Большую часть территории равнин и низменностей Нижнего Приамурья (Хабаровский край) занимают болота. Это связано с природно-климатическими условиями региона. Специалисты Института водных и экологических проблем Дальневосточного отделения РАН (ИВЭП ДВО РАН) исследуют торфяные залежи болотных массивов с целью изучения палеоклиматических изменений, проявлявшихся на данной территории для различных этапов голоцена.  Полученные данные планируется использовать при создании прогнозов и построения гипотез изменения климата, как для территорий Дальневосточного Федерального округа в частности, так и на планете в целом. Наряду с этим в исследованиях последнего десятилетия установили, какие сдвиги лесорастительных условий происходили на территории Нижнего Приамурья. В частности, смены похолоданий и потеплений в голоцене приводили не только к сменам одних растительных группировок другими, но и к смещению в наиболее теплые периоды голоцена с юга на север широколиственных дубняков. Часть данных для исследований ИВЭП ДВО РАН получает на ускорительном масс-спектрометре ЦКП «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-Новосибирский научный центр» (ЦКП УМС НГУ-ННЦ). ЦКП создан НГУ совместно с Институтом археологии и этнографии СО РАН, Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН) и Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Результаты опубликованы в журнале Earth and environmental science.

На территории Нижнего Приамурья количество выпадающих осадков существенно превышают их испаряемость, что приводит к повышенной заболоченности. Очаги заболачивания стали возникать в долине реки Амур более 10 000 лет назад, еще в начальную фазу голоцена. Об этом свидетельствуют радиоактивные датировки, накопленные практически для всех низменностей, расположенных в регионе: Среднеамурской, Удыль-Кизинской, Амуро-амгуньской, Эворонской, Чукчагирской и Нимеленской. По мере разрастания локальные торфяники приближались друг к другу, сформировав к началу бореального периода (начальная фаза голоцена) болотные массивы весьма внушительных размеров – от десятков до сотен гектар. При этом, скорость образования и состав торфяных залежей для разных периодов голоцена различается в зависимости от складывающихся гидротермических параметров.

По мнению заведующего лабораторией ресурсов болот и леса ИВЭП ДФО РАН кандидата биологических наук Владимира Чакова, бореальный период голоцена в регионе был более сухим и теплым. «Об этом свидетельствует относительно небольшой по мощности плотный торф сильной степени разложения, характерный как для южных районов Приамурья, так и для его северных окраин. Иная картина наблюдается в торфяных залежах, сформированных во влажных и теплых условиях атлантического периода голоцена на той же территории. А вот суббореальный и субатлантический периоды голоцена, знаменующие собой заключительный этап болотообразовательных процессов в Нижнем Приамурье и южном Охотоморье, протекали при таких же повышенных параметрах климатической увлажненности климата, как и в атлантическом периоде, но в менее теплых условиях», – объясняет специалист.

Одна из задач ученых при изучении торфа – отработка методики составления палеогеографических характеристик регионов, которые также сильно подвержены процессам заболачивания, как и Нижнее Приамурье.

 «Изучение последовательного залегания слоев торфа с наложением на его структуру данных о составе пыльцы и спор ископаемых растений (палинологический анализ), а также данных, диатомового анализа, позволяет достаточно точно составлять палеогеографические характеристики регионов, подверженных процессам заболачивания на примере Нижнего Приамурья, – добавляет Владимир Чаков. –  Также мы можем говорить о динамике климатических условий в голоцене и о том, как они влияли на экологическую обстановку в регионе. Так, смены похолоданий и потеплений приводили не только к сменам одних растительных группировок другими, но и возвратно-поступательным сдвигам, с севера на юг, лесорастительных условий. Например, в теплые периоды широколиственные дубняки достигали южного побережья Охотского моря, а в настоящее время здесь встречаются только рефугиумы (области, где вид переживает неблагоприятный период) дубняков кустарниковой формы. Также встречаются противоположные явления, когда в областях распространения кедрово-широколиственной зоны появляются заросли низкорослой лиственницы. На основе таких данных мы можем говорить об общих тенденциях в изменении климата, а именно о признаках временного потепления на планете, нежели о каком-то необратимом процессе глобального потепления, вызванного, например, промышленным развитием современного человечества».

Объект исследования ученых – торфяные болотные массивы с мощными залежами растительных веществ. Чтобы изучать процесс формирования торфяных залежей, имеющих сложное построение стратиграфии (последовательность слоев), необходимо проводить исследование их послойной структуры и хронографических параметров. Послойный отбор проб торфа осуществляется специальными бурами или путем зачистки обнажений.

«Когда весовые параметры проб не ограничены, для получения возрастных характеристик этапов болотообразования мы обращаемся за помощью к специалистам радиологических лабораторий: в Институт географии РАН (г. Москва) или Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск), – добавляет Владимир Чаков. – Но в условиях, когда послойный отбор проб крайне затруднителен, когда подчас для сбора органического вещества всего в 10-15 г требуется несколько часов, мы обращаемся к методу ускорительной масс-спектрометрии. УМС является уникальным методом для получения достоверных датировок возраста проявления различных природных процессов на основе минимальных объемов органического вещества (торфа)».

Всего в мире насчитывается около 140 ускорительных масс-спектрометров, в России два УМС и оба они находятся в новосибирском Академгородке. Установки входят в исследовательскую инфраструктуру ЦКП «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-Новосибирский научный центр» (ЦКП УМС НГУ-ННЦ).

«Торф – это многокомпонентный материал, который может содержать вещества с различным возрастом. Нам были предоставлены 4 образца торфа, из трех из них мы смогли выделить и очистить целлюлозу и из двух – гуминовую кислоту, поэтому мы определяли возраст не торфа в целом, а именно этих выделенных веществ, – рассказывает директор ЦКП УМС НГУ-ННЦ кандидат химических наук Екатерина Пархомчук. – Каждое вещество выделяется по своей методике, например целлюлоза (высокомолекулярный биологический полимер) выделяется путем первичной экстракционной очистки от жировых примесей (которые могут оставлять насекомые и другие подвижные организмы), последующей кислотно-щелочной очистки от карбонатов и гуминовой кислоты и заключительной процедуры отбеливания, которая заключается в каталитическом окислении нежелательных низкомолекулярных органических примесей (которые более подвижны, чем целлюлоза, например из древесных или растительных соков, микроорганизмов, животных и т.д.) пероксидом водорода или хлоритом натрия. Затем любое выделенное вещество сушится и подвергается процедуре зауглероживания, в результате которой углерод из целлюлозы или гуминовой кислоты переходит в элементарный чистый углерод».

После этапа пробоподготовки и зауглероживания из графита формируется мишень, или катод для УМС, и проводится определение концентрации 14С в ней.

