Инновации для жизни планеты

Начавшийся год поражает воображение какими-то поистине апокалиптическими знаками, самый неприятный из которых – песчаные бури, достигающие европейских городов. Не так давно небо Греции застило летящим из Африки песком. Мало того, песок достиг даже … Киева! Схожая ситуация на другом конце континента. Песчаная буря из Китая дошла до российского Дальнего Востока. Так, в дождливом Владивостоке небо окрасилось в «марсианские» коричнево-оранжевые тона. И, похоже, это далеко не предел. Недолог час, когда тема песчаных бурь станет актуальной и для Западной Сибири.

В общем, пока мировые лидеры делят сферы влияния, Природа посылает человечеству внятные предупреждения о самой главной опасности, виновником которой является сам человек. Превратится ли поверхность нашей планеты в подобие Марса, зависит только от нас.

В своих публикациях мы регулярно обращаемся к теме экологии, к вопросам перехода на новый технологический уклад, когда человеческая деятельность обратит процессы деградации окружающей среды вспять. На этот счет мы неоднократно ссылались на работу ученых СО РАН, участвующих в проекте «Экодом». Глобальное значение этой работы как раз выявляется на фоне упомянутых негативных процессов вроде песчаных бурь, проникающих даже в те регионы планеты, которые всё еще многим из нас представляются цветущим садом. И мы прекрасно понимаем, что если ничего не менять, то эти цветущие сады в скором времени сами превратятся в пустыни.

Но есть ли у нас технические возможности, чтобы превращать пустыни в цветущие сады? Как мы уже упоминали в своем месте, уровень технологий уже позволяет восстанавливать разрушенные экосистемы. О масштабах пока говорить рано, но чисто теоретически такие возможности существуют, что не может не обнадеживать.

В этой связи принципиально важно оценить реальный опыт в данном направлении, когда пустыня не просто преображается за счет инноваций, но еще и становится источником продуктового изобилия. Такой пример дает нам государство Израиль, мирные аспекты деятельности которого имеет смысл внимательно изучить. Прежде всего, это касается инновационных технологий, позволивших этому государству создать передовое сельское хозяйство на пустынных территориях, где оно казалось просто немыслимым. Интересуют даже не столько технологии, сколько сам подход к организации хозяйственной деятельности в таких экстремальных условиях. Самым привлекательным моментом для нас является то, что освоение здешней пустыни частично основано на тех же принципах, что лежат в основе сибирского проекта «Экодом». До идеала, конечно, там еще далеко, тем не менее, достигнутые практические результаты стоят того, чтобы ссылаться на данный пример.

Напомним, что пустыня составляет не менее 60% территории государства Израиль. Эти земли расположены в южных и восточных частях страны. Изначально условия жизни в этих местах были настолько непривлекательными для людей, что еще в 1900 году здесь насчитывалось лишь три сотни отчаянных поселенцев. Сегодня их количество насчитывается десятками тысяч. Инициаторы освоения здешней пустыни были, безусловно, идеалистами, чьей путеводной звездой стали библейские предания о «Земле обетованной», напоминавшей Райский сад. И случилось так, что религиозные мотивации сплелись с научным мышлением, сосредоточенным на поисках передовых технологий, способных преобразить в цветущий сад даже безводную пустыню.

Как мы понимаем, дефицит воды был главным препятствием для организации продуктивного сельского хозяйства. Именно эта проблема решалась в первую очередь. Причем, поиски решений проблемы начались за несколько десятилетий до официального провозглашения государства Израиль (то есть еще до 1948 года). Сегодня водные ресурсы Израиля (речь идет о воде, пригодной для людей и сельского хозяйства) на 20% превышают текущие потребности. Такого результата удалось добиться как благодаря инновационным технологиям, так и благодаря целенаправленному воспитанию «экологической сознательности», где во главу угла поставлено рачительное отношение к воде. Собственно, рачительное отношение к воде является краеугольным камнем самых важных инноваций, позволивших преодолеть водный дефицит. Этот момент необходимо учитывать.

Первоначально водную проблему решали в духе индустриального уклада – путем создания системы водоводов, позволявшей поддерживать на всей территорий страны водный баланс за счет переброски воды из тех мест, где ее хватало, туда, где остро ощущался ее недостаток. Интересно, что этот план был представлен еще в 1902 году в утопическом романе Теодора Герцля «Обновленная земля». В то время такая задумка казалась фантастической, тем не менее, ее начали воплощать в жизнь сразу же после провозглашения Израилем независимости. Построение этой воднотранспортной сети полностью завершилось к 1964 году. Вода перекачивалась из расположенного на севере Тивериадского озера в центральные и южные районы Израиля.  Примерно 80% перекачиваемой воды использовалось для нужд сельского хозяйства.

Впрочем, уже тогда было понятно, что воднотранспортная сеть не способна полностью решить проблему с водой. Необходимо было перейти к более рациональному использованию водных ресурсов, особенно в сельском хозяйстве. Именно с этой целью был разработан революционный метод орошения растений – так называемое капельное орошение, изобретенное в самом конце 1950-х годов. Благодаря данному методу растение усваивает почти 95% полученной воды, которая подается прямо к корням и потому не теряется через испарение. Система капельного орошения начала внедряться с 1965 года – год спустя после завершения строительства Национальной воднотранспортной системы. В настоящее время капельное орошение используется для 75% всех посевов.

Следующим шагом стало использование в сельском хозяйстве очищенных сточных и ливневых вод. С 1985 года такая вода стала поступать на фермы через Национальную воднотранспортную систему. Учитывая, что главным потребителем водных ресурсов является сельское хозяйство, повторное использование очищенных сточных вод позволило резко сократить разрыв между спросом и предложением. В целом, как мы понимаем, данное решение вполне укладывается в логику так называемых природоподобных технологий, актуальность которых в полной мере выявляется только в наши дни. К 2015 году Израилю удалось очистить и переработать для нужд сельского хозяйства до 86% сточных вод. По этому показателю оно занимает первое место (на втором месте находится Испания, где перерабатывается 17% сточных вод). К 2025 году данный показатель собираются повысить до 95 процентов. Сточные воды очищаются до уровня, близкого к питьевому. Пить их людям, конечно, не рекомендуется. Однако для сельского хозяйства они совершенно безопасны и подходят для всех культур.

Следующий шаг – с 1999 года стартовала долгосрочная целевая программа по опреснению морских и солоноватых вод методом обратного осмоса. Чтобы оценить результаты данной программы, достаточно сказать, что доля потребления природной пресной воды (то есть напрямую забираемой из источников) с 1968 года по 2015 год сократилась с 504 млн кубометров до 98 млн кубов. В настоящее время на опресненную и переработанную воду приходится почти половина потребляемой воды. Иными словами, природные источники пресной воды уже не истощаются так интенсивно, как было в самом начале.

Также стоит упомянуть еще два момента. Первое, это использование биологической очистки (то есть очистки с помощью растений) ливневых вод, для чего создаются специальные пруды. Второе – использование солоноватой воды для поливов. Дело в том, что в подземных водоносных горизонтах имеются большие запасы воды, содержащей небольшое количество соли. Как показали исследования, такие культуры, как хлопок, томат и бахчевые хорошо переносят солоноватую воду. Правда, для того, чтобы соль не накапливалась в почве, необходимо пользоваться исключительно системой капельного орошения и при этом только на легких – песчаных и супесчаных - грунтах. То есть научный подход и здесь дает о себе знать.

Чтобы в целом охарактеризовать перечисленные инновации, достаточно отметить тот красноречивый факт, что самым главным (и, пожалуй – единственным) видом бизнеса на пустынном юге страны стало именно сельское хозяйство. Причем не абы какое, а высокопродуктивное и, к тому же, ориентированное на экспорт сельхозпродукции.  Этот опыт лишний раз демонстрирует конструктивные возможности человека, способного – при ответственном отношении к природе – возвращать пустыням цветущий вид.

Олег Носков

Козья пещера

Новосибирские археологи продолжают изучать стоянки древних людей на Алтае и создавать виртуальные путешествия, позволяющие увидеть их любому желающему. В 2024 году при поддержке гранта Министерства науки и образования РФ в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» стало доступно такое путешествие на новый памятник каменного века Козья пещера, где зафиксированы следы обитания денисовского человека.

Козья пещера располагается в Краснощёковском районе Алтайского края. Как рассказала руководитель работ, доктор исторических наук Ксения Анатольевна Колобова, памятник был открыт во время археологической разведки Института археологии и этнографии СО РАН в 2020 году и исследован международной научной группой в 2021—2023 годах. 

Посетители тура могут увидеть, что пещера невелика по размеру и находок там было сделано не так много, однако по обнаруженным каменным орудиями удалось установить, что их оставили денисовцы — представители третьего из известных подвидов древнего человека. Директор Института археологии и этнографии СО РАН, член-корреспондент РАН Андрей Иннокентьевич Кривошапкин сообщил: «На сегодня было доказано нахождение денисовского человека в одноименной Денисовой пещере, а также в пещерах Байшия в Тибете и Там-Нгу-Хао-2 в Лаосе. Козья пещера стала четвертым известным местом обитания этих людей». Несмотря на то, что денисовцы в свое время не смогли выдержать конкуренцию с людьми современного анатомического типа и сошли с эволюционной арены, они оставили свой след в геноме современного человека. Сегодняшние открытия на Алтае позволяют лучше понять стратегии адаптации разных групп древних людей и историю их взаимодействия.

Другая уникальная особенность Козьей пещеры состоит в том, что там для периода среднего палеолита впервые зафиксирована кратковременная стоянка древних людей. Исследователи предполагают, что древние охотники останавливались в Козьей пещере во время своих перекочевок вслед за излюбленными объектами охоты — бизонами и дикими лошадьми. Возраст этой временной стоянки оценен учеными в 55—45 тысяч лет. Сегодня запланированные раскопки завершены, однако продолжается работа с собранными в пещере материалами, в том числе, их изучение с применением новейших естественно-научных методов.

Следующий пункт назначения проекта Института археологии и этнографии СО РАН «Древние тропы Алтая» — виртуальное путешествие в Чагырскую пещеру на Алтае, стоянку «поздних» европейских неандертальцев, потомков второй волны миграции из Европы в Азию, начавшейся порядка 60 тысяч лет назад.

Пресс-служба ИАЭТ СО РАН

Надежды на трансгенный виноград

На прошедшей в ИЦиГ СО РАН 7-й Международной конференции «Генофонд и селекция растений» было одно выступление, посвященное далеко «не сибирской» (на первый взгляд) теме – селекции винограда. Данное сообщение под названием «Биоразнообразие винограда в России и селекция с использованием отечественных автохтонных сортов» представил в режиме онлайн сотрудник ВННИИВиВ «Магарач» Владимир Лиховской. Данное выступление интересно в том плане, что в нем был затронут один аспект, подающий надежды и сибирякам по части развития виноградарства в наших краях. Этот момент не прозвучал прямо, но его можно логически развить, исходя из гипотетических возможностей современной генетики и селекционной науки.

Начнем по порядку. Как отметил Владимир Лиховской в самом начале своего выступления, Институт «Магарач» обладает огромной и уникальной ампелографической коллекцией – более четырех тысяч сортообразцов винограда! Немалую часть этой коллекции составляют аборигенные автохтонные сорта: 72 крымских аборигена, около 50 – донских и около 70 – дагестанских.  Примерно четверть коллекции представлена селекционными сортами.

Генетическое разнообразие представлено также большим количеством самых разных видов винограда, многие из которых растут в дикой природе. Как мы знаем, дикорастущие формы давно уже играют большую роль в создании комплексно устойчивых сортов, а также подвоев, устойчивых к корневой филлоксере. В Институте «Магарач» эта работа активно ведется еще с советских времен и, судя по выступлению Владимира Лиховского, продолжается по сей день.

Немалую роль в подобных экспериментах, по словам ученого, играет дикий лесной виноград, почти повсеместно произрастающий на юге страны в долинах рек. В Институте выделили четыре формы такого винограда. Что самое важное: с помощью ДНК-тестирования была подтверждена уникальность этих форм. Это означает, что дикий виноград не «забрел» на юг нашей страны откуда-то извне (например, из Западной Европы), а является подлинным «аборигеном». При исследовании автохтонных крымских сортов было также обнаружено их родство с местными дикими формами. Генетический анализ показал, что 357 аборигенных сортов имеют уникальные профили. То есть они также не являются «залетными» из других стран, как принято до сих пор считать в Европе (там, например, бытует легенда, будто знаменитые российские аборигенные сорта винограда являются либо сеянцами, либо клонами французских сортов, завезенных-де донскими казаками).

Разумеется, часть сортов, произрастающих на Юге нашей страны, включая Крым, попали туда извне. Обычно здесь фигурируют такие страны, как Греция и Турция (что совершенно понятно в силу чисто исторических причин и географической близости). Тем не менее, отметил Владимир Лиховской, молекулярно-генетический анализ дает нам право говорить о существовании стопроцентно аборигенных крымских сортов, имеющих автохтонное происхождение. Как считают специалисты Института «Магарач», эти сорта были выведены именно в Крыму в глубокой древности путем окультуривания диких форм винограда, произрастающего в этих краях. В основном это сорта винного направления, такие как Ковалевка, Херсонесский, Лапа-Кара, Кастель черный, Эким-кара, Джеват-Кара, Кефесия и другие.

Закладка виноградников в Крыму, по словам Владимира Лиховского, началась еще три тысячи лет назад. Этот факт наглядно подтверждают археологические раскопки. На территории Крыма до сих пор находят специальные каменные давильни для получения виноградного сусла – так называемые «тарапаны». Их использовали еще древние тавры в X-VII веках до нашей эры (само слово «тарапан» имеет таврское происхождение).

На сегодняшний день, отметил Владимир Лиховской, в Крыму уже найдено 236 таких каменных давилен для винограда и 193 винодельни. Как полагают ученые, масштаб древнего крымского производства вина был таков, что его вполне могли экспортировать, а не только потреблять на месте. По подсчетам, в сезон здесь могли произвести от 2,5 до 5,3 млн литров вина. Эту винодельческую традицию впоследствии прервали турки, завоевав Крымский полуостров. Но после того как в начале XIX века Крым вошел в состав Российской империи, винодельческая традиция была возобновлена. А с 1828 году начинается история Института «Магарач», когда здесь открылось училище виноградарства и садоводства.

Изучение крымских аборигенных сортов винограда началось также в XIX веке. Параллельно шла работа над усовершенствованием технологий производства вина, где (в силу особых климатических условий) необходимо было учитывать определенную местную специфику (слепое подражание французским виноделам не давало хороших результатов). Фактически, Институт «Магарач» представляет целую традицию, которая в определенной мере – через использование автохтонных сортов – связана с глубокой древностью.

Понятно, что наши ученые углубляются в генетические особенности местного винограда не только ради научного подтверждения такой традиции. Исследования столь серьезного уровня могут иметь и далеко идущие практические последствия. Все это, так или иначе, связано с выведением новых форм, обладающих повышенной устойчивостью и к инфекционным заболеваниям, и к низким температурам. Основная задача селекционеров на этом пути – вывести такую устойчивую форму, которая бы по качеству ничем не отличалась от «нормальных» эталонных сортов. Как утверждает Владимир Лиховской, таким устойчивым сортом можно уже назвать сорт Кефесия Магарача, вино из которого практически ничем не отличается от вина, приготовленного из исходного неустойчивого сорта Кефесия. Фактически это означает, что в Институте создают биологически «улучшенные» формы древних автохтонов, повторяющие их качественные характеристики, но при этом более надежные с точки зрения агротехники и промышленного возделывания.

Чем этот опыт может обнадежить жителя Сибири? Логика тут поста: если ученым удается повышать устойчивость сорта (включая зимостойкость), сохраняя качество «нормального» неустойчивого винограда, то нельзя ли, продвигаясь на этом пути, вывести качественный сорт, целиком подходящий для сибирских условий?

В свое время я задавал такой вопрос новосибирским генетикам из ИЦиГ СО РАН. Чтобы было понятно: главным ограничителем для культивирования винограда в наших условиях является даже не мороз, а ограниченный период вегетации. Применительно к винограду, главным ограничителем для промышленного возделывания данной культуры являются возвратные весенние и ранние осенние заморозки. Дело в том, что листья и молодые побеги винограда совершенно не выдерживают отрицательных температур. Весной даже при заморозке – 1 градус ваша виноградная плантация получит сокрушительный удар, если вы не предпримите каких-либо специальных мер защиты. А такое может произойти и в начале июня. И в этом случае остается только помечать о сорте винограда, чьи листья столь же устойчивы к низким температурам, как и листья смородины. Могут ли наши ученые воплотить такую мечту?

Теоретически такое возможно. Но только не традиционным методом гибридизации (даже листья дикого винограда – будь это хоть весьма зимостойкий «амурец» – не выдерживают никаких заморозков). Скорее всего, свое слово здесь должна сказать именно генетика. Понятно, что речь сейчас идет о генной модификации. Отношение к этому направлению у нас неоднозначное. Однако мы вполне можем помечтать о «вшивании» в виноград каких-нибудь инородных генов для создания трансгенных форм винограда, чьи листья окажутся способными противостоять заморозкам на уровне той же смородины. Это был бы колоссальный прорыв (с учетом, что при этом не пострадает качество плодов)!

К чему мы пустились в такие фантазии? Как оказалась, в Институте «Магарач» уже не первый год ведется работа по созданию генно модифицированного винограда. Именно здесь, отметил Владимир Лиховской, был получен первый в России виноград «в пробирке», обладающий встроенными генами (что нашло официальное подтверждение), способствующими повышению холодостойкости. Разумеется, это только первые шаги в указанном направлении. Пока что, скорее всего, ученые определяют свои возможности в реализации данной технологии. Однако в таких делах ничего не бывает «просто так». Если эксперименты дадут хорошие результаты в практическом плане, смеем надеяться, что наши мечты о винограде, не боящемся заморозков, начнут сбываться. Главное, что наша наука допускает важность таких задач и уже ищет для них решения.

Олег Носков

Линия жизни СО РАН

В год трехсотлетия Академии наук, подвело некоторые итоги своей работы и ее Сибирское отделение. Итоги разместились на 32 планшетах, хотя, как отмечали организаторы экспозиции список нельзя назвать полным, но его ограничили размеры выставочного пространства на проспекте Академика Коптюга. « Мы стремились к тому, чтобы его история была гармонично вписана в “линию жизни” всей Академии, а сведения публиковались точные и достоверные», — подчеркнула директор Выставочного центра СО РАН Екатерина Годунова.

Выставка «История свершений и открытий» содержит рисунки, карты, схемы, фотографии разной давности и тематики. В частности, отображена борьба Академии наук за самостоятельность, становление и развитие ее структур в Сибири, современные компетенции и направления деятельности СО РАН.

Академик РАН Валентин Пармон напомнил, что именно наличие Академии и результат работы ее членов стали одним из оснований превращения России в великую мировую державу Как известно, основателем Академии наук и искусств (вторым словом в то время определяли различные ремесла и технологии) в нашей стране стал первый российский император Петр I, правда, подписал он его на закате своего правления и  открыть саму Академию уже не успел. Поэтому, например, в Советском Союзе несколько десятилетий подряд моментом основания Академии считался не петровский указ 1724 года, как в настоящее время, а именной указ Екатерины I Сенату, подписанный годом позже. Но этот исторический казус не отменяет главного - на протяжении трех веков Академия наук исправно служила интересам государства Российского и его жителей.

И, как отметил в своем выступлении на торжественном открытии выставки председатель Сибирского Отделения РАН, академик РАН Валентин Пармон - именно наличие Академии и результат работы ее членов, среди которых множество выдающихся ученых мирового масштаба - стали одним из оснований превращения России в великую мировую державу. Этому способствовали знаменитые экспедиции академиков, закрепившие вхождение в состав империи Арктики, Сибири и Дальнего Востока и давшие старт их дальнейшему освоению, открытия ученых в области физики, химии, материаловедения и других наук, легшие в основу промышленной революции в нашей стране, успешно реализованные атомный и космический проекты и многое другое, без чего сегодня немыслима российская история.

2024 год - юбилейный не только для всей Академии наук, но и для СО РАН. "Именно в этом году исполнилось восемьдесят лет с момента создания Западно-Сибирского филиала Академии наук СССР, в лице четырех научных институтов, которые и сейчас, с несколько измененными названиями, продолжают свою работу, причем весьма эффективную. Семидесятипятилетие празднуют Иркутский и Якутский научные центры", - отметил Валентин Пармон.

Сегодня Сибирское отделение РАН - это 53 академических института, три академгородка и 17 государственных университетов, в совокупности - фактически треть научного потенциала страны сосредоточена именно в его границах. Отдельный стенд выставки посвятили одному из этих университетов - Новосибирскому государственному университету (НГУ). И это не удивительно, вуз задумывался отцами-основателями СО РАН как экспериментальный, направленный на подготовку не просто специалистов по ряду специальностей, а кадров для научной системы страны. Поэтому преподают здесь преимущественно ученые, практику студенты проходят в лабораториях научных институтов, а сам НГУ прочно входит в тройку ведущих вузов страны по разным рейтингам.

Как и положено успешному проекту, университет продолжает развиваться и уже перерос те рамки, что задали ему при основании шесть десятков лет назад. "Сегодня университет готовит кадры уже не только для институтов Сибирского Отделения, наших выпускников ждут в научных учреждениях всей страны, включая исследовательские подразделения крупных компаний, многие сами создают свой высокотехнологичный бизнес и добиваются успехов на этом поприще", - подчеркнул в своем выступлении ректор НГУ, академик РАН Михаил Федорук.

Новосибирский университет постоянно растет, становится больше студентов, а обеспечит это развитие новый кампус, подчеркнул ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук Растет университет и территориально, его новый кампус мирового уровня. наряду со СКИФом, стал главным проектом программы "Академгородок 2.0". Ректор напомнил, что первая очередь кампуса фактически готова, через считанные недели ее объекты - новые корпуса легендарной ФМШ и общежитий для студентов университета - станут доступными для посетителей и пригласил всех своми глазами оценить результаты стройки. Согласно графику идут работы и на объектах второй очереди, а руководство университета смотрит дальше. "Мы строим дальнейшие планы развития кампуса, причем, хочу всех успокоить. не за счет расширения территории в лесной зоне, а за счет развития имеющихся площадок. И надеюсь уже к 2030 году и эти планы тоже станут реальностью", - сказал он.

Экспозиция разделена на две части. слева прошлое, справа - настоящее. В будущем организаторы хотят оформить как выставленные материалы, так и не вошедшее в основную экспозицию в виде отдельной книги. А пока все желающие могут ознакомиться с открытой выставкой, тем более, чтобы попасть на нее не нужны билеты и работает она круглосуточно без перерыва на обед.

Организаторы экспозиции — Выставочный центр СО РАН и Музей Новосибирска — выражают глубокую признательность всем организациям и лицам, принявшим участие в подготовке материалов к фотовыставке:  первому заместителю председателя СО РАН академику Д.М.  Марковичу,  докторам исторических наук Н.А. Куперштох (ИИ СО РАН) и И.А. Крайневой, И.Ю. Павловской (ИСИ СО РАН, электронный архив «Фотолетопись. СО РАН с 1957 года»), ИАЭТ СО РАН, ИГМ СО РАН, НИЦ «Экология» СО РАН,  Научному совету СО РАН  по проблемам озера Байкал,  ЦКП «СКИФ», ФИЦ «ИК СО РАН», ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», ИСЗФ СО РАН, НГУ, АО «Академпарк», индустриальным партерам СО РАН. Некоторые иллюстрации взяты из открытых источников.

Сергей Исаев

Открыли "Остров"

17 июня в Новосибирске началось масштабное проектно-образовательное мероприятие «Остров», ставшее частью форума «Архипелаг». Событие организовано Правительством Новосибирской области, Фондом научно-технологического развития Новосибирской области при поддержке АНО «Платформа НТИ». Одной из главных площадок мероприятия стал Новосибирский государственный педагогический университет, где торжественное открытие провел ректор Алексей Дмитриевич Герасёв.

«Остров» представляет собой уникальную площадку для совершенствования компетенций, развития проектов и обмена опытом среди технологических компаний, проектных офисов, учёных и вузов из разных регионов России. В мероприятии принимают участие представители 40 регионов, включая команды из Новосибирска, Красноярска, Омска, Кемерова и других городов.

