Можем сами

19 апреля 2022 года в пресс-центре «ТАСС-Сибирь» представители научных институтов Сибири рассказали новых разработках в области импортозамещающих технологий, зарегистрированных патентах, а также о планах их получения и внедрения в производство.

Как отметил в своем выступлении директор национального исследовательского медицинского центра (НИМЦ), член-корреспондент РАН Вадим Степанов, наши медицинские НИИ играют в этом процессе двоякую роль. С одной стороны, практически все они имеют свои клиники, в которых лечатся тысячи сибиряков и потому – выступают крупными потребителями импортных лекарств, оборудования, расходных материалов. С другой – сами выступают разработчиками новых препаратов и технологий. Некоторые из этих разработок вполне могут замещать импортный продукт, другие и вовсе превосходят его и сами вызывают интерес со стороны потенциальных экспортеров.

Если говорить в целом, то ситуация с импортозамещением в области здравоохранения сложилась довольно непростая. «Сегодня на долю отечественных производителей в закупках наших клиник приходится примерно 25 %, остальное – это импортная продукция. И с этими цифрами, конечно, надо работать», - отметил Вадим Степанов.

Дело не ограничивается констатацией фактов, работа идет и началась она не в этом году. На базе одного лишь НИИ кардиологии создаются десятки различных технологий, которые могут заместить зарубежные аналоги. В частности, это комплекс, который позволяет точно локализовать нарушения ритма сердца и проводить прицельное, точечное лечение его нарушений. «Есть зарубежные аналоги, но наш комплекс значительно дешевле и не менее эффективен. Уже создан прототип этого прибора. Впереди его серийное производство», - продолжил Степанов.

Есть и принципиально новые решения, не имеющие импортных аналогов. Это, например, операционный катетер для экстракции тромба из коронарной артерии при коронарном атеросклерозе. Он вводится через сосуды и проникает в место, где расположен тромб, он всасывается и извлекается вместе с катетером.

Еще одно важное направление - – создание отечественных аналогов радиофармпрепаратов, которые сегодня широко применяют в диагностике онкологических заболеваний на ранних стадиях. Этой работой в настоящее время занимаются в НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра (НИМЦ) совместно с Томским политехническим университетом.

«Приведу пример. Для диагностики распространения рака молочной железы эффективно использовать радиофармпрепарат, который производят в Ирландии. Из-за санкций, введенных в отношении России Западом, мы фактически утратили доступ к этому препарату. Мы разработали его аналог и готовы запустить его производство на территории нашей страны в течение полугода», - рассказал директор НИИ онкологии Томского НИМЦ академик РАН Евгений Чойнзонов.

В целом, до конца года томские ученые готовы представить еще ряд отечественных аналогов импортных радиофармпрепаратов. Особенно, если государство прислушается к их предложениям по упрощению ряда бюрократических процедур, связанных с испытаниями новых лекарств, что значительно снизит сроки их испытаний и выведения на рынок.

Вообще, на пресс-конференции говорили не только о разработках, над которыми уже трудятся сибирские ученые, но и о шагах со стороны государства, способных сделать этот процесс более быстрым и эффективным. Причем не все меры, из тех, что сегодня обсуждаются в обществе, так полезны, как это может показаться.

Например, ученых попросили прокомментировать идею отказа от современных международных стандартов в испытаниях новых лекарств и возврата к протоколам времен СССР с целью удешевить и сократить процесс. Участники пресс-конференции не поддержали эту идею. «Прошло тридцать лет, методы и технологии создания лекарств и их проверки существенно поменялись. И если мы вернемся к прежним подходам, то может получим какой-то временный тактический успех, но однозначно проиграем в долгосрочной перспективе», - подчеркнул Вадим Степанов.

А вот если упростить ряд чисто бюрократических процедур в этом процессе (не влияющих на изменение собственно стандартов), то это само по себе заметно ускорит процесс выведения новых фармпрепаратов на отечественный рынок. Также, как отметила главный врач Новосибирского НИИ травматологии и ортопедии Елена Губина, необходима отдельная программа государственных заданий (и государственной поддержки) для НИИ медицинского профиля, которая сделала бы их работу более согласованной и взаимодополняющей.

Сергей Исаев

Фотодиоды нового поколения

Группа ученых из России и Беларуси разработала мощные сверхвысокочастотные (СВЧ) фотодиоды, которые могут использоваться в качестве ключевых компонентов на волоконно-оптических линиях связи. Эти фотодиоды способны выдавать быстроменяющийся ток большой мощности, преобразуя его из быстрого (высокочастотного) лазерного излучения. Технология передачи информации, в которой применяются СВЧ-фотодиоды, относится к радиофотонным и позволяет транслировать СВЧ-сигнал на большие расстояния по оптоволокну почти без потерь и не требует преобразований сигнала вида «аналог-цифра».

Результаты работы коллектива исследователей из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) и Государственного научно-производственного объединения «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника» Национальной академии наук Беларуси (НАНБ) удостоены 21 апреля премии имени академика  В.А. Коптюга и опубликованы в журналах Journal of semiconductors, «Журнале технической физики» и других. Исследование выполнялось при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-72-30023) и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-52-26013).

 Волоконно-оптические линии связи используются повсеместно: в первую очередь, для предоставления широкополосного кабельного интернета и передачи данных сотовой связи. Обычно мы встречаемся с трансляцией именно цифрового сигнала по оптоволокну.

Однако передача аналоговых высокочастотных сигналов на большие расстояния нужна для решения ряда задач спутниковой связи (связи наземных антенн с центром управления), многоканального телевещания (трансляции больших мероприятий, соревнований, передаче видео высокого разрешения в режиме реального времени), синхронизации сетевого времени (при проведении финансовых операций, биржевой торговле, в центрах обработки данных).

 Радиофотонная технология нового поколения Radio Over Fiber (радио-по-волокну) не требует преобразования радиочастотного сигнала в цифровой. Она обеспечивает широкую полосу пропускания (от 10 гигагерц и выше), что эквивалентно передаче десятков-сотен гигабит в секунду на расстояния до ста километров.