«Радиоуглеродный возраст определяется для всех веществ одинаково – по закону радиоактивного распада радиоуглерода из отношения концентрации 14С в образце к таковой в стандартном веществе с известной концентрацией 14С с учетом фонового значения (например, внесенного в результате пробоподготовки) и изотопного фракционирования. Последнее определяется из концентрации 13С в образце относительно других стандартов на более традиционном и распространенном изотопном масс-спектрометре, – объясняет Екатерина Пархомчук. – Радиоуглеродный возраст затем пересчитывается в календарную дату образования вещества с помощью общедоступной программы, которая содержит в себе несколько калибровок в зависимости от места расположения находки. Мы выдаем результат в виде радиоуглеродного и календарного возраста всех веществ, которые смогли выделить из полученного материала. Далее коллеги, знающие об образцах все или почти все, вольны интерпретировать результаты по своему усмотрению. С точки зрения эксперимента нам лучше оставаться в стороне от исследования и сохранять непредвзятое отношение. Наша главная задача – обеспечить чистоту проб, корректность, достоверность и достаточную точность анализа и, в случае любых сомнений, провести повторные измерения или повторные процедуры пробоподготовки».

Пресс-служба ИЯФ СО РАН

Современные суперкомпьютеры представляют собой комплекс сложнейшего оборудования стоимостью в миллиарды рублей. В России они есть в основном у крупных корпораций. Для чего такой объект понадобился Новосибирскому государственному университету, и какие задачи будут решать на суперЭВМ – в материале «Континента Сибирь».

Напомним, что строительство суперкомпьютера «Лаврентьев» на базе Новосибирского государственного университета как часть масштабной программы «Академгородок 2.0», обсуждается не первый год. В 2021 году была оглашена стоимость проекта – 5 млрд рублей, получить которые планировалось в рамках федеральной адресной инвестиционной программы. Тогда же было сказано, что запустить суперкомпьютер планируется в 2025 году. Санкции против России не заставили отказаться от этой идеи, более того, даже сроки выполнения проекта сильно не изменились, по-прежнему речь идет о 2025 годе. Почему же этот проект столь важен для университета и какую пользу он принесет нашей науке и образованию?

«В университете сразу несколько образовательных программ готовят специалистов, чья деятельность будет связана с разработкой и использованием систем искусственного интеллекта (ИИ). Сегодня наш рынок труда очень нуждается в таких кадрах. Но их подготовка невозможна без доступа студентов к соответствующим вычислительным мощностям, на которых они могли бы выполнять собственные проекты», ─ отметил «Континенту Сибирь» куратор этого проекта со стороны НГУ, директор Института интеллектуальной робототехники Новосибирского государственного университета Алексей Окунев.

Несколько лет назад в НГУ был запущен суперкомпьютер DL-House, который занял 25-е место в списке в топ-50 лучших компьютеров на территории СНГ и стал основой для работы графического вычислительного кластера, созданного в университете. Это была своего рода проба сил, проект, на котором отрабатывалась методика работы в данном направлении, и вокруг которого создавались группы разработчиков, использующих технологии ИИ.

Но нейронные сети и другие модели искусственного интеллекта развиваются очень быстро, и уже в ближайшие годы имеющихся у НГУ мощностей не хватит даже для демонстрационного запуска современных проектов в области ИИ, не говоря уже о собственной разработке и обучении таких очень актуальных, ресурсоемких проектов, как большие языковые модели. Это стало главной движущей силой возникновения проекта создания Суперкомпьютерного центра «Лаврентьев».

Многие ключевые параметры за эти годы не изменились: завершение строительства СКЦ «Лаврентьев» запланировано к 2025 году, его пиковая вычислительная мощность составит 10 петафлопс, а объём хранения данных – 10 петабайт. Но, конечно, события последних лет внесли свои коррективы.

«Каждый суперкомпьютер представляет собой спектр уникальных технологий, создаваемых крупными «традиционными» игроками компьютерной индустрии. И уход с российского рынка целого ряда ключевых вендоров, таких как AMD или NVidia, создал запрос на поиск адекватной замены их оборудованию. Это, пожалуй, в настоящее время является основным вызовом в процессе реализации проекта», ─ рассказал Алексей Окунев.

Наиболее очевидным вариантом является развитие сотрудничества с китайскими компаниями-производителями аналогичного оборудования, которые в настоящее время демонстрируют быстрый рост производительности. Но, несмотря на общий мировой тренд разработки мультиплатформенного программного обеспечения, это относится больше к продуктам и приложениям, используемым на обычных компьютерах и гаджетах. А в области высокопроизводительных вычислений «софт» адаптирован под оборудование конкретного производителя. И переориентация на китайские компании неизбежно потребует переобучения кадров на работу с новым программным обеспечением, которое имеет свои специфические особенности.

Второй вариант – использование серверного и иного оборудования российских производителей на базе процессоров «Эльбрус». И в настоящее время этот вопрос активно прорабатывается, но тут есть свои ограничения, во многом связанные с возможностями наших производителей.

Впрочем, как говорится, любой кризис – это не только сложности, но и новые возможности. «Задача поиска альтернатив западным поставщикам серверного и иного специфического компьютерного оборудования встает сегодня перед российской экономикой в целом. И ее решение неизбежно повлечет диверсификацию используемого оборудования. Это, возможно, означает, что у СКЦ «Лаврентьев» появляется новая важная миссия – подготовка кадров для технологий искусственного интеллекта, работающих на основе самых разных программных решений – отечественных, западных, китайских и других», ─ подчеркнул Алексей Окунев.

Вообще, события последних лет серьезно поменяли подход к формированию круга задач для «Лаврентьева». Изначально, считалось, что он будет нацелен на решение исключительно научных и образовательных задач. Сейчас уже понятно, что работать только для науки – непозволительная роскошь для суперкомпьютера и значительная часть его рабочего времени будет потрачена на задачи импортозамещения и технологического развития. Это вписывается в рамки проекта «Цифровое будущее», который НГУ реализует в рамках программы «Приоритет 2030».

Задачи, которые планируется решать в СКЦ «Лаврентьев» условно можно разделить на два блока. К первому относятся те, что связаны с численным моделированием и цифровыми двойниками. Такие запросы со стороны индустриальных партнеров уже есть. В их числе, задача снижения шумности отечественных авиадвигателей. Небо европейских стран оказалось закрыто для некоторых моделей отечественных самолетов еще до введения санкций, по причине несоответствия к требованиям Евросоюза к авиатехнике по уровню шума и загрязнения окружающей среды. Улучшить эти параметры можно с помощью небольших конструктивных изменений. Но чтобы найти их оптимальный набор, нужно смоделировать огромное число вариантов, с чем справится только суперкомпьютер.

Другой пример относится к области персонализированной медицины: построение индивидуальной модели кровеносной системы пациента, которая позволит оптимизировать стратегию лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Сейчас на это уходит неделя вычислений, что слишком долго в критических ситуациях, а суперкомпьютер справится с подобной задачей за пару часов.

Второй блок задач «Лаврентьева» непосредственно связан с искусственным интеллектом. Сегодня такие системы разрабатываются сразу на нескольких факультетах университета. В Институте интеллектуальной робототехники, по итогу выполнения ряда проектов в интересах компаний, формируется автономная платформа индустриального ИИ – универсальный комплекс промышленной видеоаналитики, который в настоящее время тестируется уже на восьми предприятиях Новосибирской области.

Ряд факультетов и подразделений университета активно разрабатывает решения на основе языковых моделей – чат-боты, разнообразные голосовые помощники, электронные секретари и тому подобное.  Не так давно Центр смарт-технологий и искусственного интеллекта НГУ презентовал голосового помощника для управления «умным домом», созданного по заказу российского производителя таких систем.

В таких проектах очень важно правильно обучить нейронную сеть, чтобы она давала правильные ответы на запросы пользователей, содержащие необходимую им конкретную информацию, а не общие формулировки. Недавно была установлена прямая зависимость способности модели к обучению от количества параметров, задействованных в обучении. Поэтому для решения такого типа задач важна не столько высокая точность вычислений, сколько возможность параллельно производить огромное количество простых операций (умножение, сложение, взятие максимума и т.п.), и это опять задача для вычислительных мощностей уровня суперкомпьютера.

Но, как отмечают в НГУ, отдавая должное внимание задачам промышленности, важно не забывать и про науку. Примерно в одно время с суперкомпьютером должен заработать еще более масштабный научный объект – Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ), чьи станции будут генерировать колоссальный объем информации и ее надо будет где-то обрабатывать. Собственно, СКЦ «Лаврентьев» и задумывался, прежде всего, для этих целей и они никуда не делись. Правильнее сказать, список задач для суперкомпьютера только расширился.

Ряд изменений произошел и в выборе площадки для его строительства. Изначально предполагалось построить современное здание с конгресс-холлом (в одном из вариантов – на площадке того же «СКИФ»). Сейчас пришли к мнению, что эту часть проекта можно упростить в пользу больших вложений в собственно оборудование. Однако это не значит, что «Лаврентьев» можно разместить в любом помещении университета.

«Суперкомпьютер отличается высоким энергопотреблением, мы предполагаем, что его расчетная мощность будет составлять один мегаватт. В старом кампусе НГУ таких свободных мощностей просто нет, они появятся только с введением в строй нового исследовательского корпуса», ─  объяснил Алексей Окунев.

Напомним, речь идет об объектах второй очереди нового университетского кампуса мирового уровня, который строится на средства нацпроекта «Наука и университеты». И СКЦ «Лаврентьев» станет одним из ключевых элементов этой новой инфраструктуры. Одновременно он же может выступить единым центром анализа и управления работой всей «умной» инфраструктуры нового кампуса, которую предлагается использовать еще и как демонстрационный полигон для разработок НГУ в этой области.

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) при поддержке Российского научного фонда провел Школу молодых ученых «Актуальные проблемы полупроводниковых наносистем» — АППН-2023. В двухдневном мероприятии приняли участие 75 человек.

Слушателями школы стали студенты, аспиранты, молодые специалисты Новосибирского государственного университета, Новосибирского государственного технического университета, Томского государственного университета, Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.

Лекторами Школы выступили ведущие ученые ИФП СО РАН, НГУ и Университета г. Авейро (Португалия).

Двадцать один молодой ученый представил результаты собственных исследований в формате стендового доклада, перед этим анонсировав суть работы в двухминутном устном сообщении. Эксперты Школы выбрали лучших докладчиков:

диплом I степени получил Дмитрий Егоров (НГУ),

II степени — Кирилл Капогузов (ИФП СО РАН) и Снежана Манцурова (НГТУ),

III степени — Владимир Хорошилов (ИФП СО РАН), Анна Бузмакова (НГТУ), Никита Манцуров (НГТУ).

«В этом году у школы “Актуальные проблемы полупроводниковых наносистем” — юбилей, мы собрались в пятый раз. На первой конференции обсуждались вопросы, связанные с тонкими пленками, поверхностью, границами раздела ―  это наноситемы, гетероструктуры, именно в них протекают процессы, лежащие в основе новых технологий. 

В свое время исследования, связанные с полупроводниками, изменили мир. Дальнейшие глобальные трансформации будет определять современная молодежь, поэтому на пятой Школе мы старались представить слушателям широкий спектр тем, современных разработок. На каждой сорокаминутной лекции молодые ученые узнают о той или иной научной проблеме, представление которой подготовлено экспертом и изложено доступным языком. Участникам не нужно читать большой объем литературы, определять авторитетные источники — такую работу уже провели лекторы.

Кроме того, на АППН каждый “школьник” презентует результаты собственных исследований, что очень важно: когда вы рассказываете о своей деятельности, вы обучаетесь, видите недостатки и сможете сделать хорошие работы в дальнейшем. Рост специалиста как ученого начинается в том числе и с таких мероприятий», — подчеркнул председатель оргкомитета Школы, директор ИФП СО РАН академик РАН Александр Васильевич Латышев.

АППН — в первую очередь Школа молодых ученых, но кроме того, у мероприятия есть и профориентационная составляющая.

«Лекции руководителей лабораторий, научных групп ―  хорошая возможность понять, чем занимаются ведущие ученые, какие мировые работы ведутся по этим тематикам. Таких мероприятий, как наша Школа, не много, особенно для студентов третьего курса, которые только определяются с тем, какой институт, направление выбрать, под чьим руководством делать свой научный проект — курсовую, а затем дипломную работу.

Конечно, существуют экскурсии по лабораториям, но не всегда на них представляется понятная студентам информация. Курс лекций АППН — дополнительный источник сведений, к тому же адаптированный: мы всех лекторов просим учитывать опыт и квалификацию слушателей. Докладчики освещают не только теоретические аспекты темы или открытие новых эффектов, но и рассказывают о прикладных применениях, собственных исследованиях, их приложениях. Соответственно, участники школы получают представление о научных интересах докладчика, спектре работ лаборатории и могут выбрать близкую для себя тематику.

Проект РНФ, в рамках которого проводится Школа, продлен до 2025 г, есть намерение развивать мероприятие и дальше, продолжать его регулярно», — рассказала секретарь АППН-23 старший научный сотрудник лаборатории нанодиагностики и нанолитографии ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Екатерина Евгеньевна Родякина.

Единство измерений в наномире

Первую лекцию Школы «Кремниевые меры высоты от микрона до пикометра» прочел заместитель директора ИФП СО РАН по развитию кандидат физико-математических наук Дмитрий Владимирович Щеглов. Он подчеркнул, что от обеспечения единства метрологических стандартов, методов измерения зависит взаимопонимание и оценка результатов учеными из разных стран и научных групп.

Сегодня такое единство требуется при исследованиях, проводимых в наномасштабах — здесь сконцентрирован интерес ученых из разных сфер: физиков, химиков, биологов, материаловедов.

«Метрология — область, которая в некоторой мере показывает технологическое развитие страны. В мире есть всего несколько государств с собственной системой стандартизации — сводом правил и законов, определяющих, как измерять и сравнивать между собой разные величины. Если говорить о наглядных примерах, когда стандартизация в измерениях привела к кардинальным прорывам в развитии цивилизации, то это, например, успех Великобритании в промышленной революции первой половины 19 века. Он был, в частности, основан на стандартизации универсальной резьбы для винтов. Последние требовались в миллионных количествах на всех промышленных объектах, при производстве крупных станков, поездов, пароходов, и именно стандартизация позволила тысячам мануфактур производить винты и гайки, подходящие друг к другу. Сейчас то же самое происходит в области наномира: мы создаем нанообъекты и их измеряем, но каждый по-своему. Любой исследователь, который занимается измерениями в наномире, сталкивался с сильно отличающимся результатами измерений, сделанных коллегами, — отсюда возникали разночтения в оценке получаемых результатов», ―  отметил лектор.

