За последние пять лет Россия удвоила свою долю в общемировом экспорте высокотехнологичных товаров. Звучит неплохо? Конечно, если не брать в расчет, что показатель вырос до 0,4%. Да и в целом доля инновационной продукции в общем выпуске в стране составляет 8–9%, а в Великобритании, например, 14%. Эти цифры содержит Национальный доклад об инновациях, презентованный осенью 2015-го на московском форуме «Открытые инновации». Он, кстати, мигрировал из технопарка, расположенного на территории бывшего автозавода «Москвич», в 75-й павильон ВДНХ и открыл двери всем желающим. Задача – продемонстрировать, что России есть куда расти, поскольку инновационные разработки в стране все же появляются. По мнению авторов доклада, ключевым фактором для формирования благоприятного инновационного климата может стать повышение престижа научных профессий. Открытый формат «Открытых инноваций» этому должен помочь. «Нефтехимия РФ» представляет обзор пяти интересных решений, показанных на состоявшемся в рамках форума Шоу технологий.
1 Маленький революционер
Московский физико-технический институт (МФТИ) представил разработки в разных областях – от беспроводного сейсмического датчика для поиска нефтегазовых месторождений до выполненной в виде браслета системы управления бионическим протезом кисти. Но самая удивительная из его новинок – сверхчувствительный биосенсор на основе оксида графена, который ускорит поиски лекарств от таких тяжелых заболеваний, как ВИЧ и рак.
Эта технология может произвести революцию в фармакологии,
Биосенсор на основе оксида
графена ускорит поиск лекарств
поскольку она позволяет эффективно тестировать новые препараты вне живого организма. Результаты исследования уже публиковались в журнале Американского химического общества Applied Materials & Interfaces, что является шагом к их международному признанию. Юрий Стебунов, один из авторов работы, говорит, что с помощью представленных сенсоров можно точно проследить за химической реакцией и определить, как действует то или иное вещество на клетку или болезнетворную бактерию. От уже существующих аналогов новый чип отличает использованный в нем материал – ученые МФТИ выяснили, что применение оксида графена позволяет кратно повысить чувствительность сенсора. Кроме того, его можно повторно применять после простой процедуры очистки и регенерации.
«Этот сенсор можно использовать и для контроля качества продуктов, в поиске токсинов и аллергенов, в медицинской диагностике, что поможет уменьшить время на выполнение анализов с суток до минут», – говорит Юрий Стебунов. При этом в массовом производстве биочип на оксиде графена может стоить менее 10 долл., тогда как цена на аналоги из других материалов доходит до 200 долл.
2 Лекарство с панцирем
Пластырь, который заживляет рану и потом сам собой растворяется, представила компания «Наполи». «Повязка состоит из нановолокон хитозана – это биологический полимер, который получается из панциря ракообразных», – рассказал ее глава Сергей Брусов. Структура нановолокон выступает в роли каркаса для клеток по аналогии со строительной арматурой, куда заливается бетон. В дальнейшем, когда для процесса заживления такой остов больше не нужен, организм сам его расщепляет. Более того, для новых клеток он является питательным материалом.
Хитозан был открыт еще в XIX веке.
менее 9%
составляет пока в России доля инновационной
продукции в общем
выпуске
Сегодня он имеет много вариантов применения, например в Японии используется для очистки сточных вод благодаря хорошим металлосвязующим свойствам. По словам Сергея Брусова, из хитозана делают кровоостанавливающие средства, но прямых аналогов представленной его компанией разработки пока на рынке нет. Основная сложность связана с получением нановолокон, которые вначале обладают стабильной структурой, а спустя положенное время растворяются в ране. В основе продукта запатентованная разработка нынешнего директора по науке компании, недавнего выпускника МГУ Ивана Афанасова. Ключевой стадией является процесс получения нановолокон методом формования в электрическом поле высокой напряженности. В идею молодого ученого поверили РВК и компания «Биотекфарма», которые профинансировали старт проекта.
«Наполи» работает с государственными медицинскими учреждениями России, ее товары через интернет-магазин может купить любой желающий. Кроме того, компания пытается получить сертификаты для выхода на рынок Евросоюза. В следующем году планируется выпустить новые продукты – заживляющие повязки с антибиотиком, коллагеном, ферментами.
3 Эмоциональный робот
«Следующая технологическая революция будет связана с нейротехнологиями», – считает Владимир Конышев, глава зеленоградской компании «Нейроботикс». Люди смогут управлять механизмами с помощью своей психики, что позволит качественно улучшить жизнь. «Нейроботикс» занимается созданием антропоморфных роботов – компаньонов и помощников человека.
На Шоу технологий компания привезла главный результат своих трудов – космического робота, получившего имя Андронавт. На МКС уже побывали два антропоморфных аппарата: американец Робонавт и японец Киборо. Российский коллега, говорят его создатели, составит им серьезную конкуренцию, поскольку будет действовать в нескольких режимах. В случае аварии и утечки кислорода он сможет выполнить ремонт, повторяя движения управляющего им дистанционно оператора. В автономном режиме робот будет проверять системы космической станции. Но то, что действительно отличает Андронавта от аналогов, – режимы информационной и психологической поддержки. Предполагается, что он сможет беседовать с космонавтом, распознавая эмоции человека и адекватно реагируя.
Впрочем, продукция «Нейроботикса» предназначена не только для космоса. Один из продуктов компании – робот с внешностью поэта Александра Пушкина. Он используется как для развлечения (читает стихи, отвечает на простые вопросы), так и для обучения робототехнике. Ведь конструкция техно-Пушкина упрощена настолько, что собрать его по схеме может даже школьник. В голове робота смонтировано 13 двигателей, позволяющих ему передавать эмоции и говорить. Для производства пластиковых элементов черепа используются технологии 3D-печати. Кожа изготовлена из двухкомпонентного силикона, что позволяет ей на ощупь быть похожей на человеческую. Полуторсовую модель робота можно купить за 150 тыс. руб., а Пушкин «в натуральный рост» обойдется в 200–250 тыс. руб. (его цена зависит еще и от костюма).
4 На стыке робототехники и медицины
Это устройство похоже на тренажер для космонавта – роботизированный комплекс, где человек, закрепленный специальными лентами, парит над землей, действуя в виртуальном мире, созданном для него компьютером. Но на самом деле это творение более земное и, наверное, даже более важное – представленное компанией «Крисаф» изобретение помогает тяжелобольным детям научиться ходить. Речь о восстановлении пациентов с нарушениями двигательной функции, полученными вследствие инсульта, спинальных травм, из-за детского церебрального паралича.
Специальная пневматическая система уравновешивается десятью независимыми подвесами.
Система «Крисаф» состоит из пневмоцилиндров, оснащенных электроприводами и манжетами для поддержки каждого отдела тела. Пациент на ложементе фактически плывет.
Тренажер имитирует состояние человека в воде и позволяет проводить сеансы лечебной физкультуры. При этом маленькому пациенту занятия интересны – он находится в созданном компьютером подводном мире, где выполняет специальные задания, например ищет и собирает сокровища.
Работа над проектом ведется больше пяти лет. Сначала его автор, врач Ильдар Рахматуллин, воплощал идею самостоятельно, но потом у него появились единомышленники – инженер Сергей Кузеванов и программист Денис Сироткин. Компьютерная часть важна. Ведь мотивировать ребенка активно участвовать в реабилитационном процессе бывает сложно, а игровой подход позволяет повысить эффективность занятий.
5 Не только игрушка
Но все ученые с чего-то начинали, и нынешние революционеры из МФТИ когда-то были детьми. Развить интерес ребенка к науке может продукция, представленная компанией «Научная игрушка». Она создана несколько лет назад бывшими сотрудниками журнала «Наука и жизнь» и занимается поставкой конструкторов, сувениров и головоломок.
Каково это, например, собрать кубик Рубика гранью в 10 клеток?
Крупнейшими торговцами знаниями являются Сингапур, Мальта, Люксембург, Швейцария и Ирландия. Речь о доле оборота торговли интеллектуальной собственностью в ВВП. Россия в этом списке пока на 43-м месте (0,4% от ВВП).
На деле убедиться, что вечный двигатель – иллюзия. Или разгадать загадку цепи Герона, в которой есть «соскальзывающее» звено, демонстрирующее простейшие законы физики. «Когда разберешься, все кажется простым, но почти всегда первая реакция – изумление, – говорит директор по ассортименту Владимир Хорт. – Хотя мы популяризуем свою продукцию в основном через выезды в школы, выставки, кружки для детей, в некотором смысле наши игрушки рассчитаны на взрослых, которые твердо знают, что в теории такого просто не может быть».
Соединить теорию и практику может еще одна инновационная игрушка – автономная физическая лаборатория Science-In-Box, представленная Школьной лигой «Роснано». Этот небольшой чемоданчик предлагает новые подходы для объяснения обычных, но сложных для понимания вещей, таких как поверхностно-активное натяжение, углы смачивания, магнетизм. Или вот, например, опыт «Горячий лед». Исследователь растворяет ацетат натрия в почти кипящей воде, а после того как остынет до комнатной температуры, выливает его из сосуда на твердую поверхность. Получатся холмы и горы из моментально застывшего ацетата. Опыт настолько зрелищный, что сам по себе привлекает внимание детей.
Science-In-Box уже используется учителями более чем в 60 школах в качестве вспомогательного инструмента при проведении уроков. Недавно, например, 10 тобольских школ получили кейс-лабораторию в подарок от СИБУРа. В каждый научный чемоданчик входит подробная инструкция, методическое пособие и компоненты, необходимые для соблюдения техники безопасности. Причем интересно, что непосредственными участниками предложенных опытов могут быть как преподаватели, так и ученики.
От робота до аквариума
Неподалеку от стенда, где компания «Нейроботикс» представила своего компаньона для космонавтов, «Хайборг» показала помощника для обычного человека – робота-окномойщика. Эмоций он не распознает, зато может помочь в быту. Квадратная пластиковая коробочка крепится снаружи на окно и двигается с помощью устройства наподобие резиновых гусениц. Управлять мойщиком разработчики предлагают со смартфона. Полулитрового бака робота должно хватить на очистку 15 кв. м стекла, но стоит он дороговато – около 15 тыс. руб. Вероятно, поэтому новинка пока не нашла покупателя, а ее создатели в параллельном режиме занялись проработкой нового продукта – серии настольных аквариумов JetDesk.
Даниил Сайкин, один из авторов проекта, рассказывает, что его главное преимущество – автономность конструкции. Все необходимые для жизнеобеспечения обитателей аквариума системы – освещение, аэрация, фильтрация, терморегуляция – встроены в корпус, но так, что оборудование находится вне зоны видимости. Инновационный аквариум можно обслуживать всего два раза в год, тогда как его обычный аналог – минимум в 10 раз чаще. Стенки аквариума сделаны из прочного акрилового стекла, а для очистки используется физико-биологический фильтр – цеолит с ионообменной смолой. В нем живут бактерии-нитрификаторы, которые поддерживают правильный водный баланс.
Валентина Петрова
