Время прорывных технологий: от гена до беспилотника

АЙ ДА САНИ – ЕДУТ САМИ…

К 2035 году Татарстан может полностью перейти на беспилотный транспорт – такое заявление сделал президент республиканской Академии наук Рифкат Минниханов, выступая на прошедшем в преддверии форума Kazan Digital Week вебинаре «Интеллектуальные транспортные системы».

Слишком смелое предсказание, скажете? Но давайте вспомним, что ещё в 2018 году в Иннополисе начали тестировать первое беспилотное такси, и эксперименты с таким автономным «извозом» в городе продолжаются. Например, в мае этого года там начали тестировать беспилотный электробус, способный перевозить до 10 человек. Сейчас он курсирует между местными университетом и Иннопарком со скоростью (пока что) 10 км/ч.

По словам Рифката Минниханова, над проектами в области беспилотных технологий работают и в Казанском федеральном университете. Одновременно КАМАЗ занимается выпуском беспилотных грузовиков: в рамках прошлогоднего Петербургского международного экономического форума на трассу М‐11 «Нева» торжественно были выпущены первые три таких тягача с коммерческими грузами. В этом году число беспилотных грузовиков на этой трассе может вырасти до 18.

ИИ НА СЛУЖБЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Искусственный интеллект способен не только управлять техникой, но и контролировать безопасность людей. В рамках недавнего заседания Ассоциации содействия цифровому развитию Раису Татарстана Рустаму Минниханову продемонстрировали проект «Безопасная школа». Он предполагает применение систем видеоаналитики и возможностей искусственного интеллекта для контроля безопасности учебных заведений. Видеосистема реагирует на любые действия, которые кажутся ей подозрительными, и передаёт данные на пульт охраны.

Продемонстрировали Раису и проект автоматизированной системы скорой медицинской помощи и медицины катастроф. В систему уже вошли все учреждения скорой помощи республики. Автоматически обрабатывается от трёх до пяти тысяч вызовов в сутки, в результате сокращается время ожидания врачей.

ОРГАНИКА ПРОТИВ ОРГАНИКИ

С каждым днём человечество производит всё больше мусора, для утилизации которого требуются время, деньги, огромные площади, отданные под мусорные полигоны... Сами по себе эти полигоны – тоже большая головная боль и для людей, и для окружающей среды.

При этом значительная часть твёрдых бытовых отходов и осадков сточных вод – это разлагаемая органика. Казанские учёные разработали штаммы для биопрепаратов, ускоряющих разложение органического мусора, на основе микроорганизмов, выделяемых из растений.

За основу взяли ризосферу пшеницы. Ризосфера, поясняет заведующий лабораторией молекулярно-генетических и микробиологических методов Казанского научного центра РАН Шамиль Валидов, – это корни растения и прилегающая к ним почва. Именно там содержится огромное количество микробов. Среди них есть такие, что могут служить для защиты растения, стимуляции его роста. Учёные выделяли штаммы таких бактерий и создали на их основе несколько биопрепаратов, которые уже используются в сельском хозяйстве.

– Но работая с этими микроорганизмами, – рассказывает Шамиль Валидов, – мы обнаружили, что они не только могут служить для защиты растений, но и эффективно разрушать, как бы «выедать» органический мусор, приближая его по свойствам к обычной почве. Как следствие – резко уменьшается объём отходов. При этом био- препараты, которые мы предлагаем для обработки мусорных полигонов, безвредны для живых существ, в том числе для человека.

Проведённые испытания доказали, что технология, разработанная микробиологами, успешно работает при утилизации твёрдых бытовых отходов и осадков сточных вод. Теперь задача производственников – наладить на основе этой технологии массовый выпуск биопрепаратов. В частности, учёные из КазНЦ РАН плотно сотрудничают с татарстанским НПИ «Биопрепараты».

АККУМУЛЯТОРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ. ПОКА В КОМПЬЮТЕРЕ

У татарстанских учёных в работе есть проекты, которые, может, пока не дошли до практики, но видятся весьма перспективными. Скажем, в лаборатории «Компьютерный дизайн новых материалов и машинное обучение» Института физики КФУ были смоделированы перспективные материалы для металл-ионных аккумуляторов, которые могут стать более энергоэффективной и безвредной для окружающей среды альтернативой тем материалам, что сегодня используются в электронике.

В качестве жизнеспособного анодного материала для металл-ионных батарей физики КФУ предложили допированный оксотриарилметил.

– Поиск нового материала шёл с помощью компьютерного моделирования, – говорит ведущий научный сотрудник лаборатории Ирина Гумарова. – Нужно было найти такие материалы, которые могли бы адсорбировать большое количество ионов лития, чтобы использовать их в качестве анодов в аккумуляторах. Мы думали над тем, какой примерно должна быть их структура, перебирали варианты замены одних ионов другими. В процессе виртуальной сборки получилось вещество, имеющее хорошие адсорбционные характеристики, и следующая задача – его синтез в соответствующих лабораториях и подтверждение наших теоретических предсказаний на практике.

– Поиск нового материала шёл с помощью компьютерного моделирования, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории Ирина Гумарова.

МЕДИЦИНА ЗАВТРАШНЕГО ДНЯ

В мире известно более семи тысяч редких, или, как их ещё называют, орфанных болезней, 80 процентов из которых обусловлены наследственностью. Помочь в лечении может генная терапия – она устраняет первопричину на изначальном, генетическом уровне. Только для единичных болезней есть импортные препараты, но, например, один укол лекарства, помогающего при спинальной мышечной атрофии, стоит около двух миллионов долларов.

– Стоимость разработки и скорость внедрения новых генетических технологий можно значительно снизить за счёт платформенных решений, когда, меняя в препарате один ген, отвечающий за развитие заболевания, можно серийно разрабатывать препараты от множества заболеваний, – рассказывает руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» КФУ, академик-секретарь отделения медицинских и биологических наук Академии наук РТ Альберт Ризванов. – Мы работаем над генопрепаратами, которые будут бороться с такими болезнями, как спинально-мышечная атрофия, метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Тея – Сакса, гемофилия, мукополисахаридоз... Против некоторых из них пока вообще нет эффективных методов лечения.

В лаборатории Института фундаментальной медицины и биологии КФУ уже получили прототипы новых лекарств, показали, что они работают на культуре клеток. Следующая задача – получить пилотные партии препаратов для масштабных доклинических испытаний.

У проекта есть индустриальные партнёры. Один из них – российская компания «Изварино Фарма», поддерживающая разработку и производство генных и клеточных препаратов.

– Мы надеемся, что наши наработки позволят России стать одним из мировых центров, способных предложить пациентам уникальную высокотехнологичную помощь, – говорит Альберт Ризванов.

Елена Добровольская 
Фото: Инна Барысова, Алиса Черкасова, пресс-служба Университета Иннополис, knc.ru