Мы, члены Президиума РАН, обращаемся к ученым России и всех стран мира.

Многолетнее противостояние в Украине, сопровождавшееся гибелью и лишениями мирных людей, переросло в острый военный конфликт. Мы считаем крайне важным путем переговорного процесса достигнуть прекращения боевых действий и скорейшего мирного урегулирования. Испытываем серьезные опасения за жизнь и здоровье людей, в том числе наших коллег-ученых, находящихся в зоне боевых действий на территории Донбасса и Украины.

Мы выступаем за незамедлительное решение гуманитарных вопросов, связанных, в первую очередь, с обеспечением безопасности и нормальных условий жизни мирного населения. Обращаемся с просьбой ко всем сторонам конфликта обеспечить безопасность научных, образовательных, медицинских и культурных учреждений, памятников исторического наследия. Важно предотвратить разрушение центров атомной энергетики, химической промышленности, а также других объектов критической инфраструктуры.

Мы призываем наших коллег из всех стран мира, национальные академии наук, международные и национальные научные объединения, а также других наших партнеров по научно-образовательному пространству воздержаться от позиций и действий, продиктованных не интересами науки, а политической ситуацией и остротой обстановки. Считаем недопустимым любые попытки политического давления на научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов и дискриминации по признакам национальности или гражданства.

Призываем мировое научное сообщество продолжать и развивать сотрудничество, укреплять международные научные и образовательные связи, предотвращать любые попытки ограничения доступа к международной научной инфраструктуре, публикационным возможностям, а также открытым базам данных.

Считаем необходимым активизировать научную дипломатию и развивать движение ученых за мир, международную безопасность, разрешение конфликтов, снижение военной напряженности и предотвращение угрозы ядерной войны.

Единогласно принято президиумом РАН

http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=3fdf08dd-1efb-4817-9087-69b642c59660#content

Разработка ученых Санкт-Петербургского госуниверситета «ЛЭТИ» позволит проводить диагностику заболеваний носа с помощью смартфона.

Мобильное приложение по фотографиям эндоскопических снимков носовой полости позволяет быстро и точно выявить различные недомогания пациента: от заложенности носа до нарушений работы дыхательных путей.

Распространенный способ лечения заболеваний, связанных с недомоганиями внутреннего носового клапана, – хирургическая операция, для проведения которой требуется предварительная диагностика. Выявление нарушений проводится с помощью эндоскопа – аппарата, который может делать изображения внутренних полостей носа, или КТ-диагностики. Интерпретация изображений делается врачами самостоятельно и требует от них высокой сконцентрированности и опыта.

«Для повышения скорости и точности эндоскопии мы разработали мобильное приложение, которое поможет врачу оперативно поставить диагноз пациенту по изображениям носового клапана. Это необходимо для определения лечебной тактики и динамического наблюдения за больным, а также для сокращения сроков измерения характеристик носа до и после операции», – поясняет ассистент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ», руководитель молодежной IT-лаборатории VibeLab Георгий Ефименко.

Приложение анализирует фотографии, сделанные с помощью эндоскопа, которые можно загрузить в смартфон или для оперативности сфотографировать на его камеру. Кроме того, оно позволяет врачу внести всю необходимую информацию о пациенте: личные данные, историю болезни, архив фотографий и прочее. Для обработки изображений и измерения дыхательных путей приложение использует специальную библиотеку алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения с открытым кодом (OpenCV). Отчет о ходе лечения через приложение можно отправить пациенту в виде текстового документа. Результаты исследования опубликованы в сборнике конференций International Conference on Control in Technical Systems.

Испытания мобильного приложения проводились в Первом Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. И.П.Павлова на протяжении 1,5 лет. В течение этого времени врачи вуза наблюдали 111 пациентов.

«Испытания приложения прошли успешно. В дальнейшем оно может использоваться врачами любых медучреждений в качестве цифрового помощника и как дополнение для КТ», – добавляет Георгий Ефименко.

Павел Процюк

Мы уже писали о том, что из-за кризисной ситуации в энергетике европейские политики допускают возможность некоторых компромиссов с «зеленой» идеологией. Важность подобных прецедентов в том, что они могут отражать начало слома всей концепции развития, которая еще полгода назад вынуждала российских ученых и политиков продумывать соответствующие стратегии, чтобы вписаться в новомодный климатический тренд (направляемый европейскими политиками). Но всё резко поменялось практически в одночасье. Учитывая, что из-за военных действий на Украине отношения с коллективным Западом обострились до предела, начинает отодвигаться на задний план и климатическая повестка, задававшая характерные направления исследовательской деятельности.

Напомним, что прошедший в прошлом году в Новосибирске Международный технологический Форум «Технопром-2021» был практически целиком посвящен климатической повестке, где основным ядром значилась проблема создания карбоновых полигонов, подготовка к углеродному регулированию и снижению выбросов парниковых газов. Сегодня, оглядываясь назад, возникает впечатление, будто еще осенью мы как будто жили в совершенно другой эпохе. По некоторым сообщениям, часть нашего академического сообщества уже охладела к «углеродной» тематике, не видя каких-либо перспектив в плане ее продвижения. Насколько обоснована такая реакция на происходящее, пока что не ясно, и этот вопрос еще будет обсуждаться нашими экспертами. Во всяком случае, в Новосибирске на эту весну запланированы соответствующие мероприятия и дискуссионные площадки.