Дмитрий Щеглов объяснил, что стремление к миниатюризации электронных устройств, исследования объектов с характерным размером в несколько нанометров, а иногда и того меньше, требует создания и применения соответствующего эталона (единой линейки). Он позволит измерять объекты с погрешностью много меньшей одного нанометра.

Создать такой эталон методами «сверху вниз» — в частности, литографией, на данном этапе развития технологий невозможно. Максимальная точность мер, получаемых литографическим травлением по определённым кристаллографическим направлениям — один нанометр.

«Множество научных работ, в числе которых и наши, привели к тому, что в 2019 году Международным бюро мер и весов в Париже было решено принять моноатомную ступень на поверхности кремния (111) в качестве вторичного эталона длины. Такое решение позволяет уйти от сложных литографических процедур, а в качестве эталона использовать межплоскостное расстояние на поверхности кремния. К тому времени в ИФП СО РАН уже были разработаны и запантенованы меры, в основе которых лежат атомные ступени, и меры были приняты в России (причем впервые в мире), как средство измерений».

Разработка мер стала возможной благодаря использованию эффекта эшелонирования ступеней, открытого А.В. Латышевым: «Так можно создать протяженные атомно-гладкие поверхности (террасы) или собирать атомные ступени в плотные кластеры. Точность определения высоты каждой террасы по средней точке — пикометры, а по ширине на полувысоте — половина ангстрема. В двадцать раз меньше нанометра!», – объяснил Д. Щеглов.

Ученые сделали и меру, где одновременно существуют несколько элементов: собранные в плотный кластер сотни ступеней, полностью свободный от монатомных ступеней участок сингулярной поверхности кристалла (атомно-гладкая плоскость) и участок с тем же количеством ступеней (что и в плотном кластере), но разреженных — так, чтобы их можно было легко посчитать. Такая мера позволяет одновременно сопоставлять малые объекты (в доли и единицы нанометров) и более крупные, величиной в десятки и сотни нанометров.

«Мы создали меру, которая позволяет определять размеры объектов в широком интервале высоты с точностью до 0,4 пикометра. При этом зеркала на основе таких мер позволили сделать интерферометрические микроскопы, которые дают возможность наблюдать атомные ступени на поверхности кристалла оптическими методами», — резюмировал Дмитрий Щеглов.

Селенид висмута, выращенный на графене — для гибкой электроники

Из курса лекций молодые исследователи узнали и о результатах, полученных в ходе выполнения крупного научного проекта «Квантовые структуры для посткремниевой электроники».

Ведущий научный сотрудник ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Ирина Вениаминовна Антонова рассказала о создании многослойных наноструктур на основе селенида висмута (Bi₂Se₃) и графена.

Они могут использоваться для гибкой и носимой электроники. Ученые синтезировали тонкие слои селенида висмута на графене и обнаружили изменение механических свойств пленок селенида висмута: повысилась устойчивость к деформации — растяжении при изгибе, и, при этом, сохранилась высокая проводимость.

«Селенид висмута — соединение, известное как топологический изолятор. При осаждении из газовой фазы селенида висмута на графеновых пленках, он растет с более высокой скоростью и более высоким качеством пленки, по сравнению с ростом, например, на слюде. Такой слой, толщиной 20-40 нанометров, устойчив к механическим воздействиям: структуру можно согнуть до формирования прямого угла (радиус изгиба менее полутора миллиметров), и ее электрофизические характеристики сохранятся. Пленки Bi₂Se₃, осажденные на графене (в сравнении с пленками, выращенными на слюде и перенесенными на гибкую подложку) — более качественные, с низкой дефектностью, с хорошей границей раздела между слоями графена и селенида висмута.

Кроме того, пленки Bi₂Se₃, выращенные на графене, обладают хорошей проводимостью, высокой подвижностью носителей заряда.

Потенциальное применение селенида висмута в комбинации с графеном — создание многослойных гибких наноструктур, с вертикальной интеграцией. Наше исследование позволяет перейти к следующему шагу в развитии гибкой электроники и, в частности, рассматривать гетероструктуры Bi₂Se₃/графен как материал и для гибкой спинтроники», — пояснила Ирина Вениаминовна.

Кроме того, научная группа И.В. Антоновой создает композиты для печатной электроники — использование специальных чернил позволяет напечатать на 2D принтере гибкие платы. Ученые научились управлять проводимостью в слоях графена, добавляя в состав композитных чернил небольшие количества полимера и этиленгликоля.

«Добавки полимера PEDOT:PSS (в сверхнизкой концентрации) с небольшим количеством этиленгликоля приводят к резкому падению проводимости. Управление проводимостью открывает возможности для конструирования новых материалов на основе композитных пленок», — отметила Ирина Антонова.

Курс лекций школы включал 13 докладов. В них освещались темы, связанные с современными методиками сканирующей зондовой микроскопии для полупроводниковых наноматериалов, исследованием углеродных нанотрубок для создания приемников терагерцового излучения, инфракрасной термографией, как методом исследования твердотельных наносистем, изучением точечных дефектов в кремниевых солнечных элементах и другие.

Пресс-служба ИФП СО РАН

Научные сотрудники НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ИЦиГ СО РАН разработали прототип лекарственного средства на основе антибактериального пептидомиметика и инертного полимерного геля для лечения инфекционных поражений кожи и подкожной клетчатки. Средство эффективно уничтожает болезнетворные бактерии и способствует более быстрому заживлению ран.

От 0,3 до 1,6 % пожилых людей в России страдают от незаживающих поражений кожи – трофических язв. Число таких пациентов неуклонно растет и не только в этой возрастной группе. Так, проблемы, связанные с появлением трофических язв. имеют 19% пациентов с сахарным диабетом. Лечение таких пациентов часто осложняется проблемой устойчивости болезнетворных бактерий, попадающих в рану, к антибактериальной терапии. В 2020 г. Всемирная организация здравоохранения назвала проблему антибиотикорезистентности одной из 10 глобальных угроз здоровью населения планеты.

Таким образом, назрела необходимость создания нового безопасного антибактериального и противогрибкового средства, которое будет эффективно уничтожать возбудителя, способствуя заживлению ран.

– Мы ввели в состав геля синтетический антимикробный пептидомиметик КАМП-1. Это антибактериальный компонент, к которому сложно развивается устойчивость микроорганизмов. Принцип действия антибактериального пептидомиметика состоит в том, что он налипает на мембрану бактерии и приводит к ее гибели. Антимикробный пептидомиметик эффективен в отношении различных возбудителей инфекций, включая грибки рода Сandida, – пояснил руководитель отдела экспериментальной фармакологии НИКЭЛ, д.м.н Павел Геннадьевич Мадонов.

Исследования показали: гель с пептидомиметиком обеспечивает антибактериальную санацию на поверхности раны и в прилегающих слоях дермы без значимого всасывания в системный кровоток. Таким образом препарат не проявляет высокой токсичности.

Гель с антимикробным пептидомиметиком может быть востребован в области хирургии и при лечении инфекционных поражений кожи. Разрабатываемый препарат будет эффективен для пациентов с трофическими язвами, длительно незаживающими ранами, а также с огнестрельными и осколочными ранами.

В настоящее время проверена антимикробная активность пептидомиметика КАМП-1. В ближайшие годы планируется начать сначала доклинические испытания на животных, а затем – клинические исследования. Вывод нового препарата в производство, по предварительным прогнозам, возможен в 2030 году.

Разработка включена в государственное задание молодежной лаборатории в составе СибБИОНОЦ.

В ноябре проект был представлен на всероссийской Ярмарке продуктовых разработок в сфере медицины и здравоохранения.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН

Экс-ректор Новосибирского государственного университета, академик Юрий Ершов задумывается о возможности отказаться от своего статуса «Почетный житель Новосибирска», присвоенного ему в 2018 году. В беседе с корреспондентом «Континента Сибирь» ученый отметил, что готов рассмотреть такую вероятность, если аналогичного звания городские депутаты лишат его коллегу Александра Асеева.

Юрий Леонидович Ершов получил звание «Почетный житель Новосибирска» 23 мая 2018 года за большой вклад в создание фундаментальной науки в Сибири и подготовку высококвалифицированных научных кадров. Основатель сибирской школы алгебры и логики.  Доктор физико-математических наук, профессор.

Возглавлял Новосибирский государственный университет с 1985 по 1993 гг.

Возглавлял Институт математики Сибирского отделения РАН с 2003 по 2011 гг.

Награжден орденом Трудового Красного Знамени, орденом «Знак Почета», орденами «За заслуги перед Отечеством» III и IV степеней, медаль «Ветеран труда», знаком отличия «За заслуги перед Новосибирской областью», лауреат Государственной премии РФ, премии Правительства РФ, Государственной премии Новосибирской области.

Бывший ректор НГУ, академик Юрий Ершов в разговоре с корреспондентом «Континента Сибирь» выразил резкое негодование по поводу известия, что Совет депутатов может лишить Александра Асеева звания «Почетный житель Новосибирска». Проект соответствующего решения можно найти на сайте горсовета среди других материалов к сессии, запланированной на 21 декабря 2023 года.

Экс-глава СО РАН, академик Александр Асеев получил статус Почетного жителя в 2018 году. Основание — «за выдающиеся научные достижения, подготовку высококвалифицированных кадров, плодотворную научно-организационную деятельность». Горсовет Новосибирска собирается пересмотреть собственное решение после обвинительного приговора суда, хотя Асеев пытается оспорить вердикт и планирует дойти до Верховного суда РФ.

Юрий Ершов считает, что Александр Асеев — одна из жертв травли Академии наук. «Честно говоря, не ожидал от городского совета Новосибирска таких безобразных действий. Происходит травля всей Академии наук, а история с Асеевым — это частный случай. В будущем году мы будем отмечать трехсотлетие Академии. Оценка правомерности действий депутатов, которые собираются отозвать звание Александра Асеева, — это дело юристов. Я считаю это безобразием», — эмоционально отреагировал Юрий Ершов на вопрос «Континента Сибирь» о планах горсовета лишить Асеева звания.

Академик добавил: он думает о возможности отказаться от своего звания «Почетный житель», если этого статуса лишат Асеева. «Возможно, мне придется так поступить. Я хотел бы напомнить в этой связи слова недавно умершего академика Алексея Конторовича о деле Асеева. Полностью солидарен с тем, что Конторович по этому поводу писал»,— резюмировал Юрий Ершов.

Биофотоника — область науки и техники, в которой свет используется для получения информации о биологических системах и воздействия на них. Как и многие другие передовые направления, она выросла на стыке наук в результате ряда технологических прорывов, связанных с источниками света и их использованием (новые типы лазеров, светодиоды разного спектра, оптоволоконная связь). «Эти технологии реально меняют жизнь каждого из нас. Оказалось, что фотоника может решать многие задачи в области медицины, так и возникло это научное направление»,— рассказал заведующий лабораторией оптики и динамики биологических систем физического факультета Новосибирского государственного университета Александр Москаленский.

Это подразделение было образовано в конце 2016 года и стало первой лабораторией, целенаправленно занимающейся биофотоникой в новосибирском Академгородке. Поначалу ее сотрудники решали исключительно фундаментальные задачи. Но со временем теоретические исследования стали тем фундаментом, на базе которого можно было решать и вполне прикладные задачи. Да и сама жизнь все больше подталкивала к такого рода проектам.

«Мы пришли к пониманию, если мы хотим, чтобы результаты нашей работы были кому-то нужны, нельзя сосредоточиваться только на публикациях в научных журналах. Потому что даже самые престижные научные журналы остаются в библиотеках, а хочется, чтобы разработки реально применялись»,— вспоминает ученый.

Одним из ведущих направлений прикладных исследований стала разработка различных приборов, сначала для собственной работы, а потом и более универсальных, востребованных в других лабораториях. В прошлом году коллектив лаборатории получил патент на измеритель бокового светорассеяния для клеточных культур — специальный прибор для дистанционного определения концентрации клеток в культуре. С его помощью можно, не вынимая флакон с культурой из инкубатора и не нарушая целостность образца, получать необходимые данные, например, в процессе тестирования новых лекарств. Есть у него и другие потенциальные области применения: на многих биотехнологических производствах важно следить за концентрацией микроорганизмов-продуцентов.

Другая разработка лаборатории — прибор для измерения люминесценции синглетного кислорода (одна из активных форм этого газа). Он пригодится, например, для фотодинамической онкотерапии, в ходе которой раковые клетки уничтожаются как раз активными формами кислорода, и с помощью подобного оборудования врачи смогут лучше контролировать процесс лечения.

В настоящее время в лаборатории успешно выполняется еще один проект медицинской направленности, основанный на методе активации тромбоцитов, разработанном в лаборатории. Тромбоциты — самые маленькие клетки крови, которые обеспечивают защиту организма от кровотечений, а также реагируют на повреждение сосудов. Оно вызывает образование веществ, которые переводят тромбоциты в активную форму. Тромбоциты резко изменяют свою форму и обретают способность склеиваться друг с другом и со стенкой сосуда, создавая тромб, который способствует остановке кровотечения. Но иногда такая активация происходит без повреждения сосуда, что ведет к тромбозам, инфарктам, инсультам и закупорке сосудов.

С помощью лазерных импульсов ученые НГУ активируют тромбоциты, а затем в режиме реального времени изучают, как протекает этот процесс в каждой отдельной клетке. Это довольно сложная задача, процесс активации занимает доли секунды, но методы биофотоники позволяют с ней справиться, причем с использованием различных веществ-активаторов. Результаты исследования позволят лучше понимать механизмы образования тромбов, а значит — контролировать этот процесс в клинической практике и для профилактики заболеваний.

В этом году ряд разработок лаборатории был отмечен премией правительства Новосибирской области. В их числе, помимо упомянутых выше проектов, создание веществ, преобразующих энергию света в биологические эффекты. «Одно из последних достижений — это соединение, выделяющее под действием красного света с длиной волны 670 нанометров оксид азота, важную биологическую молекулу, которая у нас в организме регулирует тонус сосудов, давление и многое другое»,— отметил Александр Москаленский.

Все эти исследования вполне соответствуют мировому научному уровню. Как и во многих других областях высоких технологий, наше отставание если и проявляется, то не в научных лабораториях, а на этапе промышленного внедрения. Но и тут не все так плохо, считают ученые. Спрос на такого рода приборы и технологии по мере их развития только растет, и часть его обеспечивается отечественными производителями. К примеру, наряду с китайскими светодиодами и детекторами света на рынке появляются аналоги российского производства, одно из предприятий, выпускающих эту продукцию, работает в Новосибирске.

Ученые НГУ уже сейчас ищут свое место на этом рынке. Тем же производителям светодиодов они готовы предложить совместные проекты по использованию их продукции для выпуска более сложных устройств с высокой добавочной стоимостью. А также запускают собственный стартап по выпуску приборов, измеряющих концентрацию клеток. Цель — обеспечить за счет продаж самофинансирование дальнейших исследований в этом направлении.

Большие надежды в лаборатории связывают с введением в строй объектов нового кампуса Новосибирского государственного университета, возводимого на средства национального проекта «Наука и университеты». Используя современную инфраструктуру, ученые планируют не просто расширить лабораторные площади, но и качественно улучшить условия для экспериментальной работы, что позволит запускать новые исследовательские проекты.

А параллельно в НГУ продолжают подготовку кадров в этой области. Каждый год в лабораторию приходят несколько новых студентов, выполняющих в качестве дипломной работы самостоятельные научные проекты. Одни после защиты остаются здесь, другие продолжают работать в этом направлении в других научных центрах, рассказал Александр Москаленский: «Пара ребят, продолжая учиться в магистратуре уже в московских вузах, делают сейчас интересный проект в Сколтехе». Впрочем, и тем, кто остается работать в Новосибирском университете, интересных проектов хватает.

В этом году во всех школах для 7—9 классов ввели обязательный предмет «Вероятность и статистика». Студенты и преподаватели НГУ решили создать простой и понятный бесплатный онлайн-курс с видео и тестами, который поможет школьникам, учителям и их родителям разобраться в предмете. Он доступен на платформе «Лекториум».

Курс создан НГУ, СУНЦ НГУ и Математическим центром в Академгородке. Его авторами выступили студенты Механико-математического факультета НГУ, которые разработали программу при помощи преподавателей ММФ и школьных учителей. Онлайн-курс сделан в соответствии со школьным учебником, но содержит гораздо больше иллюстраций, примеров и разборов задач.

Преподаватели онлайн-курса «Вероятность и статистика» расскажут, как правильно читать и строить диаграммы и таблицы, качественно анализировать данные с помощью понятий среднего арифметического, медианы, размаха и других. Школьников научат работать со случайными событиями и определять их вероятность, а также познакомят с азами логики и теории графов, что пригодится не только на уроках, но и в жизни. 

Программа будет полезна тем, кто учится в школе и хочет лучше понимать новый предмет, преподает вероятность и статистику в школе, желает помочь своему ребенку разобраться с домашними заданиями, интересуется работой с данными. А также тем, кто чувствует, что ему не хватает базовых знаний для понимания более продвинутых курсов.

— На мой взгляд, главное, что может дать «Вероятность и статистика» школьникам, так это представление о прикладной стороне математики. Мое представление о математике в средней школе, в основном, было сформировано алгеброй и геометрией. Для меня это были хоть и интересные, но немного абстрактные предметы. Однако теперь школьники могут погрузиться в иную область математики, увидеть ее повсюду и научиться правильно ее понимать. Возможно, этот предмет поменяет чье-то мнение о математике, вдохновит или подтолкнет к изучению чего-то нового, — рассказывает один из авторов курса, студентка 4 курса Инженерной школы ММФ НГУ Таисия Ускова.

Сейчас на «Лекториуме» доступна программа, предназначенная для учеников 7-го класса. Она содержит 6 модулей, 32 видеолекции (простых, понятных, с примерами и разбором конкретных задач), а также тесты после каждого модуля и практические задания для отработки навыков. Расписание свободное: нет дедлайнов и сроков сдачи работ. Тем, кто зарегистрировался и выполнил все тесты, после прохождения курса выдается сертификат. До конца этого года также будет запущен курс для 8 класса, а в январе 2024 года — для 9-го.

У НГУ есть также множество других онлайн-курсов для студентов, школьников и просто интересующихся на платформах «Лекториум», «Открытое образование», «Академика». Это курсы по анализу данных, основам фотографии, математике, генетике, физической и неорганической химии, наукам о Земле и многому другому. 

Пресс-служба Новосибирского университета

При археологическом обследовании Карасукскского района археологи обнаружили несколько артефактов эпохи поздней бронзы (рубеж второго и первого тысячелетия до н.э.). Кто изготовил эти предметы и чем они интересны рассказал ведущий научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН д.и.н. Андрей Павлович Бородовский.

– Рядом с заброшенным селом Мелкое в Карасуксом районе Новосибирской области в прошлом году локализовали остатки поселения бегазы-дандыбаевской культуры - Мелковский канал-2.  При их предварительном обследовании были обнаружены два металлических предмета, один из них – миниатюрный бронзовый молоточек. Этот объект археологического наследия очевидно составляет один поселенческий комплекс с Мелковским каналом-1, выявленным ранее. И там также были обнаружены следы бронзолитейной деятельности.

– Насколько я понимаю, эта культура относится как раз к эпохе поздней бронзы. И что удивительного в том, что на территории ее поселений находят металлические изделия и следы их производства?

– Случайные находки металлических предметов являются косвенными признаками для локализации различной производственной деятельности на этой местности в рамках той или иной временной эпохи, включая металлообработку. Главная интрига в том, что на территории Кулундинской лесостепи отсутствуют собственные рудные ресурсы. А вот изделия из металла и что самое главное – следы производства этих изделий мы обнаруживаем в достаточном количестве, чтобы не считать их случайно попавшими на территорию памятника. На том же Мелковском канале-1 найдено несколько лощил по металлу, выполненных на торцах маленьких галечек. Серия таких же предметов (более двадцати штук) с поперечно срезанной и заполированной поверхностью была найдена на других памятниках этой культуры в Карасукском районе.

– Тогда откуда там брали сырье для такого производства? И как вообще оно зародилось?

– Этот вопрос важен не только для конкретного комплекса памятников в Карасукском районе, но и для всей степной зоны Юго-Западной Сибири, потому что там везде с запасами необходимых руд ситуация примерно одинаково неблагоприятная, но бронзолитейное производство возникает достаточно рано. Это означает, что они решали эту проблему совершенно другим путем, во-первых, за счет транспортировки сырьевых ресурсов из других мест и одновременно – быстрого заимствования у других культур самых передовых для того времени форм и технологий бронзолитейного дела.

– Каким образом происходило такое заимствование? Тогда же не было практики посылать свою молодежь «учиться за границу»?

– Начнем с того, что рынки сбыта той или иной продукции существовали и в древности, в эпоху бронзы торговые пути были достаточно развиты. И все технологические новинки того времени очень быстро и далеко распространялись. Более масштабное заимствование шло через миграцию, поскольку в то время здесь и границ-то в привычном нам понимании не было. И по этой открытой территории перемещались достаточно большие масс населения. И они приносили с собой привычные им способы изготовления инструмента и даже привозили необходимое для этого сырье. В частности, молоточек, найденный на Мелковском канале-2 очень похож на аналогичный инструмент, найденный на территории Казахстана на территории поселения Кент. А вот в тех местах, как раз уже иной рельеф местности и имелись свои месторождения медной руды. Сам молоточек – это тоже рабочий инструмент в металлообработке, так что его наличие на территории поселения говорит о том, что его обитатели не только знали про металл, но и обрабатывали его.

С другой стороны – сама по себе находка не снимает ряд вопросов. Например, изготовлен этот предмет на месте или является импортным изделием; связан он с производственной, ритуальной или обменной деятельностью? Потому что, судя по степени сохранности предмета, видно, что сам молоточек не использовался по прямому назначению в производственной деятельности, а возможно являлся статусным артефактом, задействованным в обменной деятельности.

С другой стороны, на территории того же Мелковского канала-2 был найден нож-кинжал с кольчатым окончанием на рукояти. Рукоять ножа и его лезвие были в последствии прокована с двух сторон. Такие изделия тоже являются определенным хронологическим индикатором для эпохи поздней бронзы и их аналоги находили на раскопках поселения Кент. Собственно, эти и другие схожие находки позволяют ученым отнести наши и казахстанские памятники к одной бегазы-дандыбаевской культуре. И тем самым уточнить ареал расселения ее носителей. Однако, говорить уверенно о специализации поселения Мелковский канал как центра металлообработки мы пока не можем, этот вопрос требует дополнительных исследований.

– Известно, что дальше стало с носителями этой культуры?

– Эта культура сначала распространилась по Кулундинской степи и территории нынешнего Центрального Казахстана. Затем, уже в первом тысячелетии до нашей эры от достаточно стационарного образа жизни она постепенно развивается в коллективы ранних кочевников-скотоводов. И таким образом эта культура выступила одним из предков т.н. культур скифского круга. Но не причерноморских скифов, а азиатской их части. Это очень важный момент. Обычно, когда говорят про скифов, всегда в первую очередь, имеют в виду именно Причерноморье, но под этим термином скрывается несколько культур, между которыми были достаточно существенные различия. И те скифы, что стали потомками обитателей Кулундинских степей, о чьих поселениях мы говорили, это совсем другой народ – азиатские скифы, со своими характерными особенностями.

– Раскопки на памятниках возле Мелково продолжаются?

– Дело в том, что в отличие от, скажем, соседней Барабы, Кулундинские степи гораздо менее заселены и хуже обследованы. И сейчас мы находимся на стадии поиска перспективных мест для проведения раскопок, это так называемые рекогносцировочные работы. В будущем, надеюсь начнется и полноценное изучение обнаруженных на данном этапе памятников, что позволит нам лучше понять историю жителей Юго-Западной Сибири в предскифскую эпоху.

Сергей Исаев

После недавнего выступления В.В. Путина о значении технологий искусственного интеллекта (ИИ) в России снова заговорили о том, что новым отраслям, где требуется использование ИИ, нужны новые кадры. А значит, пора изменить программы подготовки специалистов, чтобы уже к 2030 году насытить рынок труда необходимыми специалистами. Проблема в том, что способность российской образовательной системы справиться с этой задачей, скажем так, является неочевидной. Она просто не обладает необходимой гибкостью. Цикл подготовки бакалавра, начиная с разработки образовательной программы и заканчивая первым выпуском таких специалистов, занимает 4-5 лет, за эти годы индустрия уйдет вперед и сформирует уже новые требования к подготовке специалистов.

«Университетам необходимо предугадывать такие запросы, прогнозировать, какие именно специалисты потребуются в данной области спустя соответствующий срок, что само по себе достаточно сложно. Оптимальной видится стратегия, когда университет дает будущему специалисту фундаментальные знания, основы, которые в дальнейшем позволят ему быстро и эффективно разобраться с нюансами и конкретными задачами, которые поставит перед ним его работодатель»,— охарактеризовал ситуацию директор Института интеллектуальной робототехники НГУ кандидат химических наук Алексей Окунев.

Эффективность такого подхода подтверждает высокое место в первом в России рейтинге вузов по качеству подготовки специалистов в области искусственного интеллекта, которое занял НГУ. В настоящее время в университете реализуется стратегический проект «Цифровое будущее», который получил поддержку программы «Приоритет 2030». Те или иные элементы ИИ присутствуют практически во всех учебных программах НГУ.

Один из ярких примеров — Институт интеллектуальной робототехники (ИИР) НГУ, один из первых, а возможно, и единственный на сегодняшний момент бакалавриат, который специализирован на теме глубокого машинного обучения. Причем открытие собственной магистратуры не предусмотрено, чтобы не провоцировать «застаивание» выпускников. «Все открывают магистратуры, а мы — бакалавриат. Наше предположение в том, что искусственный интеллект — это другая парадигма решения задач, программа сама должна найти алгоритм на основе обучающих примеров. Чем раньше мы приучим студентов к новому методу, тем эффективнее они будут его использовать. Абитуриентам наше предложение нравится»,— рассказал Алексей Окунев.

Образовательная программа выстроена так, что студенты одинаково много внимания уделяют изучению как программирования, так и математики, что обеспечивает достаточно прочную теоретическую базу в подготовке будущих специалистов. Другая особенность заключается в том, что сразу после получения необходимого минимума теоретической базы студенты вовлекаются в проектную и практическую работу.

Это вполне отвечает сложившемуся среди экспертов консенсусу, что кадровый потенциал для новых профессий, связанных с технологиями искусственного интеллекта, лучше готовить на основе сплава сильного фундаментального и прикладного корпоративного образования.

В ИИР НГУ преподаватели одновременно выступают в роли разработчиков, выполняющих поисковые и пилотные проекты в области машинного обучения, технического зрения, беспилотного транспорта как в инициативном порядке, так и за счет средств индустриальных партнеров.

Часть проектов, связанных с использованием технического зрения (одно из направлений систем ИИ), уже опробована в реальном производстве. По соглашению с ООО «Сибирское стекло» был разработан и установлен на одну из производственных линий комплекс обучаемой видеоаналитики, способный решать самые разные задачи, например, вести точный подсчет количества бутылок, которые идут по конвейеру. Использование такой системы позволяет осуществлять подсчет продукции и контроль ее качества на тех участках конвейера, где это сложно (или невозможно) делать с помощью стандартных светодиодных датчиков.

«Преимущество нашего комплекса в том, что это обучаемая система, и это позволяет сотрудникам предприятия в дальнейшем самостоятельно перенастраивать ее, расширяя функционал. Изначально речь шла о задачах, связанных с распознаванием и подсчетом предметов. Но потенциально система способна выявлять и классифицировать дефекты продукции, фиксировать бой стеклотары, попавший на конвейер. Иначе говоря, выполнять работу сотрудников отдела технического контроля»,— отметил Алексей Окунев.

С помощью аналогичных систем можно решать задачу автоматизации рабочих процессов на промышленном производстве, что было показано на одной из сборочных линий завода «Катод».

Производство оптико-электронных приборов включает в себя несколько технологических операций, которые должны проводиться в специальных боксах с агрессивной защитной средой. Для этого сотрудникам приходится использовать специальные перчатки, что сильно осложняет достижение необходимой высокой точности операций.

Очевидным решением стала бы автоматизация процесса, но эта же агрессивная среда требует исключения любых контактов с железом (например, в виде направляющих, обеспечивающих точность работы автоматики), и требовался другой способ добиться нужного качества перемещений манипулятора, заменяющего человеческие руки, и при этом обеспечить возможность постоянной коррекции приводов в зависимости от ситуации.

Для решения этой задачи предприятие обратилось в НГУ, и в Институте интеллектуальной робототехники предложили использовать для управления автоматизированной установкой систему технического зрения. Взяв за основу открытую архитектуру нейронной сети, авторы проекта адаптировали ее к сборочной платформе, созданной на заводе. Затем собрали набор изображений и провели на его основе ее «обучение» так, чтобы она смогла управлять движениями манипулятора с точностью до 0,1 мм.

Прототип системы успешно прошел испытания, и в настоящее время она передана для опытной эксплуатации заказчику.

В результате выполнения ряда таких проектов в университете формируется автономная платформа индустриального ИИ — универсальный комплекс промышленной видеоаналитики, который в настоящее время тестируется уже на восьми предприятиях в разных регионах нашей страны.

Как показала практика, участие в подобных проектах дает студентам значительные преимущества как в выборе места для проведения преддипломной практики, так и для последующего трудоустройства. Сегодня наблюдается настоящий бум технологических решений, использующих машинное зрение, глубокие нейронные сети и связанные с ними технологии ИИ. То, что еще несколько лет назад считалось экспериментальной разработкой, сегодня становится практически обязательным функционалом, стандартом для выпускаемого на рынок продукта. Это формирует постоянно растущий запрос на рынке труда на специалистов соответствующей квалификации. «Крупные корпорации решают эту проблему, используя различные инструменты, включая запуск совместных с вузами образовательных программ, нацеленных на подготовку будущих специалистов “под себя”. Но средний, а тем более малый бизнес не имеет такой возможности, и это обусловливает их высокий интерес к студентам ИИР, многие из которых получают предложения о трудоустройстве еще на стадии обучения»,— подчеркнул Алексей Окунев.

Не меньший интерес вызывают и возможности университета в проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Руководитель Центра взаимодействия с органами власти и индустриальными партнерами НГУ, кандидат математических наук Александр Люлько отметил, что только за последнее время университет заключил более 30 соглашений о подобном сотрудничестве. Среди тех, кто захотел развивать технологии искусственного интеллекта в совместных проектах с НГУ, такие крупные игроки, как «Сбер» и «Ростелеком».

«Вообще, после введения санкций в отношении российской экономики интерес со стороны предприятий к отечественным разработкам стабильно растет. Мы организовали специальный семинар “Индустриальная математика”, где обсуждаются задачи, озвученные со стороны промышленности. А недавно университет провел первый в Академгородке научно-производственный форум “Золотая долина”, где также большой интерес вызвали проекты, связанные с технологиями искусственного интеллекта»,— подчеркнул Александр Люлько.

Решение такого рода задач стало серьезным вызовом для НГУ, который изначально создавался как центр подготовки кадров прежде всего для научных учреждений страны. Но стратегия развития вуза показывает, что ему есть чем на него ответить.

Несколько лет назад в университете запустили суперкомпьютер DL-House, который занял 25-е место в топ-50 лучших компьютеров на территории СНГ и стал основой для работы графического вычислительного кластера, созданного в университете. Это была своего рода проба сил, проект, вокруг которого создавались группы разработчиков, использующих технологии ИИ.

И он доказал высокую востребованность в развитии собственной вычислительной инфраструктуры университета, поскольку нейронные сети и другие модели искусственного интеллекта сейчас развиваются быстрыми темпами, и уже в ближайшие годы имеющихся у НГУ мощностей не хватит даже для демонстрационного запуска современных проектов в области ИИ. «Если университет хочет и далее выпускать специалистов в области информационных технологий высокого уровня, качественное усиление собственных вычислительных мощностей является критически важным условием»,— пояснил Алексей Окунев.

Это стало главной движущей силой возникновения проекта Суперкомпьютерного центра и Центра компетенций по высокопоставленным вычислениям и искусственному интеллекту СКЦ «Лаврентьев», который является важной частью нового университетского кампуса мирового уровня (возводимого на средства национального проекта «Наука и университеты»).

Об этом говорится в соглашении о сотрудничестве между Институтом цитологии и генетики СО РАН и Институтом вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

С момента начала массового секвенирования геномов методы биоинформатики и системной компьютерной биологии прочно вошли в арсенал исследовательских инструментов, используемых во всех областях наук о жизни. Однако в последнее десятилетие их значимость еще более возросла: в связи со стремительным развитием омиксных технологий (геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики) и других высокопроизводительных методов экспериментального исследования молекулярно-генетических систем и процессов в генетике произошел информационный взрыв и она стала главным источником больших данных, перегнав по темпам роста все другие науки и технологии.

«Огромные объемы и сложность накапливаемых в настоящее время  больших  генетических данных требуют создания информационно-программных комплексов,  основанных на новом поколении методов биоинформатики и системной компьютерной биологии, использующих вычислительные конвейеры, реализующие сложные сценарии анализа и интегрирующие большое количество разнообразных программных продуктов и баз данных, в том числе – основанных на использовании методов искусственного интеллекта», – отметил научный руководитель ИЦиГ СО РАН, академик РАН Николай Колчанов.

Естественно, такой подход подразумевает развитие не только собственно биологических методов исследований, но и математического аппарата для работы с ними. Очередным шагом на этом пути стало соглашение о сотрудничестве, заключенное между ИЦиГ СО РАН и ИВМиМГ СО РАН.

Прежде всего речь идет о совместной работе над созданием Интегрированной цифровой платформы «Биоинформатика и системная компьютерная биология».

«Главная наша задача – совместными усилиями создать программную платформу, объединяющую методы анализа геномной информации и математические методы ее обработки для проведения прорывных исследований в области живых систем», – рассказал директор ИВМиМГ СО РАН, профессор РАН Михаил Марченко.

Создаваемый программный комплекс будет ориентирован на поддержку фундаментальных и прикладных исследований в области наук о жизни, в том числе в таких важных направлениях, как биомедицина, фармакология, биотехнологии, сельское хозяйство, экология, биобезопасность.

Кроме того, соглашение подразумевает сотрудничество двух институтов при подготовке специалистов высшей квалификации в области биоинформатики, компьютерной системной биологии, анализа больших данных, анализа изображений, математического моделирования, высокопроизводительных вычислений, а также совместную организацию и координацию научного направления по биоинформатике и компьютерной системной биологии в журнале «Проблемы информатики», издаваемом ИВМиМГ СО РАН.