НГПУ стал одной из ключевых площадок для проведения интенсива. Университет предоставляет участникам уникальные возможности для развития компетенций, обмена опытом и реализации проектов. В течение интенсива на территории НГПУ проходит аддитивная фабрика БАС, представляющая собой важный элемент программы мероприятия. Здесь школьники из МАОУ Лицей №9, МБОУ Лицей №113, МАОУ Лицей №159, МАОУ Лицей №200 и МАОУ СОШ №220 имени К.Д. Ушинского займутся программированием и сборкой дронов, изучат принципы их работы и применения в различных сферах. Школьники не только овладеют практическими навыками в области технологий, но и представят свои проекты и идеи на оценку специалистов, что поспособствует их профессиональному росту и развитию креативного мышления в области инженерии и технических наук. Также для участников состоятся мастер-классы и воркшопы: «Использование генеративных нейронных сетей», «Программирование виртуального робота», «Создание машины Голдберга на Unity».

– Дорогие коллеги, уважаемые участники соревнований! Мы с вами стали свидетелями важного технологического состязания, которое проходит в мировом масштабе. В истории цивилизации было много таких моментов, например, космическая и ядерная гонки. Сегодня мы наблюдаем, без преувеличения, гонку в области технологий беспилотных авиационных систем. Это гонка не ради престижа, а ради технологического преимущества и успешного развития государств. БАС уже применяются в медицине, МЧС, обороне и автомобилестроении. Благодаря вашему энтузиазму и усилиям могут появиться новые сферы применения беспилотных авиационных систем. Многие значимые проекты и научные открытия начинаются с идей школьников или студентов, которые впоследствии воплощаются в жизнь и приносят огромную пользу экономике и науке. Мы рады приветствовать вас на площадке НГПУ и желаем успешной работы! – поприветствовал участников интенсива ректор НГПУ Алексей Дмитриевич Герасёв.

С 17 по 21 июня в рамках проектно-образовательного интенсива «Остров 2024» в НГПУ школьники и студенты разрабатывают проекты в сфере БАС. Помимо обучения, у участников состоятся соревнования, в ходе которых определят самых талантливых потенциальных спортсменов, проявивших высокий уровень технического мастерства в отрасли БАС.

Один из самых востребованных мастер-классов — «Использование генеративных нейронных сетей». Участники углубляются в мир ИИ и изучают методы создания текстов и изображений с помощью современных технологий.

Мастер-класс «Программирование виртуального робота» предлагает участникам разработать свои собственные программы для управления виртуальными роботами. Участники изучают основы робототехники и программирования, что позволяет им создавать автономные системы и решать сложные задачи в симулированных условиях.

Мастер-класс «Создание машины Голдберга на Unity» : участники курса знакомятся с возможностями виртуальной реальности и создают уникальные механизмы, выполняющие цепочки сложных действий. С помощью платформы Unity они моделируют виртуальные пространства и экспериментируют с физическими взаимодействиями объектов, что способствует развитию инженерного мышления и творческого подхода к решению задач.

Стартовавшие сегодня мастер-классы представляют уникальную возможность для участников не только углубить свои знания в сфере технологий, но и найти применение своим идеям в инновационных проектах. Под руководством опытных преподавателей и специалистов участники приобретают ценный опыт и расширяют свой профессиональный кругозор, готовясь к вызовам современного мира и будущих технологий.

Александр Терентьев

Беспилотный "Остров" в Новосибирске

В Новосибирской области с 17 по 21 июня 2024 года пройдет проектно-образовательное мероприятие «Остров». Площадка для совершенствования компетенций, развития проектов и обмена опытом является частью форума «Архипелаг». Интенсив проводится Правительством Новосибирской области, Фондом научно-технологического развития Новосибирской области при поддержке АНО "Платформа НТИ".

Деловая программа по трем трекам подготовлена для технологических компаний, проектных офисов, учёных и вузов из разных регионов России. Ожидается участие представителей 40 регионов, это команды из Новосибирска, Красноярска, Омска, Кемерова и других городов. В числе основных площадок – НГТУ НЭТИ (площадка БАС), НГАУ (биотехнологии и продовольственная безопасность), НГПУ (аддиктивная фабрика БАС), центр культуры и отдыха «Победа» (социальное проектирование и креативные индустрии), «Точка кипения - Новосибирск» в Академпарке (всероссийский съезд "Точек кипения").

Цель интенсива – проработка управленческих и технологических решений, направленных на вовлечение регионов-участников в реализацию Стратегии научно-технологического развития России. Среди задач мероприятия – создание площадки для обсуждения и тестирования проектов запуска новых рынков, инициатив и отраслей, а также подготовка региональной команды региона для участия в федеральном Проектно-образовательном интенсиве «Архипелаг» в период с 8 по 21 июля 2024 года.

График работы локаций интенсива:

17 июня – открытие площадки в НГАУ, по адресу ул. Никитина, д. 155 (новый корпус, «Точка кипения») в 10.00 с участием вице-губернатора Ирины Мануйловой. Пресс-подход запланирован в 10.20. Открытие площадки НГТУ НЭТИ с участием министра науки и инновационной политики НСО Вадима Васильева, на проспекте Карла Маркса, д. 20, актовый зал 1 корпуса (в 10.00). Пресс-подход в 10.20.

20 июня – спортивные состязания по управлению беспилотным авиационным системам на стадионе «Локомотив», ул. Первомайская, д. 154, с 10.30 до 20.00.

21 июня – закрытие интенсива в МВК «Новосибирск Экспоцентр».

Подробности и регистрация на сайте - Остров2024.рф

Мишустин анонсировал новый нацпроект

Премьер-министр Михаил Мишустин провел стратегическую сессию по двум новым национальным проектам «Средства производства и автоматизации» и «Инфраструктура для жизни». Для научно-технологической сферы более важным является НП по роботам и станкам.

Станкостроение и робототехника являются ключевыми направлениями, которые необходимы для дальнейшего развития экономики, повышения производительности труда, импортозамещения и импортоопережения.

Отечественная промышленность растет, а главным драйвером является машиностроение. Но отечественные компании постепенно достигают пределов расширения производства.

Для их преодоления требуется качественный скачок:

технологическое перевооружение машиностроительных предприятий;

организация автоматизированного и современного производства (включая роботов и станки).

Требуются новые станки, кадры, товары (в т.ч. станки для производства других станков). Это позволит суверенизировать данную отрасль, обеспечить технологическую самодостаточность страны, продолжив развитие за счет внутренних возможностей.

В 2023 г. станкостроительная отрасль развивалась значительными темпами.

Уточнены меры помощи: кластерная инвестплатформа, льготные кредиты, субсидии на НИОКР и пр.

Действует программа развития станкоинструментальной промышленности и робототехники. Объём финансирования – более 300 млрд рублей до 2030 года.

На ее базе будет сформирован новый национальный проект «Средства производства и автоматизации». В числе его целей будет достижение определенных президентом показателей по роботизации.

Эти меры позволят создания кумулятивный эффект для экономики, а также «вытягивающий» для смежных областей. Также новый нацпроектный формат сделает возможным формирование полных инновационных и кадровых циклов. Будет сформирован внутренний рынок станков и робототехнике.

Овощное «биоразнообразие» для Сибири

Прошедшая 10-12 апреля в Институте цитологии и генетики СО РАН 7-я Международная конференция «Генофонд и селекция растений» затронула огромный спектр научных тем. Естественно, многие из них способны оценить только специалисты в области биологии и генетики. И все же в этом огромном потоке научной информации можно было «вычленить» отдельные вопросы, актуальность которых понятна и непрофессионалу. Одна из таких тем вполне могла бы заинтересовать любого сибирского (и не только сибирского) дачника.

Речь идет о расширении нашего овощного ассортимента за счет выращивания новых, пока еще во многом экзотических теплолюбивых культур. Эту работу давно уже весьма активно (и достаточно успешно) осуществляют специалисты Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. В последние годы ее проводят в тесном сотрудничестве с коллегами из Новосибирского государственного аграрного университета (НГАУ), играющего в данной связке роль отраслевой организации, помогающей направить фундаментальные научные наработки в широкое практическое русло.

Особый интерес у сибирских специалистов (о чем мы уже сообщали ранее) вызывают культуры, обладающие высоким содержанием функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ), то есть, говоря по-простому, полезные для здоровья. В данном списке находятся уже известные нам овощи – спаржевая вигна, момордика, кивано и бенинказа. Какую роль они способны сыграть в жизни российских граждан?

Как заметил в своем выступлении старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН Юрий Фотев, сложившийся в нашей стране за долгий период ассортимент овощных культур на 90% сформирован из томатов, капусты, лука репчатого, моркови, свеклы и огурца. Проблема здесь в том, что из-за неполного восполнения отчуждаемых макро- и микроэлементов происходит снижение питательных качеств овощей. Причем данная тенденция наблюдается во всем мире. Так, за 80 лет – с 1940 по 2019 годы – в овощных культурах на 50% снизилось содержания железа и на 10% снизилось содержание магния.

По мнению ученого, одним из способов решения указанной проблемы как раз является интродукция в растениеводческую отрасль новых для России и Сибири овощных растений, отличающихся высоким содержанием ФПИ. Дополнительно необходимо расширить генетическое разнообразие традиционных овощных культур (тех же томатов) в направлении повышения их ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ. Сотрудники ЦСБС СО РАН идут обоими путями, давая «на выходе» как раз те результаты, которые окажутся интересными и для сибирских дачников.

К примеру, в ЦСБС СО РАН осуществляют межвидовую гибридизацию различных видов томатов с целью создания форм, устойчивых (на стадии прорастания пыльцы) как к низким, так и к высоким температурам. По словам Юрия Фотева, благодаря сотрудничеству с ВИР и с C.M. Rick Tomato Genetics Resource Center (США), в ЦСБС СО РАН создана большая коллекция дикорастущих видов и культурных сортообразцов томата. Были выполнены многочисленные скрещивания культурного томата с дикорастущими видами и разновидностями. Таким путем был создан, например, сорт Дельта 264, отличающийся уникальным сочетанием признаков – относительно крупными плодами и удлиненной кистью, характерной для дикорастущих видов. По словам Юрия Фотева, плоды данного сорта могут достигать массы 140 – 170 грамм, отличаясь при этом высокими вкусовыми качествами. И что еще очень важно: сорт обладает высокой устойчивостью к грибным патогенам и высокой продуктивностью как в открытом, так и в закрытом грунте.

Также путем гибридизации с дикорастущими видами были получены сорта, накапливающие большое количество аскорбиновой кислоты - вдвое больше, чем у подавляющего количества сортов. Как мы понимаем, указанный признак позволяет использовать такие «витаминные» сорта и гибридные формы томата для «оздоровления» нашего повседневного рациона.

Однако особое значение для функционального питания, как мы сказали, имеют перечисленные выше овощные культуры, пока что нетрадиционные для наших краев. Юрий Фотев подробно остановился на их полезных свойствах.  Так, спаржевая вигна содержит много белка и способна выводить из организма радионуклиды. С точки зрения агротехники ее привлекательность в том, что она не требовательна к почвам, имеет короткий период вегетации (что очень важно для Сибири) и к тому же способствует накоплению в почве азота. Как заметил ученый, спаржевая вигна вполне может полноценно покрывать основные пищевые потребности человеческого организма. Интересно, что в сравнении с теми же томатами она в разы содержит больше таких жизненно важных для нашего организма элементов, как кальций, железо, цинк и молибден.

Следующая «экзотическая» (пока еще) культура – момордика. Ее ценность в том, что она нормализует содержание сахара в крови, и в этом качестве рекомендуется для профилактики сахарного диабета (что в наши дни становится очень актуально). Далее, кивано, или рогатый огурец. По вкусу он почти ничем не отличается от обычного огурца, однако может храниться в свежем виде в комнатных условиях в течение полугода. Иначе говоря, если вы сорвали кивано в августе, то спокойно можете потреблять свежий огурец вплоть до Нового года, не пользуясь при этом никаким погребом. Наконец, бенинказа, или восковая тыква, - также весьма ценная культура, обладающая антигистаминным действием и благотворно влияющая на работу ЖКТ. С точки зрения кулинарии она может использоваться в самых разных видах. При этом, в отличие от обычной тыквы, плоды бенинказы способны храниться в комнатных условиях до трех лет! Полагаем, что это очень подходит нашим дачникам, не имеющим собственных погребов.

Наиболее важным показателем работы специалистов ЦСБС СО РАН по теме интродукции нетрадиционных овощных культур является то, что они уже вывели сорта, пригодные для возделывания в условиях Западной Сибири. Например, для вигны – сорт Сибирский размер, для кивано – Зеленый дракон, для момордики – Гоша, для бенинказы – Акулина.  Указанные сорта прошли государственную регистрацию и уже достаточно хорошо испытаны в наших условиях. Причем, сортов и гибридных форм выведено гораздо больше. Мы указали только те, которые сейчас рекомендуются к возделыванию.

Если говорить об агротехнике и урожайности, то результаты здесь внушают оптимизм. По словам Юрия Фотева, изначально данные культуры (учитывая их южное происхождение) выращивались в обычных пленочных теплицах. Однако в течение трех последних лет – совместно с коллегами из НГАУ – проводятся испытания в открытом грунте. К примеру, вигну уже пытаются выращивать путем прямого (то есть без предварительного проращивания рассады) посева семян в открытый грунт (как это делают, например, с фасолью). При этом урожайность вигны вырастает примерно на 30 процентов. С высаживанием рассады возникают проблемы в силу того, что она долго болеет (примерно до августа). Что касается момордики, кивано и бенинказы, то Юрий Фотев рекомендует использовать высадку в открытый грунт трехнедельной рассады. Урожайность при таком способе также может быть выше, чем в теплице. Как показал опыт НГАУ, если в пленочной теплице урожайность бенинказы составляла 6 – 8 кг с квадратного метра, то в открытом грунте удавалось получать до 22 кг с одного «квадрата»!

При этом специалисты не останавливаются на достигнутом. Они продолжают дальнейшую работу над созданием новых сортов и гибридов, еще более приспособленных к нашим климатическим условиям.  Одна из неотложных задач – понизить требовательность растений к высокому напряжению тепла, то есть сделать их еще более «сибирскими». Возможно, им удастся добиться того, что ту же бенинказу когда-нибудь можно будет выращивать не сложнее кабачка. Что касается ценности этих культур, то она неоспорима. Как заметил Юрий Фотев, все эти культуры необходимо рассматривать для массового использования, учитывая, что их можно употреблять в самых разных видах. К тому же вигна и момордика вполне подходят для диетического и даже оздоровительного питания. А если брать кивано и бенинказу, то благодаря их способности к длительному хранению в комнатных условиях они являются, по выражению ученого, большим подспорьем в нашей продовольственной российской корзине.

Николай Нестеров

 

Подводные дроны, нейросети и инфракрасные излучатели

В научных подразделениях СГУПС инженеры при поддержке Правительства региона создают инновационные приборы для измерения и мониторинга технического состояния производственных объектов, транспорта, мостов, стадионов, торговых центов.

Заместитель Губернатора Ирина Мануйлова посетила подразделения Сибирского государственного университета путей сообщения - лабораторию «Физические методы контроля качества» и площадку Сибирского научно-исследовательского института мостов. Как отметила вице-губернатор, для Новосибирской области, как крупного транспортного хаба, научные направления в СГУПС являются одними из приоритетных - развито 30 научных подразделений, запущена программа совместно с передовой инженерной школой Уральского федерального университета - 45 бакалавров будут обучаться в УрФУ и СГУПС. Разработки университета высоко ценятся и используются на практике, как в регионе, так и далеко за его пределами.  

«В настоящее время один из приборов для выявления дефектов колес поездов реализован на 100 российских предприятиях вагоноремонтного комплекса страны, получено 5 патентов на способы усиления и ремонта металлоконструкций методом индукционной пайки без повреждения элементов, также силами СибНИИ мостов выполнены работы по усилению композитами 10 автодорожных мостов в Новосибирской области, 8 жилых домов в г. Новосибирске, железнодорожного путепровода в Академгородке, а также отдельных корпусов ИЯФ СО РАН и медицинского производства в Кольцово. Автоматизированные системы мониторинга технического состояния реализованы на знаковых объектах г. Новосибирска. В вузе продолжается работа по флагманскому проекту, который был поддержан на федеральном уровне, по созданию нового высокоскоростного рельсошлифовального поезда. Вуз активно развивается в направлениях поддержки РНФ и федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства». Всего на региональные конкурсы РНФ в регионе в этом году выделено 86 миллионов рублей, c 2022 года 98 новосибирских студентов получили миллион рублей от Фонда содействия инновациям на развитие своих проектов», - сказала Ирина Мануйлова.

В научных подразделениях вуза применяют передовые и разрабатывают новые инновационные методы, программное обеспечение для автоматизации технологических процессов и приборы для технической диагностики производственных объектов, транспорта, мостов, стадионов, торговых центов. Это позволяет в реальном времени проводить мониторинг крупных объектов инфраструктуры, ремонт металлоконструкций, продлевая срок службы сооружений.

Среди приборов в арсенале сибирских инженеров - диагностический комплекс «Тензор МС», программный комплекс «Нейрон СМ», инфракрасный термограф, подводные дроны для диагностики подводных конструкций мостов. Применение новейших приборов повышает надежность и срок службы инженерных сооружений с минимизацией трудозатрат.

В ходе пресс-тура были представлены разработки СГУПС - сотрудников и студентов вуза, поддержанные Правительством Новосибирской области в рамках региональных конкурсов Российского научного фонда и Фонда содействия инновациям.

«Учеными университета разработана серия уникальных мобильных приборов на базе смартфонов с передачей данных в единую базу в сети Интернет: виброметры для контроля двигателей и механических передач, датчики для контроля деформаций опасных объектов, для обнаружения развивающихся дефектов в сосудах и трубопроводах и ультразвукового контроля сварных соединений и рельсов. Мы создали ультразвуковой дефектоскоп, позволяющий снизить риски аварийных ситуаций и техногенных катастроф, например, предотвратить сходы железнодорожного подвижного состава из-за распрессовки буксовых подшипников», - отмечает обладатель гранта РНФ, заведующий лабораторией «Физические методы контроля качества» к.т.н. Сергей Бехер. Ученый отметил, что благодаря средствам гранта РНФ и Правительства НСО инновационный прибор, интегрированный в мобильный телефон, будет модернизирован – повысится точность измерений и расширятся возможности применения устройства.

Студенты СГУПС в 2022 и 2023 годах становились победителями конкурса «Студенческий стартап» Фонда содействия инновациям - аспирант лаборатории СГУПС Владимир Выплавень, получив грант в 1 миллион рублей, создал датчика Холла (измеряет параметры магнитного поля) и акселерометр-виброметр (для оценки вибрационного состояния узлов, агрегатов). Все данные измерений интегрированы в мобильное приложение на смартфоне. Студент Данил Суров спроектировал прибор, позволяющий за несколько секунд бесконтактно с помощью искусственного интеллекта измерять детали для поездов. Приборы в настоящее время приборы проходят испытания в вагоноремонтных депо, идет поиск партнеров, производственных площадок для применения инновационных разработок.

Принципиально новый этап проекта

Одна из основных характеристик Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – его беспрецедентно малый эмиттанс (около 70 пикометров - радиан). Этот параметр определяет яркость СИ, а значит и исследовательские возможности ЦКП «СКИФ». Эмиттанс формируется магнитной структурой основного кольца ускорительного комплекса. Когда проект перейдет на этап сборки и установки оборудования, одной из основных задач станет высокоточная юстировка магнитных элементов. В инжекторе, бустере и перепускных каналах синхротрона СКИФ уже начат монтаж специализированной опорной геодезической сети, которая и позволит в дальнейшем выполнить высокоточное позиционирование магнитной структуры.

«Комплекс СКИФ относится к поколению 4+, это очень жесткая машина с точки зрения фокусировки электронного пучка, – рассказывает заместитель директора ИЯФ СО РАН по реализации проекта ЦКП “СКИФ” кандидат технических наук Сергей Синяткин. – У синхротронов такого класса эмиттанс пучка, то есть занимаемый им объем фазового пространства, должен быть беспрецедентно мал – около 70 пм·рад. Отсюда вытекает требование к качеству производства магнитных элементов и высокой точности их выставки. Это достаточно серьезные требования, которые ранее в России и в мире никогда не предъявлялись к подобным машинам».

30 микрометров – с такой точностью должны быть выставлены магнитные элементы относительно друг друга на одном гирдере. На гирдер, специальную подставку длиной от 2,4 до 3,8 метров и весом около 5 тонн, помещается несколько магнитов. Всего на ускорительном кольце будет установлено 112 гирдеров и примерно 1000 магнитных элементов. По словам Сергея Синяткина, гирдерная сборка ускорительного кольца СКИФ потребует меньшей точности к взаимному положению гирдерных модулей, от 50 до 80 микрометров, и все же останется рекордной для ускорителей, так как точность выставки для подобных машин предыдущих поколений составляла 100 микрометров.

Для того, чтобы монтаж физического оборудования был высокоточным, геодезическая группа ИЯФ СО РАН создает специализированные опорные геодезические сети в основных помещениях ускорительно-накопительного комплекса. 

«Геодезическая опорная сеть в любых видах строительства – это основа, относительно которой потом производится монтаж оборудования», – объясняет старший научный сотрудник сектора 1-31 ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Леонид Сердаков. – Мы разрабатываем план, по которому во всех помещениях ускорительного комплекса на стенах будут крепиться геодезические знаки, позволяющие организовать пространственную связь всех частей комплекса. Так как мы монтируем уникальное оборудование с высокими требованиями по точности, никаких общеотраслевых нормативных документов на подобные работы нет. Мы полагаемся на собственный и международный опыт создания ускорительных комплексов при разработке концепции геодезического обеспечения ЦКП “СКИФ” на всех стадиях его реализации. В России давно не реализовывались подобные проекты ускорителей, поэтому, если говорить в целом, то работа над СКИФ представляет собой некий научно-технический вызов не только для геодезистов ИЯФ, но и всего Института в целом». 

Ускорительная геодезия отличается от классической именно уровнем точности работ, для выполнения которых требуются иные подходы и методики, более специализированное оборудование.

«Нормативы на точность формируют физики, они понимают, какие им нужны параметры для ускорителя, а мы, благодаря возможностям современных приборов, стремимся выполнить их требования, – добавляет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Андрей Полянский. –  Техническое задание на параметры геодезической сети мы создаем на основе собственного и международного опыта работы на различных физических установках, выражаем эти параметры в более унифицированной форме, чтобы сторонняя геодезическая организация, не специализирующаяся на ускорителях, могла по нему работать».

Монтаж геодезических знаков в инжекторе и перепускном канале ЦКП «СКИФ» проводит подрядчик ИЯФ СО РАН – геодезическая компания «Геопром» (г. Череповец).

«Мы специализируемся на выверке промышленного оборудования, а в научном проекте участвуем впервые, – комментирует директор компании «Геопром» Алексей Копытов. – Для работы на подобных объектах, где требуется высокая точность, необходимо соответствующее оборудование: это не только лазерные трекеры, которые позволяют проводить измерения до десятков микрон, но и высокоточная геодезическая оснастка, например, геодезические отражатели. Наша компания одна из первых в России начала производить собственные отражатели с точностью 8 микрон. Это достаточно высокий уровень, который необходим для выставки любого оборудования, даже ускорительного».

Центр коллективного пользования «СКИФ» – источник синхротронного излучения поколения 4+. Установка сооружается в Новосибирской области в рамках национального проекта «Наука и университеты» и во исполнение Указа президента России от 25 июля 2019 года. Реализация проекта находится на особом контроле полномочного представителя Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе. Заказчиком и застройщиком ЦКП «СКИФ» выступает ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН». Проектирует объект Центральный проектно-технологический институт (АО «ЦПТИ», входит в топливную компанию Росатома «ТВЭЛ»). Генеральным подрядчиком выступает «Концерн Титан-2», так же входящий в структуру Росатома. Единственный исполнитель по изготовлению и запуску технологически сложного оборудования для ЦКП «СКИФ» — Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Завершение строительно-монтажных и пусконаладочных работ по всем объектам ЦКП «СКИФ» намечено на декабрь 2024 года.

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS