Почему вакцины против ковида удалось создать так быстро, когда человечество сможет победить рак и какая связь между фундаментальной наукой и развитием районных поликлиник – рассказал и. о. директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Владимир Коваль.

– Институт химической биологии и фундаментальной медицины этой весной отметил свое сорокалетие. Как сильно изменились задачи исследований за эти годы?

– Действительно, когда наш институт выделился из Института органической химии, он создавался под изучение химии нуклеиновых кислот. Тогда это направление только зарождалось, наука еще очень мало знала и умела в этой области. Сейчас молекулярная биология решает не только чисто научные, но и вполне практические задачи. Мы хорошо это увидели во время недавней «ковидной» пандемии. Все помнят с какой невероятной скоростью был расшифрован геном вируса, на основе этой расшифровки столь же быстро создавались вакцины и лекарства от нового заболевания. Можно сказать, мы «в прямом эфире» наблюдали как фундаментальная наука развивается в прикладную.

– И эти же быстрые темпы разработки вакцин и лекарств стали основой для версии об искусственном происхождении эпидемии. Насколько они обоснованы?

– Ученые в своих гипотезах обычно опираются на факты, а сколь-нибудь доказанных фактов того, что эпидемия была организована кем-то специально, так и не предъявили до сих пор. Но надо помнить, что в Ухане находится один из крупнейших мировых вирусологических центров. И я вполне могу допустить, что вирус SARS-CoV-2 был создан в его лабораториях с исследовательскими целями, а потом произошла случайная утечка.

В любом случае, скорость разработки вакцин и лекарств связана не с происхождением вируса, а с уровнем развития молекулярной биологии. Теми же РНК-вакцинами ученые занимались на протяжении доброй четверти века. Но вплоть до 2020 года казалось, что их внедрение произойдет не скоро, прежде всего, потому, что медицина вообще очень консервативная отрасль и любые новации в ней проходят долгий и очень формализованный путь утверждения. Но когда человечеству по-настоящему понадобилась диагностика, оказалось, что все сроки и протоколы можно очень сильно сократить.

А база, повторю, уже была наработана хорошая. Тот же «Спутник» наши коллеги из института имени Гамалеи сделали очень быстро потому, что до того много лет работали над вакциной против вируса MERS – ближневосточного родственника COVID-19.

– Возвращаясь к Вашему институту, изменения проявились в характере задач, над которыми работают его сотрудники?

– Когда стало ясно, что молекулярная биология способна приносить пользу людям уже сейчас, а не в отдаленном будущем, у нас значительно расширился круг именно прикладных разработок и часть из них уже вылилась в технологии и решения для практического здравоохранения.

– Можете привести пример?

– Характерным примером стало создание тест-систем для подбора эффективной противоопухолевой терапии, что повышает процент успешного излечения онкологических заболеваний. С одной стороны, мы научились делать быстрый анализ раковых клеток. Но он, в свою очередь, стал востребованным, потому что появилась широкая линейка таргетных лекарственных препаратов под конкретные соматические мутации в опухолях. И их эффективность прямо связана с возможностью скрининга опухоли на чувствительность к терапии, что и достигается нашими тест-системами. Это полностью укладывается в идеологию персонифицированной медицины, когда мы подбираем лекарство под конкретного пациента, опираясь на результаты исследования его опухолевых тканей.

– Речь идет про подбор варианта химиотерапии?

– Этот метод лечения по-прежнему называют химиотерапией, но, как правило, используются препараты на основе моноклональных антител. Это огромные белковые молекулы, эффективные и более щадящие для организма, но очень важно правильно подобрать оптимальный вариант препарата.

– Вы испытывали эффективность этих систем применительно к реальным пациентам?

– Да, они успешно прошли испытания и доказали свою эффективность. Конечно, надо учитывать, что мы испытывали метод диагностики, а результаты лечения зависят не только от этого. Надо учитывать и другие факторы: есть ли вообще нужное таргетное лекарство для конкретной опухоли, в каком состоянии находится пациент и т.д. Но там, где речь шла о 2-3 стадии заболевания и с помощью тест-системы удавалось подобрать эффективный препарат, выживаемость пациентов вырастала в разы.

– Поиском эффективных способов вылечить рак занимаются многие исследовательские центры, в их работу вкладывают большие средства. Когда можно ожидать прорыва на этом направлении?

– Действительно, онкология – это бич нашего времени. Уровень заболеваемости вырос, причем по разным причинам, в частности, улучшилась диагностика и выросла продолжительность жизни. Все меньше случаев заболевания остаются вне поля зрения врачей, и все больше людей успевает, как говорят онкологи, «дожить до своего рака». Теперь задача – научиться его эффективно лечить, чтобы люди не только доживали, но и успешно переживали эту болезнь.

Много говорят про методы ранней диагностики, и она действительно очень важна. Но не надо считать ее панацеей. Такая диагностика требует регулярной и довольно специфичной диспансеризации населения, к которой не готовы ни люди, ни медицинские учреждения. Более того, новые исследования показывают, что даже, казалось бы, надежные и проверенные временем маркеры могут давать неверную картину. Поэтому не менее важно, разрабатывать средства лечения онкологии, которую, по тем или иным причинам, не поймали на ранних стадиях.

Эта работа тоже довольно успешно продвигается, просто развитие идет небольшими шагами, эволюционно, и нам порой трудно его заметить. Но на самом деле, медицина уже располагает эффективными средствами борьбы с целым рядом раковых заболеваний. Скорее, нам не хватает равномерности развития системы здравоохранения. В мегаполисах – Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске и др. – она работает хорошо, во многих областных центрах – тоже. Но крайне не хватает современных технологий и даже врачей-онкологов, ими владеющих, на уровне районных больниц. А ведь они охватывают добрую половину населения страны. И компенсировать этот пробел не смогут никакие диагностические технологии, потому что их некому применять.

– Для такой компенсации нашим медицинским вузам надо увеличить выпуск соответствующих специалистов?

– В большинстве случаев, достаточно дополнительного образования, курсов повышения квалификации для уже работающих врачей, причем не только онкологов, но и терапевтов. Более того, такая работа, на самом деле, уже идет. Но темпы у нее медленные и по-другому вряд ли будет.

– На какой стадии готовности находятся эти тест-системы?

– Они прошли необходимые испытания, мы уже используем их в исследованиях, которые проводим совместно с некоторыми сибирскими онкоцентрами. Сейчас мы получаем разрешительное удостоверение, это последний этап регистрации, после которого мы сможем продавать их как медицинские изделия. Одновременно мы проводим аккредитацию площадки, на которой планируем развернуть небольшое производство этих систем. Надеемся, к концу лета она уже заработает.

– Это будет дорогой анализ?

– Пока что, коммерческая цена не превышала нескольких тысяч рублей, так что, я бы не назвал эту диагностику дорогостоящей. Самой дорогой его составляющей является пробоподготовка, извлечение ДНК из результатов биопсии пациента. И если каким-то образом удастся наладить процесс получения необходимого генетического материала напрямую, то это позволит еще более снизить его стоимость.

– А какие-то исследования в этом направлении в институте продолжаются?

– Да, конечно, эта работа не останавливается. Пока тест-системы работают только с некоторыми видами онкологических заболеваний. И одна из задач наших ученых – расширять их перечень.

Проект, получивший название «Окулист Игорь», реализуется Исследовательским центром в сфере искусственного интеллекта Новосибирского государственного университета (ЦИИ НГУ) совместно с Новосибирским филиалом ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» имени академика С.Н. Федорова» Минздрава России, где ранее была создана интерактивная компьютерная программа для дистанционного обследования зрения школьников.

«Созданный в МНТК «Микрохирургия глаза» скрининговый метод тестирования уже несколько лет успешно используется для проверки зрения школьников Новосибирской области в режиме онлайн, а также в качестве пилотного проекта в Запорожской области. Однако, для качественной работы интерактивной программы, требовался постоянный тщательный контроль со стороны ответственных сотрудников учебных заведений. Нам была поставлена задача сделать эту систему более автономной, для ее реализации было решено подключить к проверке критически важных параметров при тестировании и обработке полученных больших массивов данных искусственный интеллект», — рассказал директор Высшего колледжа информатики НГУ Алексей Окунев.

В результате сотрудники ЦИИ НГУ Игорь Козулин, Сергей Пауль и Роман Харченко совместно со специалистами МНТК «Микрохирургия глаза» создали программно-аппаратный комплекс «Окулист Игорь», с помощью которого можно значительно оптимизировать и упростить проведение дистантного скрининга учащихся.

Как говорят сами разработчики, главной задачей на первом этапе было научить нейросеть правильно определять расстояние между экраном и глазом испытуемого, что вызывало некоторые сложности при использовании интерактивной программы и приводило к появлению некоторого количества недостоверных исследований, которые приходилось выбраковывать.

Когда была решена эта задача, стало понятно, что потенциальные возможности комплекса гораздо больше.

«Мы можем научить нейросеть не только определять, на каком расстоянии сидит человек, но и куда смотрят его глаза, и это, по мнению наших коллег из МНТК «Микрохирургия глаза», поможет разработать программное обеспечения для распознавания лица пациента, определения угла косоглазия и контроля динамики лечения и, возможно, выявления других нарушений зрения на самых ранних стадиях, значительно расширяя область применения «Окулиста Игоря», — пояснил Алексей Окунев.

В настоящее время, в качестве испытания в реальных условиях, с помощью комплекса проходит проверка зрения учащихся Высшего колледжа информатики НГУ. Это полностью укладывается в стратегию Центра: сделать новый кампус НГУ, который строится в рамках национального проекта «Наука и университеты», главной демонстрационной площадкой для новых технологий.

«Здесь будут апробироваться все результаты, поученные в ходе выполнения проектов центра — «умные» системы контроля воздуха, шумов и вибрации, мониторинга объектов инфраструктуры, информационная платформа управления учебным процессом, система безопасности городской среды и другие решения, использующие в своей работе возможности искусственного интеллекта», — подчеркнул и.о. директора Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта НГУ Александр Люлько.

Напомним, ранее сообщалось, что несколько таких аппаратно-программных комплексов планируется передать для реализации пилотного проекта скринингового обследования зрения в школы Запорожской области, где существует нехватка врачей офтальмологов.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

В декабре этого года должен произойти тестовый запуск источника синхротронного излучения СКИФ («Сибирский Кольцевой Источник Фотонов»), спустя несколько месяцев, по плану, заработают первые рабочие станции комплекса. За последние пару лет в новостях с стройплощадки больше рассказывалось про очередной уникальный компонент самой установки, изготовленный и смонтированный отечественными учеными и конструкторами. В этом пане, ЦКП «СКИФ» стал одним из наиболее удачных примеров импортозамещения в области высоких технологий.

Но по мере приближения к финишу строительства, приходит время уделять больше внимания тому, какие именно исследования будут вести на этом объекте класса «мегасайнз», равных которому на планете пока нет. И такого рода информация уже появляется, правда пока, преимущественно, в специализированных изданиях (ЦКП «СКИФ», в частности, был посвящен свежий выпуск журнала «Наука и технологии Сибири».

Большой пул проектов комплекса так или иначе завязан на решение задач машиностроения. Причем решать их начали еще на стадии его строительства: традиционно многие технологии, созданные под научное приборостроение, впоследствии находят себе более широкое применение в разных направлениях машиностроения.

Так, именно для СКИФ разрабатывались специальные магниты - вигглеры и ондуляторы со сверхпроводящими электромагнитными полюсами с высоким уровнем поля. Как отмечают ученые, установка именно таких сверхпроводящих вставных устройств и позволила сделать размер синхротронного кольца СКИФ очень компактным, по сравнению с аналогичными источниками синхротронного излучения (СИ). Но, помимо этого, их разработка и производство привели к очередному шагу в развитии криомагнитных систем, что вывело Институт ядерной физики в лидеры этого рынка (а он не исчерпывается 60 действующими и несколькими строящимися источниками СИ в мире, криомагниты используются еще много где).

Но, конечно, основной вклад в развитие российской промышленности внесут проекты рабочих станций комплекса. Например – исследования конструкционных материалов (сплавов различных металлов), для совершенствования которых не обойтись без изучения их строения на молекулярном и атомном уровне, что часто выполняется как раз с помощью синхротронного рентгеновского излучения.

Наиболее часто для исследования конструкционных материалов используется рентгеновская дифракция. И в рамках этого метода очевидным преимуществом СИ по сравнению с излучением, формируемым рентгеновскими трубками, является его высокая интенсивность. «Время получения одной дифракционной картины на современных станциях СИ может составлять десятки микросекунд, что позволяет исследовать эволюцию микроструктуры материалов даже при таких быстрых процессах, как сварка, кристаллизация из расплава или трение», - отмечают авторы одной из статей выпуска «НиТС».

В статье также напоминают, что источники СИ позволяют проводить исследования также методами радиографии и компьютерной томографии. Достаточно широкий пучок высокоэнергетического рентгеновского излучения, формируемый сверхпроводящим вигглером, удобен тем, что позволяет освещать и «просвечивать» достаточно крупные образцы. Это дает возможность изучать процессы сварки, наплавки, аддитивного производства и кристаллизации самых разнообразны сплавов.

Важным нюансом является то, что на работающих в настоящее время российских источниках СИ отсутствует оборудование с характеристиками, необходимыми для полноценных исследовательских работ в этом направлении. А вот на ЦКП «СКИФ» оно как раз предусмотрено.

Не меньше, чем материаловеды, в запуске СКИФ заинтересованы авиастроители. В Институте теоретической и прикладной механики СО РАН в рамках научного направления «лазерная микрометаллургия» проводятся исследования с целю получения заданного структурно-фазового состава и механических свойств материала после лазерного воздействия. В дальнейшем, эти фундаментальные научные работы вырастают во вполне себе прикладные технологические решения, востребованные в авиастроении: по высокопрочной лазерной сварке однородных и разнородных сплавов, восстановлении пера лопатки в газотурбинном двигателе и т.д.

В последние годы к ним добавились задачи, связанные с аддитивным производством, осуществившим революцию в обрабатывающей промышленности благодаря своей способности получать изделия сложной формы за короткий промежуток времени и практически без отходов материала.

Но и создание новых технологий лазерной сварки, и производство компонентов двигателей с помощью 3D-принтеров требуют глубоких исследований микроструктуры материалов, вовлеченных в эти техпроцессы. А это, в свою очередь, лучше всего сегодня поучается с использованием мощных источников СИ. Более высокая интенсивность излучения, чем у традиционных рентгеновских трубок позволяет, как уже говорилось выше, значительно сократить время на получение необходимой информации, делая доступным для ученых тех быстропротекающие процессы, которые ранее выпадали из их поля зрения.

Кроме того, спектр СИ позволяет в каждом конкретном случае подбирать оптимальную длину волны или варьировать ее в ходе эксперимента, что значительно расширяет возможности классических рентгеновских методов.

Конечным результатом таких исследований становятся изменения в стратегически важных отраслях промышленности, несущие экономический эффект сопоставимый с общими затратами на строительство ЦКП «СКИФ». Но машиностроением задачи для установки не исчерпываются. Не менее важна она для химической промышленности и развития медицины.

Здесь тоже, параллельно с постановкой научных задач, идет разработка т.н. «пояса внедрения» вокруг комплекса, важным элементом которого является проект «БиоКатТех». Представляя его на форуме «Технопром-2022», директор Института цитологии и генетики СО РАН, академик РАН Алексей Кочетов рассказа: «««БиоКатТех» направлен на синергию между химическим и биологическим катализом, что часто востребовано в современных производствах. С нашей стороны планируются разработки в области ферментов (биокатализаторов), у коллег есть свои важные для экономики предложения», - рассказал тогда прессе Алексей Кочетов.

Эта отрасль имеет большое значение для российской экономики: ежегодно страна импортирует 12,2 тысяч тонн ферментов на сумму более 17,6 млрд рублей. Отсутствие доступных российских аналогов ведет к ограничению их использования и вызывает значительный негативный эффект в различных отраслях – животноводстве, пищевой промышленности и фармакологии. Не лучше ситуация и области традиционных каталитических технологий также довольно сложная. Ограниченные масштабы разработки и внедрения отечественных катализаторов приводят к уязвимости целого ряда критических технологий. Зависимость от импорта катализаторов нефтепереработки в России составляет 60-70%, азотной и химической промышленности – 90%, крупнотоннажного производства полимеров – почти 100 %.

Исправлять ситуацию и предлагается, в частности, с помощью проекта «БиоКатТех», где результаты научных исследований, в том числе – на строящемся синхротронном комплексе «СКИФ», будут превращаться в технологии и опытное производство отечественных ферментов и катализаторов.

Источники СИ сегодня являются наиболее удобным инструментом и для исследования различных биомолекул. Речь идет о т.н. МалоУгловом Рентгеновском Рассеянии (МУРР). Это – единственный экспериментальный метод, позволяющий «увидеть» биологическую макромолекулу такой, какая она есть в ее естественной среде в физиологических условиях организма. Благодаря этому метод МУРР интересен для фундаментальных исследований и полезен для прикладных задач фармацевтической отрасли - может стать незаменимым при установлении молекулярных механизмов действия адресных лекарственных средств, экспериментальной верификации теоретически смоделированных препаратов и вакцин.

Как отмечают эксперты, существующая станция БиоМУР в Курчатовском институте позволяет проводить различные эксперименты в пределах своих возможностей, но ее мощностей недостаточно для удовлетворения растущих потребностей научного сообщества и фармкомпаний в биологических исследованиях. Заполнить этот пробе предлагается как раз с помощью СКИФ.

Перечисленные выше задачи уже сами по себе вполне оправдывают все затраты на строительство нового источника СИ рядом с новосибирским Академгородком. Но ими «портфель проектов» комплекса далеко не исчерпан – предполагается, что всего в рамках ЦКП будет работать более двух десятков рабочих станций по широкому спектру научных направлений. Что, в свою очередь, делает СКИФ наиболее масштабным российским научным проектом в текущем столетии. По крайней мере, пока.

Сергей Исаев

После избрания нового Президента страны, согласно закону, произошло увольнение прежнего состава Правительства РФ и формирование нового. Ну как, нового - большинство прежних членов Кабинета министров сохранили свои посты. В их числе - министр науки и высшего образования Российской Федерации Валерий Фальков и министр просвещения Сергей Кравцов.

Пока они оба в стадии и.о. и им еще предстоит пройти стадию утверждения в парламенте и Президентом РФ, но все понимают, что в настоящий момент это, скорее, формальности и решения уже приняты. Тем не менее оба чиновника выступили перед депутатами ГосДумы и рассказали, какими видят приоритеты своей работы в будущем.

И. о. главы Минобрнауки рассказал о планах, которые направлены на решение задач, поставленных Президентом России Владимиром Путиным в послании Федеральному Собранию и указе «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года».

Отдельное внимание Валерий Фальков уделил работе по достижению технологического лидерства страны и развитию международного сотрудничества в сфере высшего образования и науки.

Исполняющий обязанности министра просвещения представил депутатам ключевые результаты деятельности министерства, а также планы дальнейшей работы по развитию системы образования в стране в соответствии с задачами, поставленными Президентом.
 
Сергей Кравцов рассказал о том, что в настоящее время ведется подготовка новой стратегии развития образования до 2035 года. Первые результаты этой работы могут быть представлены осенью.
 
Среди вопросов, обсуждавшихся на заседании профильного комитета Госдумы, реализация во всех школах страны единых федеральных образовательных программ по всем предметам, создание единых государственных учебников, распространение программы капремонта школ на детские сады и колледжи, расширение проекта «Профессионалитет» и др.

А немногим ранее свои планы развития научной системы страны представил кандидат на пост вице-премьера Дмитрий Чернышенко (также курировавший это направление и в прежнем составе правительства). Как сообщают официальные источники, в ходе встречи с депутатами Госдумы он обозначил основные результаты и планы по направлению "Наука и высшее образование":

・Растет количество бюджетных мест с акцентом на региональные вузы. В новом учебном году будет выделено 620,5 тыс. мест, в том числе для новых субъектов.

・Создана уникальная сеть инфраструктуры для исследований класса «мегасайенс». К 2030 году в России будет 7 таких установок.

・Поддержка молодых ученых и создание 940 лабораторий помогла увеличить количество исследователей.

・По поручению президента создаются кампусы мирового уровня, передовые инженерные школы, реализуется программа «Приоритет-2030».

В общем, каких-то радикальных перемен люди, руководящие наукой и образованием в стране не предполагают, ожидаемо сосредотачиваясь на развитии инфраструктуры и выполнении своей части "майских указов". Это, конечно. было ожидаемо, но последние годы приучили нас и к тому, что жизнь может вносить в планы чиновников самые неожиданные коррективы.

Пока в России отдельные высокопоставленные чиновники обещают (с некоторой задержкой во времени) бурное развитие ВИЭ в нашей стране, в странах коллективного Запада уже просматривается иная тенденция. Похоже на то, что золотой век ветряков и солнечных панелей заканчивается. Первые признаки обозначились несколько лет назад. Правда, апологеты «зеленого курса» до сих пор демонстрируют уверенность в том, что здесь имеют место временные трудности, и даже обвиняют во всем «агрессивную» политику России, из-за чего якобы возникла тяжелая ситуация на энергетическом рынке. Тем не менее, борцов с глобальным потеплением в последнее время настигают не самые радостные новости.

О том, как застопорилось дело с ветряной генерацией в западноевропейских странах, мы уже писали отдельно. Теперь на очереди – США. Как мы знаем, американцы – в отличие от англичан, немцев, датчан или норвежцев – пока еще не продемонстрировали впечатляющих успехов по части строительства офшорных ветропарков. Однако действующий президент Джозеф Байден, публично заявляющий о своей приверженности климатической политике, решил-таки проявить высокую «экологическую сознательность» и поддержать крупные проекты в сфере офшорной ветроэнергетики. Благо на этом поприще у него есть надежные соратники из числа некоторых губернаторов, стремящихся первыми ворваться в «безуглеродную эру». Наибольшее рвение в этом отношении демонстрирую такие штаты, как Калифорния и Нью-Йорк.

Так, штат Нью-Йорк в свое время поставил задачу уже к 2030 году до 70% электрической энергии получать из возобновляемых источников, прежде всего – за счет мощных морских ветряков. Это намерение совпадало с амбициозными планами администрации Байдена по развитию офшорной ветроэнергетики. К 2030 году суммарная мощность ветряков должна составить 30 ГВт. Самое интересное, что таким путем (то есть через развитие «зеленых» энергетических технологий) власти США намеревались дать толчок возрождению американской промышленности (очевидно, в противовес Китаю, занявшему практически монопольное положение в некоторых «зеленых» секторах). Об этих планах заявлялось неоднократно с самых высоких трибун. Поэтому у американских сторонников «зеленого курса» уже сложились самые положительные ожидания на этот счет.

Но, похоже на то, что этим ожиданиям не суждено оправдаться. Совсем недавно стало известно, что «знаковые» ветроэнергетические проекты штата Нью-Йорк, призванные продемонстрировать возможности отрасли, начинают сворачиваться. По мнению демократических изданий, такой шаг наносит серьезный удар по репутации штата как центра нарождающейся «зеленой» индустрии. Согласно официальным сообщениям, не удалось достигнуть соглашения по трем крупным проектам, получившим предварительные контракты еще в октябре 2023 года. Причиной стали технические и коммерческие сложности между победителями объявленных ранее тендеров и их коммерческими партнерами. По начальным условиям конкурса ветропарк должен был состоять из очень мощных турбин по 18 МВт каждая (разработчик и производитель - компания General Electric, уже изрядно вложившаяся в цепочку поставок необходимого оборудования). Именно так планировалось достичь необходимого уровня установленной мощности, способного оправдать капитальные затраты на установку ветряков.

Однако со столь мощной турбиной дела не сложились. Производитель неожиданно отказался от производства ветряков такой мощности. Именно это обстоятельство, отмечают эксперты, послужило главной причиной сворачивания проектов. Дело в том, что использование менее мощных турбин автоматически ведет к увеличению их общего количества, что, в свою очередь, означает незапланированное повышение капитальных затрат. Такой поворот событий, естественно, никак не мог воодушевить инвесторов.

Как мы понимаем, рост капитальных затрат неизбежно приведет к росту цен для конечных потребителей, и участники тендеров попытались разъяснить эти реалии представителям властей. В свете сложившихся обстоятельств они предлагают пересмотреть затраты на реализацию проектов в сторону повышения. Власть пока что стоит на своем, не идя ни на какие пересмотры ранее оговоренных сумм. Эта позиция остается непреклонной, что снижает возможность взаимных уступок и, соответственно, ведет к срыву переговоров.

Печальным следствием указанного прецедента является то, что он автоматически ведет к сворачиванию аналогичных проектов в других штатах. Власти резонно опасаются, что рост тарифов способен дискредитировать «зеленую» энергетику в глазах населения, которое вряд ли увяжет повышение стоимости киловатта с техническим прогрессом. Здесь всё предельно просто и понятно, и политика сдерживания роста тарифов остается непреклонной – со всеми вытекающими последствиями. С другой стороны, попытка удерживать цены путем выделения государственных субсидий вряд ли соответствует логике долгосрочной стратегии. Поэтому власть банально закрывает тему субсидий, что является еще одной причиной срыва переговоров и сворачивания проектов. А ведь проблема не ограничивается одними лишь затратами на «зеленые» генерирующие мощности. С электрическими сетями в США также не все в порядке (что как раз справедливо для «зеленеющего» штата Нью-Йорк, где есть серьезные проблемы с финансовой поддержкой сетевого хозяйства).  

Для сторонников «зеленого курса» столь явный провал грандиозных планов по вводу новых «чистых» мощностей стал очередным – и очень громким – тревожным звоночком. Штат Нью-Йорк, подававший такие большие надежды борцам за экологию, свернул – в их понимании - с «правильного» пути развития. Впрочем, они не теряют оптимизма, полагая, что речь идет лишь о временных трудностях. Ставить крест на офшорные ветроэнергетики Нью-Йорка якобы не приходится. Да, графики сдвигаются, но говорить о сворачивании самой «генеральной линии» не приходится. Чтобы выйти из затруднительного положения, кое-кто предлагает совершенно радикальные подходы. Например, махнуть рукой на частный бизнес и развивать «зеленую» энергетическую отрасль вполне себе социалистическими методами. Важно, что и власти штата, и администрация Байдена пересматривать свои приоритеты пока что не намерены. То есть «зеленый курс» еще не сдают в утиль и продолжают судорожно искать новые варианты его реализации.

Тем не менее, как мы уже писали ранее, американский президент неожиданно начал петь оды «мирному атому», рассказывая о революционных прорывах в деле создания атомных реакторов малой мощности. И что характерно, обращение к атомной энергетике осуществляется с всё тех же «зеленых» позиций. То есть «мирный атом» неожиданно «позеленел» в глазах властей. Однако напомним, что и здесь идет не всё гладко, и реализация инновационных проектов также затягивается ввиду явных финансовых затруднений. То есть при переходе к практической реализации проекта вдруг выясняется, что его реальная цена должны быть выше. А это, в свою очередь, означает одно из двух: либо повышение тарифа, либо увеличение государственных субсидий. Получается, что и с «атомными» проектами ситуация во многом напоминает то, что происходит с проектами по офшорной ветроэнергетике. И, наверное, чтобы еще сильнее «облегчить» себе жизнь, американские власти в срочном порядке запретили импорт российского ядерного топлива!

Учитывают ли российские власти эти новые американские реалии при составлении долгосрочных стратегий развития отечественной энергетической отрасли? Как ни печально, но абсолютной уверенности у нас нет. Наблюдая за тем, как отдельные наши руководители оглашают проекты в области ВИЭ с таким видом, будто за последние семь лет в мире совершенно ничего не поменялось, возникает впечатление, что зарубежный опыт пока еще ничему их не научил.

Андрей Колосов

Удивительное дело – главным научным экспертным органом в стране является Российская академия наук, а экспертиза учебников от нее почему-то ускользает. Ну не хочет почему-то правительство передавать эту функцию высшему экспертному органу. С просьбой взять под особый контроль этот важный вопрос обратился 24 апреля к председателю Совета Федерации Валентине Матвиенко президент РАН Геннадий Красников.

На пленарном заседании в СФ РФ Геннадий Красников делал доклад «О приоритетных задачах Российской академии наук в условиях современных вызовов». Он напомнил, что РАН к своему 300-летию обладает отличным потенциалом: 13 тематических и 4 региональных отделения, охватывающие все направления науки, 44 научных совета, 9 комитетов и 18 комиссий, — 1900 членов-корреспондентов и академиков, 600 профессоров РАН. Это сила, которая, по мнению президента РАН, должна быть как можно быстрее вовлечена в дела государственной важности.

Первое, что выделил Геннадий Яковлевич, это научная экспертиза, высокопрофессиональная и непредвзятая. «У нас до сих пор каждое ведомство и каждый орган пытались делать лояльную для себя экспертизу, это неправильно», – сказал президент РАН. Он напомнил про то, что сейчас Академия начала экспертировать дорожные карты по высокотехнологичным проектам, по проектам, связанным с развитием территорий. В целом сейчас РАН проводит до 75 тысяч экспертиз в год, что почти на 25 тысяч больше прошлогоднего охвата. Но есть особо острая проблема: «Очень важный вопрос, который сейчас пробуксовывает, — экспертиза по учебникам, – сказал Красников. <...> У меня везде идет сопротивление – в области экспертизы, в области научно-методического руководства, но такого сопротивления, как с учебниками, я не встречал». Президент РАН попросил Валентину Матвиенко взять этот вопрос на особый контроль.

Красникова поддержал Комитет Совета Федерации по науке, образованию и культуре во главе с Лилией Гумеровой. В частности, зампред комитета Екатерина Алтабаева отметила, что «вопрос приобрел особую актуальность, так как содержание учебников заметно обновилось в последнее время». «Обновилось», на мой взгляд, – не совсем точное определение. Там дети и их родители порой читают такое!..

Взять хотя бы примеры от шокированных современными учебниками учителей, которые приводит интернет-издание с образовательным уклоном «Мел». Учитель истории Анастасия Морозова возмущена тем, что прочитав параграф учебника под редакцией А.В. Торкунова о присоединении Сибири, невозможно понять, кто это в итоге сделал – Иван Грозный или Ермак. В учебнике за седьмой класс, по ее словам, указываются две даты казни Степана Разина – в 1670-м и 1671-м... «Таких моментов в учебниках очень много», – возмущается преподаватель. И это так, потому что родительские чаты порой просто взрывают свежие «перлы». Так, в одном из учебников по русскому языку авторы сообщили детям, что в слове «каменный» суффиксом является «енн», а не «н», как было бы правильно, если учесть, что основой слова является «камен». Не лучше дела обстоят и с учебниками по математике, в которых авторы допускают в условиях грубейшие грамматические ошибки, например: «Сколько жЫвотных стало?». Часто они не заморачиваются и насчет элементарной этики. К примеру, в учебнике для младшей школы учителя нашли следующую задачу: «Третьеклассник Федя купил компот в школьном буфете и пошел мыть руки. В это время в буфет вошли 9 первоклассников и каждый из них плюнул в компот по 3 раза. Сколько раз плюнули в компот первоклассники?»

К счастью, председателю Совета Федерации такие примеры приводить не пришлось. Она и без того все понимает и рассуждает так: «Учебники, при всем уважении к авторам, по истории или по другим предметам, даже по математике, не должны выходить без штампа «Мин нет! РАН одобряет». Давайте это наконец выстроим! Я не понимаю, кто может упираться, кто может отказываться от возможности Академии наук? Если надо в законе прописать, давайте пропишем: «Без одобрения (они же (РАН) не требуют себе права выдавать лицензии) научной экспертизой учебники не могут выходить в свет! Мы на них воспитываем целое поколение школьников!».

Лилия Гумерова сообщила, что в постановление Совета Федерации по итогам выступления Геннадия Красникова будет внесена рекомендация Правительству о закреплении за РАН функции главного экспертного органа по учебной и учебно-методической литературе.

Несмотря на то что президент РАН рассказал о целом ряде направлений деятельности Академии: об изменениях в научно-методическом руководстве НИИ и вузами, об увеличении роли научных советов, о подвижках с «шестой подпрограммой», касающейся научных разработок в интересах обороны («более 25 лет не было исследований в этом направлении»), Валентине Матвиенко это показалось недостаточным.

Она отметила, что технологический суверенитет сегодня — «это задача задач», но «прорывных решений пока не получается». «У нас нет времени на раскачку, сказала Матвиенко. – Российская академия наук - очень большой коллектив академических институтов... Они должны понимать свою ответственность за достижение технологического суверенитета. Нам теперь никуда от этого не уйти. Очень плохо, что нам навязали систему и мы ее проглотили, – что работа институтов оценивалась по количеству публикаций в иностранных журналах <...> Оценивать результаты надо по объективным данным. С вашим приходом (обращение к Г. Красникову. - Авт.) пришло усиленное внимание к научной сфере: увеличивается финансирование, создаются мощные школы, создаются условия для молодых ученых, инженерные школы. А где результат, и когда он будет, и какой? Где эти пять прорывных государственных решений, которые ждет страна и ждет общество? Общество и люди должны знать — вот он результат. Мы лидеры в атомной энергетике, по ледоколам и в целом ряде других отраслей, Геннадий Яковлевич! Ну давайте это сделаем, восстановим статус великой, научной, высокотехнологичной страны!».

Сильная, эмоциональная речь от председателя Совета Федерации! Понятно, что и сам Геннадий Красников с Валентиной Ивановной во всем согласен. Да и все мы тоже. Только ответ на вопрос, почему у нас до сих пор нет результата, на мой взгляд, лежит на поверхности: «По той же самой причине, по которой экспертизу учебников до сих пор не передают в РАН. Есть, наверное, в стране силы, которые не заинтересованы в сильном образовании, а значит, и в укреплении страны».

Наталья Веденеева

В последнее время арктические регионы находятся в центре внимания со стороны правительств ведущих стран, включая и Россию. Некоторые эксперты даже предрекают серьезное обострение международных отношений в процессе конкурентной борьбы за Арктику.

Интерес со стороны России здесь совершенно понятен, учитывая наше географическое положение. Однако надо сказать, что эта тема бала не менее актуальна для нашей страны еще сто лет назад. По крайней мере, в начале 1930-х годов о необходимости освоения Арктики говорили примерно в тех же выражениях, что и сейчас. Формулировка целей и задач, да и сама тональность заявлений по Арктике с тех пор совершенно не поменялись. И точно так же не поменялись главные проблемы, препятствующие освоению арктических регионов. Одна из таких проблем – отсутствие относительно недорогих и эффективных источников энергии. Именно энергетический вопрос становился наиболее серьезным камнем преткновения и обсуждался в первую очередь.

В наше время вопрос с энергетикой кажется уже решенным (о чем мы также писали). Появление атомных реакторов малой мощности, плавучих атомных теплоэлектростанций (таких, как неоднократно упомянутая нами ПАТЭС «Академик Ломоносов») знаменуют настоящий революционный прорыв в энергоснабжении арктических поселений и промышленных комплексов. Но это не единственный вариант. Существует немало предложений по «гибридным» энергосистемам, где активно используются возобновляемые источники энергии – ветер и солнце (напомним, что ветра в тех краях хватает с избытком, а в летнее время солнце светит круглые сутки).

Но самое интересное, что упомянутые варианты решений рассматривались нашим учеными еще в начале 1930-х годов, то есть почти сто лет назад, когда некоторые технологии находились в «зачаточном» состоянии, а другие рассматривались только в теории. И, тем не менее, общие контуры развития арктической энергетики уже были выстроены!

Уже в те годы советские ученые, рассуждая о решении энергетической проблемы в Арктике, исходили из того, что регулярный подвоз ископаемого топлива (высокосортного угля или нефти) для энергетических объектов ни в коей мере не является оптимальным решением. Ведь речь шла о «полноценном» освоении северных территорий - с выстраиванием всей необходимой инфраструктуры. По замыслу, здесь должны нормально функционировать порты, аэродромы, ремонтные мастерские, жилые поселки, предприятия. Мало того, энергии должно быть с избытком. Этот избыток, считали ученые, можно будет направлять на прогрев почвы для разработки полезных ископаемых, на механизацию их добычи, а также (что очень важно) – на отопление специальных оранжерей и парников для выращивания на месте различных культур. То есть то, что сегодня воплощается на практике, обсуждалось еще в предвоенное десятилетие.   

При планируемом размахе деятельности рассчитывать исключительно на завоз топлива было бы не вполне рационально. В любом случае, заключали ученые, придется искать дешевые местные, а также использовать возобновляемые источники энергии. Последний момент для нас особо важен, поскольку он показывает, что освоение северных территорий давало толчок к развитию «зеленых» технологий в ту пору, когда об экологии особо не задумывались.  В первую очередь речь шла об использовании энергии ветра. Как мы знаем, первые опыты с ветряками проводились уже в конце XIX столетия (о чем мы писали). В СССР в довоенное время возобновляемым источникам энергии также уделяли серьезное внимания, включая и ветроэнергетику. Что касается Арктики, то она была именно тем местом, где такие решения напрашивались сами собой.

Как подчеркивали наши ученые, северные территории весьма пригодны для развития ветроэнергетики. По подсчетам Центрального Ветроэнергетического Института (был такой!), для северных районов страны число часов использования ветра достигает около восьми тысяч в год.

В то же время ученые не переоценивали возможности ветрогенерации, по крайней мере, на том этапе развития данных технологий. По их словам, вряд ли будет экономически целесообразно иметь ветроустановку мощностью более 100 киловатт. Проблема в том, что вместе с увеличением мощности ветроагрегата чрезмерно увеличивается диаметр крыльев ветряного двигателя. Причем уже при агрегате, способным выдать мощность на уровне 15-20 кВт, диаметр крыльев может достигать 12 метров.

Отсюда следовал вывод, что в Арктике маловероятно использовать ветряные установки большой мощности, для которых потребуются лопасти громадного размера. В этом случае увеличение мощности ветряной электростанции возможно только путем «кустования», то есть совместной работы сразу нескольких ветряных агрегатов небольшой мощности. Но и таким путем получить большие мощности вряд ли удастся. Как мы понимаем, ветряки невозможно устанавливать вплотную друг к другу. Их необходимо разносить на расстояние, десятикратно превышающее диметр лопастей. Для агрегата мощностью 20 кВт оно составит порядка 120 метров. Поэтому, по мнению ученых тех лет, вряд ли на одной ветряной электростанции можно будет собрать более 7 - 8 таких агрегатов в силу чисто экономических причин. При чрезмерном разрастании такого «куста» произойдет удорожание передачи электроэнергии от отдельных ветряков к месту потребления.

В то время уже рассматривались и другие конструкции ветряных агрегатов – в виде башен, где и генератор, и двигатель находились в закрытом помещении. Однако в условиях Арктики такая установка вряд ли могла найти себе применение хотя бы в силу затратных строительных работ, требующих большого количества материалов.

В общем, за счет ветра можно было покрыть лишь некоторую часть потребностей в электричестве, но этого было явно недостаточно для «полноценного» освоения Арктики. Наши ученые прекрасно давали себе в этом отчет, не зацикливаясь только на возобновляемых источниках энергии. Поэтому следующим этапом решения энергетической проблемы должно было стать строительство тепловых электростанций, работающих на местном топливе. Уже тогда советские геологи доказывали наличие в Арктике месторождений ископаемого топлива (угля и нефти). Разумеется, разрабатывать месторождения исключительно для решения местного энергоснабжения было совсем нерентабельно. Однако при налаженном промышленном освоении арктических недр тепловые электростанции способны покрыть достаточно большие потребности в энергии, чем это можно сделать с помощью ветряков. В любом случае, мощность ТЭС будет превосходить мощность ветряных электростанций (хотя данное обстоятельство нисколько не умоляло значение ветроэнергетики в глазах тогдашних советских ученых). Тепловые электростанции в состоянии обслуживать рудники, которые будут вырастать вблизи опорных баз. Но даже их совместная работа с ветряками не способна покрыть все потребности в энергии в случае реализации планов по масштабному освоению северных территорий (речь уже шла о создании Великого Северного пути).

В чем же выход? В то время было предложено несколько «инновационных» (и во много футуристических) проектов, где предлагалось использовать разность температур между холодным воздухом полярной ночи и сравнительно теплой водой в морских глубинах. Такие проекты тогда обсуждались всерьез в рамках создания гипотетической «энергетики будущего» (о чем мы в свое время также писали).

И все же была надежда на появление новых, куда более серьезных источников энергии. Так вот, уже в те годы предполагалось, что в качестве такого источника может выступить «внутриатомная энергия». Это предположение наши ученые сделали за тридцать лет до появления первых атомных реакторов! То есть научное предвидение было достаточно ясным и базировалось на понимании важности фундаментальных исследований в области физики. И здесь, как видим, наши ученые не ошиблись. Именно по этой причине планы по освоения Арктики не оказались пустым звуком. И только сейчас, оглядываясь назад, мы начинаем понимать, что у любого серьезного начинания есть очень глубокие заделы, которые нередко стираются из памяти наших современников.

Николай Нестеров

Как мы уже сообщали ранее, в начале ноября 2021 года правительство РФ утвердило Стратегию социально-экономического развития с низким уровнем парниковых газов до 2050 года. Цель Стратегии – достижение так называемой «углеродной нейтральности» при устойчивом росте экономики. Иными словами, официально наша страна движется в том же направлении, что и коллективный Запад, реализуя основные положения Парижского соглашения по климату, подписанного и ратифицированного нашей страной.

В данном случае речь идет о федеральной климатической доктрине. Но, учитывая масштабы наших территорий, для конкретной реализации этой стратегической задачи потребуются детализированные региональные программы. В силу ярко выраженных климатических и экономических особенностей каждого региона их невозможно втиснут в одну-единственную формулу. Эти моменты, безусловно, должны учитываться на местах. Соответственно, потребуются десятки региональных программ низкоуглеродного развития, подкрепленных научно. Процесс не может развиваться исключительно по указке из Москвы. Необходима инициатива самих регионов, которая, по идее, будет поддерживаться федеральным руководством. В то же время основные пути реализации данной стратегии должна задать академическая наука, поскольку именно ученые обладают необходимым набором компетенций в таких непростых вопросах. А потому им предстоит сформулировать основные концептуальные положения, исходя из объективного понимания как общих национальных интересов, так и региональной специфики. 

Такая работа уже выполняется для сибирских регионов. В начале марта этого года соответствующее предложение со стороны ученых СО РАН было направлено правительству Новосибирской области. Естественно, детального плана пока еще нет. С точки зрения наших ученых, необходимо с самого начала очень грамотно определиться с концепцией, чтобы не загнать в тупик экономику Сибири скороспелыми климатическими инициативами – как это уже имеет место в европейских странах.

Напомним, что при Сибирском отделении действует Объединенный ученый совет по энергетике, возглавляемый академиком Сергеем Алексеенко, научным руководителем Института теплофизики СО РАН.  Специалисты этого Института уже не первый год рассматривают основные варианты модернизации и параллельного «озеленения» энергетической отрасли в рамках климатической повестки. Почему именно энергетика значится у нас на первом месте, догадаться не сложно. Дело в том, что львиная доля (до 80%) углеродных выбросов в нашем регионе формируется как раз за счет предприятий энергетического сектора. Во многом это связано с тем, что главным топливным ресурсом для НСО остается уголь, объявленный европейскими борцами с глобальным потеплением «грязным топливом».

В Сибирском отделении, и конкретно – в Институте теплофизики СО РАН, таких радикальных подходов в отношении угля не придерживаются. Да и отношение к ископаемому топливу, в целом, здесь весьма сдержанное. Мало того, как подчеркивает в своих научных докладах и публикациях академик Сергей Алексеенко, к модернизации энергетической отрасли Сибири нельзя подходить по европейским лекалам, требуя замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии. ВИЭ связаны с генерацией электроэнергии, а для Сибири крайне актуальна выработка тепла. Поэтому радикальный отказ от ископаемого топлива нам противопоказан. Тем более что показатели по солнцу и ветру у нас также не особо впечатляющи.

Что касается угля, то здесь, утверждает Сергей Алексеенко, есть перспективные технологии, способные «озеленить» угольную генерацию. Одной из таких технологий является «цикл Аллама» - разработка, пока еще недостаточно оцененная на Западе. По словам ученого, эксперты Массачусетского технологического института прогнозируют возобновление спроса на уголь в отдаленной перспективе, что будет прямо связано с развитием «чистых» (читай – «зеленых») технологий сжигания угля. Поэтому в нашем случае списывать уголь со счетов пока что рано. Еще один важный подход к углю – реорганизация энергетических объектов в энерготехнологические комплексы, когда уголь будет использоваться как сырье для производства полукокса или сорбента с параллельным использованием сбросного тепла. Если на такой цикл перевести все небольшие муниципальные котельные, то мы получим на выходе и энергию, и ценный продукт, и снижение (почти до нуля) углеродных выбросов.

В данном случае мы говорим об ориентирах на отдаленную перспективу, где, как видим, не значится радикальный отказ от ископаемого топлива и тотальный переход на ВИЭ. Подходы наших ученых к вопросам низкоуглеродного развития в этом плане вполне прагматичны и лишены фанатизма и климатического алармизма, характерного для европейцев. И это - хороший знак. В то же время мы прекрасно понимаем, что осуществить коренную модернизацию угольной генерации невозможно. Если атомной энергетикой у нас в стране «рулит» государственная компания, то тепловые электростанции, включая Новосибирские угольные ТЭЦ, находятся в руках частного бизнеса. Поэтому неудивительно, что о развитии атомной энергетики у нас заявляют с самых высоких трибун, начиная с Главы государства (о чем мы писали).

А вот что у нас намерены делать с тепловыми электростанциями или угольными котельными, пока не совсем понятно. Создается впечатление, что эту задачу должны решать сами владельцы таких энергетических объектов. Но входит ли коренная модернизация в их задачи и есть ли, вообще, у энергетических компаний стимул и возможности создавать принципиально новые мощности без привлечения государственных финансов? Да и можно ли вообще решать подобные задачи без государственного участия? Как показывает опыт других стран, далеко уже обогнавших нашу страну по этому направлению, без прямого государственного участия (взять хотя бы поддержку НИР и НИОРК) здесь ничего не решается.

Тем не менее, какие-то шаги сделать вполне по силам уже на ближайшую перспективу. Наши ученые выделяют здесь как минимум две задачи: использование зол уноса и использование сбросного тепла от угольных станций СГК.

Про золы уноса у нас говорят уже давно. Традиционно эта тема рассматривалась в контексте мер по улучшению экологической обстановки, когда золы уноса – вместо того, чтобы захламлять полигоны – начинают использоваться в качестве сырья для производства бетонов. По мнению наших ученых, эти меры вполне можно рассматривать и как часть решения климатической проблемы. Дело в том, что, превращая золу в бетон, вы осуществляете своего рода консервацию углерода.

Не менее важным решением является утилизация сбросного тепла. Как объясняют ученые, раньше было в порядке вещей, когда в одном месте тепло производят, а в другом месте его выбрасывают в окружающую среду. Именно так до сих пор происходит на крупных энергетических объектах, где для замыкания термодинамического цикла осуществляют конденсацию водяного пара с помощью теплообменных устройств. В нашу эпоху, когда на первое место выходят вопросы экологии, такой подход выглядит слишком расточительным. По мнению наших ученых, если использовать это тепло для обогрева помещений, мы заметно снизим углеродный след, поскольку нам придется меньше ресурсов тратить на отопление.

Самое интересное, что утилизация сбросного тепла хорошо вписывается в агроклиматические проекты. Как мы понимаем, растения являются лучшими поглотителями углекислого газа. Почему бы, в таком случае, не совместить утилизацию тепла с выращиванием растений, размещая вблизи энергетических объектов тепличные комплексы? Такую идею также высказывают наши ученые, применяя ее к стратегии низкоуглеродного развития. Ведь в настоящее время для обогрева теплиц создаются отдельные котельные, использующие ископаемое топливо. Если же развитие тепличных хозяйств в регионах включить в климатический контекст, то мы получим явную экономическую выгоду. Фактически, отопление теплиц можно осуществлять почти даровым теплом, что даст нам двойную пользу (помимо снижения углеродного следа).

Таким образом, «климатические» предложения наших ученых не зацикливаются на идее борьбы с ископаемым топливом, как это имеет место на Западе. Как мы сказали выше, пока что они не предложили детального плана, поскольку инициатором таких программ должно стать региональное руководство. Ученые, со своей стороны, уверили правительство области в том, что готовы участвовать в научном сопровождении, в разработке и в реализации климатической стратегии. Их подходы к этой проблематике, в чем мы уже убедились, достаточно четко определены. Насколько плодотворным окажется сотрудничество представителей власти и представителей науки, время покажет. Нам же остается надеяться, что климатическая политика в нашем регионе (да и в стране в целом) будет определяться научными компетенциями в вопросах энергетики, а не политическим популизмом и голой идеологией.

Андрей Колосов

Стали известны результаты, полученные открытой системой «Писец» на ежегодной акции «Тотальный диктант», которая состоялась 20 апреля. Напомним, что «Писец» был разработан научным сотрудником Лаборатории прикладных цифровых технологий Международного научно-образовательного математического центра НГУ и сооснователем стартапа «Сибирские нейросети» Иваном Бондаренко. Впервые искусственный интеллект соревновался в грамотности с человеческим в рамках задачи диктанта, и создатель «Писца» предполагал, что положительной оценки тот не получит - скорее всего, система допустит минимум орфографических ошибок, однако с расставлением знаков препинания вряд ли справится. 

Разработчикам «Писца» было важно собрать статистику о разнообразии совершаемых им ошибок и неточностей, чтобы в дальнейшем усовершенствовать систему. Результаты оказались неожиданными, но закономерными – «Писец»  вполне удовлетворительно расставил запятые и разбил текст на абзацы. Для этого его специально научили улавливать в речи «кодовые фразы» вроде «пишем с красной строки» или «переходим на новый абзац». В этих целях использовалась отдельная нейросеть, обученная на базе Longformer выделять такие «внесюжетные» вставки наподобие системы NER (Named Entity Recognition - распознавание именованных сущностей). Для обучения использовался синтетический текстовый корпус. Сам же «Писец» использовал в своей работе связку Wav2Vec2-Large-Ru-Golos + Whisper-Podlodka (о Wav2Vec2-Large-Ru-Golos мы ранее писали https://www.nsu.ru/n/media/news/nauka/razrabotannuyu-professorom-ngu-model-raspoznavaniya-rechi-nauchili-razlichat-emotsii, а Whisper-Podlodka является новой моделью). Однако галлюцинаций избежать не удалось.

Галлюцинация — это ответ авторегрессионной нейросетевой модели языка, который корректен грамматически, но неверен семантически (не соответствует входному запросу по смыслу).

Проверяла диктант, написанный искусственным интеллектом, старший преподаватель кафедры источниковедения литературы и древних языков Гуманитарного Института НГУ Людмила Буднева.

— «Писцу» вполне можно было бы поставить твердую «тройку», если бы не несколько обстоятельств. Из 276 слов диктанта он пропустил 6, пять из которых стояли в конце предложения, причем в этих случаях он не ставил точку, но следующее предложение начинал с заглавной буквы. В одном месте пропустил предлог «в», шедший предпоследним в предложении. Еще 7 слов им было услышано неверно. Например, вместо «наивысшего» искусственный интеллект написал «наявившего». Другой пример словотворчества — «кальиончатых» вместо «клеенчатых». Встретилось и неверно услышанное выражение «Читай — не хочу». Вместо него написано «Считай, не хотите», свидетельствующее и о проблемах с грамматикой. С грамматикой обнаружились еще проблемы в написании окончаний — «синями» (вместо «синими») и «портрет ... гимназисткЕ» (правильно: «портрет … гимназистки»), что уже засчитывается за орфографическую ошибку. Еще одна «ослышка» привела к искажению смысла предложения, но в итоге было все же написано правильно. Это последнее предложение предпоследнего абзаца. «Писец» вместо «так» написал «та». Получилось сложносочиненное предложение, где он поставил запятую, в итоге возникла речевая ошибка. Аналогичная грамматическая ошибка: вместо слова «способны» написано «способный» и вышло «как способный лишь немногие», — разобрала ошибки «Писца» Людмила Буднева.

Был сделал вывод: в тех местах, где «Писец» все слова услышал верно, он написал диктант хорошо — на границе между «тройкой» и «четверкой». Такого результата его разработчики не ожидали.

— Результаты работы «Писца» оказались выше, чем прогнозировалось. Изначально он разрабатывался год назад для автоматического стенографирования звукозаписей интервью или защит диссертаций.  Соответственно, даже 20-30 % ошибок в расшифрованных текстах — это уже тот уровень, который позволяет человеку гораздо быстрее подготовить чистовой текст стенограммы, чем если бы он писал его «с нуля», прослушивая запись полностью самостоятельно. Но для диктанта 20 % ошибок — это неприемлемо, это «двойка». Поэтому в последнюю неделю перед «Тотальным диктантом» мы занимались адаптацией «Писца» к специфике диктанта, а также вносили в него принципиальные улучшения, основанные на результатах наших исследований за последний год. Одно из таких улучшений — применение метода минимизации байесовского инвариантного риска вместо обычного в таких случаях метода минимизации эмпирического риска. Минимизация байесовского инвариантного риска позволяет повысить устойчивость обучаемой нейросети к т.н. «сдвигу распределений», когда распределения признаков речи в ходе эксплуатации начинают отличаться от тех распределений, которые имели место в обучающем речевом корпусе. Предполагается, что признаковое описание распознаваемого объекта содержит в себе как сущностные характеристики этого объекта, так и характеристики акустического и языкового «фона», среды. Благодаря минимизации байесовского инвариантного риска появляется возможность выделить инвариантные корреляции между целевой переменной и сущностными характеристиками объекта, абстрагируясь от среды. Но для этого необходимо сформулировать, что такое среда в задаче распознавания речи, и определить некоторую модель этой среды. Именно это и было главной исследовательской проблемой, которую мы решили при создании новой версии «Писца». Результаты новой версии на «Тотальном диктанте» подтверждают, что «Писец» стал инвариантнее и умнее, — объяснил Иван Бондаренко.

Опираясь на результаты «Писца», полученные на «Тотальном диктанте», разработчики уже наметили ближайшие направления исследований. В их числе повышение устойчивости Whisper-Podlodka к шумам различного рода, которые искусственно добавляются в сигнал с помощью системы аугментатора аудиофайлов (https://github.com/dangrebenkin/audio_augmentator), а также дальнейшее погружение в исследование метода минимизации байесовского инвариантного риска, исследование ограничений и слабых мест этого подхода, создание более эффективной модели среды с точки зрения акустики и лингвистики.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Оборудование и метод естественного импульсного электромагнитного поля Земли, разработанные в Институте мониторинга климатических и экологических СО РАН (Томск), будут внедрены при создании комплексной системы безопасности на ООО «Разрез Тайлепский» в Кузбассе. Разработки позволят прогнозировать оползни и другие опасные геологические процессы на горных выработках, способные привести к человеческим жертвам и экономическому ущербу.

«Предложенный нами метод базируется на использовании физического явления — электромагнитной эмиссии, а именно способности диэлектрических материалов излучать электромагнитные сигналы при механическом воздействии на них. Так как наша планета вращается вокруг своей оси, а земная кора находится в постоянном движении, то нет необходимости оказывать какое-то специальное воздействие на горные породы», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории геоинформационных технологий ИМКЭС СО РАН Сергей Юрьевич Малышков.

Как поясняет ученый, высокоточная геодезическая съемка и более современные методы интерферометрии, используемые в горной промышленности, могут обеспечить лишь мониторинг оползней и других опасных процессов, но не их прогноз. К тому же специализированные интерферометры после введения санкций в Россию больше не поставляются. Заменить это оборудование могут разработанные в Томске регистраторы электромагнитного поля, отслеживающие изменения напряжений в горных породах.

Такие регистраторы, снабженные модемами, станут одним из компонентов многофункциональной системы безопасности на разрезе «Тайлепский» в Кемеровской области. Данные с регистраторов будут передаваться на сервер, и в случае тревожного сигнала можно будет своевременно принять верное решение для обеспечения безопасности промышленного объекта. Индустриальными партнерами проекта являются ООО «Ди Эй Груп» и ООО «Эмишэн».

Разработанные в ИМКЭС СО РАН метод и оборудование можно будет применять и на других горных предприятиях Кузбасса, Дальнего Востока, Урала и Донбасса, адаптировав их под нужды конкретного горнодобывающего предприятия. Ранее томские приборы подобного типа уже зарекомендовали себя при обеспечении безопасности газопроводов в труднодоступных сейсмоопасных районах, а также при выборе безопасного места для строительства объектов атомной энергетики в России и во Вьетнаме.

Ольга Булгакова, ТНЦ СО РАН