СО РАН подводит итоги года

В Доме ученых (Академгородок) прошла научная сессия Общего собрания Сибирского отделения РАН. По сложившейся традиции она началась с вступительного слова председателя СО РАН. В своем выступлении академик Александр Асеев перечислил избранные результаты научных исследований, основные события 2015 года и проблемы продолжающегося реформирования академической науки страны.

Говоря о результатах работы коллективов институтов, Александр Леонидович отметил, что реформа РАН стала своего рода «встряской» для научного сообщества, что нашло отражение в росте не только его общественно-политической активности, но и в результатах работы. И поскольку упомянуть обо всех итогах в рамках одного доклада было невозможно, академик кратко перечислил наиболее значимые из них.

Что же вошло в итоговый доклад председателя СО РАН.

Целым рядом достижений отметился уходящий год для Института ядерной физики СОРАН. В их числе и участие в крупных международных проектах, и запуск третьей очереди лазера на свободных электронах, и работа над прототипом «безнейтронного» термоядерного реактора, и установки для холодной электронной пастеризации продуктов питания.

Институт теоретической и прикладной механики СО РАН успешно участвует в испытаниях и доработке нового отечественного авиационного двигателя ПД-14, с которым наш авиапром связывает большие надежды.

В Саянской обсерватории ИСЗФ СО РАН введен в опытную эксплуатацию первый в России широкоугольный телескоп В Саянской обсерватории ИСЗФ СО РАН введен в опытную эксплуатацию первый в России широкоугольный телескоп (АЗТ-33 ВМ) с высокой проницающей способностью. Это телескоп будет использоваться как для фундаментальных научных исследований (изучение строения Вселенной), так и для решения сугубо практических задач контроля околоземного космического пространства (один из партнеров проекта – Министерство обороны РФ).

Институты лазерной физики и неорганической химии СО РАН завершили разработку нового метода нанесения антикоррозийных покрытий на стальные трубы с более высокой производительностью.

На основе методов контролируемого синтеза наночастиц, разработанных в стенах Института химии твердого тела и механохимии СОРАН созданы электропроводящие чернила для 3D-принтеров, которые можно использовать при создании солнечных батарей, химических сенсоров, печатных плат, электропроводящих композитных материалов и много другого. Напомним, что именно отсутствие собственных расходных материалов (в п.о. чернил) было одним из препятствий для развития  отечественных аддитивных технологий.

Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН создал и запатентовал систему поиска людей под завалами горной породы. Портативный прибор способен находить людей, оказавшихся под завалами на глубинах до 20 метров. К нему уже проявляют интерес представители горнодобывающей отрасли, где условия труда до сих пор остаются одними из самых опасных в мире.

Впервые в итоговый отчет председателя СО РАН попал и созданный несколько лет назад Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН, предложивший новый способ очистки воды от нефтепродуктов при помощи модифицированной микросферы-сорбента.

Целым рядом значимых результатов отметился коллектив ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». Причем, речь идет как о фундаментальных научных исследованиях (связанных с изучением процессов возникновения жизни на Земле и идентификации микроорганизмов), так и прикладных – в том числе, создание новых сортов зерновых.

Совместным проектом СО РАН, НГУ и резидентов Академпарка стала Фабрика биополимеров, на которой создаются инновационные препараты и биодженерики, а также проводятся серии доклинических и клинических испытаний.

Еще один результат совместной работы (на этот раз нескольких институтов СО РАН) – новая технология для увеличения нефтеотдачи, альтернативная дорогостоящему тепловому воздействию. В течение года новый метод проходил испытания на практике, результат: свыше 13 тысяч тонн дополнительной нефтедобычи на 10 скважинах.

Целый ряд результатов был связан с здравоохранением и медициной: аналоги нуклеиновых кислот, на основе которых можно будет новые ген-направленные препараты для воздействия на клетки опухолей (ИХБФМ СО РАН), радиофармацевтический препарат, созданный в томском «НИИ онкологии», который позволит в разы уменьшить калечащие операции при раннем раке молочной железы и ряд других успешных исследований.

Не случайно и главная тема научной сессии Общего собрания звучала «Научные основы эффективности и безопасности лекарственных средств». Сегодня во многих институтах Сибирского отделения ведутся исследования в этом направлении. О некоторых мы рассказывали совсем недавно, но, безусловно, этим перечень работ далеко не исчерпывается. И мы продолжим рассказывать вам, что наша наука делает для сохранения здоровья человека.

 

Георгий Батухтин

Созрела в пробирке

В Пермском государственном национальном исследовательском университете приступили к разработке и проведению доклинических испытаний лекарства от остеоартроза.

На исследования, которые продлятся три года, согласно подписанному государственному контракту, выделяется 33 миллиона рублей государственного финансирования. Университет на эти работы дополнительно выделит еще 11 миллионов, поскольку, по словам ректора вуза Игоря Макарихина, это не рядовое событие в истории вуза.

- Речь идет уже не об отдельной разработке какого-то вещества, которое, может, будет иметь какие-то перспективы в медицине и биологии, а о создании целого комплекса, связанного и с научными исследованиями и практическим внедрением фармакологических веществ, - подчеркнул он. - Работать над новым лекарством станет научный коллектив, собранный из лучших ученых и специалистов, а также студенты.

По словам ректора, заключению контракта предшествовала серьезная работа, не только с точки зрения наращивания научного потенциала, но и документального оформления полученных исследовательских результатов.

Прежде чем направить заявку на конкурс, объявленный министерством образования науки РФ, в университете около полутора лет вели серьезные испытания.

Усилия оценены по достоинству - впервые став участником подобного конкурса, ПГНИУ оказался его победителем. Это особенно впечатляет, поскольку в программе участвовали в основном научно-исследовательские учреждения и всего несколько вузов. А в фармакологической тематике пермяки и вовсе были единственным вузом, который мог себе позволить осуществлять исследования такого уровня на химфакультете.

Обеспечить же столь серьезную базу для научных разработок позволила реализация федеральной программы развития исследовательского университета, в которой ПГНИУ участвует шестой год. За это время химический факультет получил возможность приобрести новое оборудование, в том числе и необходимое для проведения доклинических испытаний: здесь появились прессы, таблеточная, суспензорий, диспенсеры.
Лекарство, над которым работают пермские ученые, поможет провести безопасную терапию заболевания, от которого страдает более семи процентов населения Земли.

Сейчас заканчивается реконструкция лаборатории для работы с экспериментальными животными. Лекарство, над которым работают пермские ученые, поможет провести безопасную терапию заболевания, от которого страдает более семи процентов населения Земли.

Остеоартроз - это самое распространенное заболевание опорно-двигательного аппарата. Патология начинает прогрессировать после 45 лет, в возрасте 55-ти этот диагноз подтверждается рентгенологически у половины населения, а к 75-летнему возрасту показатель возрастает до 80 процентов.

Препараты, которым сегодня лечатся такие пациенты, в основном импортного производства и имеют множество побочных эффектов. Молекула, которая впервые синтезирована в ПГНИУ, в отличие от аналогов, обладает избирательным действием на организм и низкой токсичностью. Это позволяет точечно воздействовать на очаг болезни и при этом избежать побочных эффектов, например, образования язв на слизистой желудочно-кишечного тракта.

- Нам предстоит подробно изучить избирательность действия молекулы в различных концентрациях и различных режимах применения, найти оптимальную дозировку, - говорит главный научный сотрудник лаборатории экспериментальной фармакологии ПГНИУ профессор Виктор Котегов. - Новое вещество пройдет весь путь, от синтеза потенциально активной молекулы до изготовления таблетки.
Впереди три года доклинических испытаний. При положительных результатах синтезированное вещество будет передано в производство.

Комментарий

Декан химического факультета ПГНИУ Ирина Машевская:

- Синтезированная силами наших ученых молекула, которую мы запатентовали, получила условное название "Пирон". И теперь у нас есть три года для того, чтобы выполнить очень широкий спектр исследований этого будущего лекарственного препарата. Но перед началом его производства должно пройти несколько стадий доклинических испытаний. В среднем период от синтеза до появления таблетки занимает не менее десяти лет. Из них семь лет - на клинические испытания. Вместе с разработками данного препарата ведутся и другие исследования. Некоторые из них тоже имеют неплохие перспективы.

Кроме того, в 2015 году университет получил лицензию министерства образования и науки РФ на подготовку специалистов в области фармации. Базой для обучения станет наш факультет. Первый набор на одну из самых перспективных специальностей планируется осуществить в 2016 году.

Александр Люлько: Проект «Умный город» – достойное будущее для Новосибирска

Судьба городов всегда как-то связана с особенностями их рождения. Новосибирск сразу начинался с инноваций, с инженерной мысли – это именно те составляющие, которые превратили его в третий по величине мегаполис страны. Напомню, что большой вклад в формирование нашего города внесли питерские инженеры, подготовив полную электрификацию Новониколаевска, используя новейшие для того времени технологии. Так было еще тогда, в конце XIX – начале XX веков. Почему бы сейчас, в XXI столетии, не продолжить ту же традицию, но уже на более высоком технологическом уровне?

Наш город уникален именно тем, что здесь существует мощный Научный центр в Академгородке. Рядом расположены еще два значимых Научных центра – Наукоград Кольцово и Краснообск, где представлены центр вирусологии «Вектор», Медакадемия и Сельхозакадемия. То есть мы располагаем достаточно большой научной базой, и это является нашим серьезным преимуществом.

К сожалению, я вынужден констатировать, что этот научный потенциал до настоящего времени был очень слабо использован для нужд города, для его развития. Собственно, ничего удивительного тут нет. Указанные научные центры имели федеральное подчинение, и по сию пору они сохраняют за собой этот статус. В основном ученые занимались здесь проведением фундаментальных исследований, участвовали в закрытых оборонных проектах, работали на освоение северных территорий. Иначе говоря, решали стратегические задачи на уровне всей страны. Новосибирск же развивался сам по себе, подобно остальным городам. Играя ключевую роль в укреплении нашей обороноспособности, содействуя освоению сырьевых ресурсов (принципиально важных для экономики), он, по большому счету, не пользовался какими-либо прорывными достижениями для своих собственных нужд. На жизни простых новосибирцев, на организации городской среды работа наших новосибирских ученых практически никак не сказывалась.

Нельзя, конечно, сказать, что ученые были далеки от проблем города и абсолютно ими не интересовались. Отдельные прорывные направления, благодаря участию ученых, развивались. Среди них: нанокерамика, суперконденсаторы, литий-ионные накопители энергии и троллейбусы с автономным  ходом. Но таких инноваций могло быть и больше, значительно больше... Просто исторически сложилось так, что изначально не были выстроены достаточно тесные коммуникации между научными организациями и городским хозяйством.

Наука подчинялась распоряжениям Центра, который ставил перед учеными глобальные задачи, а городская власть решала задачи локального, «местного», как принято говорить, значения. И развивались Большая наука и город – со своими «мелкими» проблемами – как бы в параллельных мирах.

Троллейбусы с автономным  ходом - один из примеров сотрудничества ученых и городских служб Сегодня, на мой взгляд, необходимо преодолеть существующий барьер между наукой и городским хозяйством. И первый шаг в этом направлении должна сделать, безусловно, городская власть. Работа в этом направлении идет уже больше года. Всё начиналось с того, что департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии стал  информировать строителей, промышленников, депутатов и просто  горожан относительно новейших научных разработок, которые можно применить для городских нужд и развития производств.

Теперь перед нами стоит задача внедрения этих разработок в нашу жизнь. Для этого мы в начале следующего года, во время Всероссийского Дня науки,  планируем проведение круглого стола на тему «Наука для города Новосибирска» с участием ученых и представителей мэрии. Затем, на апрель, у нас запланирован Форум, посвященный технологиям для городского хозяйства. Здесь мы намерены представить конкретные разработки, в которых заинтересован наш город. Будут рассмотрены вопросы энергетики, вопросы ЖКХ, новых строительных технологий, медицинской техники, вопросы новой, здоровой среды обитания.

Некоторые направления мы уже осветили. В частности, недавно мы вместе с департаментом по социальной политике провели круглый стол, посвященный доступной среде и технике для инвалидов. Примечательно, что эта тема вызвала большой интерес. Следовательно, она очень актуальна для нашего города. Точно так же общественность реагирует на темы, посвященные развитию транспортной сети, инновационным строительным технологиям, жилищно-коммунальному хозяйству, городской экологии. Мы постараемся, специально для Форума, подготовить соответствующие выставки, пригласить специалистов из других городов, чтобы произошел обмен положительным опытом. Возможно, нам удастся даже вывести это мероприятие на международный уровень, пригласив специалистов из других стран. Такие контакты мы сейчас как раз налаживаем.

Отмечу, что есть специальная программа ООН, посвященная внедрению современных инновационных технологий в городское хозяйство. Есть даже такой термин: «Smart City», то есть «Умный город». В этой программе участвуют многие известные города мира, включая, например, Нью-Йорк, Бостон, Сан-Франциско, Амстердам, Рим, Токио, Сингапур, Копенгаген, Вену. Уверен, что Новосибирск, имея такой солидный научный и производственный потенциал, вполне мог бы поучаствовать в этой программе.

Думаю, реализация указанной программы очень актуальна для нашего города, который сейчас столкнулся с серьезными проблемами, решить которые мы можем только инновационным путем. Возьмем, например, энергетику. Из-за монополизма и фактического отсутствия избыточной генерации электричества у нас очень сильно усложнены технические условия подключения к электросетям. Из-за этого становится проблематично развивать строительство и возводить новые предприятия. Это, разумеется, негативно сказывается на инвестиционном климате. Вот конкретный вызов, на который мы должны адекватно ответить. В нашем городе есть прецеденты создания автономных энергоблоков, генерирующих энергию для отдельно взятых микрорайонов. Полагаю, необходимо поддерживать такие инициативы, распространять этот опыт, содействуя развитию распределенной энергетики в нашем городе. Она, в свою очередь, потребует создания «умных сетей», и в итоге может возникнуть целый высокотехнологичный кластер, где наверняка будут задействованы научные разработки.

Другой вызов – это автомобильные пробки. Во многих крупных городах мира уже внедряются специальные «умные» системы автоматического регулирования скорости движения транспортных потоков. В Нью-Йорке – чему я сам был свидетелем, благодаря этому нововведению проблему пробок успешно решают. В Новосибирске есть специалисты в области IT-технологий, способные разработать такую систему конкретно для нашего города.

Также есть технологии укрепления дорожного покрытия с использованием композитных материалов. Мы уже рассматривали этот вопрос в рамках нашего департамента. В принципе, по транспорту мы имеем много интересных предложений от наших ученых и инженеров-конструкторов. В частности, мы не исключаем возможности перевода  городского транспорта на электрическую тягу, что серьезно улучшит экологию города. Заделы здесь есть. Есть научный и производственный потенциал. Нужна только соответствующая программа.

В принципе, таких вопросов достаточно много. Сейчас нам необходимо четко определиться с приоритетами и создать систему взаимодействия с научным сообществом на пути решения указанных проблем. Главное, как я думаю, нужно обязательно учитывать положительный опыт других городов и других стран, внедрять всё самое лучшее, изучать положительный опыт. И тогда то, что сейчас еще воспринимается как фантастика, завтра станет для нас явью.

Александр Люлько

Новосибирские ученые готовят проекты для разработки Томтора и Попигайского кратера

4 дек 2015 - 14:43

— Мы готовим для представления в ФАНО документы по ряду проектов, в частности по освоению месторождения импактных алмазов Попигайского метеоритного кратера. Это уникальное месторождение, как по запасам сырья, так и по технологическим свойствам алмазов. В 1971 году замечательным геологом Виктором Масайтисом была доказана метеоритная природа Попигайской кольцевой структуры и одновременно в ее породах были найдены алмазы ударно-метаморфического происхождения, — рассказал Infopro54 кандидат геолого-минералогических наук, завотделом Института геологии и минералогии СО РАН Валерий Ермиков. — В использовании импактных алмазов очень заинтересованы различные компании, в том числе те, которые производят буровой инструмент, так как импактные алмазы обеспечивают больший срок службы инструмента и более высокую производительность. Они могут работать при больших температурах и при больших скоростях, чем инструмент на основе синтетических алмазов. Это важно при сложном бурении, особенно сланцевых месторождений. 

На сегодняшний день оцененные запасы импактных алмазов по двум фрагментам Попигайского кратера составляют 147 млрд карат. Прогнозная оценка превышает один триллион карат. Запасы всех синтетических алмазов в мире, которые применяются в промышленности, составляют 11 млрд. карат. 

Рассказывая о проектах, над которыми работает Институт геологии и минералогии СО РАН, Ермиков подчеркнул, что для разработки месторождения импактных алмазов нужно решить большое количество проблем. 

— Одна из них — обогащение алмазсодержащих пород, алмазы в которых имеют мелкокристаллическую форму и размер в доли миллиметра. Мы также планируем подать заявку в ФАНО на проведение доизучения Попигайского кратера на предмет алмазоносности. Еще одна задача, уже технологического плана, в каких отраслях промышленности и в каких технологиях использование импактных алмазов будет оптимальным. Все эти вопросы решаемы, но над ними нужно работать, — констатировал ученый. 

Кроме того, по его словам, институт готовит документы для реализации проектов, необходимых при освоении Томторского месторождения (Якутия) — крупнейшего в мире по ресурсам и концентрациям редкоземельных металлов. До его открытия самым крупным месторождением ниобия на планете считалось бразильская Араша, обеспечивающая на 90 % мировой рынок этого металла. Но в 1 тонне бразильской руды содержится 23 килограмма ниобия, тогда как в томторской руде — 63 килограмма, а кроме того 15 видов редкоземельных металлов, включая наиболее дефицитные и дорогие скандий и иттрий, которые широко применяются в высокотехнологичной промышленности. 

— Для освоения Томторского месторождения необходимо решить проблему выделения редкоземельных металлов — всего там более 20! Кроме того, исследования показали, что в руде содержится радиоактивный элемент — торий. Пока он не востребован, но не за горами ториевый бум, когда он будет более ценным, чем уран. Новые электростанции будут проектироваться уже с учетом использования тория, который считается более безопасным. Сегодня ученым необходимо разработать цепочку выделения радиоактивных элементов из общей массы руды, а также технологии по извлечению индивидуальных редкоземельных элементов. Например, отделить скандий от ниобия, чтобы каждый из этих металлов можно было эффективно использовать в промышленности, — говорит Валерий Ермиков. 

Ученый отметил, что в этом направлении также нужно проводить поисковые работы совместно с промышленными предприятиями. 

— С рядом из них у нас уже достигнута договоренность о сотрудничестве. По редкоземельным металлам с нами согласились работать красноярский ФГУП «Железногорский горно-химический комбинат» (ГХК, входит в госкорпорацию «Росатом»), ОАО «Новосибирский завод химконцентратов» (НЗХК) и «Завод редких металлов» (с. Барышево), у которых есть опыт работы с этими металлами. А у нас в институте работает Толстов Александр Васильевич, — первооткрыватель этого месторождения, который полностью владеет вопросами геологии, минерального состава и технологии обогащения этих поистине уникальных руд. Он открыл новую для института тему продолжения тонкого изучения вещественного состава этих руд с учетом имеющейся самой современной аппаратуры. Что касается импактных алмазов, то здесь мы ищем партнеров для проведения промразработок. Это слишком необычное сырье, — отметил собеседник Infopro54. 

Валерий Ермиков напомнил, что разработка названных месторождений могла начаться в 2015 году, но появилась проблема с кредитами, как следствие санкционной политики в отношении РФ, и дело пока застопорилось. 

В пресс-службе ФАНО корреспонденту Infopro54 пояснили, что месторождениями интересуются иностранные инвесторы. В частности, интерес к импактным алмазам выразила нефтегазовая сервисная компания мирового масштаба Baker Hughes (третья по величине после Schlumberger и Halliburton— ред). В перечень услуг компании входит бурение, оценка запасов, обустройство месторождений и т. д. Компания работает более чем в 90 странах мира. 

Высокий интерес к месторождению также проявляют китайские компании. 

— Россия в результате освоения этого месторождения может занять достойное место на рынке высокотехнологического инструмента, заместив в ряде технологий импактными алмазами традиционную синтетику. По расчетам экономистов, эксплуатация Попигайского месторождения будет достаточно выгодной и с учетом монопольного владения данным сырьем Россия может выполнить не только задачи импортозамещения, но и работать на экспорт высокотехнологичного инструмента и технологий с использованием импактных алмазов,— пояснили Infopro54 в пресс-службе ФАНО России. 

Перспективы у Томторского месторождения также впечатляющие. 

— Недавно президент РФ подписал программу развития отечественной высокотехнологичной промышленности, особенно военной, и до конца 2020 года на эти нужды планируется истратить 20 трлн. руб. В том числе несколько триллионов будет направлено на новые технологии. А реализация 14 из 28 критических технологий без редкоземельных материалов немыслима, равно как и переход России на пятый и шестой технологический уклады, — говорит член Научно-координационного Совета ФАНО, академик Российской академии наук, директор Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН (реализует проект по до разведке месторождения и вовлечению его в промышленное освоение – ред.), депутат Законодательного собрания Новосибирской области Николай Похиленко. 

Похиленко подчеркивает, что сейчас весь мир более 90 % редкоземельных металлов закупает у Китая. 

— В последнее время китайцы отказываются продавать сырье, предлагая уже готовые изделия. Благодаря Томтору Россия сможет уйти от китайской монопольной зависимости, — заявляет он. — Потребности России в редкоземельных металлах возрастают и к 2020 году могут вырасти до 20000 тонн. Освоение Томтора обеспечит нас этим сырьем при любой потребности в них промышленности на сотни лет вперед. 

Кроме того, по словам собеседника Infopro54, у месторождения хороший экспортный потенциал. В настоящий момент потребление редкоземельных металлов во всем мире уже выросло в 5 раз и эта тенденция продолжается. 

Специалисты Института геологии и минералогии совместно с технологами из Института Химиии и химических технологий (г. Красноярск) и экономистами из Института экономики и организации промышгленного производства (г. Новосибирск) разработали весь процесс освоения месторождения, включая транспортировку, переработку руды с Томтора до конечного потребителя. Подсчитано, что месторождение сможет выйти на самоокупаемость через два-три года после ввода в эксплуатацию. 

В пресс-службе ФАНО корреспонденту Infopro54 пояснили, что месторождением активно интересуются компании из Китая, Тайваня и Южной Кореи. 

— Основной поставщик редкоземельных металлов Китай хочет расширить свои запасы. Тайвань, Южная Корея — основные производители инновационной продукции — хотят обзавестись своей ресурсной базой, — уточнили в пресс-службе в ответ на запрос. —Поэтому ученые обязаны грамотно сформулировать программу освоения этого уникального объекта, чтобы Россия грамотно распорядилась своими сокровищами. 

Месторождение сверхтвердых алмазов, расположенное в зоне Попигайского метеоритного кратера, было открыто еще советскими учеными в 1970-х годах. Публично о нем заявили ученые Института геологии и минералогии СО РАН в 2012 году. Директор института Николай Похиленко рассказал о месторождении на инновационном форуме «Интерра-2012», отметив, что в ближайшее время оно совершит революцию в добывающей отрасли. 

Томторское комплексное редкометальное месторождение находится на северо-западе Республики Саха (Якутия) РФ, в пределах Оленёкского улуса, в 400 км к югу от побережья моря Лаптевых, на водоразделе рек Уджа и Чимара. Открыт Томтор в 1959 году, но в 1986 году были выявлены уникальные руды, предопределившие изменение отношения к объекту. В мае 2014 года дочернее предприятие ООО «Триарк Майнинг» (СП Госкорпорации Ростех и группы ИСТ) ООО «Востокинжиниринг» выиграло аукцион на право пользования участком недр Томторского месторождения для разведки и добычи руд ниобия, редкоземельных металлов, скандия и попутных компонентов. 

В июне 2015 года «Коммерсант» сообщал, что «Триарк Майнинг» планирует вложить около $1 млрд в разработку Томторского месторождения РЗМ в Якутии, отработку отвалов монацита в Красноуфимске и создание гидрометаллургического завода мощностью 4,5 тыс. тонн феррониобия и 10 тыс. тонн оксидов РЗМ (РЗО) в год. ООО «Восток Инжиниринг» приступила к разведке на участке «Буранный» Томтора в начале 2015 года, завершить ее планируется к 2018 году. Тогда же должны быть готовы технико-экономические документы по проекту, проведены проектирование и строительство инфраструктуры. Представители ГК «Ростех» заявляли, что планирует привлекать инвесторов в редкоземельный проект.

Российские ученые собрали из пластиковых компонентов нейронную сеть, способную к обучению

4 дек 2015 - 14:40

Ученые из Курчатовского института, МФТИ, университета Пармы (Италия), МГУ и СПбГУ создали искусственную нейронную сеть на основе полимерных мемристоров. Об этом говорится в пресс-релизе МФТИ.

"Такие разработки могут найти свое применение в создании систем машинного зрения, слуха и других органов восприятия, а также систем интеллектуального управления различными устройствами, включая автономных роботов", - отмечается в документе.

Мемристор - это электрический элемент, который является аналогом обычного резистора. Его отличие от классического элемента заключается в том, что электрическое сопротивление мемристора зависит от прошедшего через него заряда и за счет этого он постоянно меняет свои свойства под действием внешнего сигнала. Благодаря этому мемристоры являются аналогами синапсов - соединений двух нейронов в мозгу, которые способны пластично изменять эффективность передачи сигнала между нейронами под действием самой этой передачи. Поэтому мемристор позволяет реализовать на практике "подлинную" нейронную сеть, причем физические свойства мемристоров позволяют делать их как минимум столь же миниатюрными, сколь привычные микросхемы.

Авторы нового исследования сделали мемристоры из полимера полианилина, впервые объединили их в сеть и провели эксперименты по ее обучению. Обучение нейронной сети заключается в подаче на вход электрических импульсов в случайном порядке. Если в ответ на это сеть выдает неправильный ответ, на вход подается специальный корректирующий импульс и после определенного числа повторений все внутренние параметры устройства (а именно сопротивления мемристоров) настраиваются - то есть "обучаются" - нужным образом. Ученые показали, что их мемристорная сеть уже через полтора десятка попыток способна выполнять базовые логические операции.

Пока полученные исследователями устройства слишком велики по размеру и слишком долго реагируют на входящие сигналы, чтобы можно было говорить об их практическом применении. Однако некоторые оценки показывают, что размер мемристора может быть уменьшен до десяти нанометров, а использованные при изготовлении экспериментальных прототипов технологии в принципе допускают масштабирование до уровня массового производства, отмечается в пресс-релизе.

Результаты работы опубликованы в журнале Organic Electronics.

Почему Европу ждут холода

Глобальное потепление, которое политики и эксперты активно обсуждают в эти дни в Париже, может смениться новым ледниковым периодом: об этом говорится в публикации ученых из России и Великобритании.

Какой климат ждет Россию и Европу через 15–20 лет? Придут ли погодные аномалии в ближайшие десятилетия? Будет ли в одних районах более суровая зима, а в других — более жаркое лето? Все зависит от того, насколько сильно на динамику климата повлияет возможное наступление минимума солнечной магнитной активности. О том, как будет вести себя Солнце в будущих циклах, говорится в публикации, посвященной прогнозу и объяснению минимумов солнечной активности, которая была опубликована в журнале Scientific Reports.

Сколько пятен на Солнце?

Ученые исследовали эволюцию магнитного поля Солнца и изменение количества пятен на его поверхности. Амплитуда и пространственная конфигурация магнитного поля нашего светила меняются со временем — каждые 11 лет количество пятен на Солнце резко уменьшается. Каждые 90 лет это уменьшение (когда оно совпадет с 11-летним циклом) сокращает количество пятен примерно наполовину. А 300–400-летние минимумы снижают их количество чуть ли не до нуля.

Самый известный минимум — это минимум Маундера, который длился примерно с 1645 по 1715 год. За этот период наблюдалось около 50 солнечных пятен вместо обычных 40–50 тыс.

Анализ солнечного излучения показал, что его максимумы и минимумы почти совпадают с максимумами и минимумами количества пятен. Изучая изменения числа пятен на Солнце и анализируя содержание изотопов углерода-14, бериллия-10 и других в ледниках и деревьях на Земле, исследователи пришли к выводу, что солнечная магнитная активность имеет циклическую структуру.

Группа ученых, состоящая из Валентины Жарковой (Нортумбрийский университет, Великобритания, Институт космических исследований, Украина), Елены Поповой (НИИЯФ МГУ), Саймона Джона Шеферда (Брэдфордский университет, Англия) и Сергея Жаркова (Халлский университет, Англия), проанализировала три солнечных цикла активности с 1976 по 2009 год (циклы 21–23), применив так называемый анализ главных компонент, который позволяет выявить в наблюдательных данных волны магнитного поля Солнца с самым большим вкладом. В результате разработанной ими новой методики анализа было обнаружено, что магнитные волны на Солнце генерируются парами и самая главная пара отвечает за изменения дипольного поля (оно наблюдается при изменении солнечной активности). Кроме того, исследователям удалось вывести аналитические формулы, описывающие эволюцию обеих волн.

Прогноз на тысячу лет

Используя эмпирически найденные две волны магнитного поля, Елена Попова выдвинула гипотезу, что минимумы солнечной магнитной активности могут быть вызваны процессом биений двух волн магнитного поля. Каждая из волн генерируется на разной глубине в недрах Солнца и эти волны имеют близкие частоты. В результате всплытия магнитного поля на поверхность эти волны взаимодействуют, в результате чего возникают биения амплитуды результирующего магнитного поля. Это и приводит к периодическому значительному спаду амплитуды магнитного поля на протяжении нескольких десятилетий. Сравнение результатов этой модели проводилось как с массивом наблюдаемых данных для магнитных полей за циклы 21–23, так и с наблюдаемыми данными солнечной активности в 1000-летнем масштабе. На этих масштабах модельные расчеты Поповой оказались очень близки к характеристикам солнечной магнитной активности.

Выделив характерный период биений, составляющий несколько веков,

ученые восстановили солнечную активность с древности (начиная с 1200 года н.э.) и спрогнозировали ее до 3200 года. На соответствующем графике видно, что активность Солнца резко снижается примерно каждые 350 лет. И ближайшее снижение солнечной активности начинается в наши дни.

График солнечной активности с 1200 до 3200 годов. Черным овалом выделены циклы 21 — 23, на основе данных которых и был составлен прогноз График солнечной активности с 1200 до 3200 годов. Черным овалом выделены циклы 21 — 23, на основе данных которых и был составлен прогноз

 

Столетний минимум на подходе

«Как показали исследования, за последние 400 тыс. лет было пять глобальных потеплений и четыре ледниковых периода. Что их вызвало? Насколько сильно солнечная активность может повлиять на изменение погоды и климата? Этот вопрос до сих пор окончательно не решен и представляет крайне актуальную и интересную задачу для различных исследователей всего мира. Существует ряд теорий, которые предполагают самую разную степень влияния солнечной активности на погоду и климат. Кроме солнечной активности климатологи приводят и другие факторы, которые могут влиять на динамику климатической системы Земли. Такая система представляет собой очень сложную нелинейную систему, значительную помощь в исследовании которой может принести дальнейшее использование численного моделирования и анализ палеоданных, — говорит Елена Попова.

— Если в ближайшем времени наступит минимум солнечной активности, то это даст возможность увидеть, что произойдет с динамикой климата и проверить существующие теории о влиянии солнечной активности.

Собственно, даже если исходить из простых знаний о цикличности Солнца, то можно отметить, что уже подходит время для столетнего минимума, — предыдущий был в начале XX века.

Конечно же, придется учитывать влияние и других факторов на процессы в атмосфере, однако сложные задачи всегда интриговали ученых».

Впрочем, пока ученые говорят о возможности наступления нового ледникового периода, правительства многих стран мира по-прежнему озабочены борьбой с глобальным потеплением: 29 ноября в Париже началась Конференция ООН по вопросам климатических изменений. Ожидается, что на конференции будет подписано соглашение по снижению нагрузки на климатическую систему планеты, которое после 2020 года заменит действующий в данный момент Киотский протокол.

«Природный фильтр» для водоемов

Водяной гиацинт известен нашим дачникам скорее как декоративное растение, наряду с кувшинками и водяными лилиями. Обычно его выращивают в маленьких искусственных водоемах, сооружаемых хозяевами участков исключительно для красоты. Иногда гиацинт помещают в аквариумы. О его неприхотливости и способности к буйному размножению многие из нас наслышаны хорошо. О полезных же свойствах этого тропического растения, способного очищать воду и делать ее прозрачной, известно намного меньше. Народная молва, конечно же, распространяет такую информацию, но насчет ее научной достоверности догадываются,  наверное, далеко не все.

Тем не менее, учеными-биологами это свойство водяного гиацинта хорошо изучено. У него огромный корень весом до двух-трех килограмм, который «перекачивает» воду подобно насосу. Сама же ткань представляет собой систему фильтров, и при «перекачке» воды там остаются все твердые частицы и прочие загрязнения. Именно по этой причине вода в таких водоемах становится прозрачной. Родиной водяного гиацинта является Южная Америка, и как раз благодаря ему, считают ученые, вода в пойме Амазонки остается чистой. Мало того, водяной гиацинт способен еще поглощать тяжелые металлы, отличаясь в этом плане необычайной «прожорливостью».

Разумеется, указанные уникальные свойства не остались без внимания со стороны науки. Почему бы не использовать это растение для улучшения экологии наших водоемов, для очистки сточных вод? В Институте цитологии и генетики СО РАН как раз осуществили такой эксперимент, который дал весьма обнадеживающие результаты. Водяной гиацинт стали специально, в научных целях, культивировать в отапливаемых теплицах института. Разумеется, будучи выходцем из тропиков, он не может выдерживать отрицательных температур. Зато в летний период гиацинт неплохо разрастается даже в наших сибирских прудах. Для его размножения  достаточно взять несколько таких растений (вместе с корешками) и просто разбросать по воде. При хороших погодных условиях гиацинт способен затянуть всю поверхность небольшого водоема, при этом вода заметно станет чище. Собрать его, в принципе, не так уж и сложно. Впрочем, после зимы, ближе к лету, погибшая масса растений разбухает и обычно сама опускается на дно.

Сегодня ученые ИЦиГ СО РАН являются в нашей стране, пожалуй, самыми крупными специалистами по водяному гиацинту, успели его основательно изучить и собрать богатейшую коллекцию.

 Возможно, они знают это растение даже лучше, чем его знают на родине, в тропической Бразилии. По их твердому убеждению, водяной гиацинт может иметь очень серьезное хозяйственное значение для нашей страны. Прежде всего, речь идет о его способности очищать водоемы.

Первый серьезный проект, связанный с такой биологической водоочисткой, был реализован на территории крупнейшего в стране свиноводческого комплекса ЗАО «Кудряшевское»,  расположенного в 25 километрах к западу от Новосибирска. Сточными водами (предварительно, по проекту, обеззараженными от паразитов с помощью электронно-лучевых ускорителей разработки ИЯФ СО РАН) заполнялись специальные биопруды, где и высаживался гиацинт. К концу сезона прозрачную воду сливали в естественные водоемы. 

Кстати, этот эксперимент не прошел незамеченным для рядовых работников Кудряшевского свинокомплекса. Как мне стало известно, некоторые из них каждое лето вылавливали в биопруду по нескольку корешков гиацинта и отвозили к себе на дачу, используя его там в тех же «экологических» целях – помещали в железные бочки с водой для полива. По их словам, благодаря гиацинту вода в бочке не цвела и всё время оставалась прозрачной. Оценив эти полезные свойства, работники ежегодно совершали «походы» к биопрудам за гиацинтом – до тех пор, пока новое руководство свинокомплекса не «прикрыло» проект.

Как оказалось, наше законодательство нисколько не стимулирует руководителей предприятий внедрять инновации, поскольку гораздо выгоднее платить государству мизерные штрафы за вред, нанесенный экологии, чем вкладываться в прогрессивные методы очистки стоков.

Хотя, справедливости ради надо сказать, что в других регионах есть предприятия, куда, по словам  заместителя директора по общим вопросам ИЦиГ СО РАН Сергея Вепрева, институт отсылает гиацинт ежегодно.

Впрочем, как бы ни складывалась судьба тех или иных проектов, сотрудники ИЦиГ СО РАН в любом случае очень плодотворно используют подобную совместную работу.  Плодотворно именно с научной точки зрения, поскольку так они получают уникальный опыт и новые знания. В Новосибирской области Кудряшевским свинокомплексом дело не ограничилось. Аналогичный эксперимент был проведен недалеко от аэропорта «Толмачево», где были созданы специальные «биополигоны» с гиацинтом для очистки вредных стоков, попадающих в речку Власиху. Совершенно случайно выяснилось, что гиацинт пришелся по вкусу диким уткам, отчего их популяция там заметно увеличилась. Причем, утки размножились в не самом подходящем для аэропорта месте – как раз на пересечении с взлетной трассой.

В силу указанных обстоятельств работы пришлось приостановить, хотя с научной точки зрения результаты оказались блестящими. Если гиацинт так «дружит» с водоплавающими птицами (а его полюбили не только утки, но и цапли), то можно получать от него двойную пользу: использовать как для очистки воды, так и в качестве дополнительной кормовой базы для промысловых птиц – тех же диких уток. С одной стороны, утки питаются гиацинтом, благодаря чему активно размножаются, а с другой, гиацинт одновременно поддерживает чистоту водоемов, в том числе поглощая ту органику, что остается от водоплавающей живности.

Похожий эксперимент успели провести в Новосибирском зоопарке, где, как известно, создан огромный пруд для водоплавающих птиц. Правда, признается Сергей Вепрев, птицы поедали гиацинт в таком количестве и с такой жадностью, что на них его было невозможно напастись. По-хорошему, для такого количества птиц площадь пруда пришлось бы увеличить в несколько раз.

Тем не менее, благодаря проведенным экспериментам воображение уже сейчас рисует радужные картины. Ведь очистка водоемов с помощью гиацинта – это уже четко зафиксированный факт. Если заняться популяризацией данной темы, то она наверняка заинтересует многих наших граждан – как дачников, так и селян. В наших краях полным-полно самых разных «цветущих» водоемов, нуждающихся в очистке – возле деревень, возле дачных поселков. Иногда мутные речушки протекают через целые большие поселения. Часто в таких водоемах плещутся домашние утки и гуси. Иногда сами жители пытаются очистить берега и как-то облагородить эти места, надеясь организовать нормальные пляжи.  А уж очистить воду, сделать ее прозрачной (а заодно, кое-где, еще и подкормить домашних уток) – вообще мечта.

Полагаю, что «гиацинтовая тема» могла бы найти отклик у населения, если бы ученые посодействовали ее популяризации, а затем – поддержали бы граждан своими квалифицированными консультациями. В случае резкого повышения спроса на гиацинт со стороны простых обывателей могла бы появиться реальная возможность подключить к этому делу частных инвесторов в целях создания необходимой инфраструктуры для размножения гиацинта и его реализации как товара.

 

Олег Носков

Новая технология красноярских ученых позволит сократить стоимость поиска нефтяных залежей в 3 раза

3 дек 2015 - 12:04

Ученые Сибирского федерального университета (г. Красноярск) разработали уникальную технологию поиска полезных ископаемых на основе извлечения информации из естественного электромагнитного и сейсмического шума.

По словам научного руководителя профессора СФУ, доктора технических наук Георгия Шайдурова, сегодня основной проблемой поиска углеводородов в сложных геолого-геофизических условиях Восточной Сибири является низкая эффективность глубоко бурения по данным сейсморазведочных работ. Так, лишь три из десяти пробуренных скважин (стоимостью до 1 млрд. рублей каждая) дают полезный продукт. Предложенная сибирскими учеными технология позволяет со значительной степенью точности распознавать аномалии, что должно снижать риск бурения непродуктивных скважин. Кроме того, все необходимые расчеты можно производить непосредственно на месте.

«Технология не имеет российских и зарубежных аналогов и позволяет вести поиск полиметаллов и углеводородов без взрывов или прокладки трехкилометровой питающей линии. Легкий, переносной прибор анализирует естественный электромагнитные и сейсмические шумы Земли. Применение данной технологии позволяет уменьшить сроки и стоимость проведения поисковых работ в два-трираза, а также создает возможность проведения геофизической разведки в труднодоступной горно-таежной местности», — отметил руководитель проекта Георгий Шайдуров.

Новый метод красноярцев уже получил патент и прошел успешную апробацию на одном из газоконденсатных месторождении республики Хакасия. В течение двух лет авторы проекта рассчитывают выйти на мелкосерийное производство на базе головного предприятия по разведке нефти и природного газа в Восточной Сибири.

Дмитрий Рогозин: «На встрече в КБ Ильюшина в деталях обсудили запуск работы по новому ближнемагистральному самолету на базе ИЛ-114»

3 дек 2015 - 12:01

Полномочный представитель президента в Приволжском федеральном округе Михаил Бабич на пресс-конференции в Нижнем Новгороде объявил параметры программы производства Ил-114.

 По его словам, в производство ближнемагистрального самолета ИЛ-114 на ПАО «Нижегородский авиастроительный завод “Сокол”» будет инвестировано 1,5-1,7 млрд рублей. Эти цифры Михаил Бабич назвал расчетными. Он отметил, что на заводе «Сокол» есть свободные производственные мощности, компетентные специалисты и возможность дооснастить завод и подготовить производственную площадку для выпуска новых самолетов. Также полпред добавил, что для производства ИЛ-114 будут кооперироваться ульяновское и воронежское предприятия, а при необходимости могут быть подключены и другие, отмечается в официальном сообщении на сайте полпреда.

 По мнению Бабича, ИЛ-114 можно будет реализовать не только на внутреннем рынке перевозок, но и производить на экспорт, а также для нужд специальной авиации и для министерства обороны.

Полпред добавил, что на 3 декабря запланировано совещание у вице-премьера РФ Дмитрия Рогозина, на котором все, кто участвует в производстве новых воздушных судов, от КБ Ильюшина до непосредственно заводов, получат соответствующие задачи.

Как сообщал Gudok.ru, ранее вице-премьер Дмитрий Рогозин анонсировал концентрацию на нижегородском заводе "Сокол" 80% работ по сборке самолетов Ил-114 для местных авиалиний.

В настоящее время компания "Авиационный комплекс имени Ильюшина"ведет переговоры с Узбекистаном, где ранее производился Ил-114, чтобы выкупить разработки Ташкентского авиационного производственного объединения имени В.П. Чкалова.

По прогнозам Минпромторга РФ, объем продаж Ил-114 для различных заказчиков с 2019-го по 2030 год составит около 320 самолетов. По планам производства первый опытный образец может быть поставлен в 2018—2019 году, а к 2025 году заказчикам будет передано 24 таких машины. Расчетная цена лайнера — 960 млн руб.

Ил-114 — двухмоторный турбовинтовой пассажирский самолет, разработанный в КБ Ильюшина в конце 80-х годов прошлого столетия для региональных воздушных линий СССР. Рассчитан лайнер на перевозку до 64 пассажиров. Воздушное судно обладает рядом особых качеств, позволяющих эксплуатировать его в различных условиях, в том числе на аэродромах с грунтовым покрытием.

Опытный самолет выполнил первый полет в марте 1990 года. До 2012 года лайнер строился на авиационном заводе в Ташкенте. Всего было выпущено 17 машин, семь из них до сих пор эксплуатируются авиакомпанией Uzbekistan Airways.

В Японии при участии делегации из России открылась Международная выставка роботов

3 дек 2015 - 11:55

На российском стенде представлено семь стартапов, включая шлем виртуальной реальности и универсальное устройство, способное передвигаться в любой среде.

При участии делегации Российской венчурной компании (РВК) в крупнейшем выставочном комплексе японской столицы Big Sight в среду открылась Международная выставка роботов (iREX 2015). На российском стенде представлено семь стартапов, включая шлем виртуальной реальности и универсальное устройство, способное передвигаться в любой среде.

Отечественный стенд, помимо самих инноваций, представлен участниками проекта РВК Generation S - федеральным акселератором технологических стартапов, созданным в 2013 году при поддержке российских корпораций, институтов развития и представителей венчурной инфраструктуры. Среди представленных на российском стенде проектов - устройство AnyWalker, способное передвигаться в любой среде, открывать двери, преодолевать лестницы, пороги и препятствия любой конфигурации. Для демонстрации его возможностей на стенде установлена специальная лестница. Представлены на российской экспозиции, в том числе, шлем виртуальной реальности NVR, а также бионический протез кисти KleiberHand, способный надежно и безопасно захватывать предметы.

Как сообщили ТАСС в пресс-службе РВК, в ходе пребывания в Токио делегация венчурной компании также примет участие в форумах "Универсальное общество будущего" и NEDO Robot Forum, которые пройдут в рамках Международной выставки.

Международная выставка роботов в Токио ежегодно привлекает десятки тысяч гостей и сотни участников. В этом году в iREX 2015 принимают участие около 400 компаний из почти 50 стран мира. По прогнозам организаторов экспозиции, ожидается, что ее посетит более 150 тысяч гостей.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS