии, искусственный интеллект, обработка больших данных, прикладной инжиниринг, синхротрон-нейтронные исследования, и в этих направлениях университет активно работает. Сейчас важно не отстать и не потерять время и компетенции. Конечно, в элементной базе мы отстали, но нужно просто работать дальше.

– Как вы оцениваете влияние истории с санкцией и изоляцией на науку, научные связи. Они стали слабее? Или научной среды политика слабо коснулась?

– Наши люди также ездят на конференции, мы взаимодействуем с партнерами. Связи в большей части сохранились, но что-то стало трудно и практически невозможно — скажем, опубликоваться в западном топовом научном журнале. В целом в эпоху санкций научная логистика стала сложнее, но сказать, что все совсем рухнуло, нельзя, университет поддерживает сотрудничество примерно с 60 странами. У нас всегда были хорошие партнеры в Юго-Восточной Азии, Центральной Азии, Ближнем Востоке, Африке.

– НГУ популярен в Китае?

– В российских вузах конкурс в среднем 10 человек на место, а в китайских — 1000. Понятно, что китайцы заинтересованы в расширении связей, у нас есть российско-китайский институт, где обучение проводится на русскоязычных программах. У нас была выстроена такая десантная система, преподаватели наши ездили в Харбин, там в течение месяца интенсивно читали лекции и преподавали, отбирали лучших, и лучшие приезжали и учились здесь, поступали в магистратуру, аспирантуру. При этом они обучаются не только физике, химии и биологии, но выбирают и другие специальности, в том числе и гуманитарные.

– А связи с ними потом сохраняются, они востребованы у себя?

– Эта такая, как ее называют, «мягкая сила», контур влияния. Наша работа с Китаем расширяется, сейчас мы взаимодействуем не только с Харбином, но и с Урумчи. Пытаемся привлечь и китайских школьников, чтобы они закончили физматшколу и потом поступали в наш университет.

– В последнее время идут разговоры о необходимости суверенитета для Академгородка. Нужен ли Академу какой-то другой статус?

– Мое мнение — Академгородку от города точно отделяться не надо. Надо продвигать идею, чтобы Новосибирск стал городом федерального значения, что откроет новые возможности. В Академе важно заниматься реновацией верхней зоны. Основное больное место в развитии Академгородка — это инфраструктура. Он был построен шестьдесят лет назад, инфраструктура морально устарела и требует обновления. И здесь должен быть выработан новый и единый подход к формированию среды.

– Кто может стать инициатором выработки такого подхода?

– Думаю, ведущие институты Сибирского отделения должны взять на себя инициативу, выработку идей и предложений, акцентов при разработке комплексной программы. А реализация, конечно, возможна только при поддержке города, области, полпредства и федеральной власти.

– Какой инфраструктуры не хватает в первую очередь?

– Жилищно-коммунальной, социально-бытовой. Эти дома, которые у нас есть, надо постепенно убирать и замещать новыми, более современными, может, несколько более этажными.

– Есть ли в целом в науке и околонаучных кругах проблема с менеджерами, с управленцами?

– Управленцы необходимы, но человек должен разбираться в том, чем управляет. Иначе ученые просто не будут к вам прислушиваться. Можно научиться красиво складывать слова, но как можно иметь уважение в академическом сообществе, если вы не имеете даже степени кандидата наук?

– Как вы считаете, если говорить о материальном стимулировании, все ли вопросы по оплате труда ученых решены, достаточно ли стимулов, чтобы люди оставались в науке? В Новосибирске?

– Для того чтобы талантливая молодежь оставалась в Новосибирске, нужны и материальные стимулы, и первоклассная инфраструктура. При этом большинство преподавателей, которые преподают в университете, работают не ради зарплаты. Это в комплексе — и интересная работа, и хорошая социальная, бытовая и, что важно, материально-техническая, научная инфраструктура. Потому что открытие уровня Нобелевской премии на установках середины двадцатого века не сделаешь и домой себе такое оборудование для работы не купишь.

– НГУ и Академгородок — это яркий бренд. Как вы считаете, его надо продвигать или он достаточно раскручен?

– Без сомнения, мы должны бороться за таланты, бороться за тех людей, которые заканчивали физматшколу, за тех талантливых школьников, которые уезжают из Новосибирска. Мы должны здесь создать такие возможности, чтобы москвичи и питерцы к нам ехали, а не наоборот.

Древняя мастерская в Хакасии

Исследователи из Института археологии и этнографии продолжают изучение стоянки Сабаниха на берегу Красноярского водохранилища. В прошлом году при раскопках здесь был обнаружен древнейший в Хакасии непотревоженный костёр, в 2023 – старейшая костяная игла.

Новосибирские археологи нашли на стоянке эпохи верхнего палеолита Сабаниха в Республике Хакасия участок, на котором производись разделка и утилизация охотничьей добычи (туш копытных животных). Сама стоянка, вероятно, являлась частью обширного участка местности на одной из террас Енисея, около 30 тысяч лет назад плотно заселенного древними людьми.

Памятник Сабаниха расположен на высоком участке левого берега Красноярского водохранилища, в 15 км от села Первомайское. Впервые стоянка была открыта и исследована в 1989–1991 годах ленинградским археологом Николаем Фёдоровичем Лисицыным. Полученная им обширная археологическая коллекция позволила отнести материалы стоянки к ранней поре верхнего палеолита, то есть времени, когда Homo sapiens начал осваивать территорию Сибири. Работы на Сабанихе были возобновлены через 30 лет, в 2021 году. За это время большая часть предполагаемой территории стоянки водохранилища была уничтожена деятельностью водохранилища, точное место первоначальных раскопок Лисицына установить не удалось. Пока считается, что сохранился только небольшой периферийный участок стоянки, получивший название Сабаниха-3.

Костяная игла со стоянки Сабаниха. Фото А. Харевич Экспедиционные работы 2021-2022 годов показали, что сохранившая часть памятника содержит уникальные и многочисленные археологические материалы, включающие каменные и костяные артефакты, а также индивидуальные украшения. Кроме того, здесь были зафиксированы следы большого костра, диаметром до 1 м, находящиеся в непотревоженном состоянии (in situ), и это единственный такой случай в регионе.

В 2023 году экспедиционный отряд Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук под руководством доктора исторических наук Антона Александровича Анойкина продолжил исследование стоянки в рамках выполнения научных задач гранта Российского научного фонда (проект № 21-78-10146). Во время полевого сезона 2023 года был раскопан участок памятника площадью около 16 кв. м. В ходе раскопок в культурном слое стоянки было найдено несколько тысяч предметов, представленных как каменными артефактами, так и большим количество фрагментов костей северного оленя, а также изделиями из рога и кости, включая длинную (более 5 см) костяную иглу с проделанным ушком. По предварительному анализу палеонтологов, обнаруженные кости животных принадлежат как минимум двум особям оленя. Сильная фрагментарность, а также наличие следов расщепления или резания на костях дают основание предположить, что на этом участке велась деятельность по первичной разделке и дальнейшей утилизации туш. Большое количество среди орудий скребков, часто сломанных, и наличие иглы позволяют считать, что здесь могли также обрабатывать шкуры. Наличие предметов из рога и кости в сочетании с находками специфических долотовидных изделий и резцов может свидетельствовать об обработке костного материала.

Параллельно с этой деятельностью, на исследованном участке стоянки в древности изготавливались и подновлялись орудия из камня, о чём свидетельствует большое количество мелких каменных чешуек, найденных в слое. Сам культурный слой скорее всего сформировался за относительно короткий промежуток времени, возможно, менее чем за тысячу лет, в результате нескольких кратких эпизодов заселения, разделённых непротяжёнными хронологическими интервалами.

Стоянка Сабаниха-3 – это уникальный памятник для территории Хакасии и Красноярского края, поскольку является единственным известным здесь объектом раннего верхнего палеолита с залеганием археологического материала in situ. Кроме того, найденная здесь игла с ушком в настоящее время может считаться наиболее древним изделием такого типа, известным в регионе. Хотя раскопки в этом году закончены, учёным предстоит большая исследовательская работа: камеральная обработка каменного и костяного инвентаря, работа с планами и чертежами, а также комплексный анализ полученных материалов, который, вместе с ожидаемой серией радиоуглеродных дат и дат, полученных оптически стимулированной люминесценцией, существенно дополнит имеющиеся представления о становлении и развитии верхнепалеолитических культур в бассейне Среднего Енисея.

Пресс-служба ИАЭТ СО РАН

 

Клеточная терапия на подходе?

О том, что генетические исследования готовят почву для революционного прорыва в методах борьбы с врожденными (считающимися неизлечимыми) заболеваниями, говорилось неоднократно. Если применять к медицине термин «высокие технологии», то все они так или иначе будут связаны с генетикой. Проникновение в самую «сердцевину» живой клетки стало настолько глубоким, что уже вовсю ставится вопрос о методах «исправления» генетической информации у пациентов, пораженных врожденным недугом.

Действительно, понятие «геномное редактирование» применяется теперь не только к селекции растений, но и к лечению людей (как бы шокирующе это ни звучало). Грубо говоря, чтобы вылечить врожденную болезнь, необходимо «исправить» генетическую информацию, которая была затронута мутацией. Ученый, подобно редактору, пытается найти конкретную «опечатку», и исправить ее так, чтобы вся остальная закодированная информация оказалась нетронутой. В принципе, путь найден, осталось разобраться с методами.

Как мы понимаем, для исправления дефектного гена необходим очень точный инструмент, способный найти мутантную последовательность нуклеотидов и «вырезать» ее из ДНК. Длительное время на этот счет предлагались довольно кропотливые и дорогостоящие методики, пока, наконец, примерно десять лет назад не появилась более дешевая и эффективная система, которую принято обозначать как CRISPR/Cas9. На сегодняшний день это одна из самых востребованных технологий в геномной медицине. Считается, что данная методика настолько простая (относительно простая, конечно же), что ее в состоянии освоить даже студент старших курсов.

Разумеется, пока что речь не идет о широком применении геномного редактирования в медицинском практике. На данный момент делаются пробные шаги, идет наработка опыта и сбор материала. Причем, происходит это в глобальном масштабе, поскольку в процесс вовлечены ученые самых разных стран мира, включая и нашу страну. Соответствующую работу проводят и новосибирские ученые-генетики, занимающиеся созданием клеточных моделей нейродегенеративных заболеваний человека.  Своим опытом на этот счет поделился ведущий научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН Сергей Медведев, выступая с пленарным докладом на Международном научном конгрессе «CRISPR-2023», посвященном достижениям в области молекулярной биологии и биомедицины.

В настоящее время, отметил ученый, в биомедицине и в экспериментальной медицине используются самые разные модели для исследования различных заболеваний, для тестирования лекарств и так далее. В качестве таких моделей используются самые разные животные, чаще всего грызуны. И вроде бы всё замечательно, однако есть одна ключевая проблема. Образно говоря, «матушка-эволюция» сделала так, что человек в ходе своего биологического становления стал слишком «особенным животным». Если посмотреть, как функционирует его центральная нервная система, то можно обнаружить целый ряд серьезных отличий от его «братьев меньших». И это обстоятельство действительно создает проблему, когда мы изучаем заболевания, связанные с дисфункцией ЦНС, подчеркнул Сергей Медведев.

Сам человек – как модельный организм – является не совсем «удачным» по целому ряду причин, считает ученый. Например, психически здорового человека трудно уговорить на прижизненное изъятие органа, на направленное скрещивание и тому подобное. Поэтому ученым приходится искать какие-то выходы из этого положения. С одной стороны, мы не всегда для таких целей можем использовать животных как таковых, с другой стороны, мы не всегда можем использовать и живого человека в качестве модельного организма.

Выходом из ситуации может стать использование клеточных моделей. Речь идет о клетках, которые выделены из человека и культивированы вне его. На них уже можно проводить различные исследования. В современной биомедицине, отметил Сергей Медведев, уже используется довольно много типов клеток. Но особое место занимают плюрипотентные стволовые клетки, из которых можно получать какие-либо дифференцированные производные. К примеру, нейроны. На них уже можно проводить более глубокие исследования, поскольку они являются релевантными, то есть воспроизводят некие особенности физиологии.

Первая революция в указанном направлении случилась в 2006 году, напомнил Сергей Медведев. В тот год была опубликована работа японских ученых, доказавших, что клетки мыши могут быть перепрограммированы. Это стало прорывом в области клеточной биологии и биологии вообще. Причем, полученные клетки были идентичны эмбриональным стволовым клеткам, то есть для их получения не требовались эмбрионы. У исследователей появилась возможность получать от взрослого организма стволовые клетки и использовать их в двух направлениях: 1) в регенеративной медицине; 2) для создания моделей. Важно подчеркнуть, что полученные таким путем клетки можно замораживать и хранить. При этом они сохраняют свою «стволовость». В любой момент мы можем их извлечь из хранилища для получения релевантных типов клеток в исследовательских целях или для тестирования препаратов.

По словам Сергея Медведева, сотрудники ИЦиГ СО РАН – примерно с 2009 года - проявили большой интерес к этим исследованиям. Прежде всего, их интересовало создание клеточных моделей. К настоящему времени ими создан уже целый ряд клеточных линий с использованием технологии перепрограммирования. Работа велась при тесном взаимодействии с лечебными учреждениями нашей страны (Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Томска и т.д.). Эти клеточные линии детально охарактеризованы, у каждой есть свой паспорт и каждая из них прогенотипирована. Указанные наработки связаны с разными генетическими вариантами, что очень важно, как раз в контексте применения технологий геномного редактирования.

И как мы уже сказали выше, огромное значение здесь имеет система CRISPR/Cas9, изобретенная относительно недавно. Те системы, которые применялись до этого, были сложны в использовании, заметил Сергей Медведев. Теперь, как сказал один американский ученый, редактированием генома «может заниматься любой идиот». Это, конечно, гипербола, но она подчеркивает значимость новой системы для проведения исследований. Как подтвердил сам Сергей Медведев: «Сегодня в нашу лабораторию приходит студент-пятикурсник и своими руками делает с помощью этого инструмента всё, что ему захочется или что ему скажет научный руководитель». Для науки это большой прогресс, считает ученый.

Возможности применения данной системы, по его словам, довольно обширны: от замены отдельных нуклеотидов до трансгенеза. Как раз с помощью этой системы можно создавать так называемые изогенные клеточные модели, позволяющие исправлять мутации в клетках пациента. Имея целый набор изогенных клеточных линий, разъясняет Сергей Медведев, вы можете проводить более серьезные и интересные исследования. В качестве конкретной иллюстрации были приведены исследования пациентов с болезнью Паркинсона, которые выявили наличие у них полиморфизмов (генетических вариантов), часть из которых оказалась патогенной. И здесь на выручку как раз и пришла упомянутая система редактирования. Теперь, обладая такими клеточными линиями (для некоторых пациентов они уже получены), буквально в рамках дипломных работ ряд из них подвергается сейчас проверке на предмет того, может ли тот или иной полиморфизм вызывать дисфункцию дофаминовых нейронов (что как раз связано с болезнью Паркинсона).

Такая возможность появилась именно благодаря объединению технологий. С одной стороны, это технология перепрограммирования. С другой стороны, новая технология редактирования. Кроме этого, напомнил Сергей Медведев, вы можете осуществлять трансгенез, то есть составлять геномы в определенные места в целях исследований. Подобные работы также осуществлялись. Уже получен целый набор трансгенов, предназначенных для углубленных исследований.

Самое важное, что все эти наработки находятся, так сказать, в свободном доступе. Сотрудники Института готовы ими делиться. Как сказал Сергей Медведев, если вы работаете в системе РАН, то вам даже не потребуется за это платить – достаточно оформить договор о передаче материала. Таким образом, ваша лаборатория бесплатно обзаведется необходимой моделью. По сути, стволовая клетка, заметил ученый, превращается в некую исследовательскую станцию. По его словам, сейчас это новое веяние, которое весьма активно развивается. И российская биологическая наука, как видим, также вписывается в этот новый тренд, обещающий очередные прорывы. 

Николай Нестеров

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS