Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) завершили очередной этап модернизации ускорительного источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии рака (БНЗТ). Ученые разработали литиевую мишень, которую уже можно будет практически использовать для проведения сеансов терапии. Кроме того, физикам удалось справиться с электрическими пробоями, спонтанно возникающими во время работы ускорителя, которые нарушают непрерывность потока нейтронов и ускоряют износ оборудования.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 19-72-30005.

Бор-нейтронозахватная терапия рака – это способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей. Сначала в раковых клетках накапливают бор, а затем облучают опухоль нейтронами. В результате поглощения нейтрона бором происходит ядерная реакция с большим выделением энергии в клетке, содержащей бор, что приводит к ее гибели. Метод БНЗТ был успешно опробован на ядерных реакторах - эксперименты показали эффективность этого способа лечения опухолей головного мозга и других видов онкологических заболеваний, которые плохо поддаются лечению традиционными методами. Однако использование реакторов в качестве источника нейтронов возможно только в рамках единичных экспериментов, а для внедрения метода в клиническую практику необходим компактный и безопасный источник нейтронов, обеспечивающий оптимальные параметры нейтронного пучка.

Таким источником нейтронов может быть источник на основе ускорителя заряженных частиц. Получаемый в ускорителе пучок протонов или дейтронов с высокой энергией направляют на мишень, из которой генерируют нейтроны в результате взаимодействия заряженных частиц с атомными ядрами мишени.

«Для БНЗТ необходимы нейтроны с определенными энергиями – рассказывает ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией БНЗТ НГУ, доктор физико-математических наук Сергей Таскаев. – Для их генерации используется пучок протонов с относительно низкой энергией, но с большим током, облучающий мишень из лития. Именно такой источник нейтронов мы и предложили 22 года назад. Для получения пучка протонов мы предложили использовать новый тип ускорителя заряженных частиц, который мы назвали «ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией», а для генерации нейтронов - использовать литиевую мишень».

За прошедшее время специалистам ИЯФ СО РАН удалось получить протонный пучок с относительно низкой энергией с требуемым током и сформировать пучок нейтронов, в наибольшей степени удовлетворяющий требованиям БНЗТ, что подтвердили успешные эксперименты с клеточными культурами и лабораторными животными.

В 2019 году на установке получены два важных результата, в большей степени важных уже для создания установки для клиники.

Эксперименты подтвердили возможность использования сконструированной литиевой мишени для генерации нейтронов в реальных сеансах терапии. Разработанная мишень достаточно проста и удобна в обслуживании. Это очень важно, как для персонала, поскольку убыстряет ее замену после активации под действием ускоренного пучка, из-за чего она становится источником ионизирующего излучения, так и для пациентов, поскольку уменьшается стоимость терапии.

После очередной модификации ускорителя специалистам удалось справиться с электрическими пробоями в ускорителе. «Пробои – это электрические разряды, возникающие из-за большой разницы потенциалов между электродами в ускорителе, которые инициируются вторичными частицами, возникающими при ускорении протонного пучка, – поясняет Сергей Таскаев. – Мы уже приспособились к этим пробоям, происходящим раз в несколько минут, и научились восстанавливать параметры пучка за 10 секунд. Но то, что мы смогли полностью избавиться от пробоев, очень здóрово. Мы стремились к этому результату, но не думали, что так быстро его достигнем».

Полученные результаты помогли ученым сделать работу установки более стабильной, а поток нейтронов – непрерывным. В будущем эти технические решения помогут устранить аналогичные проблемы на ускорителях, проектируемых для клиник бор-нейтронозахватной терапии, и повысят эффективность, надежность их работы, а также упростят их обслуживание.

Помимо создания компактного и безопасного источника нейтронов, развитие методики БНЗТ предполагает решение еще одной сложнейшей задачи – разработки и создания препарата адресной доставки бора в клетки опухолей. В России исследованиями в этой области занимается несколько научных групп, в том числе из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», а также Новосибирского государственного университета (НГУ).

«В НГУ по тематике бор-нейтронозахватной терапии работают сразу несколько лабораторий, которые были созданы в рамках программы «5-100» несколько лет назад, – рассказывает координатор проекта БНЗТ НГУ, заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Владимир Блинов. – Прежде всего, сотрудники НГУ совместно со специалистами ИЯФ СО РАН работают над усовершенствованием компактного источника нейтронов. Лаборатория медико-биологических проблем БНЗТ НГУ (рук. В.В. Каныгин) проводит доклинические испытания медицинской технологии лечения рака методом бор-нейтронозахватной терапии на лабораторных животных, а также разрабатывает вектора адресной доставки бора-10 с использованием липосом. В то же время в лаборатории радиобиологии ФЕН НГУ (рук. Г.Л. Дианов) ведется разработка нового носителя бора-10 на основе борированных нуклеотидов методами комбинаторной химии».

Разработки сотрудников ИЯФ СО РАН и НГУ легли в основу проекта компактного ускорительного источника нейтронов для размещения в специальных медицинских учреждениях.

В программу развития Новосибирского научного центра «Академгородок 2.0» входит проект, посвященный бор-нейтронозахватной терапии. Его основная цель - внедрение метода в клиническую практику РФ. В рамках проекта планируется создание центра клинических испытаний метода и строительство пилотной клиники БНЗТ, в которых будут работать компактные источники нейтронов отечественного производства, и использоваться отечественные же препараты по доставке бора-10.

Для обеспечения работы центров БНЗТ и других центров ядерной медицины требуются специально подготовленные медицинские физики, которые смогут обслуживать и планировать лечение с применением специального высокотехнологичного оборудования. В РФ наблюдается серьезный дефицит медицинских физиков, поэтому на физическом факультете НГУ была подготовлена новая магистерская программа «Ядерная медицина» - обучение студентов началось в 2019 году.

С 22 по 24 октября на площадке коворкинг-центра Агентства стратегических инициатив «Точка кипения» в Технопарке состоится 1 Всероссийская конференция и школа молодых ученых по бор-нейтронозахватной терапии рака, организованная ИЯФ СО РАН и НГУ. На встречу приедут специалисты в области БНЗТ со всего мира – из Германии, Италии Финляндии, Великобритании, США, Аргентины, Японии, Южной Кореи. В рамках мероприятия пройдут обзорные лекции, а также будут представлены последние результаты по различным аспектам бор-нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей: клиника, радиационная биология, химия и фармакология, физика и инженерия.

Из этого странного феномена не делали никакой тайны даже в стране победившего научного атеизма. Советские школьники, например, могли получить авторитетную информацию о шаровой молнии из учебника «Природоведение» за четвертый класс. Там приводился захватывающий рассказ о том, как в середине XVIII века член Санкт-Петербургской академии наук Георг Рихман погиб во время эксперимента с атмосферным электричеством у себя дома. Во время эксперимента, который происходил во время грозы, из металлической детали прибора вылетел небольшой светящийся шар и приблизился к голове ученого. Столкновение с таинственным объектом оказалась для Рихмана смертельным.

Интересно, что в советской научной периодике феномену шаровой молнии уделяли очень серьезное внимание, о чем свидетельствует солидное количество публикаций на эту тему. Иной раз читатель узнавал об удивительных фактах, похожих на откровенную фантастику. Так, сообщалось о том, будто шаровая молния способна пробивать гранитные стены, пробуравливать в земле глубокие отверстия, переносить по воздуху камни, людей и животных, срывать крыши с домов, опустошать сосуды с водой и даже… звонить в колокола! Попадались и откровенно жуткие истории: якобы шаровая молния забиралась под одежду человека, причиняя ему страшную боль – вплоть до смертельного исхода. Удивительно, что такие описания сильно напоминают рассказы примитивных народов о различных проявлениях потусторонних сил, способных вытворять то же самое с людьми и с различными предметами. Как утверждают этнографы, в сознании дикаря сверхъестественные силы также обнаруживают себя в различных световых образах, действуя при этом совершенно непредсказуемо, не подчиняясь никакой логике.

Как мы понимаем, на таком мистическом фоне все необычные сообщения о шаровой молнии очень легко связать с простонародными байками. По большому счету, у науки был весомый повод от всего этого отмахнуться – как когда-то члены Парижской академии отмахивались от сообщений о метеоритах. Но этого не произошло. Шаровая молния привлекла к себе пристальное внимание со стороны научной общественности еще с XIX века. В 1923 году в Германии вышла даже целая монография, где было представлено более шестисот описаний шаровой молнии. Правда, никаких объяснений, никаких гипотез в книге не приводилось. Но уже к середине прошлого века их накопилось немало.

В этой связи надо отдать должное советским ученым – они подошли к этой загадке природы без всяких предубеждений, пытаясь осмыслить ее с позиций современной физики. Так, в 1955 году в научном сборнике «Доклады Академии наук СССР» академик Петр Капица опубликовал статью, посвященную данному феномену. Статья называлась «О природе шаровой молнии». По мнению ученого, все предыдущие гипотезы являются несостоятельными ввиду того, что они противоречат фундаментальному закону сохранения энергии. Как правило, исследователи исходили из того, что источник энергии находится в самой шаровой молнии, за счет чего она светится. Однако расчеты показывают, что это невозможно. Следовательно, считает Капица, если здесь не задействован какой-то особый, не известный науке вид энергии, то нам придется признать, что шаровая молния получает некую энергетическую «подпитку» со стороны, вне объема шара. «Поскольку шаровая молния, - пишет ученый, -  обычно наблюдается "висящей" в воздухе, непосредственно не соприкасаясь с проводником, то наиболее естественный, и, по-видимому, единственный способ подвода энергии - это поглощение ею приходящих извне интенсивных радиоволн».

Далее Капица пытается проверить выдвинутую гипотезу, соотнеся с ней известные описания данного феномена. Он сравнивает шаровую молнию с облаком ядерного взрыва и отмечает принципиальное различие этих физических явлений. Так, ядерное облако непрерывно растет, после чего бесшумно затухает. Шаровая молния, наоборот, постоянно сохраняет исходный размер и часто пропадает со взрывом. Причем, ядерное облако движется только вверх, в то время как шаровая молния может замирать на месте и перемещаться параллельно поверхности земли. При этом ее перемещения совершенно не зависят от направления ветра. Как раз эти отличия, считает Капица, лучше всего согласуются с выдвинутой им гипотезой.

Далее он приводит соответствующие расчеты, понятные только специалисту. Для нас же любопытно то, что именно такое понимание природы данного феномена удовлетворительно объясняет сообщения об одном характерном свойстве шаровой молнии – её способности проникать в помещения через окна, щели и печные трубы. Причем, попав в помещение, светящийся шар еще какое-то время «либо парит, либо бегает по проводам». Таких случаев, отмечает ученый, «описано столько, что их реальность не вызывает сомнения». «Нашей гипотезой, - продолжает он, -  все эти явления объясняются тем, что проникновение в замкнутые помещения шаровых молний происходит благодаря тому, что они следуют по пути коротковолновых электромагнитных колебаний, распространяющихся либо через отверстия, либо по печным трубам или проводам как по волноводам. Обычно размер печной трубы как раз соответствует тому критическому сечению волновода, в котором могут свободно распространяться волны длиною до 30-40 см, что и находится в соответствии с наблюдаемыми размерами шаровых молний, проникающих в помещение».

Кроме этого выдвинутая гипотеза способна объяснить и другие необычные свойства шаровой молнии: ее фиксированные размеры, малоподвижное положение, существование цепочек, взрывную волну при исчезновении. В то же время ученый признает, что этим предположением вопрос до конца не решается, «так как нужно еще показать существование в природе электромагнитных колебаний, питающих шаровую молнию». 

Почему мы уделили такое внимание гипотезе, выдвинутой советским ученым более полувека тому назад? Дело в том, что в последние годы в мировой прессе то и время появляются сенсационные сообщения о получении «искусственных» шаровых молний в лабораториях. Такие публикации призваны показать, будто природа данного феномена полностью раскрыта, и ничего загадочного в нем нет абсолютно. Правда, полученный в лабораторных условиях огненный шар (плазмоид) живет не более одной секунды, тогда как в природе светящиеся шары могут иной раз наблюдаться в течение нескольких минут.

Однако куда примечательнее то, что нынешние сенсации не особо выигрывают на фоне ранних экспериментов, проводившихся в нашей стране еще в годы Великой Отечественной войны. И не где-то, а в блокадном Ленинграде. Эксперимент проводил профессор Георгий Бабат. Он, конечно же, не ставил своей целью получить именно шаровую молнию (тогда было не до этого). Его интересовал процесс нагрева воздуха токами высокой частоты. Для нашей темы важно то, что «побочным эффектом» этого эксперимента стало появления внутри кварцевой трубы, окруженной индуктором, ярко светящегося газового облака, сильно напоминавшего шаровую молнию. Магнитное поле, возникающее вокруг, стягивало облако в шар, не давая раскаленным частицам воздуха разлетаться в стороны. Примечательно, что этот шар устойчиво держался, пока подавался ток. Причем, внутри шара развивались огромные температуры.

Указанный эксперимент во многом согласуется с гипотезой, выдвинутой Петром Капицей спустя двенадцать лет. Иными словами, советские ученые уже в ту пору очень близко подошли к разгадке феномена шаровой молнии. В послевоенной научной периодике прямо указывалось на то, что именно Георгию Бабату впервые удалось воспроизвести данный феномен в лабораторных условиях. Результаты эксперимента были описаны им в двух научных статьях, которые в 1947 году перепечатали в Англии в одном солидном академическом издании. К сожалению, спустя лет десять об этом эксперименте уже мало кто вспоминал.

Возможно, у кого-то возникнет подозрение, будто мы пытаемся здесь выдать очередную версию на тему «Россия – родина слонов». Однако надо понимать, что у советских ученых были тогда очень серьезные мотивации для подобных исследований. Ими двигало отнюдь не праздное любопытство и не любовь к сенсациям. Загадочные светящиеся шары намекали на необычный источник энергии, сулящий головокружительные практические результаты. Так, в 1950-е годы искусственная шаровая молния (в соответствии с гипотезой Петра Капицы) рассматривалась в качестве «детонатора» для осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Напомню, что «термояд» долгое время являлся для советских физиков «Идеей Фикс», в связи с чем для них было очень важно «подсмотреть» у природы какую-нибудь подсказку на этот счет. Как мы знаем, над этой задачей долго бился как раз академик Капица. Поэтому его обращение к феномену шаровой молнии оказалось далеко не случайным. Остается сожалеть, что это интеллектуальное наследие до сих пор не удалось освоить должным образом.

Олег Носков

В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН изготавливаются топливные элементы, которые позволяют существенно сократить потери, возникающие при превращении различных видов энергии в электрическую. Такая технология является крайне перспективной и поддерживается государством.

Портативные устройства, которые не требуют электрической подзарядки, используют для работы доступное и дешевое сырье — газы (пропан, бутан или метан). «Внешне такие устройства напоминают термос: внутри находится конвертер, который превращает метан в синтез-газ. Синтез-газ подается внутрь, а снаружи подается воздух. На оболочке такого устройства будут находиться электроды, с которых можно “снимать” ток. То есть, к примеру, вы берете с собой в тайгу газовый баллончик, присоединяете его к такому портативному устройству и подзаряжаете с его помощью свои гаджеты. Работоспособность гаджетов будет поддерживаться в течение длительного срока без использования стандартных зарядных устройств», — говорит директор ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Александр Петрович Немудрый.

«В 2014 году президент РФ Владимир Владимирович Путин сформулировал задачу, что мы должны стать лидерами рынка в нескольких перспективных областях, в частности — в энергетике. В связи с этим институты развития — Агентство стратегических инициатив (АСИ), Научно-технологическая инициатива (НТИ) определили ряд сквозных технологий, которые помогут этого добиться. Одна из них — создание топливных генераторов для питания мобильных и портативных устройств. В данный момент по одной из таких программ НТИ — «Создание новых и портативных источников питания» — работает наша лаборатория химического материаловедения», — рассказывает  Александр Немудрый.

Благодаря тому, что ученые ИХТТМ СО РАН представили свою разработку микротрубчатых топливных элементов в рамках проекта РФФИ, на них обратила внимание компания «ИнЭнерджи». Сейчас сотрудники института участвуют в совместной инициативе НТИ «ТОПАЗ» по созданию компактного электрогенератора для питания портативных устройств. ИХТТМ СО РАН как ключевой исполнитель этого проекта разрабатывает технологии получения топливных элементов. «Топливный элемент — сложная конструкция, которая представляет собой “начинку” портативного энергоустройства, — комментирует Александр Немудрый. — Единичный ТЭ можно собрать в стержень, в зависимости от того, какая энергия вам необходима. Один топливный элемент дает 0,5 Ватта на см², то есть с такой трубки можно “снять” порядка 1 Ватта. А если вам понадобится устройство, к примеру, на 50 Ватт, нужно будет объединить 50 таких трубочек». 

По словам ученого, эта сложная технологическая задача позволит выйти на мировые рынки и занять технологическую нишу по производству портативных электрогенераторов. «В настоящий момент мы отработали технологию, в ближайшее время попробуем подобрать более эффективные вещества для микротрубок, которые позволят повысить мощность такого устройства. В лаборатории химического материаловедения ИХТТМ СО РАН уже разработаны катодные материалы для этих целей и здесь же будет проводиться их тестирование», — говорит Александр Немудрый. Он добавил, что важной характеристикой таких устройств является рабочая температура. Как правило, сейчас в портативных генераторах используются материалы, которые могут работать при температурах 800—900 °C, это много. Исследователи надеются, что благодаря их катодным материалам они смогут понизить рабочую температуру до 500—600 °C.  

Два года назад президент США Дональд Трамп заявил о решении выйти из Парижского соглашения 2015 года. Как мы знаем, во время своей предвыборной кампании он показал себя ярым сторонником традиционной энергетики, попутно пообещав начать возрождение американской угольной промышленности. В связи с его победой возникли даже резонные опасения, что Америка вообще утратит лидерство в создании и продвижении «зеленых» технологий. Со стороны казалось, что консервативно настроенное американское руководство, чуть ли не открыто демонстрирующее свои лоббистские планы в отношении нефтедобывающих и угольных компаний, пресечет бурный всплеск ВИЭ и вообще ликвидирует этот тренд.  Кстати, на ту же волну настроились и российские консерваторы, для которых развитие «зеленой» энергетики никогда не было показателем научно-технического прогресса, а всего лишь - реализацией «тайной» стратегии безумных борцов за экологию.

Что же показала практика? По данным интернет-портала Electrek, в апреле этого года мощность производства электроэнергии в США на основе возобновляемых источников впервые превысила мощность угольной генерации, и есть основания считать, что этот разрыв будет заметно возрастать в течение следующих трех лет. Издание ссылается на данные Федеральной комиссии по регулированию энергетики. Согласно этим данным, общая установленная мощность ВИЭ (включая гидроэнергетику и геотермальные источники) достигла уровня 257,53 ГВт, что составляет 21,56% от всей генерации. На долю угля приходится 257,48 ГВт (21,55%). Показательно здесь то, что угольная генерация за последние годы фактически застыла на месте, тогда как доля ВИЭ выросла на 178 МВт за счет новых ветровых и солнечных электростанций. При этом отмечается, что дальнейший стремительный рост «зеленой» энергетики будет обеспечиваться, главным образом, за счет ветра. Уже сейчас ветроэнергетика почти сравнялось с гидроэнергетикой и в скором времени ее превзойдет. 

У угля в таких условиях будто бы вообще нет никаких шансов. По мнению Федеральной комиссии, к маю 2022 года разрыв между ВИЭ и углем станет весьма значительным. В первую очередь это связано с тем, что немалая часть старых угольных станций будет выводиться из строя, тогда как «обновление» энергетических мощностей станет активно осуществляться как раз за счет «зеленой» энергетики. Скажем, в ближайшие три года установленная мощность новых угольных станций окажется на уровне 867 МВт, тогда как из эксплуатации будет выведено мощностей в объеме 13 276 МВт.  При этом с высокой вероятностью ожидается введение в эксплуатацию новых мощностей ВИЭ (в основном - солнце и ветер) на уровне 40 203 МВт. Если же учесть все проекты, предложенные на сегодняшний день, то эта цифра может возрасти до 186 000 МВт. 

В этой связи интересен такой момент. В упомянутой публикации указывается на то, что в соответствии с последними исследованиями энергоснабжение за счет ВИЭ признается сейчас наиболее дешевым вариантом для большинства стран мира, поскольку затраты на установку мощностей постоянно снижаются. Это означает, что инвестиции в традиционные источники энергии становятся невыгодными.  В первую очередь это касается угля. Именно поэтому обещание президента Трампа сохранить угольную отрасль могут оказаться невыполненными. Вопреки официальным предписаниям, угольные предприятия продолжают закрываться. Подобные решения диктуются сугубо экономическими соображениями, и никакая «политика», в данном случае, ситуацию изменить не в состоянии. 

В то же время отмечается, что в энергосистеме США до сих пор основную роль играет природный газ. По состоянию на апрель текущего года доля газовой генерации составила 44,4 процента. Поэтому следующее «поле битвы» для возобновляемой энергии – это вытеснение газа. В отличие от угля, этот вид топлива пока еще не сдает позиций. Напротив, газовая генерация продемонстрировала даже более высокий рост, чем ВИЭ. Эксперты полагают, что в течение следующих трех лет этот рост продолжится. Тем не менее, у «зеленой» энергетики есть шанс опередить своего конкурента, особенно учитывая то обстоятельство, что за нее «вписываются» весьма влиятельные персоны. В частности, упоминается «антиуглеродная» инициатива Майкла Блумберга, направленная против строительства новых газовых станций (подобно тому, как раньше велась борьба с угольными станциями). 

Впрочем, акцент все-таки делается на факте постоянного удешевления ВИЭ. И в этой связи никакая идеология не в состоянии противостоять объективным экономическим реалиям. Еще ранее Electrek сообщал о том, что компания General Electric когда-то переоценила значение ископаемого топлива и недооценила важность глобального перехода на возобновляемые источники. Итогом неверной оценки стала потеря почти 200 млрд долларов. Об этом говорится в аналитическом отчете, составленном Институтом экономики энергетики и финансового анализа. Руководство GE якобы сделало огромную ставку на будущее природного газа и угля, в результате потеряв только в 2016 – 2018 гг. 74% от своей рыночной капитализации. Общее падение стоимости произошло с 600 млрд в 2000 году до  87 млрд в настоящее время. Как подчеркивается в упомянутом исследовании, эти потери были в значительной степени обусловлены падением нового рынка тепловой энергетики в мировом масштабе. Данное обстоятельство оказалось для GE полной неожиданностью и застало компанию врасплох. Буквально за три года ее энергетическое подразделение стало убыточным. В проигрыше оказались и инвесторы компании, также потеряв миллиарды. 

По мнению аналитиков, главная ошибка руководства GE заключалось в неверном представлении последствий Парижского соглашения, подстегнувшего глобальный переход к ВИЭ. В GE продолжали ошибочно считать, будто экономический рост в мире и впредь будет определяться традиционными энергоносителями. Реальность же показала, что глобальные инвестиции необходимо было согласовывать с целями, декларируемыми Парижским соглашением. Поэтому не удивительно, что самые большие потери GE пришлись именно на период с 2016 года, то есть как раз после того, как был подписан указанный международный документ. 

Подчеркнем, что затраты на установку мощностей ВИЭ в прошлом году достигли нового минимума и в ряде регионов стали самым дешевым источником энергии. Эксперты делают вывод, что теперь компаниям необходимо принимать во внимание начавшийся переход к альтернативной энергетике, а не оглядываться в прошлое, цепляясь за ископаемое топливо. Уроком для них как раз должна быть ситуация, возникшая с GE. Там, кстати, эту ошибку уже признали, и теперь начинают инвестировать в ВИЭ. Причем, проблема эта принимает отнюдь не политический и не идеологический характер. Удешевление объектов альтернативной энергетики неизбежно ведет к падению спроса на традиционные энергоносители. Поэтому уголь (а в последствии – и природный газ) будут проигрывать солнцу и ветру по сугубо экономическим причинам, независимо от экологической ситуации. 

Олег Носков
 

Президент России Владимир Путин утвердил национальную стратегию развития искусственного интеллекта до 2030 года, соответствующий указ опубликован на официальном интернет-портале правовой информации.

«В целях обеспечения ускоренного развития искусственного интеллекта в РФ, проведения научных исследований в области искусственного интеллекта, повышения доступности информации и вычислительных ресурсов для пользователей, совершенствования системы подготовки кадров в этой области постановляю утвердить прилагаемую Национальную стратегию развития искусственного интеллекта на период до 2030 года», – говорится в документе.

Обеспечить внесение изменений в национальную программу «Цифровая экономика РФ» нужно будет до 15 декабря 2019 года.

В документе указано, что за период с 2014 по 2017 год инвестиции в ИИ в мире выросли в три раза и составили $40 млрд. В 2018 году вложения составят $21,5 млрд, а к 2024 году — почти $140 млрд. Это приведет к тому, что в 2024 году рост мировой экономики составит не менее $1 трлн.

«Про то, что над этой стратегией работают, говорили давно. Вопрос о том, нужно или нет создавать национальные стратегии в принципе — это глобальный вопрос. Если у государства есть ресурсы для стимулирования новых технологий, то почему бы нет. Главное, чтобы это шло на развитие, а не на излишнее регулирование, — пояснил «Газете.Ru» Николай Князев, эксперт компании «Инфосистемы Джет». — В технологии машинного обучения сейчас есть два направления. Первое — это развитие новых методов и обучение новых специалистов. И второе — собственно внедрение машинного обучения на местах, на производстве. Чтобы люди, занимающиеся производственной деятельностью, понимали, что это можно автоматизировать».

Целями развития искусственного интеллекта в Российской Федерации являются обеспечение роста благосостояния и качества жизни ее населения, обеспечение национальной безопасности и правопорядка, достижение устойчивой конкурентноспособности российской экономики, в том числе лидирующих позиций в мире в области искусственного интеллекта, отмечается в тексте проекта.

В список приоритетных направлений развития и использования ИИ вошли его применение в отраслях экономики, повышение эффективности процессов планирования и принятия управленческих решений, автоматизация повторяющихся производственных операций, создание систем управления логистикой, оптимизация процессов подбора и обучения кадров, составление графиков сотрудников и другие задачи.

Стратегия также предполагает, что за счет использования ИИ удастся повысить качество услуг в сфере здравоохранения и образования, муниципальных услуг и снизить затраты на их предоставление.

Основными задачами проекта станут поддержка научных исследований в области ИИ, разработка и развитие программного обеспечения, где используются технологии ИИ, повышение доступности и качества данных, необходимых для развития таких технологий, повышение доступности требуемого для них аппаратного обеспечения и увеличение количества квалифицированных кадров. Кроме того, планируется создать комплексную систему регулирования общественных отношений, возникающих в связи с развитием и использованием ИИ.

Чтобы реализовать запланированное, предстоит создать новые рабочие места, обеспечить специалистам достойную зарплату и условия труда, поддержать экспорт российских продуктов и услуг, в которых применяется ИИ, создать стимулы для привлечения частных инвестиций, и, разумеется, сформировать комплексную систему безопасности при создании, развитии и использовании технологий ИИ.

«Осуществление непрерывной государственной поддержки фундаментальных научных исследований в области искусственного интеллекта, прежде всего с использованием существующих механизмов такой поддержки, должно быть направлено на обеспечение лидерства Российской Федерации в создании и использовании перспективных методов искусственного интеллекта», — подчеркивается в документе.

Непонятно, куда пойдут суммы, заложенные в Национальную стратегию, отмечает Князев.

«Пойдут они в какие-то институты, в налоговые льготы для компаний, использующих искусственный интеллект, или куда-то еще, пока не ясно, — считает он. – Актуальным для нашей страны является организация сбора данных, их унификация и финансовая поддержка в строительстве дата-центров, мест для сбора данных и их анализа. Нужны научные группы. Если сравнивать с Европой и США, то у нас очень хорошие позиции с точки зрения всевозможных конкурсов и состязаний по созданию алгоритмов. С другой стороны, у нас слабые позиции с точки зрения публикаций, разработки инструментов, и программных пакетов».

Финансироваться проект будет за счет бюджета, а также средств государственных компаний и корпораций.

20 октября – всемирный день остеопороза, который еще называют «тихой эпидемией XXI века». Напомним, остеопороз – это метаболическое заболевание скелета, характеризующееся нарушением прочности кости. Остеопороз ведет к высокому риску переломов шейки бедра, позвоночника и других костей. Причем, к переломам у пациентов с остеопорозом могут вести даже незначительные травмы, порой достаточно поскользнуться на мокром полу или резко повернуться. Серьезность этой проблемы доказывает и медицинская статистика.

– Посчитано, что каждую минуту в нашей стране у людей старше пятидесяти лет происходит семь переломов позвонков, каждые пять минут – перелом шейки бедра и значительная их доля спровоцирована, как раз, остеопорозом, – рассказал заместитель руководителя НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН), д.м.н. Вадим Климонтов.

Всего в России в группе риска развития этого заболевания находится около четверти населения, утверждают эксперты. И было бы неправильно считать остеопороз болезнью исключительно пожилых людей. Различают первичную и вторичную формы остеопороза, последняя возникает как осложнение при других заболеваниях (ревматоидном артрите, сахарном диабете, болезни Бехтерева), и может проявиться у пациентов среднего и даже молодого возраста.

Некоторые формы вторичного остеопороза трудны для диагностики и прогноза. Сегодня нужны новые подходы в диагностике и профилактике, над их созданием работают сотрудники ФИЦ ИЦиГ СО РАН, изучая генетическую составляющую развития заболевания.

Сначала анализируют гены, вовлеченные в процесс развития этого заболевания: те, что отвечают за плотность костей, которая может заметно колебаться у разных людей, особенности обмена витамина D в организме, воспаление и др. Потом, на основе анализа их комбинаций в сочетании с результатами клинических наблюдений за пациентами, создается диагностический алгоритм, который с большой долей уверенности позволяет прогнозировать риск развития остеопороза, в том числе, вторичного.

К настоящему времени ученые разработали такую прогностическую модель для женщин с сахарным диабетом 2 типа, у которых в настоящее время ранняя диагностика, а тем более, прогнозирование возникновения остеопороза затруднены. Эти результаты опубликованы в виде научной статьи, защищена диссертация. В дальнейшем, практические рекомендации по диагностике и профилактике остеопороза у таких пациентов будут переданы в Министерство здравоохранения. Сейчас близится к завершению аналогичная работа в отношении пациентов-мужчин.

– Конечно, эти алгоритмы надо применять в сочетании с анализом образа жизни пациента, который самым серьезным образом влияет на вероятность развития остеопороза и на наличие у него других заболеваний, способных его спровоцировать, по сути, это и будет той самой персонифицированной медициной, к которой сейчас движется здравоохранение во всем мире, - подчеркнул Вадим Климонтов.

Новые возможности для исследовательской работы открывает модернизация научно-приборной базы, с которой работают сотрудники НИИКЭЛ. Недавно в их клинику поступил новый денситометр, который позволяет не только проводить стандартные замеры плотности костной ткани, но и оценивать т.н. качество, или геометрию костной ткани. Этот параметр имеет большое значение для определенных групп пациентов, например, для людей с избыточным весом или страдающих сахарным диабетом, у которых стандартная процедура денситометрии может давать недостаточно надежные результаты.  Таким образом, этот приборный комплекс будет служить сразу двум целям: врачи клиники смогут ставить более точные диагнозы, а ученые получат дополнительный материал для своих исследований.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

Человечество и его история всегда были наполнены суевериями, как старое пальто молью. И даже если с виду оно уже вполне современный винтаж, стоит дать по нему старым веником, как оттуда вылетают крылатые ночные твари, дети Ноктюрна, Люцифера, бабушкиных сказок и дедушкиного маразма, помноженного на поколения. Так и мы, то перекрестимся, то по дереву постучим, то кота первым в дом запустим.

И всегда, и везде мы встречаем однотипных существ, как вот с Ограми, будь то Индия или Исландия, которые до недавнего времени вообще никак не могли быть связаны – а «Троллоподобные» гиганты есть и у тех, и у других. Зачастую эти связи имеют вполне натуральный палеонтологический бэкграунд, а иногда и нет.

В прошлом выпуске мы говорили про гигантов, но сегодня я хочу рассказать о гномах. Вернее, обо всех низкоросликах, карликах, гномах, домовых, хоббитах, хобголблинах, гремлинах, пуках, тенгу, йокаи, винаякасах, лютинах, гремлинах, гретчинах и нильбогов… Ну или не обо всех, а только про самых интересных.

Лично у меня, при образе низкорослого человечка, в темном средневековом переулке – сразу на ум приходит Goblin, тот самый от старофранцузского gobelin, впервые описанном в 1195 году Амброзием Нормандским, чудесным поэтом с прекрасным слогом. Слово Гоблин восходит к древнегреческому κόβαλος, от которого потом отделились кобольды. В своем первом произношении оно означало – воришка, жулик.

Изображали и описывали гоблинов всегда приблизительно одинаково – это зловредное существо, злобной природы, падкое на деньги и имущественные ценности броского дизайна. Имеет сверхъестественную природу, иногда непомерно волосато, иногда неприлично лысо. Но всегда это некое гротескно уродливое представление о человеке. Даже самые страшные гоблины с треугольными ушами, длиннющим носом и кружкой эля в руках, говоря научным языком антропоморфны сапиенсам.

Хобгоблины – hob плита, это прозвище прижилось как грязное и ругательное для гоблинов, не путать с боггортом или пикси. Деревенщина так их ругала, что-то вроде «опять этот %б**ый запечник всю картоху погрыз, растудыть его за его тудылы».

Такие простые прозвища нечисти характерны в употреблении для многих народностей, чтобы полностью не называть имя злого духа, дабы он не подумал, что его зовут – дух обзывали как-то более просто, по месту жительства или форме\виду. Если Гоблин — это общеевропейское понятие, то Хобгоблин характерно только для Соединенного Королевства. Он встречается и в описании Шекспира (мистер «Пук» в поэме «Сон в летнюю ночь»).

Домовой Билли Блайнд в народных балладах Фрэнсиса Джеймса Чайлда постоянно даёт советы в моменты семейных ссор. Робин Раундкэп – вредный домовой, которой помогал днём и пакостил ночью, как золушка, сортируя крупы, а потом обратно их смешивая. В конце своей карьеры бедолага был заключен в колодец при помощи молитв аж трех священников. Колодец и по ныне достопримечательность. Вообще для Европы и Британии характерны постепенная эволюция домовых и духов с приходом церкви в бесов и чертей.

В Шотландии домовые карлики отделились от всех прочих в полноценных духов дома – брауни. Но они имеют мало отношения к полуросликам. Поэтому вернёмся к Гоблинам, вернее к Кобольдам.

Кобольд – это немецкий гоблин. Ему добавили возможность превращаться в случае опасности в кукол (привет Кузя), животных, огонь или свечу. Здесь наиболее живые аналогии мифологического бэкграунда ближе к природе чем к человеческим аномалиям в росте. Согласитесь, когда вы, придя на шум в Амбар находите на полу брошенную свечу, в первую очередь стоит подумать о вороватых соседях, а не о духе, который вас испугался и в неё – свечу со страху превратился. Как бы то ни было, Кобольдов выделяли трёх видов: злые домашние. И во времена расцвета Саксов – были целые культы с жуткими жертвоприношениями злым духам - кобольдам, чтобы они убили врагов. Да, да, у древних германцев были крутые домовые, темная магия и лужи крови, вместо блюдца с молоком или носка в подарок. Считалось что низкорослых злобных лесных духов можно призвать из леса и подкупить на выполнение какого-либо задания. Отравить колодцы противнику, вызвав мор, убить вождя.

Впрочем, саксы и сами не плохо справлялись со своими врагами до какого момента. Так же были шахтные кобольды и корабельные. Шахтные кобольды наиболее близки к киношному образу гоблина или орка. Практически все они успешно пережили христианизацию и остались в немецком фольклоре.

Если отправиться ещё дальше – в кельтскую мифологию, мы встретим такое существо как puca (пука). Это низкие люди, которые могут принимать форму животных, при этом у них остаются животные черты, такие как уши или хвост, мех. В старо ирландской мифологии есть pouque, лесные духи, живущие возле старых камней и пещер. С ними так же можно было договариваться, выторговывать разные варианты сотрудничества. То есть вот ровно до этого момента моего описания, все мифические низкорослики ведут себя, похоже с лесными народцами, или отголоски их существования, на мелкие шкодливые отродья, живущие неподалеку от человека, или обитающие отдельно от него.

Не менее интересно обстоят дела в Азии. Здесь низкоросликов приписывали не к старикам, старушкам, которых нужно было поить молоком или теплым пивом и выманивать из леса, а чаще всего к детям, но с теми же особенностями.

Тойол – мифический дух в Малазийской мифологии и в целом в Юго-Восточной Азии. Чтобы заполучить себе Тойола, нужно было купить его чучело у шамана и оживить ритуалом, использовать тело нерождённого ребенка (плод прерванной беременности), или найти Тойола, который где-то уже есть.

Ведут они себя как дети, пьют молоко, любят сладости, тлеющий ладан и слушать мантры. Тойолам приписывали мелкое воровство, типичные домовые шкоды. Часто их использовали для саботажа, подкупая на совершение пакостей соседям. Те, кто утверждал, что видел их вживую описывали их как детей, с зеленоватой или серой кожей, большими глазами и острыми зубами, покрытых шерстью, как обезьяна. Интересно что этот персонаж или легенды о нём есть и в Китае – Kwee Kia, и в Тайланде – Коман-Тун, на Филиппинах – Тянак, в Камбодже – Коэн Крох, в Южной Корее – До Йеол, в Малайзии и Индонезии.

Но это очень тонкая тема, так как страх о потери детей и связанные с этим ужасы повсеместны и имеют совсем другую природу. Например, те же эскимосы верят, что жуткий младенец Ангьяк плавает по морю в собачьем черепе. А в течении года после своей смерти, до того, как отправиться в плавание, умершее дитя приходит к своей матери и выпивает её жизненные силы.

Я же хотел показать, что в любой части света, в любой стране, куда бы вы не забрались по горящему туру, если вы спросите – есть ли у местного народа легенды, мифы или предания о низких людях, чаще всего зелёной, серой и волосатой наружности, вам обязательно ответят что – Есть, а в некоторых местах могут и место показать. Откуда же растут ноги у гоблинов?

Ну вот хотя бы из Индонезии. Homo floresiensis — гипотетический ископаемый карликовый вид людей. Из-за малого роста флоресский человек известен как каноничный хоббит или гном. Но лично я гномов применительно к фольклору и палеонтологии не люблю. Их придумали относительно недавно. Если быть точным, латинское слово gnomus родом из Ренессанса, из книги «О Нимфах, Сильванах, Пигмеях и Гигантах», авторства замечательного шарлатана, философа и блогера современности – Филиппа Ауреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма, более известного под ником – Парацельс. Собственно, он и придумал гномов, взяв за основу существовавшие мифы и поверья о низкоросликах.

Поэтому с вашего позволения я продолжу описание Флоресского Гоблина. Останки Homo floresiensis обнаружены в 2003 году в Индонезии (остров Флорес, пещера Лианг-Буа), где, кроме этого, были найдены несколько скелетов разной степени сохранности возрастом приблизительно в 13—95 тысяч лет (по последним альтернативным оценкам — 60—100 тысяч лет).

По найденным останкам было выяснено что человеки были ростом до 1 метра. И умели изготавливать каменные орудия труда. Объем\головного мозга существа оценивается в 400 см³, что в три раза меньше объёма мозга современного человека и приближается к параметрам, характерным для австралопитеков. Исследователи отмечают также многочисленные архаичные черты в строении черепа и конечностей флоресских людей.

Кстати тот же С.В. Дробышевский неоднократно читал лекции, посвященные хоббитам. Вместе с останками гномов были так же найдены обожжённые кости животных и прочие следы материальной культуры. Что дополнительно создаёт почву для гипотез об использовании огня, жития в общине, в которой они в этой пещере и умерли. Примечательным так же является, тот факт, что племена гномов с этого острова давно живут в древнем фольклоре Индонезии. Они называются «Эбу-гого» что дословно с языка жителей острова Флорес переводится как «прожорливая бабуля». Так что, в общем то полуголые темнолицые аборигены мало подходят под современные описания, но некоторые черты могли совпасть.

Народность Наге утверждала прибывшим португальцам в 17 веке, что у них есть дикие соседи, очень маленького роста, с которыми они не дружат. Народность гоблинов рядом с Нагами закончила плохо. По их фольклорным пересказам – они их перебили, за то, что те воровали еду 7 поколений назад от текущего момента.

Но если флоресские гоблины, или гномы — это отдельный вид, к тому же очень старый по меркам наших цивилизаций, то есть множество мутационных отклонений в росте, выросших в целые народности и расы, известные и знаменитые почище ваших гномов, мистер Джон Рональд Руэл Т. Самым ярким примером могут быть пигмеи (ростом от 124 до 150 см), проживающие ныне на территории лесов Габона, Камеруна, ЦАР, Конго и Руанды. Первый записи, о которых относятся вообще к эпохе египетских царств, когда Хуфхор – египетский номарх Та-сети.

Привез своему владыке – фараону 6ой династии Пиопи Второму – чёрного карлика из экспедиции в Экваториальную Африку. Фараон так обрадовался подарку, что щедро наградил вельможу, о чем на его могилке есть соответствующая запись, с датой и благодарностью.

Сегодня всё ещё идут споры о пигмейской расе, но её существование в целом бесспорно. Но пигмеи не являются уникальными. Существует целая разнородная группа темнокожих и низкорослых народов, проживающих в тропических лесах Южной и Юго-Восточной Азии, островах Меланезии, в Австралии, со средним ростом до 1.55 м. И называется она Негритосы. От испанской уменьшительной формы negrito слова negro – «чёрный». Это не ругательство, а вполне научное определение, достаточно далёкое от американизированного nigger.

Да, да, они вполне живы, успешно освоились в современном мире, и их хватило бы не то, что на сьемки хоббита и всю массовку, но и вполне себе на отдельные гномьи королевства. Итак, знакомьтесь: онге – охотники собиратели, заселяют острова в индийском океане, Малый Андаман, Рутланд. Их геном присутствует у населения Индии, согласно данным википедии, попали туда, как и остальные негрилы прямо из Африки, расселяясь через океан, сейчас правда на грани вымирания, любят выпить.

Аэта – австралоидные племена Филиппинских островов, потомки древнейшего пласта автохтонного населения. Входят такие племена как эта, атта, агта, балуга, дугамат (чем не орочий гундабад?). Их потомки расселились и в Индии, и в Индокитае войдя в народности веддов, панья и семанги. Охотились на свиней, стреляли в рыбу из лука.

Семанги – населяют Малаккский полуостров. К семангам относятся около 7 этнических групп. Это один из древнейших народов Азии, родственный кхмерам, монам, мыонгам. Сейчас активно смешиваются с другими народностями. Именно их малайцы называли «оранг хутан» - люди леса. Перешли к оседлому образу жизни только в 20м веке.

Это только несколько примеров, не думайте, что они уникальные или единственные. Низкорослые этнические группы и народности есть и в Гималаях, и в Перу, и в Боливии. Поэтому смотря на загадочную карту нарисованную тысячу лет назад, и видя на ней обозначения вроде «земля гоблинов», "море драконов", "гора троллей", не будьте столь скептичны. Возможно, там проплывал флот драккаров, жили потомки пигмеев или в лесу у озера отважного картографа встретил гигантопитек, и эта полупереваренная карта – всё что он нам оставил.

Создание у нас в стране гигантских мусорных полигонов правозащитники уже на полном серьезе начинают квалифицировать как «геноцид местного населения». В этой связи изумляет даже не то, что людям бесцеремонно навязывают решения об организации свалок, а то, что власти упорно игнорируют содержательный диалог с учеными, готовыми подсказать оптимальное решение проблемы. Впечатление такое, будто наверху ничего не знают ни об отечественных разработках, ни об успешном зарубежном опыте. Причем не только не знают, но ничего не желают знать. В любом случае решения принимаются так, словно оптимального выхода из ситуации просто не существует: куда ни кинь – всюду клин. Либо устраиваем полигоны, либо решаем проблему так, что никто не замечает каких-то положительных изменений. Чаще всего людей просто ставят перед фактом: здесь будет свалка, всем молчать!

На самом же деле ситуация с мусором далеко не безысходна, и там, где за проблему берутся всерьез, она все-таки решается. Заметим, что в нашей стране перерабатывается примерно 5-7% ТКО, порядка 90% мусора отправляется на полигоны и на несанкционированные свалки. Ежегодно под свалки выделяется порядка 400 000 га земли. Для сравнения, в странах ЕС перерабатывается (в среднем) порядка 60% ТКО. В шести европейских странах - Германии, Бельгии, Дании, Швеции, Нидерландах и Швейцарии - на свалки отправляется менее 20% мусора (в первую очередь, благодаря практике массового разделения отходов в местах их образования). В США перерабатывается примерно 40% мусора, в Японии перерабатывается 20 % (остальное – сжигается).

Важно учесть, что в тех странах, где добились хороших результатов при решении мусорной проблемы, ей уделяется очень серьезное внимание как в сфере управления, так и на законодательном уровне. Помимо этого, ведется очень большая пропагандистская работа. Иными словами, власть находится в режиме постоянного диалога с общественностью, в силу чего всякие «закулисные» подходы здесь не срабатывают. Они немыслимы в принципе.

В этом плане нам бы не помешало внимательно изучить успешный зарубежный опыт, чтобы применить его к нашим условиям. Так, половина домов в Швеции (включая и многоэтажки) отапливается за счет сжигания ТКО. Параллельно вырабатывается и электроэнергия. Причем компании, поставляющие эту энергию, дополнительно зарабатывают и на приемке мусора. Всего на сжигание идет примерно 48% отходов. Еще 35% отправляется на техническую переработку, 14% - на биологическую переработку и только 1,4% - на захоронение. Самое интересное, что Швеция» «импортирует» мусор из соседних стран, поскольку рассматривает его, в первую очередь, как сырье!

Характерно, что все предприятия, занимающиеся термической переработкой мусора, являются муниципальными. Муниципалитеты же инвестируют в создание таких предприятий и распоряжаются ими. Примерный срок окупаемости инвестиций составляет где-то 7 – 10 лет. Правда, необходимо учитывать, что коммунальные платежи в Швеции существенно выше, чем в России, поскольку потребитель платит и за вывоз мусора, и за его доставку на фабрику, и за переработку.  Он же потом платит за выработанную энергию. Плата за «коммуналку» поглощает не менее четверти доходов семьи, однако благодаря этому муниципалитеты имеют возможность самостоятельно решать проблему утилизации отходов. И решать весьма успешно.

С технологической точки зрения не меньший интерес представляет биологическая утилизация ТКО. Так, в Германии на протяжении двадцати лет неплохо развивается проект «биоконтейнер». Суть его в том, что пищевые отходы здесь собираются и перерабатываются в биогаз, почву и органические удобрения. Показательно то, что сумма инвестиций в данный проект уже достигла четырех миллиардов евро! В США для сбора пищевых отходов используют автомашины, которые объезжают районы по установленному графику.

Таким образом, мы можем выделить как минимум два современных подхода к утилизации отходов. Условно говоря – термический и биологический. О термической утилизации ТКО мы уже писали неоднократно.

Еще раз напомню, что конкретно в Новосибирске есть предприятия по выпуску соответствующего оборудования, позволяющего безопасно для среды сжигать органический мусор и вырабатывать энергию. Поэтому при желании мы вполне можем пойти «шведским» путем. Однако биологическую утилизацию также не стоит сбрасывать со счетов. В настоящее время на острове Ольхон (о чем мы также неоднократно сообщали) новосибирские ученые как раз реализуют экологически ориентированный проект, связанный с переработкой органики в полезный продукт.

Данная наработка позволит в дальнейшем применить этот опыт к решению «мусорной» проблемы в масштабах всей страны. И соответствующие предложения, кстати, уже закреплены нашими учеными в подробной аналитической справке.

В чем здесь основной посыл? Дело в том, что содержащаяся в ТКО органика, с одной стороны, превращает мусор в источник заражения воздуха и почвы при хранении его на полигонах (из-за неизбежных биохимических процессов). Но она же, органика, исходно является ценным компонентом, пригодным для дальнейшего использования. Ее можно либо сжечь, либо переработать в какой-либо продукт. Поэтому первое, что необходимо сделать, чтобы превратить мусор в ценное сырье – это осуществить максимальное выделение органической составляющей, на которую в общем объеме (в зависимости от региона) приходится до 40 процентов. Причем, желательно это делать на самых ранних этапах сбора мусора. Выделение органики из отходов дает возможность переработать ее в биогрунты и удобрения, которые затем можно использовать для восстановления почв в сельскохозяйственном производстве. В свою очередь, очищенные от органических включений компоненты ТКО, разделенные на фракции, превращаются в ценное вторсырье. В итоге мы получаем практически «безотходный» способ удаления отходов.

Основным видом биологической переработки органики является компостирование. Самый простой и дешевый способ – получение компоста на открытых площадках. Здесь, фактически, основную работу осуществляет сама природа. Недостатком являются слишком растянутые сроки «созревания» этого полезного продукта. В климатических условиях Западной Европы на это уйдет 3-4 месяца. В условиях Сибири процесс растянется как минимум на пару лет. Чтобы сократить сроки, можно применить специальную технологию анаэробного термического компостирования в заводских условиях. Правда, это потребует достаточно больших инвестиций и эксплуатационных затрат. Тем не менее, практика показывает, что переход к «заводскому» способу обеспечивает более высокую экономическую выгоду по сравнению с обычным складированием. И что еще очень важно – такой способ более выгоден и в сравнении со сжиганием.

Есть и другой способ ускоренного компостирования, который опирается на использование специальных биопрепаратов. Эти биопрепараты представляют собой сухой набор селекционных микробов и ферментов, совокупно влияющий на ускорение компостного процесса. В активной фазе процесса эти культуры обильно вырабатывают тепло (до 60 градусов Цельсия), что приводит к гибели патогенных микроорганизмов и снижает жизнеспособность семян сорняка.

Причем, в нашей стране уже есть примеры использования ускоренного способа компостирования в масштабах отдельного предприятия. Такой завод действует в г. Тольятти в Самарской области – с объемом переработки 90 тыс. тонн ТКО в год. Основной продукцией предприятия являются: компост, смеси почвы на основе компоста и вермикомпост.

Насколько перспективно данное направление переработки мусора с коммерческой точки зрения? Об этом убедительно говорит следующий факт. Так, изучение потенциального спроса на компост в США показало, что если бы все органические отходы в этой стране были подвергнуты компостированию, то спрос был бы удовлетворен всего лишь на 10 процентов. При этом потенциальные экономические выгоды США при переходе от свалок и мусоросжигания к компостированию «мусорной» органики дал бы экономию от одного до двух миллиардов долларов в год.

В свете приведенных цифр наши ученые предлагают рассмотреть возможность строительства рентабельного комплекса замкнутого цикла, который будет перерабатывать ТКО (а также сточные воды, являющиеся еще одним источником органики) в полезные товарные продукты с полной реализацией. Еще раз напомним, что сегодня на Ольхоне уже пытаются включить в такой единый перерабатывающий комплекс органические пищевые отходы и стоки.  На выходе планируется получать экогрунт с высоким содержанием гумуса (благодаря использованию вермикультуры), а также биогаз и органоминеральные удобрения. Понимаем, что пока подобные проекты воспринимаются как фантастика, однако с технической точки зрения они не более фантастичны, чем любая современная технология. Понять общий замысел нам мешают только укоренившиеся предрассудки и стереотипы, в соответствии с которыми мусор воспринимается исключительно как «грязь» и «зараза». Однако достаточно избавиться от этих стереотипов, как перед нами откроются ошеломляющие перспективы, ведущие нас прямой дорогой к Шестому технологическому укладу.

И напоследок, почему так важно уделять внимание именно биологическому направлению при переработке отходов? Дело в том, что к настоящему времени наша цивилизация уничтожила почти половину плодородных земель. Отсюда следует, что возврат в природу утраченных органических компонентов является одной из насущных задач, от решения которой зависит будущее всего человечества.

При написании этого материала использовалась информация, предоставленная Ассоциацией экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению

Олег Носков

Продолжаем нашу «нобелевскую серию». Нобелевскими лауреатами по химии в этом году стали американский физик Джон Гуденаф, британский химик Стэнли Уиттингем и японский химик Акира Есино за развитие литий-ионных батарей. Иначе говоря, наградили за конкретную технологию, плодами которой пользуется огромная часть населения планеты.

Что же, подобное случалось и раньше: первым в истории нобелевским лауреатом по физике стал Вильям Рентген за открытие икс-излучения, без которого трудно представить современную медицину, да и в других отраслях оно используется широко. Но то физика, а были прецеденты в номинации «химия»?

Я бы отнес к таковым премию 1923 года за открытие инсулина. Кстати, исследования этого гормона отмечались «Нобелем» трижды, а сама история вопроса – очень характерный пример, того как научные решения конвертируются в технологии, без которых мы сегодня не представляем жизни.

И не удивительно. Веками слово «диабет» звучало как приговор. Жизнь заболевшего обычно ограничивалась семью-восьмью годами. После чего он умирал – от различных осложнений и от истощения, вызванного безуглеводной диетой, которую тогда было принято прописывать больным диабетом.

Ситуация изменилась 1921 году, когда и канадский биохимик Фредерик Бантинг и шотландский профессор медицины Джон Маклеод получили первую порцию специального белка – инсулина и доказали, что это он регулирует уровень сахара в крови. Для Бантинга причиной начать исследования в этой области стала личная трагедия: в 1919 году от диабета скончался друг его детства. Талант ученого плюс сильная мотивация позволили ему пройти путь от постановки задачи до ее решения всего за три года.

Впрочем, канадец начинал не на пустом месте. Еще в 1869 году немецкий патологоанатом Пауль Лангерганс-младший обнаружил в поджелудочной железе скопления секреторных клеток (их так и назвали – «островки Лангеранса») и установил, что они как-то связаны с уровнем сахара в крови и моче, и соответствено, с развитием диабета.  Спустя несколько лет это подтвердили экспериментально: у собаки удаляли поджелудочную железу и наблюдали все симптомы сахарного диабета — резкий подъем уровня сахара в крови и моче.

После этого врачи пробовали кормить пациентов с диабетом свежей поджелудочной железой животных или экстрактами из нее. Но результата это не давало. Сейчас уже понятно почему - поджелудочная железа в случае нарушения ее целостности просто переваривала инсулин. Но тогда о существовании этого гормона еще не было известно.

Бантинг тщательно изучил опыт предшественников, а затем, ему, как и Менделееву, приснилось решение проблемы. Вскочив среди ночи, он записал: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать».

Следующим шагом был поиск средств на проведение исследований (фондов, раздающих гранты на постоянной основе, тогда фактически не было). Бантингу удалось найти способ лучше, он сумел заинтересовать своей идеей крупного специалиста по диабету, этнического шотландца, бывшего в то время профессором университета в Торонто Джона Маклеода. Так он получил возможность пользоваться самой продвинутой физиологической лабораторией в Канаде. Там, вместе с лаборантом Чарльзом Бестом, они впервые выделили инсулин, затем удалили собаке поджелудочную железу и ввели гормон. Собака продолжала жить, а значит, исследования шли по верному пути.

Далее надо было подтвердить результаты на людях. Строгих протоколов клинических исследований тоже еще не было и потому уже 11 января 1922 года им предоставили первого настоящего пациента, четырнадцатилетнего Леонарда Томпсона. После курса инъекций инсулина, диабет перестал прогрессировать, мальчик начал прибавлять в весе.

В 1923 году авторы исследования получили свою Нобелевскую премию. Правда в их составе произошли изменения: в числе лауреатов оказался Маклеод, но не было Чарльза Беста. В прошлый раз я отмечал, что награждение премией порой сопровождается серьезными скандалами. И это был как раз такой случай. Сначала Бантинг хотел демонстративно отказаться от премии вообще. Друзья отговорили его от такого выпада, тогда ученый отдал (и позаботился о том, чтобы об этом узнали все) половину премии Бесту и во всех публичных выступлениях (включая Нобелевскую церемонию) подчеркивал его роль в открытии инсулина.

В том же году фармацевтическая фирма Eli Lilly and Company приступает к промышленному производству инсулина под торговой маркой «Илетин». Производство инсулина для диабетиков на глазах превратилось в серьезную индустрию.

Поскольку уровень сахара в крови практически одинаково регулируется у всех млекопитающих, инсулин стали вырабатывать от домашних животных – в основном от коров и свиней. Но не все было гладко: иногда инъекции провоцировали страшные аллергии, кожа в месте укола начинала гноиться, появлялись болезненные утолщения. Сегодня мы знаем причину - белковая цепочка человеческого инсулина состоит из 51 аминокислоты, свиной отличается от человеческого на одну аминокислоту, а коровий инсулин – на три.

Но чтобы установить это, ученым пришлось проделать немало работы. Для начала, Фредерик Сенгер сумел определить точную последовательность аминокислот, образующих молекулу инсулина (так называемую «первичную структуру»). Эту работу тоже отметили Нобелевской премией по химии в 1958 году (Сенгер остается единственным в истории дважды нобелевским лауреатом по химии). Спустя десятилетие Дороти Кроуфут-Ходжкин с помощью метода рентгеновской дифракции определила пространственное строение молекулы инсулина. Её работы также отмечены Нобелевской премией.

Теперь было известно, как устроен гормон, чем инсулин животных отличается от человеческого, что и объясняло нежелательные побочные эффекты. Еще одним недостатком такой технологии получения инсулина была высокая себестоимость. Фактически, для его выделения приходилось разводить и умерщвлять большое количество крупного домашнего скота. И с распространением диабета периодически возникали ситуации дефицита инсулина.

Наука смогла решить и эту задачу, причем эта история является одним из первых коммерческих проектов в области биотехнологий, поэтому она достойна более подробного рассказа.

В 1976 году в Сан-Франциско встретились известный (в относительно узких окологенетических кругах) ученый-биолог Герб Бойер и пока малоизвестный даже среди финансистов специалист по венчурным фондам Боб Соунсон. Их встреча, проходившая в теплой атмосфере пивного бара (учитесь правильно проводить переговоры!) вылилась в идею основания первой в мире биотехнологической компании. С названием решили не заморачиваться и окрестили фирму Genentech.

Выбор первого продукта для продажи тоже был недолгим. Технология рекомбинантной ДНК (одним из авторов которой и был Бойер) позволяла внедрить в бактерию ген, ответственный за производство определенного белка. Значит, надо выпускать модифицированные штаммы бактерий, производящие белок, имеющий рыночную стоимость. Такой, как инсулин.

Только в США тогда было 8 миллионов диабетиков и всем им требовались регулярные инъекции инсулина. Рынок был очень заманчивый и это сумели понять не только основатели Genentech. В Гарварде примерно такие же мысли посещали профессора биохимии Уолтера Гилберта. И в 1978 году в Женеве он вместе с коллегами из Эдинбургского и Цюрихского университетов провели переговоры с банкирами, результатом которых стало появление компании Biogen, которая также в качестве первого проекта сделала ставку на производство инсулина. Теперь стоял вопрос о том, кто первый выдаст на рынок готовый продукт.

А для этого надо было решить ряд очень непростых задач, первая была связана с интронами - некодирующими фрагментами ДНК: у человека они есть, а у бактерий нет. И если наши клетки научились вырезать их, чтобы они не мешали синтезу белка, то бактериям не было в этом нужды. До тех пор, пока биологи не стали внедрять в них участки человеческой ДНК. И теперь бактериям надо было как-то избавляться от присутствующих в этих участках интронах.

В Genentech попробовали химически синтезировать нужные участки гена, иначе говоря сделать его искусственную копию, но уже без интронов. А уже затем клонировать ее. Это был неудобный метод, но зато он соответствовал жестким законодательным ограничениям по работе с ДНК в США того времени.

Гилберт, который, кстати, первым предположил существование интронов в своей статье в Nature, пошел другим путем, взяв за основу другое замечательное достижение в молекулярной биологии – ретровирусы.

Это такая группа вирусов, у которых РНК есть, а ДНК нет, самый известный из них - ВИЧ. Но так длится только пока вирус не проникает в клетку организма-хозяина. Там он запускает процесс превращения своей РНК в вирусный ДНК-геном, который дает ему возможность размножаться. Удается этот «фокус» благодаря особому белку, который открыли Говард Темин и Дэвид Балтимор. Они назвали его обратная транскриптаза.

Ученые не были бы учеными, если бы не придумали, как применять эту особенность некоторых вирусов в своей работе на благо человечества. Компания Biogen построила на ней свою технологию получения человеческого инсулина без интронов, который можно было внедрять в бактерии. Сначала выделяется матричная РНК, синтезируемая геном инсулина. Интронов в ней нет, но для клонирования в бактериях она не подходит. Воздействуя обратной транскриптазой, из нее делают фрагмент ДНК, который тоже не содержит интронов, зато в нем есть вся необходимая бактерии для синтеза человеческого инсулина информация. Вся эта схема была опробована на лабораторных крысах. В итоге в лаборатории получили бактерий, сутками напролет синтезирующих крысиный инсулин.

Чисто технологически, путь Гилберта и коллег был более выигрышным, но Соунсон (из Genentech) лучше разбирался в том, как работают институты современного общества. Гилберт и коллеги были остановлены теми самыми ограничениями. Сначала от них потребовали для работы с человеческим инсулином заполучить помещение с высшим уровнем защиты (таких в мире единицы и в них работают с особо опасными вирусами). А потом написали еще кучу правил. Вот как описывал типичную процедуру входа и выхода из лаборатории один из сотрудников Гилберта: «Ученые полностью раздевались, после чего натягивали казенные белые длинные трусы, черные резиновые ботинки, голубую униформу вроде пижамы, бежевый больничный халат, застегивающийся сзади, две пары перчаток и голубую пластиковую шапочку, напоминающую шапочку для душа. Затем всё быстро промывалось в формальдегиде. Всё. Все приборы, все бутылочки, вся лабораторная посуда, всё оборудование. Все научные рецепты, написанные на бумаге, также проходили такую мойку; так что ученые складывали бумагу по листику в пластиковые пакеты Ziploc и надеялись, что формальдегид туда не просочится и не превратит бумагу в бурую рассыпчатую массу вроде пергамента».

При этом вирусы как таковые в работе не были задействованы вообще, речь шла лишь о клонировании фрагмента человеческой ДНК.

Но и Сноусону было непросто. Обойдя большую часть бюрократических процедур за счет того, что они работали с искусственной копией ДНК, они столкнулись с акулами из Eli Lilly and Company. Эта корпорация, как уже говорилось, первой начала производить инсулин, используя свиней и коров, и к концу 1970-х контролировала большую часть западного рынка. Люди ворочали миллиардами, и компания умников со своим человеческим инсулином их своим появлением не порадовала. С другой стороны, удобства этой технологии были очевидны.

Сноусен тоже понимал, что войну им не выиграть. И пока его коллеги по компании вели инсулиновую гонку с Гилбертом, он изо всех сил стремился договориться с руководством Eli Lilly о партнерстве на взаимовыгодных условиях.

Соглашение было подписано в августе 1978 года, на следующий день после первого успешного эксперимента по синтезу инсулина из бактерий. А через два года Genentech вышла на рынок как успешный партнер фармацевтического «монстра» с миллиардными оборотами. Биология становилась не просто наукой, но динамично развивающимся рынком. И сегодня уже никого не удивляет, что практически половина финансирования мировой науки приходится на исследования в области биологии и медицины. Равно как и то, что определенные технологии достойны Нобелевской премии не меньше, чем фундаментальные научные результаты.

Сергей Исаев

По инициативе Профсоюза работников Российской академии наук сотрудники академических институтов из разных регионов страны впервые стали участниками Всемирного дня действий «За достойный труд!», который, начиная с 2008 года, проводится 7 октября более чем в ста странах мира. В этот день профактивисты и другие неравнодушные граждане организуют шествия, митинги, пикеты, напоминая власти и работодателям о необходимости соблюдения принципов социальной справедливости, учета интересов людей труда.

Как правило, на эти акции люди выходят не только с общезначимой повесткой – за качественные и безопасные рабочие места, достойную и справедливую оплату труда, надежные социальные гарантии – но и с собственными лозунгами, отражающими наиболее актуальные проблемы в конкретных отраслях и отдельных организациях.

Основными лозунгами, которые выдвинули региональные подразделения Профсоюза РАН, стали: «Бюджет науки должен быть увеличен!», «Требуем равную оплату за равный труд для всех ученых России!», «Повысить заработную плату всем категориям сотрудников институтов!».

В разосланных накануне акции в СМИ пресс-релизах и розданных во время акций интервью представители проф-союза не уставали напоминать: указ президента №599 от 7 мая 2012 года, обязывающий правительство к 2015 году увеличить внутренние затраты на исследования и разработки до 1,77% ВВП, до сих пор не выполнен (этот показатель сегодня составляет 1,1%). Выпущенный тогда же указ №597 о повышении зарплат научных работников до 200% от среднерегиональной не обеспечен достаточными средствами, а попытки его реализации породили множество проблем.

Одна из них – региональная дискриминация: зарплата научных сотрудников одинаковой квалификации, выполняющих равный объем работ, в «столицах» в разы больше, чем в регионах. Ширится разрыв в опла-
те труда ученых и обеспечивающего исследования квалифицированного инженерно-технического и вспомогательного персонала. Практически повсеместно научных работников переводят на неполный рабочий день, так что реальные зарплаты у многих не растут, увеличиваясь только на бумаге.

«Указную» тематику, которая давно уже в зубах навязла, участники акций обыграли наибольшим количеством транспарантов: «И где обещанные президентом 1,77%?», «Неполная занятость – обманный способ выполнения майских указов»», «Хотим познакомиться с учеными, получающими зарплату в два раза больше среднерегиональной». «Нельзя изменить указ – присоедините нас к Москве», – писали на своих плакатах представители отдаленных регионов.

Досталось и новым президентским инициативам: «Без должного финансирования нацпроект «Наука» – фикция!». Откликаясь на совсем недавние действия власти, критикуемые научным сообществом, пикетчики требовали не проводить реформу российских научных фондов без согласования с учеными и прекратить принявшее массовый характер изъятие у академических учреждений федеральной собственности.

Акция началась во Владивостоке, и не только потому, что там раньше встает солнце. Приморская региональная организация Профсоюза работников РАН еще накануне Всемирного дня действий сделала своеобразный анонс будущего выступления. Она провела в пригороде Владивостока, в любимом месте отдыха горожан «У трех пещер», традиционные соревнования по экстремальному туризму для команд первичных профорганизаций институтов Дальневосточного отделения РАН. Перед началом состязаний участники рассказали зрителям о проблемах науки и организовали флешмоб – сфотографировались с плакатами на подготовленных для соревнований веревках и лесенках. А уже 7 октября со своими лозунгами ученые-дальневосточники приняли участие в пикете, организованном совместно с Федерацией профсоюзов Приморья.

В Сибири эстафету подхватили сотрудники Новосибирского и Томского научных центров. Первые вышли на пикет к памятнику много сделавшему для развития науки в регионе академику Валентину Коптюгу, вторые в обеденный перерыв выстроились длинной живой цепью на площади перед одним из институтов Академгородка. Эти акции активно освещала местная пресса.

В Бурятском научном центре на пикет у здания президиума БНЦ РАН, где размещена бóльшая часть академических институтов Улан-Удэ, вышла в основном научная молодежь. Лозунги у молодых ученых, надо сказать, были вполне взрослыми: «Требуем увеличения субсидий на содержание имущества!», «Долой бюрократа из науки!».

Сотрудники Казанского научного центра РАН провели одиночные пикеты на площади Свободы у здания правительства Татарстана. Представители академических организаций Нижнего Новгорода созвали пресс-конференцию в теплых институтских стенах, а потом встали в массовый пикет на дожде и ветру. Благо для акции заранее были подготовлены накидки-дождевики с логотипом профсоюза. Нижегородская власть не согласовала проведение пикета рядом с Институтом прикладной физики РАН, ученых вытеснили на окраину города.

В подмосковном наукограде Пущино плохая погода тоже не помешала собраться на пикет активистам из всех десяти расположенных здесь институтов РАН. Городская администрация дважды под разными предлогами отказывала в проведении акции и согласовала место, только когда руководство объединенного профкома научного центра предупредило, что в любом случае проведет одиночные пикеты по всему городу.

Надежда ВОЛЧКОВА