Мне рассказывали, что в 1990-е в Новосибирске было одно книжное издательство, которое выстраивало отношения с авторами по такой схеме. Когда автор приносил текст, директор давал ему список потенциальных спонсоров с предложением самостоятельно «раскрутить» тех на издание собственной книжки (в этом издательстве, конечно же). Автор шел к спонсорам, и там уже всё решала судьба. Кому-то, наверное, везло, кому-то нет. Те, кому везло, могли рассчитывать не только на издание своего детища, но и на гонорар (в виде процента с продаж).

Короче говоря, издательство не желало рисковать собственными деньгами, да и вообще вкладывать свои деньги в проекты. Если на кого-то и тратились, то только на хорошо известных авторов, на книги которых был гарантированный спрос. А неизвестных (то есть начинающих) отправляли к «спонсорам».

А теперь ответьте на вопрос: что делать начинающему автору, если у него не оказалось спонсоров? Казалось бы, в условиях рынка издатели – как и все нормальные предприниматели – также несут какие-то риски, вкладываясь в тот или иной проект. По-хорошему, это не авторы должны «раскручивать» спонсоров на деньги, а издатели должны «раскручивать» авторов, формируя у целевой аудитории спрос на их книги посредством всяких маркетинговых штучек.

К чему я вспомнил эту историю? К тому, что сейчас у нас примерно в той же манере пытаются внедрять инновационные разработки. Показательным примером для нас является судьба разработки в области холодной плазмы, которой занимаются специалисты Института теплофизики СО РАН.  По словам автора разработки – Равеля Шарафутдинова – у холодной плазмы большое будущее, по сути – прорыв в области технологий для химической промышленности. Дело в том, что холодная плазма, объясняет ученый, позволяет проводить химические реакции с огромной скоростью, обходясь без катализаторов. В принципе, здесь уместно говорить о плазменном катализе. С помощью холодной плазмы, например, можно осуществлять производство метилового спирта прямо на месте добычи природного газа, а затем поставлять полученную жидкость химическим предприятиям. С таким же успехом можно применять холодную плазму и для переработки нефтепродуктов. Именно в этой сфере прорывная технология способна совершить самую настоящую революцию.

Вообще, считает ученый, наше государство должно быть заинтересовано в глубокой переработке углеводородного сырья. «Это же просто позор, - возмущается он, - когда мы в таких количествах гоним сырую нефть и газ на экспорт, вместо того, чтобы делать углеводороды сырьем для отечественных химических предприятий! Мы могли бы таким способом серьезно поддержать отечественную промышленность, создать новые рабочие места!». Метод холодной плазмы хорош как раз тем, что он позволяет осуществлять переработку с меньшими затратами и с большей эффективностью.  

В ИТ СО РАН такими технологиями занимаются еще с 1990-х, и как заметил по этому поводу Равель Шарафутдинов, на сегодняшний день в области фундаментальных и прикладных исследований по данному направлению мы пока лидируем. Но время не стоит на месте, и ученые из других стран также постепенно начинают «осваивать» эту тему. Во всяком случае, публикаций по холодной плазме в зарубежной печати стало появляться все больше и больше. С одной стороны, это говорит о перспективности данного направления. То есть, наши ученые совсем не напрасно обратились к холодной плазме. Но, с другой стороны, наша наука (а в целом и вся страна) рискует упустить свой шанс и отдать пальму первенство иностранцам по части создания первых промышленных образцов соответствующего оборудования. «Пока мы еще впереди», - говорит Равель Шарафутдинов. Однако он с тревогой наблюдает, как развиваются события в других странах, и в каком положении находятся наши разработчики у себя на родине.

Положение же, скажет прямо, не завидное. Почему столь перспективное направление постоянно пробуксовывает, почему до сих пор не появилось отечественных промышленных образцов? В это трудно поверить, но у нас в стране сложилась такая же ситуация, как и в случае с упомянутым выше новосибирским издателем: потенциальный заказчик инновационного оборудования желает получить готовый образец сразу и без особых затрат со своей стороны. Общение с разработчиками происходит в такой логике: «Покажите нам промышленный образец, а мы посмотрим, стоит его покупать или нет». Но откуда ученые возьмут этот готовый образец, если его создание стоит денег? А деньги можно получить только от заказчика, позицию которого мы только что описали: «вначале – стулья, а потом – деньги». Нынешний заказчик вполне усвоил характерные манеры известного литературного героя.

Причем, статус заказчика не имеет значения – так ведут себя и частные компании, и государственные. Например, один «частник» затягивал выполнение своих обязательств по финансированию проекта. Потом вообще «растворился». Казалось бы, государственные компании должны вести себя более ответственно, поскольку речь идет о развитии страны, о технологическом лидерстве, об импортозамещении (ведь именно об этом у нас вещают с высоких трибун). Да, в теории у нас все красиво, а на практике - полное нежелание вкладывать деньги в разработку. Так, одна из структур, созданных «Росатомом», проявила было интерес к технологии холодной плазмы, однако всё закончилось «как всегда» - практически ничем. У разработчиков опять запросили готовый промышленный образец. «У них простой подход, - разъяснил Равель Шарафутдинов, - дескать, если у вас нет готового промышленного образца, то мы купим его заграницей». Вот вам и всё «импортозамещение».

Правда, недавно забрезжил свет в конце тоннеля. В городе Юрга (Кемеровская область) открывается научный центр, где будут заниматься инновационными разработками для промышленности. По словам Равеля Шарафутдинова, губернатор Кемеровской области пообещал уделить особое внимание их разработке. Вроде бы, ситуация сдвинулась с мертвой точки. Однако сами разработчики не спешат впадать в эйфорию, поскольку однажды уже «обожглись» на подобном сотрудничестве, пытаясь доводить до ума свое детище в казахстанском Институте плазмы. Ничего серьезного из этого не вышло. «И у нас, и в Казахстане, - объясняет Равель Шарафутдинов, - бюрократия работает одинаково. Все происходит ужасно медленно, много неопределенностей, особенно по части финансирования проекта. А ведь люди не могут работать без оплаты. Но кого это волнует?».

Общее впечатление от происходящего такое, будто «нигде никому ничего не нужно». Потенциальным заказчикам надо все сразу и бесплатно. Рисковать деньгами никто не желает. На венчурный капитал в нашей стране рассчитывать также не приходится. В общем, через несколько лет может случиться так, что первое промышленное оборудование для технологий холодной плазмы наши предприятия и впрямь начнут закупать за рубежом. Рано или поздно, считают наши разработчики, западные компании доведут технологию до ума, и тогда наше «импортозамещение» опять окажется на бумаге.

Лично меня больше всего изумляет то обстоятельство, что российские профильные министерства скромненько стоят в сторонке от прорывных направлений - в том смысле, что в их распоряжении нет серьезных научно-исследовательских организаций, способных такие прорывы осуществлять. По-хорошему, академические институты, непосредственно взаимодействующие с промышленниками, было бы куда целесообразнее организовать по принципу американских Национальных лабораторий, отдавая их «под крыло» профильных министерств. Показательно, что в той же Америке любая прорывная инновационная разработка доводится до ума при прямой поддержке со стороны государства (для чего и создаются Национальные лаборатории). Однако в нашей стране почему-то решили идти другим путем, взвалив заботу о расходах на создание промышленных образцов на самих разработчиков.

Константин Шабанов

Есть вероятность, что летний период не принесет долгожданного облегчения и не остановит стремительное наступление COVID-19 в России и в мире. Об этом заявили ученые в рамках очередного заседания межведомственной рабочей группы по коронавирусной инфекции при Сибирском отделении РАН.

В минувшую пятницу состоялось заседание МРГ по COVID-19 при СО РАН. В первой части заседания члены рабочей группы рассмотрели новые препараты и технологии, которые могут быть направлены на лечение коронавирусной инфекции или снижение ее виральности и патогенности. Вторая была посвящена другому сложному вопросу – комплексному прогнозному многофакторному моделированию всех аспектов и последствий пандемии.

Сложность и точность моделей распространения заболевания растет, учитываются такие параметры, как количество привитых от туберкулеза, климатические особенности разных регионов и многое другое. Так, компьютерная модель ИВМиМГ СО РАН учитывает пассажиропотоки между городами РФ, а также введенные федеральными и региональными властями ограничительные меры. Модель может быть перенастроена под разные субъекты. Параллельно в Санкт-Петербурге ученые также разработали математическую модель и считают разные варианты сценариев развития коронавирусной инфекции с учетом особенностей своего региона. Об этом сообщил проректор по перспективным проектам, руководитель Центра национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Алексей Боровков. Модели строятся на основании уже известных и в той или иной степени подтвержденных закономерностей, однако в развитие реальной ситуации постоянно вмешиваются ранее неучтенные факторы. Об этом в своем комментарии к докладам, касающимся создания единой платформы для многофакторного анализа сценариев и прогнозов по развитию ситуации вокруг коронавирусной инфекции, сообщил первый заместитель директора ИВТ СО РАН Андрей Юрченко: «Мы обладаем опытом математического и сценарного моделирования, которое включает и множество ранее созданных моделей такого типа, и поиск новых рисков с оценкой степени и глубины их влияния на ситуацию. В Институте вычислительных технологий СО РАН уже работает единая платформа для построения таких прогнозов.

На наш взгляд, ближайшей очень серьезной угрозой станет наложение экологических проблем отдельных регионов и последствий начавших свое распространение лесных пожаров на ситуацию с пандемией. Известно, что смог (в том числе дым от лесных пожаров), качество воздуха напрямую влияют на органы дыхания, усугубляя любую легочную патологию. Кроме того, смог снижает инсоляцию и проникновение ультрафиолета, естественных факторов, снижающих виральность COVID-19. Наконец, само по себе наличие в воздухе большого количества частиц пыли является усугубляющим фактором – пыль является естественным переносчиком вируса на далекие расстояния.

Учитывая то, что такие частицы сохраняют свою вирусную активность до 5-и суток, это повышает миграционные возможности вируса, отрывая их от миграции носителей. Предположу, что это далеко не все, что нам предстоит учесть».

Для оперативного принятия локализованных управленческих решений, адекватных местным условиям и задачам, необходимо взаимодействие штабов, экспертных групп и аналитических центров. Важно использование инструментов поддержки принятия решений, работающих с реальными данными и имеющих возможность моделировать последствия решений. В докладе заместителя главного ученого секретаря Сибирского отделения РАН, Юрия Аникина, прозвучала необходимость создать комплексную модель различных процессов при пандемии: биологических, экономических и социальных. Это позволит при принятии решений оценивать различные факторы: структуру региональной экономики, производственные цепочки, логистику, зависимость от импорта и экспорта, логистику фармпрепаратов и медизделий. «Любые принимаемые меры имеют свои косвенные и пока неочевидные результаты. Так, например, массовое применение различных антисептиков ускоряет появление резистентных бактериальных инфекций. А жесткие карантинные меры повышают риск того, что следующий новый штамм вируса появится до момента получения массового иммунитета к текущему штамму и станет возможным двойное заражение. Введение жестких ограничений в каком-нибудь городе может осложнить работу предприятия, критически участвующего в производственных цепочках других регионов. Значимый ущерб сейчас могут нанести недифференцированные решения», - пояснил ученый. На основе моделирования можно принимать локализованные решения о степени изоляции, мерах поддержки, экономических ограничениях, потребностях в различных сферах. За каждой такой моделью, кроме математиков, должны стоять опытные специалисты-практики в конкретной отрасли. Такую междисциплинарность возможно реализовать в рамках межведомственного взаимодействия, инициированного СО РАН, и с привлечением нескольких институтов новосибирского научного центра.

Пока все шумят из-за разгула пандемии, Правительство РФ издало знаковое постановление, способное открыть простор для важных начинаний в области энергетики. Поскольку позитивных новостей сейчас мало, постараемся отнестись внимательно к этому нововведению, чтобы хоть как-то скрасить текущий момент и подумать о хорошем.

Мы говорим сейчас о постановлении №320 от 21 марта этого года «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам функционирования активных энергетических комплексов». Активными энергетическими комплексами (АЭК) названы микросистемы, в которых объединен розничный источник электрической генерации и объекты, потребляющие эту энергию непосредственно. То есть речь идет о небольших электростанциях (мощностью менее 25 МВт), напрямую поставляющих электричество предприятиям, административным зданиям, торговым центрам и т.д.

Фактически, указанное постановление отражает промежуточный итог длительной совместной работы Правительства с экспертным сообществом по совершенствованию законодательства и устранению административных барьеров в целях реализации Национальной технологической инициативы «Энерджинет». Итогом работы должна стать эффективная интеграция распределенной энергетики в существующую энергосистему и современную структуру российского энергетического рынка. Указанное постановление – очень важная веха на этом пути. В чем его значение?

По большому счету, этим постановлением Правительство РФ полностью «легализовало» распределенную энергетику, признав ее значение для всего энергетического комплекса страны и обозначив важность инновационных разработок в этой области. Принципиальное значение указанного документа в том, что он вводит новый правовой режим, который определяет правила взаимодействия упомянутых АЭК с Единой энергетической системой России.

Дело в том, что до этого объекты малой распределенной генерации находились, образно говоря, в «свободном плавании», выстраивая отношения с владельцами внешних сетей на «честном слове». То есть все зависело от конкретных договоренностей хозяйствующих субъектов на местах. Государство до поры до времени не определяло здесь никаких правил, поскольку малая энергетика не была в приоритете. Поэтому каждый владелец малой станции «крутился», как мог. Допустим, вы являетесь владельцем предприятия, для снабжения которого электричеством решили построить небольшую газовую электростанцию. В материальном плане здесь никаких препятствий нет, благо на рынке достаточно много предложений на этот счет. Короче, инициатива в таких вопросах не наказуема. Одно плохо: автономный режим работы. Чаще всего такие объекты как раз и работают в автономном режиме. Выход в общую сеть – вопрос достаточно сложный технически, и зачастую обременительный финансово. И до последнего времени, как я уже заметил, в правительстве не обращали на это внимания, очевидно, не считая этот вопрос стратегически важным.

Однако развитие распределенной малой энергетики – веяние времени. Остановить это процесс невозможно. А если учесть и тот факт, что на оптовом рынке у нас возникает явный «перегруз», то развитие малых объектов, подключающих потребителей напрямую, становится уже вопросом обеспечения безопасности жизненно важной инфраструктуры страны. Эксперты давно уже пытаются донести эту мысль правительству и, похоже, им удалось-таки «достучаться».

Необходимо уточнить, что развитие распределенной генерации исключительно в автономном формате (если речь не идет о солнечных панелях) не представляется возможным. В ряде случаев предельно сложно подобрать для оборудования оптимальные режимы работы в силу резких скачков нагрузки. Интеграция в общую сеть позволяет оптимизировать этот процесс, давая также дополнительные преимущества и «большой системе». Получается, что и те, и другие в состоянии реализовать свои интересы, не вступая в конфликтные отношения. Наоборот, осуществляя взаимовыгодные связи. Произошел внушительный тектонический сдвиг в отношениях между игроками рынка. По сути, развитие распределенной генерации может теперь осуществляться на бесконфликтной основе, во что еще лет пять-шесть назад верилось далеко не всем.

Считалось, что распределенная энергетика бросает вызов централизованным сетям, и потому ее дальнейшее развитие якобы вступает в противоречие с интересами представителей большой энергетики, включая и представителей существующих сетевых компаний. Именно в этой «конфликтной» парадигме оценивались пилотные проекты по созданию локальных (розничных) генерирующих источников.

Дело доходило до того, что владельцев малых электростанций намеренно вынуждали работать в автономном формате. В силу укоренившихся предрассудков некоторые руководители выступали на стороне энергетических монополистов, полагая, что таким путем они «защищают» интересы последних от вторжения «непрошенных» игроков, способных-де подорвать стабильность в этом секторе.

На самом же деле, благодаря новейшим разработкам в области автоматизированных систем управления локальными сетями, появилась возможность для эффективного и безопасного взаимодействия таких сетей с единой энергосистемой. Как я уже сказал, свои выгоды от такого взаимодействия получают все участники процесса. То есть благодаря техническому прогрессу былое противоречие перерастает в сотрудничество. По большому счету, это открывает дорогу принципиально важному направлению в отечественной энергетике. Создание розничных источников генерации может стать вполне успешным бизнесом, привлекательным для инвесторов.

Указанное постановление оговаривает инновационный характер принимаемых технических решений и регламентирует порядок их использования и апробации. То есть данный документ вводит эту практику на территории нашей страны, по сути дела, обобщая накопленный опыт. Пока еще внедрение инновационных разработок в этой сфере находится на стадии пилотных проектов. И только через три года (к 2023 году) по итогам работы АЭК будет уже выработана нормативная модель регулирования их деятельности. Но в любом случае «процесс пошел». И это радует.

Для нас, новосибирцев, принципиально то, что такие инновационные системы разработаны нашими специалистами. В частности, уже сейчас такая система полным ходом внедряется - при активном участии специалистов НГТУ - в ЖК «Березовое», где несколько лет назад был построен автономный газовый энергоблок мощностью 12 МВт. В настоящее время специалисты трудятся над тем, чтобы осуществить указанную выше интеграцию с внешней сетью. По словам разработчика – профессора НГТУ Александра Фишова, - в случае успеха реализуемый ими пилотный проект может послужить толчком к бурному развитию распределенной генерации в Новосибирске. Да не только в Новосибирске, но и во всей стране, поскольку внедряемая сейчас система пока еще не имеет аналогов, а значит, в состоянии обозначить поистине революционные изменения на данном направлении.

В этой связи показательно, что после издания указанного постановления к нашим разработчикам уже стали обращаться владельцы АЭК на предмет заказов. Пока еще пилотный проект не завершен, и система находится в состоянии тестирования. Окончательные результаты будут получены ближе к маю. И если все пройдет успешно, то, как я уже сказал, нас действительно поджидает маленькая технологическая революция. Возможно, она хоть как-то сгладит наши впечатления от разгорающейся в стране пандемии.

Андрей Колосов

Специалисты Института археологии и этнографии СО РАН (ИАЭТ СО РАН) и Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева (ИГМ СО РАН) в коллаборации с Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) проводят совместные исследования по проверке гипотезы миграции палеолитического человека из Предуралья на территорию Нижней Оби и ее возможного заселения начиная с 90 тыс. лет назад. Полевые работы лета 2019 г. в очередной раз подтвердили научное предположение специалистов – качественно собранная палеонтология, сбор находок и артефактов, анализ срезов говорят о том, что исследуемая территория в период палеолита была благоприятной для жизни человека рода homo. Промежуточные результаты опубликованы в журнале Stratum и «Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий».

«До недавнего времени считалось, что север Оби, современная территория, расположенная севернее Ханты-Мансийска, 15–25 тыс. лет назад была покрыта ледником, а южная часть затапливалась ледниково-подпрудным озерным бассейном, – рассказывает доктор геолого-минералогических наук, заведующий Лабораторией геоинформационных технологий и дистанционного зондирования ИГМ СО РАН Иван Зольников. – Но находки мамонтов в районе так называемого Мансийского озера показали, что оледенения не было, а значит здесь было место, в отличие от покрытой льдом Русской равнины, и все условия для расселения человека».

По словам специалиста, на территории севера Западной Сибири в исследуемый период была сухая и теплая перигляциальная степь (тундростепная зона с травой), где обитала обильная мегафауна, а значит и человек. «Попасть из Предуралья в низовья Оби палеолитический человек мог по сквозным долинам через Уральский хребет. С помощью цифровой модели рельефа мы выделили сквозные долины через Урал с плоскими широкими днищами, пригодными для длительных путешествий семейных групп палеолитических людей, включающих стариков и детей: три магистральных миграционных пути и шесть второстепенных».

Гипотеза специалистов заключается в том, что на севере Западной Сибири человек мог обитать уже 90 тыс. лет назад. Исследования проходят в рамках проекта «Геохронология и палеогеография долины Нижней Оби позднего плейстоцена в контексте ее заселения палеолитическим человеком», поддержанного грантом Российского научного фонда.

«Начиная с 2016 г., мы находим подтверждения этой гипотезе, и надеемся, что со временем она станет теорией, описывающей заселение человеком Нижней Оби в эпоху палеолита», – рассказывает кандидат исторических наук, научный сотрудник ИАЭТ СО РАН Антон Выборнов. – У любых археологических полевых работ всегда есть две цели: проверка гипотезы и поиск материалов для формирования новых методов поиска. Обе эти цели были достигнуты по итогам полевых работ 2019 г. Гипотезу подтверждают найденные артефакты, датированные почвы и плейстоценовая фауна. До нашей экспедиции на Нижней Оби было две датированные находки фауны, мы увеличили это количество в десятки раз. Апробировав методику поиска, мы поняли, что должны расширяться – необходимо отходить от основного русла реки, выходить на водоразделы, исследовать пути выхода человека на магистральную Обь, те самые сквозные долины».

Датировка почв и останков мегафауны, найденных в экспедиции, проводилась на уникальной научной установке «Ускорительный масс-спектрометр» ИЯФ СО РАН в составе Центра коллективного пользования «УМC НГУ-ННЦ» (AMS Golden Valley). Как отмечает Антон Выборнов, благодаря полученным результатам у археологов набралась определенная последовательность в датах, появилась статистика. «В том, что на территории Нижней Оби были мамонты, а значит мог быть и человек – нет открытия, это известно. Открытие в том, что теперь есть серия датированных палеонтологических находок, благодаря которым мы можем увидеть динамику распространения мамонтовой фауны, более того, на отдельных бивнях с установленным возрастом мы встречаем и следы воздействия человека», – добавляет Антон Выборнов.

«Археологи оперируют относительными датами, а метод радиоуглеродного датирования на ускорительном масс-спектрометре (УМС) позволяет получить абсолютный возраст объекта – в этом наш вклад в данное исследование, – рассказывает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Сергей Растигеев, – УМС регистрирует каждый атом радиуглерода в образце. Чтобы получить точную дату необходимо «отыскать» весь радиоуглерод, а его очень мало. Например, в образце возрастом 50 тыс. лет относительно углерода будет находиться 10 – 15 радиоуглерода. Для понимания, эти значения соотносятся как одно зернышко пшеницы ко всему урожаю, который собирается в России за год. Даже не иголку в стоге сена искать. Для достоверного датирования образцов крайне важно надежно идентифицировать и регистрировать атомы радиоуглерода из «стога сена» во многом состоящего из атомов и молекул очень близких масс, так называемых изобар. УМС ИЯФ СО РАН обладает необходимыми для этого параметрами и характеристиками».

Перед тем, как образец попадает в УМС, он проходит этап пробоподготовки. Этот сложный процесс включает в себя несколько стадий очистки образца и может занимать неделю.

«Объекты поступают к нам, как правило, в том виде, в котором их нашли – иногда приносят целые бивни и черепа различных представителей фауны, – рассказывает руководитель лаборатории изотопных исследований ИАЭТ СО РАН, кандидат химических наук Екатерина Пархомчук. – Нам же для пробоподготовки и последующей датировки необходимо примерно 100 мг от объекта. В рамках данного проекта мы подготавливали пробы из объектов мегафауны и палеопочв. Процесс пробоподготовки для них различен. Из кости мы получаем коллаген и превращаем его в графит, для датирования почвы выделяем из нее органическое вещество – гумин. И коллаген, и гумин затем превращаем в графит».

Как отмечают исследователи, хотя все эти находки и доказывают существование на данной территории палеолитического человека, они остаются вне контекста. Чтобы говорить о теории заселения Нижней Оби человеком, специалисты должны найти палеолитическую стоянку. Все собранное учеными найдено на прибрежных берегах, куда находки со временем смывает вода, то есть они «выпадают» из своего культурного слоя.

«Сегодня мы уже не ищем факты существования здесь человека. В 2016 – 2019 гг. были найдены артефакты, относящиеся ко времени палеолита, собрано множество костей четвертичной фауны, которая говорит, что млекопитающие жили на этой территории, а за ними, естественно, ходили люди. Мы понимаем, что эта территория – не белое пятно, – объясняет старший научный сотрудник ИАЭТ СО РАН, кандидат исторических наук Александр Постнов. – Теперь нам необходимо найти контекст – например, очаг, разбросанные вокруг него инструменты, своего рода палеолитическую стоянку, либо же утилизированный человеком скелет мамонта. Нам нужно что-то об их жизни».

Данный проект охватывает очень большую и сложную территорию. По словам старшего научного сотрудника ИАЭТ СО РАН, доктора исторических наук Антона Анойкина, специалистам приходится изучать за короткое северное лето участки протяженностью несколько сотен километров в крайне непростом регионе. «С одной стороны, субарктическом, с другой – субконтинентальном, где-то граничащем с горами Урала, а где-то – с болотами Васюганья. Проанализировать этот регион и дать оценку в плане заселения его древним человеком, описать здесь культуру населения в каменном веке специалисту одного профиля не под силу. Тут нужна коллаборация – объединения работ исследователей разных научных направлений, только так можно выработать полноценную рабочую гипотезу и получить реальные результаты», – объясняет Антон Анойкин.

Пресс-служба ИЯФ СО РАН

В Госдуме считают, что дистанционный формат снизит уровень проведения госэкзаменов и защиты дипломов. Как пояснили «Газете.Ru» в комитете по образованию и науке, из-за этого оценивать навыки выпускников бакалавриата предстоит приемной комиссии магистратуры или работодателям. Между тем в ВШЭ беспокоятся, что решение вузов о принятии ГОСов и диплома в онлайн-формате не увенчается успехом как из-за технических неполадок, так и из-за проворности студентов.

Многие высшие учебные заведения уже объявили о проведении государственных экзаменов и защиты дипломов в дистанционном формате из-за пандемии коронавируса COVID-19.

Так, в онлайн-режиме будут проэкзаменованы 10 602 выпускника МГУ имени М.В. Ломоносова. «Члены госкомиссии будут находиться на связи, будут видеть выпускника, будет проходить идентификация личности, и дальше будет идти выпускной экзамен: ответы, вопросы, оценка», — объяснил процедуру сдачи ректор учреждения Виктор Садовничий.

О возможной защите выпускной квалификационный работы (ВКР) и проведении экзаменов дистанционно говорится и на сайте МПГУ. В свою очередь студентов ВШЭ уже точно ждет онлайн-формат – в том числе и в региональных кампусах вуза.

Остальные учреждения пока молчат, но глава Минобрнауки Валерий Фальков еще 9 апреля уверил, что отменяться экзамены или защита дипломов из-за пандемии в 2020 году не будут. «Мы исходим из того, что все экзамены, даже выпускные или квалификационные экзамены, защиту дипломов — абсолютное большинство можно организовать онлайн. Как поступление, так и сдачу», — заявлял он.

Между тем эксперты уверены, что не для всех опыт использования такого формата окажется удачным. Глава Института развития образования ВШЭ Ирина Абанкина считает, что защитить ВКР дистанционно удастся только тем выпускникам, диплом которых представлен только в виде текста. В то же время есть студенты, обучающиеся на творческих, физических и инженерных факультетах, где ВКР требует наглядности.

«Диплом часто представляет собой демонстрацию мастерства – так происходит в творческих вузах, для которых ВКР проходит, например, в формате коллективного спектакля. Или в инженерных и физических учреждениях, где требуется наглядное представление проекта. Онлайн подходит для тех, кто защищает текст, потому что они смогут уже сейчас получить диплом в условиях пандемии, а остальным будет сложно», — пояснила эксперт «Газете.Ru».

Она добавила, что в ходе проведения госэкзаменов и защиты диплома у выпускников и комиссии могут возникнуть технические сложности, которые могут сорвать сдачу.

«Должна быть определенная мощность сети для того, чтобы можно было пригласить всех членов комиссии, задавать студенту вопросы, выслушать его ответы. Не только текст является составляющей итоговой оценки при защите диплома — важны умение презентовать результаты, аргументировать, участвовать в научной дискуссии», — подчеркнула Абанкина.

В свою очередь в Госдуме уверили «Газету.Ru», что и столичные, и региональные вузы обладают всеми технологическими ресурсами для проведения ВКР и госэкзаменов в онлайн-формате.

«Бояться такой сдачи не стоит. Сейчас такая ситуация, в которой все сферы человеческой жизни претерпевают серьезные изменения. Конечно, нельзя сказать, что региональные вузы готовы так же, как и ВШЭ, например. Но мы заранее понимаем, что уровень проведения экзаменов будет смещен в худшую сторону. Это первый год такого «краш-теста» для системы образования, поэтому надо с понимаем относиться ко всем результатам», — заявил зампред комитета по образованию и науке Борис Чернышов.

Дистанционный формат сдачи также может привести к тому, что студенты будут списывать или обманывать педагогов другими способами, пользуясь техническими помехами, считает Абанкина.

«Довольно сложно понять, не пользуется ли студент дополнительными возможностями, не помогает ли ему кто-то или, вообще, тот ли самый это студент. Из-за качества связи комиссия может подумать, что, вроде, похож, а на самом деле его кто-то заменил», — уточнила эксперт.

Между тем в Госдуме уверены, что студенты будут списывать на дистанционных госэкзаменах не больше, чем на очных. «Страшного в списывании ничего нет, потому что студенты это делают и при очном экзамене. В условиях таких серьезных вызовов, конечно, будут другие итоги: где-то лучше, где-то хуже. Но что, теперь останавливать жизнь из-за этого? Надо идти спокойно дальше, а потом уже при поступлении в магистратуру, либо при принятии на работу работодатель или комиссия оценят студента, который списывал», — заключил депутат Чернышов.

Мария Локтионова

Пока весь мир ищет лекарства или вакцину против коронавируса, коллектив ученых из России и ЕС во главе со швейцарской ассоциацией Gene Learning предлагает сосредоточиться на методах лечения, которые уменьшат тяжесть заболевания и соответственно повысят выживаемость. Лечение пневмонии и сепсиса как наиболее распространенных причин смерти от коронавируса должно стать приоритетным направлением экстренной терапии. Gene Learning предлагает эффективный инструмент прогнозирования смертности от инфекционного сепсиса и демонстрирует, что дисфункции митохондрий и пероксисом, критически вовлеченных в развитие патологических состояний, можно эффективно лечить с помощью метиленового синего и фенилбутирата - дешевых и безопасных лекарств.

Быстрое распространение нового коронавируса по всему миру заставляет нас вспомнить пандемию испанского гриппа 1918 года. Недавно появившийся вирус SARS-CoV-2 характеризуется быстрым распространением и высокой смертностью. В настоящее время не существует вакцины от коронавируса, и фарм. компании, ученые ищут лекарства для облегчения симптомов COVID-19 и пытаются разработать эффективную вакцину. Но эта гонка бесконечна. В следующий раз снова придется искать новые чудодейственные лекарства и вакцины.

Ситуация очень напоминает гонку Черной Королевы из Алисы в Зазеркалье, где нужно бежать изо всех сил, чтобы оставаться на месте. В биологии эта метафора известна как гипотеза Черной Королевы, которая описывает эволюционную гонку между хозяином (человеком) и паразитом (вирусами, бактериями), которые для того, чтобы выжить, постоянно приспосабливаются и эволюционируют бок о бок в ответ на наступательные и защитные действия друг против друга. Иными словами, мы всегда должны «бежать» или адаптироваться, чтобы оставаться на одном месте. Иначе мы вымрем.

Сейчас все силы брошены на поиск и создание целевых лекарств и вакцин против коронавируса. В то же время количество зараженных и умерших увеличивается. Как говорит Черная Королева «чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!». Это означает, что параллельно разработке вакцины необходимо сосредоточиться на методах лечения, снижающих риск смертности пациентов от пневмонии и сепсиса, которые развиваются как результат избыточной реакции врожденного (неспецифического) иммунитета.

Научные данные показывают, что у 15% тяжело больных пациентов с COVID-19 развивается острая дыхательная недостаточность, требующая интубации и искусственной вентиляции легких, а это увеличивает риск бактериальной инфекции в легких и, следовательно, сепсиса. Согласно данным авторитетного журнала Lancet, почти четверть всех смертей в мире вызвана сепсисом. Так как лечения, доказавшего свою эффективность против вируса, пока нет, лечение сепсиса становится приоритетом. Это включает в себя поиск новых лекарств против сепсиса и прогнозирование клинического исхода (риска смертности). Однако, неоднородная природа сепсиса делает его лечение очень сложным. Проведенное специалистами из РФ (ИЦиГ СО РАН), Нидерландов и Швейцарии исследование показало, что определенное значение в развитии патологического состояния при сепсисе может иметь т.н. «генный шум», дисбалансы в экспрессии генов в клетках иммунной системы: анализ показал, что этот показатель позволяет с высокой точностью прогнозировать течение заболевания и вероятность летального исхода. Также было обнаружено, что развитие патологии зависит от дисфункции митохондрий и пероксисом, которые играют ключевую роль в патогенезе сепсиса, что позволяет рассчитывать на положительный эффект при терапии хорошо известными препаратами - метиленовым синим и фенилбутиратом.

Метиленовый синий, впервые синтезированный в 1876 году, имеет долгую историю клинического применения. Это безопасный, дешевый и эффективный препарат, включенный в список основных лекарственных средств ВОЗ. В организме больного метиленовый синий одновременно выполняет две функции: восстанавливает митохондриальное дыхание и ингибирует выработку оксида азота, повышенное содержание которого является одним из основных признаков сепсиса, связанных с негативным прогнозом. Фенилбутират является препаратом, который восстанавливает биогенез пероксисом и способствует выводу азота из организма при гипераммонемии, возникающей при нарушении функции печени, что зачастую приводит к смерти при сепсисе. Таким образом фенилбутират также представляется перспективным препаратом в лечении сепсиса.

Метиленовый синий и фенилбутират, дешевые и безопасные лекарственные средства, имеют большой потенциал в качестве вспомогательного лечения пневмонии и сепсиса как наиболее распространенной причины смерти от COVID-19. Для адекватного противостояния новым патогенам здравоохранение должно располагать средствами универсального симптоматического лечения, применение которых позволяет выиграть время, необходимое, как для формирования специфического иммунитета у пациентов, так и для создания научными учреждениями и фарм. компаниями целевых лекарственных препаратов и вакцин.

Юрий М. Мошкин

Исследование опубликовано в BioRciv: Discovery of pharmaceutically-targetable pathways and prediction of survivorship for pneumonia and sepsis patients from the view point of ensemble gene noise.

Выпущена цифровая карта национального парка «Русская Арктика» - самой северной особо охраняемой природной территории России. Карта позволяет сориентироваться на местности, содержит информацию о вершинах гор, мысах, бухтах, заливах, ледниках. Разработчиком карты выступила компания «Дата Ист» - корпоративный партнер Русского географического общества.

Парк «Русская Арктика» расположен в Архангельской области, он создан в 2009 году и является одним из самых молодых российских национальных парков. Он включает в себя северную часть острова Северный архипелага Новая Земля с прилегающими островами, а также природный заказник федерального значения «Земля Франца Иосифа». На территории парка расположены крупнейшие в Северном полушарии птичьи базары, на которых собираются гаги, полярные белые чайки, черные казарки, кайры и короткоклювые гуменники, а также лежбища атлантических моржей и гренландских тюленей. «Русская Арктика» является естественным местом обитания белых медведей, гренландских китов, песцов и нарвалов. Все животные находятся под пристальным вниманием учёных, включены в Красную книгу РФ. Пейзажи парка «Русская Арктика» завораживают: незаходящее полярное солнце и волшебное северное сияние, бирюзовая морская гладь и разноцветные айсберги. Но «Русская Арктика» – это не только ледники и белые медведи. Здесь тоже бывает лето, растёт трава, наливаются соком ягоды. В летний сезон – с июня по сентябрь - в парк приезжают туристы. Посещение туристами объектов всегда сопровождается экспедиционной командой и инспекторами национального парка. «Русская Арктика» интересна и своим культурным наследием. Туристы посещают объекты, связанные с деятельностью русских полярных исследователей Владимира Русанова и Георгия Седова, а также стоянки голландского мореплавателя Виллема Баренца, открывшего эти земли для западных европейцев, и русских поморов, бывавших там задолго до него. В 2019 году был отмечен рекорд: в летний сезон национальный парк посетили 1306 человек из 44 стран мира.

Цифровая карта национального парка «Русская Арктика» позволяет познакомиться с достопримечательностями, найти описание мысов и заливов, горных вершин и ледников. Загрузив карту в смартфон c помощью бесплатного приложения CarryMap, можно использовать ее без подключения к интернету. Есть возможность вносить путевые заметки и привязывать фотографии к точке на карте, а также записывать треки и делиться с друзьями.

Ранее компанией «Дата Ист» были опубликованы карты озер Хакасии и островов Белого моря в Карелии, карты территорий Мурманской области – Териберки, Хибинских, Ловозерских и Кандалакшских тундр, заповедника «Столбы» в Красноярском крае, Курайской впадины в Республике Алтай, плато Маньпупунер в Республике Коми, многих других привлекательных для туристов мест.

Скачать карту национального парка Русская Арктика

Екатерина Вронская

Мы говорим: «ВИЭ», подразумеваем – «солнце и ветер». Да, именно так. С альтернативной (возобновляемой) энергетикой у нас теперь прочно ассоциируются солнечные и ветровые электростанции. Причина понятна: за рубежом несколько лет подряд происходит настоящий бум в области строительства ветропарков и производства солнечных панелей. Учитывая не только этот реальный рост, но также официальные планы по переходу на «чистую» энергию, мы уже смело можем назвать указанный способ производства электричества не альтернативной, а «директивной» энергетикой.

Действительно, столь масштабное увлечение солнцем и ветром отодвинуло на задний план другие виды возобновляемой энергии, а также некоторые «нестандартные» (мягко говоря) технические разработки, претендующие на то, чтобы продемонстрировать миру наглядные примеры энергетики будущего. Показать их, что называется, прямо «в железе».

Начнем с того, что в ряде европейских стран традиционная тепловая энергетика играет важную роль в системе централизованного теплоснабжения городов. Как правило, тепловые станции работают в режиме когенерации, то есть комбинированного производства тепла и электричества. Тепло, по сути дела, является здесь своего рода «побочным», но в то же время важным продуктом. А если учесть, что в таких странах как Швеция или Финляндия существует относительно длинный отопительный сезон, вряд ли кому придет в голову с ходу отказываться от этой инфраструктуры. Отапливать дома, так или иначе, приходится. Ветряки с этой целью использовать нецелесообразно. Применение тепловых насосов проблемы также не решает (дорого и не так эффективно). Какой выход? Жечь дальше уголь, газ и дрова (да-да, древесина в европейских странах в качестве топлива используется даже шире, чем в нашей стране)?

Короче говоря, устоявшиеся практики столкнулись с новой парадигмой развития. В принципе, можно было бы спокойно дожить до 2050 года, не спеша перестраивая энергосистему на новый лад. Однако «не спеша» никак не получается, особенно если речь идет о Швеции. Напомню, что после подписания Парижского соглашения по климату европейские государства вступили в отчаянное соревнование по созданию «безуглеродной» экономики. И в этой гонке уже выявились лидеры. Швеция – в их числе. Руководство этой страны, похоже, намерено всем утереть нос и выйти на запланированные показатели с опережением общего графика. В 2017 шведский парламент принял закон, обязывающий выйти на нулевые показатели по выбросу углекислого газа уже в 2045 году. Дальше Швеция должна будет продемонстрировать «отрицательный рост» СО2. Причем, требования распространяются и на объекты энергетики, и на транспорт, и на жилые дома, и даже на сельское хозяйство. Уже к 2030 году объемы выбросов должны сократиться на 65% по отношению к 1990 году. Что касается электроэнергетики, то на 2040 год запланирован полный переход на возобновляемые источники.

Возникает вопрос: что нужно сделать с существующей инфраструктурой теплоснабжения, где используется ископаемое топливо, в том числе – уголь? В этой связи уместно привести такой факт: Европейский Союз является крупнейшим производителем древесных гранул (пеллет) для отопления. Здесь производится примерно половина мирового объема твердого биотоплива. Потребляется же еще больше, поэтому некоторые страны ЕС часть древесных гранул покупают за рубежом.

В настоящее время по этому поводу разгораются дискуссии: является ли сжигание биомассы приемлемым делом с точки зрения программ декарбонизации? Чем она лучше угля в экологическом смысле? Как известно, угольная энергетика серьезно попала «под раздачу», и ее судьба уже предрешена. Но вот что интересно: некоторые энергетические концерны, владеющие угольными станциями, начали переводить их на биотопливо (включая древесные пеллеты и прочее). Такое решение оправдывают тем, что растения при своей жизни уже поглотили определенную часть углекислого газа, а значит, их сжигание можно отнести к нулевому выбросу. Соответственно, если мы будем культивировать растения для энергетических целей (производства пеллет и т.д.), то никакого «греха» не совершим, направляя их в топку.

Тем не менее, некоторые исследователи ставят под сомнение «безгреховность» подобных энергосистем, уверяя, что они даже опаснее угольных станций. Одно дело, когда мы использует отходы деревопереработки. И совсем другое дело, когда превращаем в биотопливо цельную древесину. Последнее – не редкость. То есть биотопливо не может рассматриваться как полноценный возобновляемый источник энергии из-за своей углеродной «нечистоты». У противоположной стороны есть, конечно, свои контрдоводы, однако в любом случае вопрос повисает в воздухе, и его необходимо как-то решить, не прибегая к вынужденным компромиссам.

Так вот, чтобы разрешить все сомнения, некоторые продвинутые энергетические компании разработали абсолютно безупречное решение, предложив технологию улавливания и хранения углекислого газа. Расчет делается на то, что тепловые электростанции, работающие на биотопливе, будут изымать такое количество СО2, что могут стать «углеродно-негативными». То есть «чище некуда». Уловленный углекислый газ предполагается (как вариант) отправлять в специальные хранилища. Их можно оборудовать, например, в скальных образованиях на морском дне. Причем, углекислый газ не будет там находиться мертвым грузом: время от времени его будут оттуда извлекать и транспортировать для хозяйственных нужд. Например, он может стать полезным в тепличном хозяйстве.

Разумеется, такая система приведет к непомерному удорожанию вырабатываемой энергии. Однако европейские страны, борясь с глобальным потеплением, готовы не постоять за ценой. Сама идея улавливания углекислого газа и перехода на «углеродно-негативный» цикл производства кажется весьма привлекательной в контексте обозначенного курса на тотальную декарбонизацию. Будущее, конечно, покажет, насколько целесообразным оказалось данное решение.

То же самое можно сказать и о технологии производства синтетического метана. Это еще одна «оригинальная» тема. Здесь наглядные примеры показывает Германия. Все начиналось там с производства водорода с помощью совершенно «чистой» электроэнергии, вырабатываемой ветряками. Надо сказать, лет тридцать-сорок назад водороду прочили большое будущее как экологически чистому топливу. Главная проблема заключалась в технологиях его производства. Сами эти технологии не так уж и сложны, однако они требовали использования электроэнергии. Поучался замкнутый круг: чтобы произвести экологически чистый водород, необходимо было сжечь «грязный» уголь в топках ТЭС.

Это противоречие сняли немецкие производители, используя для выработки электричества энергию ветра. Однако на получении водорода дело не остановилось. Технологический цикл был продолжен: водород – при помощи специальных катализаторов – вступал в реакцию с углекислым газом, и на выходе получался синтетический метан. Как утверждают специалисты, по своим характеристикам этот синтетический газ мало чем отличается от обычного природного газа, а потому его можно смело транспортировать по трубопроводам, то есть использовать для него уже существующую газотранспортную инфраструктуру. Собственно, из-за этой инфраструктуры как раз и пришлось заняться производством метана на основе водорода.

К тому же, его можно направлять в газовые хранилища, запасать впрок и использовать в безветренные и пасмурные дни, когда падает выработка электричества на основе солнца и ветра. Такая страховка выглядит вполне уместной. В настоящее время в подобных случаях принято полагаться на природный газ. Но ему, как мы видим, уже нашли «чистую» альтернативу.

Как мы понимаем, в случае с синтетическим метаном действует та же логика, что и в случае с биотопливом: поскольку при получении этого топлива использовался «изъятый» из атмосферы   углекислый газ, то его сжигание можно считать «углеродно-нейтральным» (минус на плюс дают ноль). Конечно, в контексте экологически ориентированной политики представленная технология безупречна во всех отношениях. Вопрос, как всегда, упирается в экономику. Подобные проекты пока что реализуются при финансовой поддержке соответствующих инстанций. В рыночных условиях они обречены на провал. Тем не менее, западное общество готово идти на такие издержки, видя в том поиск реальных путей к светлому будущему. Оправдаются ли эти ожидания, время покажет.

Николай Нестеров

В связи с пандемией коронавируса, на тепловизоры возник большой спрос. Ими повсеместно оборудуют аэропорты, вокзалы, офисные центры и иные публичные учреждения. Приборов не хватает, телефоны организаций, где их производят, разрываются от звонков потенциальных покупателей. Действительно ли тепловизоры помогают выявить коронавирус, и чем еще они полезны, мы поинтересовались у ведущего научного сотрудника Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН профессора Новосибирского государственного университета, доктора физико-математических наук Бориса Григорьевича Вайнера.

— Почему тепловизоры стали столь популярными? Они позволяют лишь выделить из толпы людей, у которых повышена температура тела, или способны разглядеть еще и пораженные органы?
 
— Тепловизор достаточно достоверно может распознавать людей с повышенной температурой тела. Это мы в свое время проверяли экспериментально (пример на иллюстрации). Однако считать, что око тепловизора способно проникнуть в легкие или другие органы, нельзя. Ткани человека, в составе которых много воды, непрозрачны для тепловизионного инфракрасного излучения. Если легкие поражены, узнать об этом бывает возможным лишь косвенно. При сильном воспалении внутренний орган разогрет выше нормы, теплота достигает поверхности тела, увеличивает температуру кожи, что и попадает под прицел тепловизионной камеры. Однако уверенно определить при этом, что воспалено — легкие или, например, межреберные мышцы, — однозначно не всегда удается.

Следует принимать во внимание и следующие нюансы. Если бы всех пассажиров, вышедших из самолета или поезда, направили в зал, дали им спокойно посидеть хотя бы полчаса и лишь потом проинспектировали тепловизором, это позволило бы выделить людей с относительно высокой температурой. Однако реальная картина на транспортных узлах несколько иная. Вот человек только что нес тяжелую ручную кладь или ссорился с попутчиками. Такие физические нагрузки и эмоции отражаются на кровообращении, в частности на кровоснабжении лица, сосуды которого в подобных случаях способны расшириться. И тогда возникает высокая вероятность допустить ошибку — принять вполне здорового человека за больного. 

Кроме того, при физических нагрузках часто происходит интенсивное испарение пота, понижающее температуру кожи. Этот фактор способен на некоторое время «оздоровить» заболевшего. Или другой пример: перед посещением вашей редакции я прошелся по улице без перчаток, слегка охладив при этом кисти рук. На входе в помещение контролеры навели пирометр (прибор для дистанционного измерения температуры) на тыльную сторону моей кисти и... с удовлетворением отметили, что я здоров. Даже если бы у меня в этот момент был жар, кисть не успела бы так быстро нагреться, чтобы сообщить пирометру об нем. Поэтому нельзя утверждать, что принцип тепловизионной регистрации позволяет однозначно выявить всех больных в потоке. Но при совместном применении с другими диагностическими технологиями его роль вполне оправданна. Особенно на первой, предварительной стадии такого выявления.

Что касается коронавируса, осложняющим фактором здесь является еще и то, что для этой инфекции, как утверждают специалисты, характерно не слишком значительное повышение температуры тела. В среднем, ее уровень составляет 37,2—37,3 оС, а такой жар часто встречается и у вполне здоровых людей.
 
— Чем отличаются упомянутые Вами пирометры от тепловизоров?

— Пирометр, как и тепловизор, наделен способностью дистанционно измерять температуру. Однако его оптика обычно нацелена лишь на небольшую удаленную от наблюдателя область поверхности объекта. Чтобы издалека в нее попасть, в пирометры встраивают лазер, дающий видимую глазу метку, которая показывает место измерения. Пирометры успешно используют, к примеру, для определения температуры соединений на линиях электропередач, в строительстве, на производственных площадках. Главное отличие их от тепловизоров в том, что в пирометре оптика фокусирует интересующий объект, как правило, на одиночный фотоэлемент. В современном же тепловизоре таких фотоэлементов встроено в виде плоской матрицы десятки и сотни тысяч. Благодаря этому мы получаем возможность видеть двумерную температурную картину. Тепловизор — это, по сути, та же цифровая видеокамера, только вместо видимого она показывает нам тепловое изображение объекта. Тепловизионная матрица существенно дороже одиночного фотоэлемента, поэтому такие приборы стоят гораздо больше, чем пирометры.

— Для каких целей предназначены тепловизоры, разработанные в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН?

— Я буду говорить о той модели тепловизоров, разработку которой мы начали и почти сразу стали активно использовать в биомедицине уже около четверти века тому назад. Это тепловизоры с охлаждаемым матричным детектором на основе арсенида индия. 

Сейчас мы параллельно развиваем два направления исследований, где по ряду проблем продвинулись в мире дальше других — это физико-химическое и биомедицинское. Первое относится к химической физике и связано с изучением адсорбции и десорбции молекул газа на твердых поверхностях. Здесь же совместно с ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» и другими научными организациями мы успешно ведем работы по изучению ряда каталитических реакций.

При адсорбции молекул газа на поверхности твердого тела выделяется теплота. При десорбции твердотельные образцы охлаждаются. В катализе много реакций протекает с выделением теплоты. Динамику таких температурных изменений способен с высочайшей точностью регистрировать тепловизор, что мы убедительно смогли продемонстрировать в научных публикациях. Отличительной стороной этих сорбционно-каталитических исследований является то, что мы изучаем процессы не при высоких (сотни градусов Цельсия), типичных для катализа, а при комнатных температурах. Для этого мы создали уникальную, не имеющую аналогов, экспериментальную автоматизированную систему, с помощью которой выявляем интересные эффекты буквально при каждой загрузке образцов. Чтобы не испытывать каждый образец по отдельности, мы применяем подход, при котором в реактор загружается не один, а целая «библиотека» (около 10) структур одновременно. Широкое поле обзора тепловизионной камеры позволяет видеть сразу все образцы, при этом регистрируя их индивидуальную динамическую реакцию на действие реагентов синхронно с временным разрешением в сотую долю секунды. Такой прием существенно увеличивает производительность труда и повышает достоверность результатов.
 
Второе ведущее направление наших исследований — применение современного тепловизионного метода к актуальным задачам биомедицины. Конечно, лечением наш институт не занимается. Актуальной научной проблемой, решаемой нами в этой сфере, служит разработка физических, математических и технических основ современной методологии, основанной на широчайших и пока еще многими не осознанных возможностях тепловидения нового поколения.
 
Давно стало понятным, что классические тепловизионные диагностические признаки, такие как температурный контраст и термоасимметрия тела, не содержат достаточной информации о заболевании. Мы внедряем в биомедицинское тепловидение так называемый интервентный подход, идея которого состоит в следующем: для того чтобы организм сам сообщил о своих проблемах, нужно его слегка потревожить. Это можно сделать с помощью локального нагрева, непродолжительного пережатия сосудов конечности, изменения темпа или кратковременной задержки дыхания и иных воздействий. Защищаясь, организм активизирует свои жизнеобеспечивающие системы, что выражается в изменении частоты сердечных сокращений, частоты дыхания, в виде температурных реакций и так далее. Вот тут-то с помощью наших приборов мы его и захватываем врасплох, расставляя капканы на физиологические отклики, которые он в такие минуты проявляет. 
 
Основное преимущество нашего инновационного подхода — синхронное непрерывное измерение и сохранение в памяти компьютера большого числа (порядка 10) физиологических показателей организма, динамически изменяющихся в ходе интервентного диагностического сеанса. При этом в комплексе с тепловидением мы применяем электрокардиографию, оригинальный, предложенный нами, метод измерения скорости пульсовой волны в лучевой артерии, измерение артериального давления, частоты дыхания и другие технологии. К слову, метод сорбционно-усиленной инфракрасной термографии, разработанный нами для анализа дыхания, кратно, а в отдельных случаях даже в десятки и сотни раз, превышает по чувствительности иные известные методы подобных измерений. Он прекрасно работает и на животных, что мы вместе с биологами показали, исследуя лабораторных свиней, кроликов и крыс. 
 
— Для чего нужно такое комплексное исследование?
 
— Когда кому-то требуется узнать что-то о своем организме, он идет к терапевту, и тот выдает целую стопку направлений на обследования. Очевидно, что в интервалах между такими диагностическими процедурами пациент может попасть под влияние разнообразных внешних факторов, способных коренным образом изменить на некоторое время состояние его организма — ими могут быть выкуривание сигареты, эмоциональный всплеск, пробежка до кабинета врача и другие. 
 
У нас же вся совокупность диагностических приемов применяется синхронно. А значит, информация об организме поступает в единый временной период, когда все физиологические показатели заведомо связаны между собой. Сердечно-сосудистая, дыхательная, терморегуляторная и другие системы находятся в это время в синхронном взаимодействии друг с другом. При интервентном возбуждении организм самостоятельно выбирает оптимальный путь к восстановлению гомеостаза, что, безусловно, отражается на динамике измеряемых показателей. Ожидается, что траектория восстановления здорового организма отличается от организма больного. Отметим, что все воздействия и сам процесс измерений у нас строго автоматизированы и проводятся под управлением компьютерной программы. Это делает исследования воспроизводимыми и не зависящими от человеческого фактора.
 
Мы ожидаем, что дальнейшая совместная математическая, статистическая и компьютерная обработка совокупности таких синхронно измеренных показателей может привести к принципиально новым критериям диагностики. Такого инновационного подхода в медицине пока еще не предпринималось. Сейчас мы обсуждаем с новосибирскими институтами математического профиля вопросы обработки биоданных. Если с помощью нового подхода мы научимся отличать больных людей от здоровых, то в дальнейшем речь может идти уже и о ранней диагностике серьезных заболеваний.

— Из чего состоит ваш исследовательский комплекс? Можно ли будет в дальнейшем оборудовать подобными устройствами медицинские учреждения?
 
— Сегодня комплекс включает в себя три компьютера, высокочувствительный (0,03 градуса) и быстродействующий (100 кадров в секунду) тепловизор, оригинальную систему с варьируемой скоростью подачи и сброса воздуха и другое оборудование. В медицину он попадет лишь после необходимых клинических испытаний с подтверждением безопасности, диагностической значимости и других характеристик, на основании чего будет получено разрешение Минздрава РФ на серийное производство и применение в медицинской практике. 
 
Созданный нами в ИФП СО РАН прототип функционально вполне полноценен. Но в таком виде он еще не может быть передан в больницы, поскольку должен удовлетворять необходимым потребительским требованиям. Мы не занимаемся вопросами создания клинического варианта устройства по банально простой причине: эта работа требует финансирования. 

— Вы работаете совместно с медиками?

— То, о чем я рассказал — это исключительно результат разработок и исследований, выполненных нами в ИФП СО РАН. Работы были поддержаны грантами РФФИ и правительства Новосибирской области. В то же самое время мы постоянно находимся в тесном контакте с учеными из медицинских учреждений. Сейчас работаем над совместным проектом РФФИ с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, не теряем связей с ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Национальным медицинским исследовательским центром имени академика Е. Н. Мешалкина. А начинали свою тепловизионную биомедицинскую историю совместно с Центральной клинической больницей СО РАН и клиникой «Медсанчасть-168». Наша пока еще нереализованная мечта — провести систематические исследования на базе одной из профильных специализированных (скажем, пульмонологической) клиник. Главное здесь — продемонстрировать на примере хотя бы одного заболевания действенность новой методологии, а уж потом этот список расширять. Но беда состоит в том, что и такое мероприятие требует ощутимых денежных затрат.
 
— В связи с пандемией коронавируса на тепловизоры сейчас большой спрос (даже во время этого интервью Б. Г. Вайнеру позвонили с вопросом о возможности приобрести в ИФП СО РАН медицинский тепловизор. — Прим. ред.). Может ли ваш институт удовлетворить эту потребность и начать выпускать необходимые приборы? 
 
— Созданные нами тепловизоры — не из простых. Они слишком чувствительны и высокопроизводительны для того, чтобы стоимость их изготовления была низкой. Каждое изделие — отдельная скрупулезная и отчасти ручная работа, которую не поставишь на поток. В результате цена изделия получается весьма высокой, речь идет о миллионах. Конечно, при выпуске такого оборудования имеются также и количественные ограничения. 

Совсем недавно был образован консорциум, нацеленный на развитие биомедицинского направления в тепловидении. В него вошли организации из разных регионов: Институт теплофизики УрО РАН, Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Уральский государственный медицинский университет, ИФП СО РАН, Томский политехнический университет и ряд других. Консорциум генерирует, в частности, новые задачи для применения тепловизоров. Одна из них (она пока обсуждается) — устанавливать малогабаритные неохлаждаемые приборы в кабинах автомобилей, чтобы, когда у водителя случается сердечный приступ, обморок или что-то подобное, автопилот, принявший управление, помогал бы остановить машину и вызвать помощь. Одной из задач консорциума, особая важность которой проявилась в нынешней ситуации с коронавирусом, является разработка высокоэффективных диагностических методик, основанных на применении современного тепловидения.

В заключение скажу, что число задач для тепловизионного метода неисчерпаемо. Всё вокруг нас непрерывно нагревается и охлаждается, и видеть эти процессы издалека, конечно, важно. Что касается текущей обстановки, когда слова «коронавирус» и «тепловидение» следуют рядом друг с другом, необходимо грамотно осознавать, что даже самый совершенный тепловизор не способен диагностировать коронавирус. Однако оказать неоценимую помощь в предварительном выявлении и контролировании состояния больных он может. Причем прекрасно справится с этой ролью, даже находясь не в двух метрах, а на гораздо большем расстоянии от носителя вируса.
 
Беседовала Диана Хомякова

В прошлый раз мы остановились на утверждении, что модернизация городов в smart-city становится неизбежным процессом. Это подтверждают и триллионы долларов, которые сегодня вкладываются ведущими странами мира в модернизацию городской инфраструктуры.

И хотя, первое, что приходит в голову, когда говорят об «умном городе» - это различные продукты информационных технологий, на самом деле большая часть бюджетов приходится на вполне себе традиционные материалы (асфальт, металлоконструкции) и статьи расходов.

А сам процесс модернизации показал не только возможности повышения эффективности работы той или иной составляющей городского хозяйства, но и его «слабые места». В числе первых – изношенные, устаревшие и неэффективные электрические силовые сети.

Можно смело сказать, что без электроэнергии практически в любом современном городе жизнь будет парализована. Неработающие светофоры, замерший общественный электротранспорт, сумрак в жилых и офисных помещениях, отключившиеся компьютеры, различные офисные и бытовые приборы. А в «умных городах» - еще и полный паралич большинства систем управления инфраструктурой, поскольку они завязаны на центры обработки данных, которым для работы тоже необходимо электричество. И это далеко не полный перечень неприятностей, которые ждут нас в случае локаута.

Причем, с каждым годом наша зависимость от стабильной работы электросетей только растет, этому способствуют и автоматизация производственных процессов, и распространение электромобилей и еще ряд факторов.

Включение в эту систему возобновляемых источников энергии еще больше усложняет задачу. Солнце не светит равномерно, ветер переменчив, и они создают непостоянный поток энергии, который необходимо равномерно распределять в пространстве и времени. Это создает необходимость перемещать электричество подобно пакетам данных в интернете.

Отсюда напрашивается простой вывод: главной задачей компаний, генерирующих электроэнергию и поставляющих ее конечному потребителю (будь то городская квартира или заводской цех, неважно) станет перестройка электрических силовых сетей, построенных в основном в прошлом столетии.

И сделать это не так просто, как кажется на первый взгляд. Интересный факт: и электросети, и система телефонной связи родились во время великой градостроительной лихорадки конца XIX столетия. Но если внутренности телефонной сети в течение прошлого века несколько раз обновлялись (машины заменяли людей-операторов, медные кабели сменились оптоволоконными, а затем и вовсе началась эпоха беспроводной связи и Интернета), то силовые сети кажутся застрявшими во времени.

Свою роль в этом играет физика. Большие потоки электричества нельзя разбить и направить «пакетами» подобно цифровым битам. Сети цифровой коммуникации используют временные емкости, называемые буферами, для управления заторами в узких местах. Но поддержание плавной работы электроэнергетической сети предполагает скорее балансирование, чем работу по направлению трафика. Хранилища в электрических сетях обходятся гораздо дороже и создают больше проблем: чтобы регулировать поток электроэнергии, вместо микросхем памяти приходится устанавливать массивные маховики, батареи и конденсаторы.

Несколько лет назад один из мировых лидеров в этой отрасли, компания Siemens решила превратить швейцарский городок Арбон в своего рода полигон для обкатки технологий «умных электросетей». Спустя некоторое время директор тамошней энергетической компании признал, что «даже сегодня ни потребители, ни поставщики не знают точно, когда и в каком количестве электричество течет по электроэнергетическим линиям».

Есть и еще одна проблема – ни один город (и Новосибирск здесь не исключение) не обладает достоверной схемой всех имеющихся электрокоммуникаций с указанием их технологических параметров, состояния и возраста. Проще говоря, эксперты оперируют некими усредненными показателями, а не детальной реальной картиной, что неизбежно затягивает сроки модернизации и повышает ее стоимость. Понятно, что большая часть «белых пятен» сосредоточена внутри жилых и нежилых помещений, где неисправность проводки входит в тройку лидирующих причин пожаров. Но периодически, при проведении земляных работ натыкаются и на «бесхозные» силовые кабели, которых, согласно имеющимся схемам, там и быть не должно. О возрасте трансформаторов наши электрики вообще предпочитают не распространяться, но периодически прорываются откровения о том, что большая их часть трудится уже сверх плановых сроков эксплуатации.

Схожая картина, на самом деле, наблюдается и в большинстве западных мегаполисов. Но там уже переходят от осознания проблемы к ее решению. Упомянутая корпорация Siemens в 2011 году перевела 85000 сотрудников в новое подразделение «инфраструктуры и городов». Руководство Siemens не скрывает: их цель стать таким же полноценным игроком на рынке технологий для «умных городов», как гиганты цифровой индустрии – IBM и CISCO. Тогда же они стали активно продвигать концепцию своих «умных электросетей» (Smart Grid).

В России первым городом, где внедряется Smart Grid от Siemens, стала Уфа. Концепция Smart Grid представляет из себя целую философию энергосетей, где главным тезисом является получение информации и ее обработка. Например, в случае аварийной ситуации диспетчер сразу видит место повреждения электронной схемы в центре управления. Сочетание устройств позволяет системе самой предложить варианты обхода аварийного участка, в результате электроснабжение может быть восстановлено в течение всего двух минут.

Помимо работы самой системы, диспетчеры отслеживают действия бригад, поскольку каждый автомобиль, который выезжает на место аварии, оборудован модулем ГЛОНАСС. За счет такого подхода увеличивается эффективность, снижаются расходы, их расчет происходит в автоматическом режиме, как и формирование бюджета на оперативно-техническое управление.

Реализация проекта показала не только преимущества, которые несет такая модернизация, но и сложность решения этой задачи – проект стартовал в 2013 году. И хотя в Siemens ему уделяют довольно пристальное внимание, он еще далек от завершения, слишком много работы предстоит сделать.

Новосибирск в этом направлении продвинулся еще меньше. Пару лет назад департамент промышленности и инноваций мэрии анонсировал программу замены уличного освещения «умными фонарями», чье энергопотребление меняется в зависимости от освещенности улиц и траффика на них. Но пока даже на «пилотной территории» - в Академгородке – удалось заменить лишь часть осветительных опор. И вполне возможно, что экономический кризис внесет новые коррективы в сроки реализации программы. Между тем, уличные фонари – только верхушка «айсберга» под названием Smart Grid.

С другой стороны, как уже говорилось есть масштабные технологические процессы, через которые мегаполисам всего мира рано или поздно предстоит пройти. И замена традиционной энергосистемы – новой, более надежной и эффективной относится к таким задачам. Поэтому, эта тема, в частности, входит в число обязательных в повестке форума «Городские технологии», где вопросам внедрения smart-технологий на российскую почву уделяют львиную долю внимания.

Сергей Исаев