Окончательных выводов мы пока не делаем, хотя становится совершенно понятно, что в условиях международного раздора вопрос борьбы с глобальным потеплением автоматически отходит на задний план. И тогда упомянутые выше компромиссы с «зеленой» идеологией способны превратиться в устойчивую тенденцию, сведя на нет всякие спекуляции на тему изменения климата.

Наглядной иллюстрацией сказанному может стать недавно опубликованный план экспертов Международного энергетического агентства (МЭА) по снижению зависимости европейских стран от российских поставок природного газа. Насколько этот план окажется действенным – вопрос отдельный. Скажем лишь, что у российских экспертов он вызвал скепсис, переходящий в едкую иронию.  Для нас же данный текст показателен как раз тем, что в нем содержатся те самые компромиссные решения, заметно расходящиеся с «зеленой» идеологией (по крайней мере, в ее крайних вариантах).

Задача, решаемая экспертами МЭА, сводится к поиску путей сокращения импорта российского газа на одну треть (либо наполовину – при благоприятных обстоятельствах). Естественно, достижение так называемых нулевых выбросов с повестки не снимается, однако в сложившихся условиях возникает необходимость «незамедлительных» действий, якобы спровоцированных российской стороной. Кончено, эксперты уверены в том, что движение европейцев к нулевым выбросам рано или поздно приведет к сокращению закупок природного газа (ввиду падения спроса), но сегодняшний кризис вынуждает, по их признанию, предпринимать некоторые компромиссные (с «зеленой» идеологией) шаги. Иначе говоря, на ближайшую перспективу приоритеты должна определять экономика, а не климатология. И это весьма показательно для нас.

Предложенный МЭА план включает в себя десять основных шагов, которые, по мнению авторов, не противоречат основным положениям европейского «зеленого соглашения». Несмотря на компромиссы, в целом отступлений от идеологии как бы нет, и к 2030 году реализация данных предложений якобы позволит полностью отказаться от импорта российского газа. Таковы заверения авторов.

Теперь обратимся к характерным деталям.

Сразу обратим внимание на весьма показательное высказывание, содержащееся в разделе №3. По мнению авторов Плана, в нынешнем году в Европе ожидается рекордный ввод мощностей солнечных электростанций (рост примерно на 15% выше, чем в предыдущем году). При этом делается красноречивая оговорка, что во внимание принимается «возвращение к средним погодным условиям» («a return to average weather conditions»). Это следует понимать так, что при «аномальных» погодных условиях прирост солнечных мощностей никакого выигрыша не дает. Оговорка весьма примечательная, которая показывает, что масштабный переход на ВИЭ очень тесно сопряжен с надеждой на то, что как в ближайшей, так и в далекой перспективе погода не подкачает. На чем строятся такие надежды, абсолютно непонятно. Но важно то, что эксперты МЭА данное обстоятельство учитывают хотя бы в теории. То есть безусловного, безоговорочного упования на ВИЭ в головах апологетов «чистой» энергии все-таки нет.

Идем далее. В разделе №4 откровенно признается значение атомной энергетики, которая – по признанию самих экспертов МЭА – является крупнейшим источником электроэнергии с низким уровнем выбросов! Фактически, здесь отмечается «зеленый» характер АЭС. На этом основании запуск ранее отключенных атомных реакторов воспринимается как большое благо для европейской энергетики.

Мало того, авторы Плана допускают отсрочку профилактического закрытия других реакторов (дескать, в нынешних сложных условиях стоило бы с этим делом повременить). При этом они прямо настаивают на необходимости максимальной выработки электроэнергии с помощью АЭС (раздел № 5). Как мы понимаем, для активистов европейского экологического движения подобные откровения звучат просто издевательски.

Но наиболее красноречивым является предложение использовать «альтернативные» (природному газу) виды топлива, куда включается… уголь (!) и жидкое углеводородное топливо вроде мазута и тому подобного! Об этом сказано в разделе № 10. То есть угольные ТЭС должны продолжить свою работу, используя существующие запасы «грязного топлива». Что касается газовых ТЭС, то при ощутимом дефиците природного газа их с легкой совестью можно перевести на мазут. Такой шаг оправдывается исключительно снижением зависимости от российского газа! Эксперты МЭА даже договорились до того, что предложили снижать спрос на природный газ путем замены его… углем!  Точнее, допустили такую возможность в теории. То есть, они не настаивают на этом, но все же обращают внимание на такую возможность. 

Разумеется, данное решение объявлено компромиссным, вынужденным. Авторы Плана откровенно признаются, что использование подобной топливной альтернативы приведет к УВЕЛИЧЕНИЮ ВЫБРОСОВ. То есть климатические цели здесь явно уступают место целям чисто политическим. Это говорит о том, что «зеленая» концепция с легкостью пересматривается под давлением объективных обстоятельств. И если ситуация не изменится, апелляция к климатическим целям может утратить для мирового сообщества всякий смысл.

Константин Шабанов

Ученые РФ разработали 3D-имплантаты с антибактериальным биопокрытием на основе цинка, серебра и кальция-фосфата. Конструкции обладают индивидуальной конфигурацией, безопасно взаимодействуют с костной тканью и способствуют ее регенерации, сообщили ТАСС в субботу в пресс-службе Новосибирского НИИ травматологии и ортопедии (НИИТО) им. Я. Л. Цивьяна.

"Полученные методом аддитивных технологий 3D-имплантаты с антибактериальным биопокрытием на основе цинка, серебра и кальция-фосфата <…> обладают не только индивидуальной конфигурацией, но рядом профилактических свойств, в том числе антибактериальных — за счет специальных покрытий", - рассказали в пресс-службе.

Над созданием имплантов работали сотрудники Новосибирского НИИТО им. Я. Л. Цивьяна, ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины и Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск).

Как объясняют авторы исследования, создание пористых трехмерных материалов для возмещения дефектов кости и ее последующей регенерации является важным направлением медицинского материаловедения.

"Мы выявили сохранение жизнеспособности клеток культуры, что позволяет сделать заключение - изделие и его компоненты не влияют негативно на показатель клеточного дыхания, что обеспечивает сохранность жизнеспособности клеток в течение 48 часов", - приводит пресс-служба слова заместителя директора НИИТО по науке Ирина Кирилова.

По информации пресс-службы, такие конструкции необходимы для сложных клинических случаев, в том числе для ревизионной хирургии суставов. Научная статья "Полученные методом аддитивных технологий 3D-имплантаты с антибактериальным биопокрытием на основе цинка, серебра и кальция-фосфата" опубликована в журнале Materials Characterization (США).

5 марта международная образовательная онлайн-платформа Coursera объявила о приостановлении сотрудничества с российскими университетами. Новые пользователи не могут записаться на понравившийся курс, а те, кто уже начал проходить обучение, могут в спокойном режиме завершить прохождение лекций и выполнение тестов в течение 90 дней, но без возможности получить платный сертификат. Все текущие платные подписки от российских слушателей действуют до конца оплаченного периода и далее продлены не будут. 

Чтобы поддержать стремление россиян к самообразованию, Новосибирский государственный университет принял решение перенести онлайн-курсы на другие площадки. Среди рассматриваемых вариантов – давний партнер университета «Лекториум», а также новая для НГУ платформа онлайн-образования – Университет Национальной технологической инициативы 2035 («Университет 2035»).

Новосибирский государственный университет сотрудничал с Coursera с 2015 года. За время плодотворного взаимодействия на международной платформе было опубликовано 27 курсов от преподавателей НГУ и Специализированного учебно-научного центра НГУ (СУНЦ НГУ). На «Лекториуме» на данный момент размещены шесть онлайн-курсов по биологии, химии и географии.

Напомним, что ранее на платформе «Лекториум» открылись бесплатные курсы по химии и географии от НГУ.

Правительство намерено отказаться при выполнении федеральных проектов и программ, а также государственных заданий от требования по наличию публикаций в зарубежных научных изданиях. Об этом в понедельник сообщили в аппарате вице-премьера РФ Дмитрия Чернышенко.

"Правительство планирует при выполнении федеральных проектов и программ, а также государственных заданий на научные исследования отменить требование по наличию публикаций в зарубежных научных изданиях, включенных в системы цитирования Web of Science и/или Scopus", - приводятся в сообщении слова Чернышенко.

Вице-премьер также поручил Минобрнауки России оперативно внедрить собственную систему оценки эффективности научных исследований.

В действующей методике, с помощью которой Минобрнауки России оценивает, в каком объеме научные организации выполняют государственное задание, одним из критериев является публикационная активность - более высокую оценку получают те исследователи, которые публикуют свои статьи в зарубежных изданиях. Кроме того, обязательное требование публикаций в международных базах научных изданий, прежде всего Web of Science и Scopus, содержатся в условиях предоставления грантов от Российского научного фонда и финансирования в рамках ряда государственных программ и проектов.

На очередном заседании Клуба межнаучных контактов обсудили, какие исследования можно будет вести на суперкомпьютере, который предполагается построить в Академгородке.

Для начала немного фактов, помогающих понять, почему этот вопрос столь актуален для развития Новосибирского научного центра. В мировом ТОР-500 суперкомпьютеров Россия занимает десятое место и представлена семью позициями. Это всего лишь 1,4% от суммарного их числа. Все они принадлежат Яндексу, Сбербанку, МГУ и МТС. Наиболее высокие (относительно, конечно, начиная с 19-го места) позиции в рейтинге занимают машины Яндекса. Суперкомпьютер Сбербанка – на 43 месте, суперкомпьютер «Ломоносов», принадлежащий МГУ – на 241-м. Все работающие в России суперкомпьютеры расположены в центральной части страны и в первую очередь обслуживают своих держателей. В Сибири суперкомпьютеров нет, вычислительных мощностей имеющегося в распоряжении СКЦ СО РАН, увы, не достаточно, чтобы претендовать на этот статус. А вот задач, решить которые с использованием обычных компьютеров, без приставки «супер» нельзя – у наших ученых хватает. О некоторых из них и рассказывали докладчики на очередном заседании Клуба.

Сам проект строительства суперкомпьютера в Академгородке существует уже несколько лет, точнее изначально было два конкурирующих между собой проектов – СКЦ ВВОД (лоббируемый ФИЦ Информационных и вычислительных технологий) и «Лаврентьев», который продвигал Новосибирский государственный университет. В конце прошлого года именно «Лаврентьев» стал проектом, которому была обещана федеральная поддержка. Правда, озвучивались разные условия, в частности, рассматривался вариант создания суперкомпьютера на базе Вычислительного центра СО РАН, а институты, располагавшиеся в нем, предлагалось ввести в структуру НГУ. Последнее вызвало резкое неприятие со стороны самих институтов и на сегодня организационная часть проекта находится в несколько подвисшем положении.

Не добавляют оптимизма и потенциальные сложности с приобретением импортных компонентов для будущего суперкомпьютера (в отличие от установки СКИФ, здесь обойтись силами исключительно российских производителей не получится, наша промышленность пока не готова решать такие задачи в полном объеме).

Как отметил один из участников заседания, пока формально проект суперкомпьютера не попал под санкции, но, если сейчас попытаться закупить нужное оборудование, эта ситуация может быстро измениться. И все надежды только на некую международную разрядку к тому времени, когда откладывать закупку импортного оборудования откладывать уже не получится.

Правда, до этой стадии проекту еще надо дойти, решив существующие разногласия в вопросах его организационного статуса и избежав «заморозки» финансирования в условиях разворачивающегося экономического кризиса. Впрочем, как уже говорилось, не это было главной темой заседания Клуба, а обсуждение тех задач, которые можно будет решать в случае успешной реализации проекта. Конечно, первыми на ум приходят вычисления для рабочих станций другого мега-проекта – Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). Но о потребности СКИФа в суперкомпьютере говорилось уже много, поэтому более интересны были и другие возможные направления работы.

Одно из них – хранение, обработка и анализ больших данных (big data), полученных в ходе исследований генетиков. Этому было посвящено выступление научного руководителя ИЦиГ СО РАН академика РАН Николая Колчанова.

Ученый напомнил, что что сегодня темпы роста объема генетических данных на порядок опережают возможности компьютерного анализа. Не хватает мощностей, эффективных скоростных алгоритмов обработки и методов анализа больших данных. Кроме того, для работы с генными сетями сложность генетического секвенирования увеличивается на порядок.

«Уже сейчас в базах порядка 70 тысяч генных сетей человека, животных, растений и микроорганизмов, которые содержат описание десятков миллионов молекулярных событий. И их количество стремительно пополняется», – подытожил он.

Решить эту проблему можно лишь с помощью интеллектуальных методов автоматического извлечения знаний, основанные на машинном обучении и искусственном интеллекте. В мире создано около десятка таких систем, одна из них разрабатывается и в ИЦиГ СО РАН. Она работает с десятками миллионов источников информации, в том числе фотографических баз данных и патентов. Если же говорить о российской генетике в целом, то перед ней стоят два глобальных вызова: создание больших баз геномных данных и центров суперкомпьютерных вычислений для работы с ними. Академик выразил надежду, что частичным решением станет создание суперкомпьютерного центра «Лаврентьев» с центром компетенции по высокопроизводительным вычислениям и искусственному интеллекту.

Заместитель директора Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН, д.ф.-м.н. Иван Логашенко рассказал о том, для чего нужны суперкомпьютерные мощности ученым, работающим в области физики высоких энергий. Исследования в этой области требуют высокой точности, а это невозможно сделать без увеличения статистической базы, что только на действующих площадках ИЯФ СО РАН дает сотни террабайт данных в год.

«Но это только наши коллайдеры, а ведь мы участвуем во многих совместных проектах, как международных, так и российских. И часто возможности для нашего участия ограничены отсутствием собственных вычислительных ресурсов в достаточном объеме», - напомнил ученый.

Одним из самых масштабных российских проектов является строительство электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрика. Этот проект на протяжении ряда лет разрабатывался учеными ИЯФ СО РАН. И хотя осенью прошлого года было решено строить его в Сарове на базе Национального центра физики и математики (НЦФМ), ИЯФ остается лидирующей организацией среди участников проекта.

Ожидается, что этот коллайдер даст исследователям 200-300 петабайт данных в течение десяти лет. И их надо будет где-то обрабатывать и анализировать. Причем, главную роль здесь будет играть даже не объем для хранения данных, а именно вычислительные мощности (что и отличает суперкомпьютеры), по расчетам ученых речь идет о диапазоне 1-3 петафлопс. «И хотя физически установка будет находиться в Сарове, мозговой центр остается здесь, поэтому суперкомпьютер становится очевидной производственной необходимостью для его полноценной работы», - подчеркнул Иван Логашенко.

Понятно, что упомянутыми двумя направлениями потенциальный «фронт работ» для суперкомпьютера (если он появится в Академгородке) не исчерпывается. Участники заседания Клуба говорили об исследованиях в области водородной энергетики, аэродинамики (в частности, создании новой авиационной и ракетной техники), изучении и моделировании климатических процессов в Арктике). Везде требуется обрабатывать объемы данных, превосходящие собственные возможности научных институтов. До сегодняшнего дня часто ученые решали эту проблему с помощью международного партнерства. Но в условиях нового «железного занавеса», который стремительно опускается между Россией и Западом, возможности в данном направлении стремительно съеживаются. И создание собственного суперкомпьютерного центра становится для новосибирской (и российской в целом) науки вопросом выживания и дальнейшего развития.

Сергей Исаев

Смена директора в Институте математики Сибирского отделения РАН неожиданно вылилась в острый конфликт. Напомним его суть: выборы на пост директора в институте выиграл один кандидат (Юрий Волков), но приказом Министерства науки и высшего образования, исполняющим обязанности директора, утвердили другого (Андрея Миронова).

Сотрудники института писали обращения в министерство науки и высшего образования, а также премьер-министру Михаилу Мишустину, выражая несогласие с таким странным кадровым решением, игнорирующим выбор коллектива. Однако понимания со стороны чиновников не нашли.

Не удалось найти общий язык с значительной частью коллектива и самому Миронову, напротив, как показали последние события — это противостояние все шире отражается в информационном пространстве. На Youtube-канале "Красная труба" (информационный ресурс левого оппозиционного общественного деятеля Николая Платошкина) вышел целый документальный фильм, посвященный этой истории. Посмотреть его можно по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=4phVObQdOkk

Институт ядерной физики СО РАН передал Институту катализа СО РАН — заказчику и застройщику проекта Сибирского кольцевого источника фотонов - высокочастотные усилители мощности, которые будут использоваться в работе установки. «Усилители позволяют пучкам частиц, циркулирующим в синхротроне, ускоряться и летать по нужным траекториям, а также обеспечивают высокое качество этих пучков. В результате, мы получим рекордное по параметрам рентгеновское излучение в основном накопителе», – рассказал директор Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН, академик РАН Павел Логачев.

По заказу ИЯФ СО РАН усилители мощности были изготовлены новосибирским предприятием радиоэлектронной промышленности ООО «НПП Триада-ТВ». Это предприятие, которое буквально на днях отпраздновало свое тридцатилетие, «Триада-ТВ» известно, в первую очередь, как производитель цифровых телевизионных приставок. Но и опыт сотрудничества с научными организациями накоплен немалый. Ранее здесь неоднократно изготавливали оборудование как по заказам ИЯФ, так и для иностранных заказчиков (например, для знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии).

Переданные усилители являются твердотельными (это означает, что в их работе используют транзисторы). Эта технология получила распространение в мире в последние годы. Она позволяет обеспечивать более стабильную и надежную работу устройств.

«Надо помнить, что именно надежность работы усилителя являлась в данном случае для нас первоочередным параметром. Потому что, если из строя выйдет усилитель, используемый, например, в радиовещании, это может привести к некоторым сбоям в трансляции. Но в случае с ускорителем на СКИФ последствия стали бы куда серьезнее. И наша главная задача – обеспечить не только требуемую мощность пучка, но и гарантии стабильной работы самого оборудования», - подчеркнул заместитель гендиректора «НПП Триада-ТВ» Алексей Зинкевич.

Ускорители оказались в числе оборудования, изготовленногов первую очередь не случайно. Как объяснило руководство ИЯФ СО РАН, сейчас идет сборка первой части линейного ускорителя и элементов бустерного синхротрона, чтобы начать писать программное обеспечение по управлению всем ускорительным комплексом. Создание ПО для СКИФ – процесс очень трудоемкий, на него уйдет, вероятно, больше времени, чем на изготовление собственно аппаратной части комплекса. Для решения этой сложной научной задачи и необходимы те блоки установки, которые сейчас и монтируются.

До конца 2024 года «НПП Триада-ТВ» изготовит еще пять высокочастотных усилителей. «Часть оборудования, предназначенную для линейного ускорителя, используем уже этой весной. Ученые будут работать над получением первого электронного пучка», – рассказал директор Института катализа СО РАН, академик Валерий Бухтияров. По словам ученого, пока все работы идут в строгом соответствии с графиком.

Текущие реалии не могли не вызвать вопросов, насколько процесс строительства СКИФ уязвим для последствий развернутой против России санкционной войны. Однако, по мнению Валерия Бухтиярова, пока беспокоиться не о чем. Одной из причин, по которой проект СКИФ, в свое время, выиграл конкурс на строительство объекта именно под Новосибирском было то, что он на 90 % состоит из комплектующих российского производства. Да и замена оставшегося – задача вполне решаемая, там нет ничего такого, что было бы невозможно изготовить в России. Кроме того, напоминают ученые, Китай где научное приборостроение в последние годы бурно развивается, пока не намерен объявлять России экономические санкции, что также расширяет возможности для маневра в случае каких-то перебоев с поставками оборудования из-за рубежа.

Схожую позицию выразил и Павел Логачев: «Мы все равно будем этот проект делать всеми возможными силами за максимально сжатые сроки. Если становится сложнее, то физикам становится даже интереснее».

Напомним, создание источника синхротронного излучения планируется завершить в 2023 году, что позволит начать проведение научных исследований уже 2024 году.

Сергей Исаев

Один из самых авторитетных технических журналов — MIT Technology Review — опросил специалистов и в феврале опубликовал список самых многообещающих технологий года. Некоторые из них уже применяются, другие — находятся на стадии успешных экспериментов. Рассказываем подробнее, о чем речь.

Отказ от паролей

Взломы и утечки персональных данных стали настоящей эпидемией в киберпространстве. В этих условиях полагаться на обычный пароль становится все более опасно. Его могут украсть, получить с помощью подменных сайтов и выпытать при помощи хитрых манипуляций. Менеджеры паролей, такие как Dashlane и 1Password, — половинчатое решение. Особенно когда речь идет о безопасности глобальных систем, от которых зависят компании и государства. Более радикальный выход — в полном устранении паролей.

Сейчас компании все активнее переходят на биометрические способы идентификации. Система распознавания лиц Apple стала одной из первых, внедренных в массовом порядке. В марте 2021 года Microsoft объявила, что некоторые из ее клиентов могут полностью отказаться от паролей, а в сентябре предложила пользователям вообще удалить эту опцию.

Вариантов уникальной подписи, которые используются или находятся в разработке, уже около десятка. Помимо лица это радужка глаза, голос, отпечаток пальца или ладони, рисунок вен или даже ДНК. Впрочем, и здесь не все идеально. Во-первых, такой пароль нельзя передать другому при необходимости. Во-вторых, уже сейчас существуют программы, способные достоверно имитировать голос или черты лица. В-третьих, злоумышленники могут переключиться с охоты за паролями на прямой шантаж человека — обладателя нужных биометрических данных.

Еще одно опасение касается того, как собранные данные будут использовать правительства. Осенью 2021 года Европарламент призвал запретить правоохранителям использовать системы распознавания лица в общественных местах. Главный аргумент парламентариев — внедрение таких систем может привести к установлению тотального контроля за людьми, в том числе за их лояльностью.

Машинное определение структуры белков

Почти все процессы в нашем теле идут с участием белков. А то, что делает тот или иной белок, определяется в том числе его трехмерной формой. Белок состоит из ленты аминокислот, которая сворачивается в сложный узел. Неправильно свернутый белок может запустить в организме патологические процессы, например болезнь Крейтцфельдта — Якоба.

Понимая, как работает тот или иной белок, ученые могут разрабатывать точно нацеленные лекарства и изучать действие болезней. Но раньше определение трехмерной структуры и, следовательно, функции белка занимало месяцы кропотливой работы в лаборатории. Это был самый точный способ.

Все изменилось в конце 2020 года, когда компания DeepMind представила AlphaFold2. Это программное обеспечение на основе искусственного интеллекта, способное предсказывать форму белков с точностью до атома. Это первый раз, когда компьютеру удалось превзойти в этом деле человека. Результаты работы программы эксперты сочли "поразительными".

Научные группы по всему миру начали использовать AlphaFold2 для исследований рака, устойчивости к антибиотикам и COVID-19. DeepMind также создала общедоступную базу данных, которая заполняется белковыми структурами, предсказанными программой. Сейчас в ней около 800 тыс. записей, и DeepMind обещает добавить более 100 млн уже в 2022 году. Это почти каждый белок, известный науке.

Подлинное значение AlphaFold2 станет ясно только через год или два, но именно этот год может стать решающим.

Мониторинг новых вариантов SARS-CoV-2

Геном SARS-CoV-2 уже стал самым изученным из всех организмов в истории, оставив позади грипп, ВИЧ или даже наш собственный человеческий геном. На протяжении последних двух лет примерно 2% всех положительных мазков на COVID-19 уходил в машины для секвенирования генов. Цель: создать полную карту генома вируса SARS-CoV-2 — около 30 тыс. нуклеотидов — и посмотреть, как он меняется.

Быстрая расшифровка генома позволяет следить за тем, как вирус эволюционирует. Такой мониторинг позволил ученым вовремя предупреждать о появлении новых штаммов. Так, лаборатория в Южной Африке впервые подняла тревогу в ноябре 2021 года — после того, как ее секвенаторы обнаружили геном вируса более чем с 50 мутациями. Почти мгновенно компьютеры в Сиэтле, Бостоне и Лондоне использовали свои данные, чтобы выдавать прогнозы о том, насколько опасным будет этот вариант и чего от него ждать.

Возможно, именно поэтому волна "омикрона" оказалась быстрой, но в целом недолговечной и контролируемой. Главные вопросы сейчас — как именно SARS-CoV-2 будет эволюционировать и где ждать появления новых вариантов. Но, так или иначе, благодаря распространению секвенирования и обмену данными человечество подготовлено к новым атакам гораздо лучше, чем в начале пандемии.

Экономный майнинг криптовалют

Криптовалюты работают на блокчейне — системе записи и распространения цифровой информации, которая позволяет обмениваться данными анонимно и без посредников. В этом ее преимущество перед традиционными валютами. Но есть загвоздка: криптовалюты не выпускает банк, они появляются в результате вычислительной работы компьютеров. Это очень энергозатратно. К примеру, сейчас майнинг биткойнов требует более 120 тераватт-часов в год — почти столько же, сколько потребляет целая Норвегия. Поэтому блокчейн-индустрия ищет способы сократить энергопотребление.

Самая энергоемкая часть майнинга криптовалют связана с работой алгоритма, известного как доказательство выполнения работы (proof of work). Каждая транзакция в блокчейне начинается с ввода данных, которые копируются на все компьютеры сети. Транзакцию подтверждает каждый отдельный компьютер, в результате чего подделать данные или изменить уже сделанную запись невозможно. Доказательство выполнения работы обеспечивает защиту от злоупотреблений, но удорожает весь процесс. Потребность в энергии растет вместе с ростом популярности биткойна.

Один из способов оптимизации энергопотребления блокчейн-инфраструктуры предложил программист Виталик Бутерин, создатель сети Ethereum. Он считает, что можно отказаться от доказательства выполнения работы в пользу доказательства доли владения (proof of stake). В этом случае майнерам не нужно соперничать, тратя большие средства на энергию и вычислительное оборудование. Вместо этого в зависимости от единиц криптовалюты на их счету они могут участвовать в лотерее. Победители получают право проверять набор транзакций (и таким образом зарабатывать больше криптовалюты).

Критики считают, что это может отрицательно сказаться на децентрализации сети, однако более энергоэффективной процедуры пока не придумали. Пока что доказательство доли владения из крупных сетей использует только Ethereum. Но в случае успеха ее могут внедрить и другие сети.

Новые батареи для возобновляемой энергии

Страны мира начинают все больше зависеть от солнечной и ветровой энергии, а не от ископаемого топлива. Однако поступления этой энергии неравномерны. Солнце садится, а ветер стихает. Существующих накопителей энергии хватает от двух до четырех часов. Коммунальным службам нужны системы, способные давать ток в течение восьми часов или более.

Одно из перспективных решений — проточные аккумуляторы на основе железных электролитов. Они мало похожи на батареи в привычном нам смысле. Это гигантские сооружения, которые приводятся в действие мощными насосами. Жидкий электролит пропускают через ядро, состоящее из положительного и отрицательного электродов, разделенных мембраной. Когда солнечные панели или ветрогенераторы вырабатывают электричество, насосы прокачивают отработанный электролит через электроды, из-за чего он заряжается и возвращается в емкость, где хранится.

В отличие от распространенных сегодня литий-ионных аккумуляторов проточные аккумуляторы используют более дешевые, доступные и нетоксичные материалы: железо, соль и воду. Еще одно отличие: в то время как производители литий-ионных аккумуляторов стремятся сделать их достаточно маленькими, чтобы втиснуть их в постоянно уменьшающиеся смартфоны и ноутбуки, каждая версия железной батареи больше предыдущей.

Но ключевое нововведение не в размере батареи, а в емкости. Проточные батареи позволяют коммунальным предприятиям накапливать гораздо больше энергии, чем это возможно с литий-ионными батареями. Один аккумулятор, построенный компанией Energy Storage Systems, имеет достаточную емкость, чтобы питать около 34 домов в США в течение 12 часов.

Лекарства от COVID-19

На разработку, синтез и тестирование новых противовирусных препаратов ушло больше времени, чем на вакцины против COVID-19. И это понятно: вакцины только тренируют иммунитет человека распознавать патоген, а лекарства — подавляют работу вируса, уже попавшего в организм. Очень трудно найти вещество, которое бы одновременно мешало вирусу размножаться и при этом не вредило нашим клеткам.
Но такой препарат все же удалось создать. Таблетка от Pfizer под названием "Нирматрелвир" ("Паксловид") снижает вероятность госпитализации на 89%. Американский медицинский регулятор FDA одобрил препарат в декабре 2021 года, а правительство США заказало его на сумму $10 млрд.

Препарат захватывает и блокирует вирусный белок, называемый протеазой. Этот белок необходим для самокопирования коронавируса SARS-CoV-2. Без него вирус не сможет размножаться. Подобные ферменты существуют и в других коронавирусах. Это означает, что препарат также может быть готовой защитой от новых, сильно мутировавших вариантов.

У препарата есть и ограничения. Так, для нужного эффекта его нужно принимать в первые дни заражения — когда человек еще может не знать о том, что у него вирус. Но даже это может предотвратить множество госпитализаций и смертей.

Вакцина против малярии

Малярийный паразит — давняя головная боль всех инфекционистов. Он умеет находить бесчисленное множество способов уклоняться от иммунитета и процветать в организме человека. Малярия убивает более 600 тыс. человек в год, большинство из которых — дети в возрасте до пяти лет.

Но в октябре прошлого года, после многих бесплодных попыток, Всемирная организация здравоохранения наконец одобрила первую в мире вакцину для борьбы с болезнью.

Вакцина GlaxoSmithKline, известная как RTS или Mosquirix, дает защиту около 50% против тяжелой формы в течение года. Для детей в возрасте от пяти до 17 месяцев требуется три дозы, а четвертая доза — через 12–15 месяцев после этого. Сейчас прививку получили более чем 800 тыс. детей в Кении, Малави и Гане.

В октябре 2021 года ВОЗ рекомендовала ее для детей с повышенным риском заражения. Несмотря на невысокую эффективность, представители системы здравоохранения Африки называют ее изобретение переломным шагом. Ожидается, что в сочетании с другими мерами по борьбе с малярией, такими как обработанные инсектицидами надкроватные сетки и профилактические препараты, смертность от малярии снизится на 70%.

Синтетические данные для искусственного интеллекта

Синтетические наборы данных — это сгенерированные компьютером выборки, которые обладают теми же статистическими свойствами, что и реальные. По сути, подделки. Например, на сайте This Person Does Not Exists можно в один клик получить реалистичное изображение лица, которое никому не принадлежит. Мы никогда не найдем человека, который выглядит именно так. И это очень важно.

Для систем машинного обучения персональные данные — единственное и ценнейшее топливо. Они учатся распознавать лица, улицы городов, технику или следы опухоли на рентгеновских снимках, обрабатывая терабайты фотографий и других материалов. Но реальные данные людей достать непросто из-за жестких требований конфиденциальности. Выход — использовать данные, похожие на настоящие.

Беспилотные автомобили и раньше обучались на смоделированных в программе улицах. Однако за последний год технология стала более доступной. Множество предприятий и институтов начали предлагать такие услуги. Например, Datagen и Synthesis AI предоставляют сгенерированные лица. Другие — данные записей для банковского дела и страхования. Проект Synthetic Data Vault, запущенный в 2021 году лабораторией Data to AI Lab Массачусетского технологического института, представил инструменты с открытым исходным кодом — их может использовать любой.

Сторонники этой технологии считают, что она позволяет избежать предвзятости, которой страдают многие выборки данных. Например, в выборки чаще попадают люди с белым цветом кожи и европеоидной внешностью. Критики высказывают сомнения в точности и объективности этого метода. Например, сеть GAN, обученная на небольшой выборке лиц чернокожих, может создавать более объемные наборы синтетических данных с такими лицами. Но эти лица могут быть менее реалистичными.

Ввод в строй термоядерных реакторов

Создать "искусственное Солнце" было мечтой физиков на протяжении десятилетий. При температурах значительно выше 100 млн градусов, как на Солнце, атомные ядра сталкиваются друг с другом, высвобождая при этом огромное количество энергии. Если научиться производить эти реакции контролируемым и устойчивым образом здесь, на Земле, это может стать важным источником дешевого, всегда включенного, безуглеродного электричества с использованием почти неограниченных источников топлива.

Сейчас этого пытаются добиться с помощью гигантских магнитов. Магнитное поле удерживает раскаленный газ из ионов и электронов, называемый плазмой, внутри реакторов в форме пончика (тора). Чем мощнее магниты, тем больше термоядерных реакций можно произвести в меньшей и более дешевой установке.

Главная проблема — как достичь нужной мощности и обойтись без утечек тепла. Несмотря на десятилетия исследований и миллиардные инвестиции, никто еще не построил термоядерную установку, способную производить больше энергии, чем она потребляет. Однако поиски сегодня ведут уже десятки организаций по всему миру. И в последнее время у них наметился прогресс.

Так, исследователям из Commonwealth Fusion Systems удалось достичь индукции магнитного поля выше 20 тесла, используя десятитонный D-образный магнит. Это рекордная величина для такого гигантского магнита. Основатели компании говорят, что этот результат позволил решить серьезную инженерную задачу, необходимую для разработки компактного и недорогого термоядерного реактора.

Сейчас компания строит завод для массового производства магнитов и закладывает основу для прототипа реактора. Если все пойдет по плану, Commonwealth планирует начать поставки термоядерной энергии в электросеть к началу 2030-х годов.

Системы удаления углекислого газа из атмосферы

Концентрация CO2 в атмосфере уже давно волнует не только климатологов, но и крупные компании и государства. Углекислый газ создает парниковый эффект и приводит к изменению климата, которое может стать необратимым уже через 10–20 лет. Больше всего сил сейчас направлено на сокращение выбросов, но существуют и технологии улавливания CO2.

В 2021 году в Исландии начал работать крупнейший в мире завод по утилизации атмосферного CO2 от компании Climeworks. Фабрика под названием "Орка" (на исландском языке это значит "энергия") должна высасывать из атмосферы до 4 тыс. т углекислого газа ежегодно. Это равноценно выхлопам примерно 790 автомобилей за один год.

Специальные контейнеры с мощными вентиляторами забирают и фильтруют воздух. Углекислый газ под давлением смешивается с водой, а затем по массивным трубам перекачивается под землю для хранения. Там он вступает в реакцию с базальтовой породой и постепенно переходит в минеральную форму. Это почти гарантированно не даст ему опять попасть в атмосферу.

Вклад одного завода в очистку планеты очень невелик — всего 1% от выбросов одной угольной электростанции за год. Но есть надежда, что строительство новых и более крупных заводов по улавливанию углерода станет массовым. И новые электростанции будут строиться вместе с собственными уловителями.