Основные компоненты системы передачи данных ― оптоволоконная линия, полупроводниковый лазер, модулятор и фотодиод. Лазер передает информацию по оптоволокну. Модулятор «настраивает» характеристики лазерного луча в соответствии со свойствами входного радиосигнала. Фотодиод, на выходе линии передачи, преобразует оптический сигнал в электрический для подачи конечному пользователю.

«К фотодиоду предъявляются большие требования: ему предстоит, во-первых, выдавать ток большой мощности (десятки-сотни милливатт), во-вторых, ток должен быть быстроменяющийся, следуя за характеристиками лазерного излучения (диапазон частот 10-50 гигагерц). Важно одновременное выполнение двух требований, и его получить значительно сложнее, чем каждого отдельно», ― говорит один из авторов исследования, старший научный сотрудник ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Михайлович Гилинский.

 Разработка конструкции фотодиодов проводилась совместно специалистами НАНБ и ИФП СО РАН, а технология их изготовления была разработана в ИФП СО РАН. Технология сложна и включает 14 этапов, один из важнейших среди них ― синтез многослойной полупроводниковой структуры методом молекулярно-лучевой эпитаксии.

«Полупроводниковая гетероструктура синтезируется на основе твердых растворов индий-галлий-мышьяк и индий-алюминий-мышьяк (InGaAs/InAlAs) на подложке фосфида индия (InP). Тонкие (в десятки и сотни нанометров) слои отличаются по составу — во время синтеза варьируются соотношения молекулярных потоков металлов: индия, галлия и алюминия. Это определяет свойства каждого слоя: поглощающего, барьерного, варизонного. Все вместе они работают так, чтобы фотодиод мог уловить максимальное количество фотонов, быстро и эффективно преобразовать их в носители заряда, при этом минимизировав токи утечки», ― объясняет Александр Гилинский.

После того, как гетероструктура выращена в сверхчистых условиях в вакуумной камере, технологи проводят с ней еще много операций, нужных для получения отдельных фотодиодов. Диаметр фоточувствительной площадки готового компонента от 10 до 40 микрон (микрон – одна тысячная миллиметра). Фотодиод должен быть сравнительно маленьким, так как большой размер препятствует быстродействию ― выдаче часто меняющегося электрического сигнала.

Технические характеристики разработанных устройств аналогичны характеристикам компонентов, производимых за рубежом (в США).

«В Российской Федерации такие фотодиоды на данный момент изготавливались только в ИФП СО РАН. Мы полностью владеем технологией и при необходимости можем в ней что-то поменять, если к изделию предъявляются другие требования», ― подчеркивает Александр Гилинский.

Основные компоненты системы Radio Over Fiber ― полупроводниковые, и материал для них может быть синтезирован с помощью метода молекулярно-лучевой эпитаксии.

«Разработанная технология создания фотодиодов дает нам преимущество ― если нужно сделать структуры для других компонентов (лазера, электрооптического модулятора), у нас накоплен большой опыт. К тому же иметь одну технологию для изготовления нескольких разных приборов было бы выгодно, ― можно использовать одни подходы, они не совпадут на сто процентов, но общее сходство будет», ― добавляет Александр Гилинский.

Конечно, сейчас есть и другой способ транслировать радиосигнал «по проводам» ― для этого используется коаксиальный кабель ― многим он знаком, например, как телевизионный. Но радиосигнал СВЧ-диапазона в коаксиальном кабеле затухает очень быстро (на метровых расстояниях), а по оптоволокну может транслироваться на десятки и сотни километров.

В частности, поэтому применение технологии Radio Over Fiber востребовано при проведении трансляций крупных мероприятий — для многоканальной передачи видео высокого разрешения.

В ближайшее время специалисты ИФП СО РАН планируют рассказать о результатах следующего шага — изготовлении фотоприемника с интегрированным усилителем — на конференции «Мокеровские чтения». Для решения этой задачи исследователи (вместе с коллегами из Томска) применяют технологические приемы, разработанные при создании вышеописанных мощных СВЧ-фотодиодов.

 

Пресс-служба ИФП СО РАН

Десятилетие науки

Президент РФ Владимир Путин объявил 2022-2031 годы в России Десятилетием науки и технологий, следует из указа главы государства, опубликованного в понедельник на официальном интернет-портале правовой информации.

"В целях усиления роли науки и технологий в решении важнейших задач развития общества и страны, учитывая результаты, достигнутые в ходе проведения в 2021 году в РФ Года науки и технологий, постановляю объявить 2022-2031 годы в РФ Десятилетием науки и технологий", - говорится в указе.

Согласно ему, основными задачами проведения Десятилетия науки и технологий являются привлечение талантливой молодежи в сферу исследований и разработок, содействие вовлечению исследователей и разработчиков в решение важнейших задач развития общества и страны, повышение доступности информации о достижениях и перспективах российской науки для граждан.

Путин также образовал координационный комитет по проведению Десятилетия науки и технологий, его сопредседателями стали помощник президента Андрей Фурсенко и вице-премьер Дмитрий Чернышенко. Всего в состав комитета вошли более 30 членов.

Президент поручил правительству в трехмесячный срок утвердить рассмотренный координационным комитетом план проведения тематического Десятилетия, обеспечить подготовку и ежегодное рассмотрение отчетов о ходе реализации такого плана, обеспечить все необходимое финансирование. В свою очередь властям субъектов РФ рекомендуется принять участие в реализации плана, а также разработать и утвердить региональные планы.

Физика на службе агрария

В наше время достаточно много пишут о трагических страницах отечественной биологической науки, о разгроме генетики, о навязывании мракобесных идей сторонниками Трофима Лысенко и тому подобное. Да, всё это было. Однако эти трагические события несколько затеняют предшествующий период, когда в научной периодике регулярно появлялись статьи о достижениях советских генетиков, велись рассуждения о законах наследственности, о новых подходах к селекции на основе генетических исследований. Действительно, было время, когда генетику никто и не думал объявлять «продажной девкой империализма».

Весьма примечательно, что начало 1930-х годов было если и не золотой эпохой нашей науки, то уж по праву – эпохой грандиозных замыслов, воплощавшихся в интересные инновационные разработки, чья актуальность не утрачена и по сей день. Это касается не только генетики. В свое время мы уже писали о том, что с подачи академика Абрама Иоффе физика пришла на помощь аграриям. В принципе, научные основы сельского хозяйства закладывались не только с участием агрономов. Физика предлагала здесь свою помощь самым «нестандартным» образом. Уже в те годы отмечалось ее растущее влияние на другие науки – химию, биологию, геологию, астрономию и т.д. Агрономические науки, хоть и с некоторым запозданием, но также оказались в сфере влияния физики.

Заслуга академика Абрама Иоффе как раз в том и заключалась, что он обосновал важность привлечения физических методов исследования к сельскохозяйственной практике, обосновал применение физических способов к управлению факторами урожайности и продуктивности. Этими вопросами занимались соответствующие научные организации, одну из которых возглавлял сам академик Иоффе.

В 1932 году в Советском Союзе был создан Физико-агрономический институт В 1932 году в Советском Союзе был создан Физико-агрономический институт, в задачу которого как раз входил поиск путей и методов привлечения физики в борьбе за высокие урожаи с полей и за высокую продуктивность животноводства. С самого начала Институт должен был найти пути решения как минимум трех важнейших проблем. Первая проблема была связана с поиском возможностей искусственного улучшения структуры почв. Вторая проблема касалась использования искусственного освещения растений в условиях закрытого грунта. Третья проблема касалась влияния ультрафиолетового света на животные организмы.

Таким образом, оказывая воздействия на почву, растения и животных, Институт пытался придать им новые полезные свойства, параллельно вооружая агрономические науки более точными методами измерений.

Как мы знаем, для решения первой проблемы издавна применялись такие традиционные методы, как вспашка, боронование, культивация,  посев многолетних трав и внесение в почву органических удобрений в виде навоза. Институт должен был решить проблему улучшения почвенной структуры по-новому. Основная задача сводилась здесь к тому, чтобы найти способ заполнения пор между частицами почвы специальными жидкими системами, которые после отвердевания образовывали бы механически непрочные прослойки, способные удерживать влагу. Для этого требовалось найти подходящие вещества, способные играть роль такого заполнителя. В ходе исследований выяснилось, что такими «структурными удобрениями» могут стать продукты переработки древесины. Наиболее дешевыми продуктами являются торф и отброс бумажной промышленности – сульфитный щелок. Первый дает торфяной клей, а второй – так называемый коллоид А.

Проведенные Институтом лабораторные испытания показали возможность применения указанных продуктов в полевых условиях. Так, в 1934 году в научной печати сообщалось, что на опытном участке, где были проведены работы по такому искусственному структурированию почвы, удалось получить рекордный урожай овса – 30–40 центнеров с гектара. Как комментировали специалисты Института, искусственное структурирование повышает водопроницаемость почвы и уменьшает общий расход воды за счет снижения испарения с поверхности. Изменяется капиллярная влагоемкость почвы. Даже сыпучие кварцевые пески получают комковатое строение и приобретают положительные физические свойства. Они начинают задерживать влагу и уменьшают испарение с поверхности. Всё это, так или иначе, положительно сказывается на урожайности.

Еще одни важным направлением исследовательской деятельности Института стала работа по формированию благоприятного микроклимата в условиях закрытого тепличного грунта. Возможно, немногие знают, что именно тогда, в начале 1930-х годов, наши специалисты предложили использовать прозрачную пленку в качестве замены традиционному стеклу. Многочисленные работы с такой пленкой (прежде всего, для защиты цитрусовых культур на юге страны и опыты на севере в Хибинах) характеризовали пленку с лучшей стороны. Одно из важных свойств пленки (в отличие от стекла) – возможность пропускать ультрафиолетовые лучи, имеющие огромное значение для развития организмов. На этом основании ученые рекомендовали внедрение прозрачной пленки в тепличное хозяйство страны (то же самое предлагалось сделать и в отношении зданий лечебно-профилактического направления – больниц и санаториев).

Институту удалось поучить пленку, которая была в 50 раз легче стекла и обладала высокой прочностью, что позволяло ее безбоязненно транспортировать в различные пункты страны. Необходимо заметить, что процент боя стекла во время перевозок нередко доходит до 60%, и осколки становятся совершенно непригодными для использования. Тогда как ремонт пленки в случае разрыва осуществлялся простым склеиванием.

Испытания в полевых условиях показали, что пленка обеспечивает также и защиту от излучения, то есть от отдачи тепла почвой. Кроме того, она до минимума сокращает испарение воды почвой и усиливает накопление питательных веществ, в частности, азота. На примере пленки специалисты Института убедились в существенной возможности изменять световой и тепловой режим почвы и растений. В итоге перед отечественной наукой открывались перспективы воздействия на природу в таких масштабах, о чем до тех пор никто не мог и мечтать. Сдерживала, разве что, цена такой пленки. Но ученые уже тогда работали над ее удешевлением.

Параллельно шло изучение теплофизических свойств почвы (на что до этого не обращали внимания). В ходе исследований было установлено, что мы можем не только получить точные характеристики почвы относительно уровня тепла и влаги, но и поставить вопрос о регулировании тепла в почве непосредственным воздействием на ее поверхность. В Институте был сконструирован специальный прибор, измеряющий способность почвы получать тепловую энергию. С помощью такого прибора, утверждали ученые, можно подбирать вещества, резко изменяющие свойства почвы в плане ее теплоемкости и теплоотдачи.

Помимо этого, в Институте проводились работы по выявлению наиболее экономичной - с точки зрения потерь тепла - форму поверхности. Получив предварительные результаты, ученые приступили к полевым опытам для проверки возможности задержания тепла в почве путем особой ее обработки. Аналогичные работы проводились и относительно возможностей удержания влаги в почве. В частности, Институтом изучалась возможность регулирования испарения воды. Совокупно указанные исследования были нацелены на создание такого культурного пахотного слоя, который мог бы в перспективе обеспечить наивысшую производительность почвы, то есть дать наибольший урожай нашим полям.

Как видим, отечественная физика примерно 90 лет назад создала важнейшие заделы для очень важного направления, которое сегодня прочно увязывается с темой продовольственной безопасности. И показательно здесь то, насколько современно звучат упомянутые выше исследования, равно как и их цели и задачи.

Николай Нестеров

СКОЛКОВО в Сибири

С 11 по 14 апреля 2022 года в ИЦиГ СО РАН прошла выездная стажировка для участников образовательной программы «Школа управления исследовательскими программами» от Московской школы управления СКОЛКОВО, реализуемой по заказу Министерства науки и высшего образования РФ. Цель стажировки – актуализация представлений о ситуации научно-исследовательских организаций, тренировка управленческих и аналитических навыков, проверка проектных гипотез на базе принимающей организации. В 2020 году на базе ИЦиГ уже проходила выездная стажировка для участников образовательной программы СКОЛКОВО «Лидеры научно-технологического прорыва». Опыт оказался удачным и его было решено повторить.

На протяжении нескольких дней участники программы изучали методы организации научно-исследовательской работы и администрирования проектов, применяемые в ФИЦ ИЦиГ, интервьюировали представителей руководства и научных сотрудников исследовательского центра. Все проходило в формате живого диалога, пользу из которого почерпнули как участники программы, так и принимающая сторона.

«Участников стажировки интересовали принципы организации и работы наших Центров коллективного пользования, вивариев, клиник, молодежных лабораторий и ряд других вопросов. Со своей стороны, в качестве итоговой работы мы предложили нашим гостям сформулировать пакет предложений для организации работы ИЦиГ в новых условиях. Конечно, речь идет о предложениях, а не о руководстве к действию. Мы рассчитываем, что такой свежий взгляд окажется продуктивным», - подытожила заместитель директора ФИЦ ИЦиГ СО РАН по организационной и образовательной деятельности Анна Трубачева.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

 

Диагностика без рутины

Беседа с ведущим научным сотрудником лаборатории аналитики потоковых данных и машинного обучения НГУ, кандидатом физико-математических наук Евгением Павловским

– Евгений Николаевич, ваша лаборатория активно взаимодействует с Новосибирским Федеральным центром нейрохирургии. Поясните, как аналитика потоковых данных может прилагаться к современной медицине?

Хочу обратить внимание на то, что в названии нашей лаборатории присутствует еще и понятие «машинное обучение». Так вот, методы машинного обучения сейчас очень активно применяются в самых разных прикладных областях, в том числе и в медицине. В частности, речь идет о распознавании заболеваний по снимкам. Именно этим мы сейчас и занимаемся. Конкретно, речь идет об опухолях головного мозга. С помощью машинных алгоритмов мы в состоянии автоматически определить тип опухоли, то есть осуществить классификацию. Также мы можем автоматически установить контуры этой опухоли. Поскольку в этих задачах очень большая вариативность, то решать их классическим способом - как это обычно делается - очень сложно. Именно поэтому здесь весьма разумно применять методы машинного обучения, имея в своем распоряжении несколько тысяч обучающих примеров. Все это предоставляется «машине», которая пытается извлечь из этого определенную закономерность.

- Я правильно понимаю, что классический способ – это когда снимки внимательно рассматривает конкретный специалист, затрачивая на это уйму времени?  «Машина», работающая по специальной «обучающей» программе, способна делать это гораздо быстрее и эффективнее.

– В принципе так и есть. Только нужно понимать, что машина не в состоянии делать окончательные выводы. Выводы всегда делает человек, который и принимает ответственность за принятое решение. Машина чем-то заменяет человеческий глаз, определяя тип опухоли и ее границы. И делает она это гораздо быстрее человека.

- Можно ли сказать, что машина в состоянии заменить в этой области определенное количество людей? Условно говоря, вместо того, чтобы нанимать сотню специалистов, вы устанавливаете одного робота.

Думаю, что пока так сказать нельзя. Конечно, в каком-то смысле такая угроза есть, поскольку благодаря этим машинам один специалист в состоянии выполнить конкретную работу за десять минут, а не за несколько часов. Дело в том, что у врача-радиолога есть много других задач – менее рутинных. То есть мозг специалиста можно использовать более эффективно, нежели просто рисовать контуры опухоли.

- То есть машина берет на себя как раз рутинную часть работы?

Да, именно так. Рутинные задачи целесообразнее переложить на машину. Хотя на этот счет есть разные мнения. Рутина никому не нравится, но без рутинной работы у человека не возникает озарения.

- Скажите, а почему вы сосредоточились именно на проблеме опухолей головного мозга? Неужели это так актуально?

Здесь сыграли свою роль сразу несколько факторов. Пожалуй, самое важное здесь то, что в Новосибирске есть очень хорошая школа радиологов. Здесь как бы соединились два направления. С одной стороны, существует практика диагностики и операций по головному мозгу в Федеральном центре нейрохирургии. И, с другой стороны, есть практика определения опухоли и ее границ. Естественно, сюда входят и сотрудники упомянутого Центра, и такой известный в стране специалист-радиолог, доктор медицинских наук, как Андрей Юрьевич Летягин. Он, кстати, и руководит нашим проектом. Как раз у себя в университете мы и собрали эту мультидисциплинарную команду – математиков, врачей, радиологов, программистов. Нам удалось собрать коллектив и выиграть грант РФФИ №19-29-01103, который дополнительно подтвердил актуальность нашей работы. Собственно, по результатам этого гранта мы и получили определенные решения.

- На какой стадии находится сейчас работа вашей команды?

Если говорить о стадиях готовности технологии, то мы уже вышли на уровень создания прототипа, который можно пробовать использовать в клиническом процессе. Правда, пока мы еще не прошли клинических испытаний. Здесь надо отметить, что не так давно появились государственные стандарты на клинические испытания алгоритмов искусственного интеллекта в медицине, в частности, в радиологии. Эти стандарты уже утвердили, но пока что речь идет о первой части, где об опухолях ничего не сказано. Но мы, естественно, твердо настроены на то, чтобы пройти эти испытания.

Что касается программного обеспечения, то мы разработали специальное приспособление – прототип автоматизированное рабочее место врача радиолога (АРМ), который радиолог может встроить в свою практику и, таким образом, использовать наш алгоритм для быстрой автоматической сегментации.

- Сколько еще понадобится времени для окончательного завершения работы?

Полагаю, для этого необходимо еще несколько месяцев. То есть уже в этом году. Здесь всё будет зависеть от площадки для внедрения. Основной вопрос упирается в то, где мы будем внедрять разработку, кто готов внедрить наши результаты исследований. На данном этапе мы как раз и ищем эту площадку.

- А есть у вас какие-то финансовые затруднения? Мне очень часто приходилось слышать от разработчиков жалобы на недостаток средств для завершения работ.

Нет, я так не думаю. У нас продолжается грант, который заканчивается как раз в этом году. Правда, должен заметить, что грантом не предусматриваются задачи внедрения. Его задача – поиск нового научного знания. Нас поддержал, как известно, Российский фонд фундаментальных исследований, ныне РНФ. Новое знание мы нашли, о чем свидетельствуют наши публикации. Но мы на этом не останавливаемся. Мы хотим, чтобы наша разработка вошла в практику. И вообще сама наша лаборатория ориентирована как раз на практику. Как я уже сказал, прототип у нас готов, и теперь осталось найти площадку, где можно будет встроить нашу разработку в конкретный рабочий процесс.

- Не возникнет ли тогда необходимости в поисках дополнительных средств финансирования для осуществления процесса внедрения?

Я отвечу так. Если бизнес-модель выстроена правильно, если ваша разработка в самом деле помогает людям, то это должно приносить выгоду тому, кто всё это будет использовать. Сейчас происходит взаимодействие с некоторыми компаниями, которые могли бы включить это к себе в рамках какого-то масштабного решения. Опухоли мозга – лишь частный случай анализа МРТ-снимков. В общем, мы ищем партнеров для внедрения нашей разработки.

- То есть к данной разработке возможен большой интерес со стороны коммерческих компаний?

– Должен заметить, что в зарубежных клиниках и некоторых московских медицинских учреждениях уже применяют алгоритмы искусственного интеллекта. Там же, собственно, отрабатываются государственные стандарты по клиническим испытаниям. Мы хотим посотрудничать с ведущими организациями. Однако, подобные истории успеха почему-то сосредоточены именно в Москве и Санкт-Петербурге. Поэтому нам придется подтвердить статус Новосибирска как интеллектуальной столицы Сибири и осуществить такой успех у себя.

- Насколько уникальна ваша разработка?

В России есть несколько команд, занимающихся подобной проблематикой – именно по опухолям. Что касается международного уровня, то мы второй раз приняли участие в международном конкурсе, посвященном как раз проблеме сегментации опухолей. В прошлом наша команда выступила там хорошо и попала в лидеры по задаче сегментация опухоли головного мозга и оценкам связанной с ней неопределенности. В этом году из тысячи команд мы попали в пятнадцать лучших (на валидации). Главное то, что мы поняли – для самих себя - свое реальное место в мире. И пока что с уверенностью можем сказать, что наша команда находится на достаточно высоком уровне. Думаем, в России нам удастся войти в число лучших.

Беседовал Олег Носков

Красота Приэльбрусья в смартфоне

Открыть красоту Приэльбрусья с его заповедными территориями, высокогорными лугами, заснеженными предгорьями и живописными водопадами станет проще с интерактивной картой. С ее помощью туристы смогут сориентироваться на местности и разработать маршрут, определить место для ночлега и изучить модель рельефа с отметками высот, записать трек и внести путевые заметки. Разработчиком карты выступила компания Дата Ист – корпоративный партнёр Русского географического общества.

Говорят, что не влюбиться в этот край невозможно. Приэльбрусье круглый год притягивает любителей пешего туризма, скалолазов и поклонников горнолыжного спорта. Высочайшую вершину России и Европы – Эльбрус – мечтает покорить каждый альпинист. Однако с помощью канатной дороги подняться высоко в горы и насладиться потрясающими видами теперь могут не только подготовленные спортсмены. На интерактивной карте обозначены канатные дороги с отметками высот, что открывает возможности побывать в горах даже самым маленьким путешественникам.

Дата Ист выпустила новую интерактивную карту для туристов Интерактивная карта включает достопримечательности республик Северного Кавказа: Карачаево-Черкесии, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии - Алании и территории Приэльбрусья. Эти места известны природными заповедниками и национальными парками. Увидеть своими глазами Седовласый Эльбрус, вершины которого прячутся в облаках, и знаменитые Чегемские водопады (Абай-су), которые зимой превращаются в гигантские сосульки, прокатиться на сноуборде по крутым склонам Чегета, пройти извилистой дорогой перевала Кыртык, испить целебной воды в источниках Долины Нарзанов, окунуться в водопад «Девичьи косы», где снимались эпизоды фильма «Вертикаль», - это значит познакомиться лишь с малой долей памятников природы, которыми наделен этот удивительный край.  

Созданная карта позволяет путешественникам получить информацию о туристических базах и кемпингах, смотровых площадках и других объектах инфраструктуры, природных достопримечательностях. В ней отмечены границы национальных парков и заповедников, сведения о возможности их посещения. Загрузив карту в смартфон c помощью бесплатного приложения CarryMap, можно использовать ее без подключения к интернету. Туристы могут записывать треки, привязывать фотографии к точке на карте и делиться полезной информацией с друзьями.

Ранее компанией «Дата Ист» были опубликованы карты парков «Зюраткуль» и «Зигальга» в Челябинской области, природного парка «Иремель» в республике Башкортостан, парка «Русская Арктика» в Архангельской области, Найн-Майл-Каньона, национальных парков Глейшер и Секвойя (США), Курильского заповедника в Сахалинской области, заповедника «Столбы» в Красноярском крае, Курайской впадины и окрестностей Телецкого озера в Республике Алтай, плато Маньпупунер в Республике Коми, карты озер Хакасии и островов Белого моря в Карелии, карта Монголии и многих других привлекательных для туристов мест.

Скачать карту Приэльбрусья и республик Северного Кавказа https://carrymap.com/ru/resources/gallery/mapgallerylibrary/maps-for-outdoor-activities/elbrus-region/

Екатерина Вронская, пресс-центр компании «Дата Ист»

"Новая нефть" Новосибирска

Термин «креативные индустрии» звучит все чаще и чаще. Но что за ним стоит, насколько серьезным является вклад этого сектора в науку и экономику, надо ли Новосибирску стремиться стать креативной столицей если не страны, то Сибири – эти вопросы обсуждались на очередном заседании Клуба межнаучных контактов в Академгородке.

Предложила эту, несколько необычную для Клуба тему ректор Новосибирского государственного университета архитектуры, дизайна и искусств им. А.Д. Крячкова Наталья Багрова.

Вообще, по словам ректора НГУДИ, появление этой темы в повестке Клуба межнаучных контактов – своего рода просьба о помощи. «Помощь нужна в определении стратегических ориентиров развития в нашем регионе большого конгломерата, возможно, новых локомотивов для ряда смежных отраслей, которые сегодня небрежно накрыты метафорой «креативные индустрии»».

Очень сложно выдать краткое и, одновременно, емкое определение того, что это такое на самом деле. Это мозаика самых разных нематериальных производств. Одни – IT-технологии, smart city, промышленный дизайн, медиа, издательское дело, музеи – прямо связаны с сферой исследований, другие так или иначе питаются ее плодами.

 «Коммерциализация креатива очень похожа на коммерциализацию науки, поскольку в центре находится добавочная стоимость, получаемая за счет применения интеллектуальной собственности», – отметила Наталья Багрова.  Различие же заключатся в том, что наука сосредоточена на получении новых знаний, а креативные индустрии – на погоне за «новой нефтью». 

Ректор Новосибирского государственного университета архитектуры, дизайна и искусств им. А.Д. Крячкова Наталья Багрова Как известно, «люди – новая нефть» – это метафора, введённая в публичный оборот Сергеем Ивановым в 2009 году для обозначения того, что в экономике знаний человек является ключевым ресурсом, и нужно инвестировать средства в человеческий капитал. И креативные производства, которые основаны на талантах и компетенциях людей, их творчестве, полностью вписываются в эту концепцию. Один «креативщик» трудоустраивает еще восьмерых смежников из других, поддерживающих сфер – маркетинга, дистрибуции, полиграфии и так далее, отметила ректор НГУДИ и поделилась тревогой: «Способная молодежь и раньше перетекала из Сибири в столичные города, а в свете последних событий дизайнеры полетели из России быстрее айтишников». Но принятие грамотной стратегии позволит Новосибирску, напротив, стать центром притяжения «человеческого капитала», как минимум, в масштабах Сибири, который станет ключевым ресурсом для развития экономики нашего региона.

В настоящее время креативная отрасль набирает обороты, играет всё более и более заметную роль в экономике России, ее регионов и городских агломераций. Этой теме был посвящен доклад старшего научного сотрудника Института экономики и организации промышленного производства СО РАН, к.э.н. Ольги Валиевой. Она показала роль креативных индустрий в общем процессе инновационного развития, уровень которого определяет международный индекс, а на его исчисление прямо влияет субиндекс creative outputs. Последний, в свою очередь, зависит от доли нематериальных активов, креативных продуктов и услуг, а также IT-сектора в структуре валового внутреннего продукта (ВВП) той или иной страны.

«У креативных индустрий есть нормальные единицы измерения и методики расчетов. Если же говорить об интегрирующем индексе инновационности, то тут Россия далеко не в числе первых», – подчеркнула Ольга Валиева.

Правда, и не среди последних, в мировом списке наша страна на 45 месте, в европейском – на 29 из 56 (включая непризнанные государства). В списке десяти лидеров инновационности среди «стран с доходами выше средних» Россия стоит на шестой позиции: после, в частности, Китая, Турции и Таиланда и перед Мексикой и Сербией. Есть ряд положительных трендов. Например, последние пять лет у нас в стране нарастал поток заявок на товарные знаки, чему не препятствовала и пандемия: прошлый год дал 13%-ю прибавку к позапрошлому.

Помимо общих трендов и принципов развития креативных индустрий, участники заседания обсудили и ряд конкретных кейсов. Продюсер мультипликационного проекта «Маша и Медведь» (выпускник мехмата НГУ) Дмитрий Ловейко рассказал о феномене якутского кино, когда частная инициатива создания фильмов с этническим колоритом благодаря поддержке регионального правительства переросла в тренд, заметный на общероссийском уровне и отмеченный наградами зарубежных кинофестивалей.

Председатель комитета по развитию социальной инфраструктуры и человеческого капитала Федеральной территории «Сириус» Андрей Литвинов привел пример, какой эффект дает нестандартный подход в решении стандартной задачи: в одном небольшом городе он уговорил заказчика на проект абсолютно прозрачной газовой котельной. Коммунальный объект стал арт-объектом, новым символом города, точкой притяжения туристов и экскурсантов. Одно из преимуществ такого подхода в том, что он по силам бюджету большинства райцентров, а эффект может проявляться не только в туризме, но и изменении отношения их населения к «малой родине».

Широкий набор креативных практик представила директор Государственной публичной научно-технической библиотеки СО РАН, д.и.н. Ирина Лизунова. В ее докладе прозвучали десятки примеров: от международного фестиваля «Книжная Сибирь», всероссийских Фестиваля науки и «Библионочи» до летних чтений «У фонтана», концертов новосибирских композиторов «Неоклассика» и акции «#Аутизмнеприговор».

В ходе заседания прозвучало немало инициатив, которые, хоть и не будут оформлены в виде какой-то резолюции (этого не предполагает сам неформальный статус Клуба), но дают однозначный ответ – Новосибирск обладает достаточным потенциалом чтобы претендовать на роль креативной столицы восточной части страны. И если этот потенциал будет реализован, он даст существенный импульс развитию региона, кардинально изменит качество жизни горожан.

Сергей Исаев

Попигайские алмазы: долгая дорога к рынку

Их сотворил взрыв

Около 35,7 миллионов лет назад в Землю в 200 километрах от побережья Северного Ледовитого океана в районе бассейна реки Попигай — там, где Якутия граничит с Красноярским краем, — врезался крупный астероид диаметром около 5 километров. В результате удара произошел мощнейший взрыв, сопровождавшийся огромными температурами (более 2 000 °C) и немыслимым давлением. Породами мишени были гнейсы. От взрыва содержащийся в них графит перешел в алмазы, которые оказались разбросаны на огромные расстояния. На месте происшествия осталась воронка диаметром около 100 километров. Она получила название Попигайский метеоритный кратер, или Попигайская астроблема.

В результате удара космического тела в атмосферу было выброшено такое количество пыли и газа, что оно на многие годы уменьшило приток солнечного тепла к поверхности Земли. Это привело к резкому похолоданию на всей планете, ледниковому периоду, уничтожавшему огромное количество видов флоры и фауны.

Котловина Попигайского кратера была открыта в 1946 году советским геологом Д. В. Кожевиным и стала местом геологоразведочных работ. В 1971 году Виктор Людвигович Масайтис (Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского) доказал метеоритное происхождение астроблемы. В том же году внутри кратера обнаружили алмазы, названные импактными и представляющие собой композит алмазной кубической и лонсдейлитовой гексагональной фаз. Было разведано два крупных алмазных месторождения: Ударное и Скальное. Запасы первого оценили в 7 миллиардов карат, второго — в 140 миллиардов карат. Интересно, что еще до открытия кратера, в 1969 году, за его пределами были найдены странные алмазы, названные якутитами, и лишь позднее была обоснована их связь с Попигайской астроблемой. 

Сверхсекретность. Перерыв

Попигайские алмазы оказались непригодными для ювелирной обработки, но выяснилось, что они обладают удивительной абразивной способностью, в среднем в два раза превышающей обычные монокристальные и синтетические алмазы. Это делает их перспективными для использования в инструментальной промышленности.

В Хатанге, поселке на севере Красноярского края, построили обогатительную фабрику. Там дробили тагамиты — алмазсодержащие переплавленные породы мишени. Дробленый материал поступал на флотацию, откуда уже выходил концентрат, содержащий графит и алмазы. Извлечение последних происходило в других городах СССР. Все эти работы были засекречены. Тогда было добыто около 200 тысяч карат импактных алмазов, часть из них использовали для технологических испытаний. 

Однако в 1986 году проект неожиданно закрыли. По подсчетам специалистов, выгоднее было сосредоточиться на производстве синтетических алмазов, чем организовывать добычу натуральных камней в условиях Севера.

На сегодняшний день Попигайская астроблема остается единственным в мире месторождением импактных алмазов с извлекаемыми запасами.

На сегодняшний день Попигайская астроблема остается единственным в мире месторождением импактных алмазов с извлекаемыми запасами Попигайское месторождение было рассекречено в 2012 году. Летом 2013 года туда отправилась экспедиция Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, сотрудники которого уже несколько лет по собственной инициативе изучали концентрат попигайских алмазов, добытый в 1970-х годах. Экспедицию спонсировала компания «Алмазы Анабара». Нужно было отобрать образцы для минералогических, петрографических и технологических исследований.  

До 2014 года технологическое изучение попигайских алмазов ИГМ СО РАН проводил совместно с Институтом сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины (Киев). После эти работы были продолжены с Национальной академией наук Беларуси. Исследования ученых подтвердили, что импактные алмазы в среднем вдвое превосходят природные кимберлитовые и синтетические по абразивной стойкости, а вдобавок имеют повышенную термостойкость. Это делает их чрезвычайно перспективными конкурентами синтетическим алмазам. Однако месторождение до сих пор не разрабатывается, импактные алмазы не представлены на рынке и не используются пока в технологиях. 

Следующая научная экспедиция ИГМ СО РАН на Попигайский кратер состоялась лишь в 2021 году, когда импактными алмазами заинтересовались компании АФК «Система» и АО «Поиск Золото».

«Мы занимаемся всеми аспектами изучения Попигайского кратера. Это геология, геологоразведка, лицензирование территорий для детального изучения, технологические аспекты обогащения алмазоносных пород, а также технология и экономика использования импактных алмазов», — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории литосферной мантии и алмазных месторождений ИГМ СО РАН Валентин Петрович Афанасьев.

Сверхпрочный абразив

По авторской оценке В. Л. Масайтиса, общие запасы импактных алмазов на Попигае оцениваются в 1 129 миллиардов карат. Они должны составить конкуренцию синтетическим алмазам, а в некоторых отраслях — и вовсе заменить их.

«В год мировая промышленности потребляет около 15—17 миллиардов карат синтетических алмазов. Сегодня почти все они закупаются в Китае, монополисте в этой области. Однако большую часть этой продукции составляет дешевая синтетика с обычной алмазной абразивной способностью, но низкой термической устойчивостью. Дело в том, что такие алмазы формируются в металлической среде в аппаратах высокого давления, и металл-катализатор мельчайшими капельками входит в сами кристаллы. При нагреве эти капельки расширяются и разрушают алмаз», — рассказывает Валентин Афанасьев.

Таким образом, китайские синтетические алмазы отлично подходят для шлифовки тротуарных плит, но гораздо хуже работают в высоких технологиях, например в буровом инструменте, при обработке трудношлифуемых материалов и так далее. 

По сравнению с синтетическими, попигайские алмазы выдерживают температуры на 250 °C выше и имеют в два раза лучшую абразивную способность. По словам исследователей, они смогут выдержать любые параметры бурения.  

В 2014 году ученые ИГМ СО РАН совместно с коллегами из Института сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля, соединив импактные алмазы с кремнием, смогли изготовить из них композит, который по устойчивости на 20—53 % превосходит аналоги из синтетических алмазов. Это позволяет разработать перспективный инструмент для буровых работ, металлообработки и так далее.

Уже получен патент на использование импактных алмазов для магнитоабразивной обработки трудношлифуемых поверхностей. «К ним относятся твердые материалы типа чистого кремния или топливные элементы для атомных электростанций, которые изготавливаются из циркониевого сплава, очень трудного для шлифовки. Оказывается, что импактные алмазы здесь в два с лишним раза эффективней, чем синтетические», — говорит Валентин Афанасьев.

В ходе опытов в Объединенном институте машиностроения НАН Беларуси выяснилось, что сам дробленый тагамит, из которого добываются импактные алмазы, можно использовать в качестве абразивного материала. Сейчас на эту технологию готовится патент. Более того, оказалось, что концентрат после флотации содержит около 25 % графита, который подходит для использования в электротехнической промышленности. Это резко повышает эффективность отработки Попигайского месторождения.

Также перспективной с промышленной точки зрения может оказаться более крупная, монокристальная алмазная фракция — якутиты. Они пока технологически не изучены, поскольку у исследователей нет достаточного количества материала. 

«Предполагается, что себестоимость уже готовых для использования импактных алмазов будет составлять от доллара до двух за карат. Рыночную стоимость еще предстоит определить», — отмечает Валентин Афанасьев.

Это и составляет одну из основных проблем выхода на рынок: пока нет рыночной стоимости, невозможно посчитать, насколько рентабельной окажется добыча этого сырья. Узнать же это можно только после того, как будет введена в эксплуатацию обогатительная фабрика (ученые предлагают построить ее прямо на Попигайском месторождении).

«Еще одна причина, почему важно развивать Попигайское месторождение, — санкционное давление Запада. Значительная часть высокотехнологичных инструментов, без которых не может функционировать промышленность, поступала из Германии, Швеции и других развитых стран. В России нет своего абразивного материала, который бы лег в основу инструментальной промышленности, мы закупаем синтетические алмазы у Китая, монополиста в этой области, — говорит Валентин Афанасьев. — Поэтому введение в эксплуатацию Попигайского месторождения импактных алмазов не только обеспечит российскую промышленность, но и даст важный экспортный материал, который будет востребован за рубежом из-за уникальности своих свойств. А запасы импактных алмазов можно считать неисчерпаемыми».

Экспедиция-2021

Инвесторами экспедиции 2021 года выступили компании АФК «Система» и АО «Поиск Золото». Специально для изучения Попигая было создано ООО «Флагман», долю в котором, помимо вышеупомянутых компаний, получило АНО «Центр содействия развитию инновационных технологий» (Новосибирск), учрежденное Сибирским отделением РАН и фондом «Технопарк Академгородка». 

Главной задачей экспедиции было набрать материал, чтобы отработать методику обогащения — для этого технологи запросили не менее трех тонн тагамита. Экспедиция проходила с конца июля по начало сентября 2021 года в юго-западной части Попигайского кратера. До места назначения из Хатанги добирались вертолетами. Почти половина из 12,5 миллионов рублей финансирования ушла на обеспечение транспорта.

«Перед нами была поставлена задача, во-первых, привезти так называемую технологическую пробу — около трех тонн породы, чтобы с ее помощью впоследствии можно было наладить процессы обогащения. Во-вторых, нам нужно было обработать 30 кубометров речных отложений в районе месторождения Скальное. На этом участке еще во время исследований в советские годы было обнаружено повышенное содержание якутитов», — рассказывает начальник экспедиции, заведующий лабораторией литосферной мантии и алмазных месторождений ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Николай Сергеевич Тычков. 

Якутиты представляют собой импактные алмазы, сформированные в эпицентре удара, выброшенные за пределы кратера и выпавшие на его поверхность. Из них также можно изготавливать различный абразивный инструмент. Речные отложения нужно было набирать по разным ручьям, сортировать по крупности специальными ситами, а затем с помощью обогатительного оборудования отделять тяжелые минералы, среди которых содержатся якутиты.

«Следующей частью нашей работы в экспедиции была рекогносцировка территории вокруг месторождения Скальное. Стояла задача задокументировать обнажения, узнать условия проходимости. Это необходимо, чтобы понять, как в дальнейшем организовывать работы на Попигайском кратере», — говорит Николай Тычков.

Что потом?

Сейчас в НАН Беларуси изучают технологические свойства попигайских алмазов. Технологию обогащения отрабатывают в Сибирском федеральном университете (Красноярск). Институт геологии и минералогии СО РАН занимается геологическими и минералогическими аспектами изучения Попигайского кратера, а кроме того — координирует все исследовательские работы. Экономическую целесообразность использования импактных алмазов просчитывает Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН. 

Для того чтобы начать добычу, помимо экономических расчетов и отработанной технологии обогащения, ООО «Флагман» нужно получить лицензию на освоение месторождений Попигайского кратера. Пока промышленников интересуют наиболее изученные из них — Скальное и Ударное. 

Однако на сегодняшний день оба этих участка находятся в нераспределенном фонде и не переданы в освоение. Кроме того, запасы, поставленные на баланс, отнесены к категории «алмазное сырье», что делает лицензию очень дорогой. В 2019 году сотрудники ИГМ СО РАН предложили перевести запасы Попигайской астроблемы в категорию абразивного материала, чтобы придать проекту большую инвестиционную привлекательность. 

«Пока мы планируем взять три лицензии на геологическое доизучение, которые стоят гораздо меньше. Это позволит проводить на Попигайском кратере полевые и разведочные работы», — говорит Валентин Афанасьев.

По подсчетам ученых, если добыча на кратере будет организована, примерно через десять лет спрос на импактные алмазы может достигнуть около одного миллиарда карат в год.

Диана Хомякова

Союз Новосибирска и Сочи

Университет «Сириус» и Новосибирский государственный университет подписали соглашение о сотрудничестве, в рамках которого договорились о совместной интеграции образовательного, научного и инновационного потенциалов. Стратегическое партнерство двух ведущих научных центров страны позволит вывести образовательные и научные проекты на качественно новый уровень, а также упростит взаимодействие ученых в рамках совместных исследовательских проектов.

Ректор Университета «Сириус» Максим Федоров посетил Новосибирский государственный университет, где состоялось подписание соглашения о сотрудничестве с ректором НГУ Михаилом Федоруком. В рамках визита ректор «Сириуса» также выступил перед студентами с лекцией на тему «Искусственный интеллект: глобальные аспекты внедрения технологий, возможности и риски».

В соответствии с подписанным соглашением ученые двух университетов будут задействованы в реализации совместных работ по научным программам и проектам в области фундаментальных и прикладных исследований, в том числе, по грантам и национальным проектам страны. Плотное взаимодействие в науке позволит ускорить реализацию многих исследований.

Стороны отметили необходимость расширять взаимодействие не только в области науки, но и в сфере образования. Документ предусматривает реализацию учебных программ, исследований и различных мероприятий. Помимо проведения совместных образовательных мероприятий, студенты «Сириуса» и НГУ смогут проходить инновационную практику на базе двух университетов, используя передовое уникальное оборудование, и будут иметь возможность учиться у ведущих экспертов страны.

Уверенность в необходимости и своевременности взаимодействия и важности совместных наукоемких проектов высказали оба ректора. Это важный шаг на пути к долгосрочному и эффективному взаимодействию в интересах двух сторон. Интеграция лабораторных возможностей «Сириуса» и НГУ, уникальных навыков и опыта экспертов-практиков в образовательную и научную деятельность – залог подготовки действительно востребованных индустрией специалистов и реализации проектов в интересах России.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS