Ученые установили, что у человека есть не только «ведущая» рука, но и нога, ухо и глаз. Это говорит о сложности и уникальности человеческой анатомии.
В контексте развития науки в России следует отметить, что страна занимает 9-е место в мире по уровню научного развития, учитывая такие факторы, как объем вложений, количество ученых и доля исследований в ВВП. Прогнозируется, что к 2030 году Россия поднимется на 7-е место в этом рейтинге.
Темпы развития науки в стране растут, однако достичь значительных результатов в кратчайшие сроки невозможно без системного подхода. В ответ на это Министерство науки и высшего образования России разработало национальный проект «Наука и университеты».
В 2022 году президент Владимир Путин объявил «Десятилетие науки и технологий», которое продлится до 2031 года, с выделением 2 трлн 150 млн рублей на реализацию программы. Основные цели нацпроекта включают повышение присутствия России среди пяти ведущих стран в области научных исследований, увеличение инвестиций в науку и повышение ее привлекательности.
Президент также отметил мощные основы российского образования и науки, что создает возможности для перехода к новому технологическому укладу.
Согласно актуальным опросам, более 80% россиян положительно воспринимают мнение отечественных ученых и испытывают гордость за достижения российской науки. Интересно, что 83% студентов планируют свою карьеру в данной области.
Важной задачей нацпроекта «Наука и университеты» является обеспечение технологической независимости, что подчеркивается на высоком уровне. Как отметил Путин на Петербургском международном экономическом форуме в 2022 году, необходимо опережать время и разрабатывать конкурентоспособные технологии и продукты, которые могут стать новыми мировыми стандартами.
Для достижения этих целей с 2019 года в различных регионах России действуют научно-образовательные центры (НОЦ) мирового уровня, созданные в рамках того же проекта. Эти центры занимаются исследованиями и разработками в сферах рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды и создания новых материалов и технологий, в том числе для экстремальных условий Крайнего Севера.
Первые пять НОЦ появились благодаря инициативам Тюменской, Кемеровской, Белгородской, Нижегородской областей, а также Пермского края и автономных округов ХМАО и ЯНАО. На данный момент функционирует 15 таких центров в 36 российских регионах.
В глобальной перспективе активно развивается создание автономных транспортных систем, особенно в горнодобывающей отрасли. Крупные компании начали внедрять беспилотную технику, что значительно повышает эффективность, безопасность и качество обслуживания в процессе выполнения горных работ.
В России разрабатывается опытный образец беспилотного грузового самосвала, что стало результатом сотрудничества Кузбасского государственного технического университета им. Т. Ф. Горбачева и компании «Камаз». Испытания этого транспорта намечены на 2022 год, и, согласно планам, такие машины могут стать частью угольной промышленности региона.
В частности, исследователи планируют протестировать беспилотные карьерные самосвалы с грузоподъемностью 125 и 90 тонн, а также модели для перевозки 50 тонн, образец которой близок к завершению сборки.
Технология беспилотных самосвалов включает использование базовых станций и телематического оборудования, что позволяет автомобилям самостоятельно выбирать безопасную скорость и маневрировать по промышленным маршрутам. Одна из модификаций будет использовать газомоторное топливо, что существенно снизит негативное воздействие на экологию в процессе горных работ.
Помимо опытных ученых, к разработке автопилота привлекаются молодые специалисты, что создает благоприятные условия для развития науки и образования в Кемеровской области. С 2021 года в регионе открыто 120 молодежных лабораторий, что способствует привлечению талантливой молодежи и повышению качества высшего образования и научных исследований.
В Кузбассе было создано шесть новых лабораторий, где руководитель и значительная часть сотрудников младше 39 лет. Это привлечение молодых и амбициозных специалистов из других регионов способствовало реализации новых проектов. В 2021 году примерно 80 исследователей прибыли из различных уголков страны для работы в этих лабораториях.
Одним из значимых достижений стал беспилотный карьерный самосвал «Юпитер-30», представленный летом 2022 года. Этот автомобиль разработан при участии специалистов МГТУ им. Н. Э. Баумана и компании «Камаз». В отличие от традиционных машин, он не имеет кабины, но оснащён специальными видеокамерами и датчиками, что позволяет ему функционировать в сложных условиях.
Самосвал способен перевозить до 30 тонн груза с максимальной скоростью 56 км/ч в полностью автоматическом или дистанционном режиме. Эта технология является прорывной для российского рынка и направлена на импортозамещение в области беспилотной техники. Для бесперебойной работы данной техники жизненно важно качественное оборудование и доступ к сетям связи, таким как 5G.
Разработки в этой области осуществляются на базе центра компетенций Национальной технологической инициативы «Технологии беспроводной связи и интернета вещей», созданного в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
Ключевым достижением в области связи стало создание ядра сети для частных LTE/5G сетей, что открывает возможности развертывания локальных мобильных сетей четвертого и пятого поколения. Это особенно актуально для крупных российских предприятий, поскольку такая инфраструктура может быть установлена в самых различных условиях: на производственных площадках, в шахтах, поездах или даже в удалённых районах во время чрезвычайных ситуаций. Данная инициатива позволит значительно улучшить связь и взаимодействие в сложных условиях.
Еще одной важной разработкой стала информационная инфраструктура для городской аэромобильности, основанная на LTE и 5G сетях. В условиях активного развития проектов в этой области, возникает необходимость интеграции беспилотных воздушных средств в существующую инфраструктуру операторов с целью создания эффективного цифрового воздушного пространства. Это направление обещает значительные улучшения в области транспортировки и логистики.
Кроме того, российские учёные успешно работают над разработкой новых материалов, что также играет ключевую роль в модернизации промышленности и других секторов экономики. Стремление к созданию инновационных продуктов и использование современных технологий может гарантировать развитие и укрепление национальной безопасности, а также технического суверенитета страны. Научно-технический прогресс, подкреплённый новыми знаниями, является залогом конкурентоспособности на международной арене.
Н. Э. Бауманом была разработана самовосстанавливающаяся защитная пленка, созданная из термопластичного полимера. Это покрытие имеет уникальную способность «заживлять» царапины и трещины при нагревании и уже применяется в разных сферах, включая защиту корпусов космических спутников, автомобильных бамперов и экранов смартфонов.
По словам директора центра НТИ Владимира Нелюба, для ремонта царапин на экране смартфона достаточно несколько минут прогреть его с помощью обычного фена, а бампер автомобиля можно нагреть, чтобы скрыть царапины или выровнять вмятины. Испытания показали, что пленка восстанавливается на 95%.
Еще одним перспективным материалом является композитный сорбент на основе оксида графена, предназначенный для очистки воды и воздуха от органических загрязнений, таких как красители и растворители. Для его работы нужно разместить гели на загрязненной поверхности, и они самостоятельно впитают вредные вещества, оставляя очищенную воду.
Такие технологии могут быть особенно полезны для спасателей и компаний, работающих в нефтяной промышленности или области водоочистки.
Молодые ученые, привлеченные к таким разработкам, могут легко перейти из научных лабораторий в сферу инновационного бизнеса. Для поддержки стартапов существуют программы, предоставляющие гранты на открытие новых предприятий и развитие новых технологий в отрасли, как отметил директор центра компетенций НТИ «Цифровое материаловедение».
Учёные в России имеют возможность заниматься инновационными разработками даже в самых удалённых и холодных регионах страны. Одним из таких примеров является внедрение 3D-печати конструктивно сложных деталей, которая активно используется в автомобилестроении, авиации и космической отрасли. Однако в судостроении массовое применение данной технологии пока остаётся под вопросом из-за особенностей сертификации, морского регистра и требований военной приемки.
Несмотря на это, в Северодвинском центре судоремонта несколько лет назад было организовано аддитивное производство. Вместе с партнёрами НОЦ мирового уровня «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования» на протяжении последних двух лет отрабатываются как технологии, так и вопросы сертификации произведённых изделий. Данный НОЦ создан в рамках нацпроекта «Наука и университеты» и уже помог расширить ассортимент материалов для судостроения, что позволяет «выращивать» детали и производить опытные партии сложных изделий, отметил научный руководитель центра, проректор по инновационному развитию Северного (Арктического) федерального университета Марат Есеев.
Он акцентировал внимание на полном импортозамещении, необходимом для разработки современного ледокольного, торгового и пассажирского флота, который сможет работать в арктических морях. Особенно примечателен проект, связанный с созданием монокристаллических алмазных пластин, который разрабатывался с нуля и демонстрирует потенциал российских научных инициатив.
Научный руководитель НОЦ «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования» сообщил о разработке технологии, позволяющей создавать сенсоры для измерения магнитного поля из искусственно выращенных монокристаллов.
Запрос на эту разработку поступил от крупной алмазодобывающей компании. В 2023 году планируется создание компактного устройства на основе монокристаллических пластин для сверхточного измерения магнитного поля.
Такой квантовый датчик может найти применение в навигационных системах и магнитно-резонансной томографии, что становится особенно актуальным в условиях западных санкций.
Импортозамещение и достижение технологической независимости, в том числе в области научного оборудования, становятся важными задачами для России.
В этой связи в июле 2022 года был инициирован проект, целью которого является создание каталога современного научного оборудования «Наша Лаба». Этот народный каталог включает в себя российские и белорусские разработки и доступен всем желающим.
Он формируется на базе предложений производителей оборудования и отзывов пользователей, что позволяет ученым находить необходимые приборы и материалы для своих исследований. Это важный шаг к поддержанию научного потенциала страны в условиях современных вызовов.
По словам Сергея Адонина, инициатора проекта «Наша Лаба», оборудование может быть добавлено в каталог двумя путями.
Первый – это работа волонтеров, которые занимаются оцифровкой каталогов российских и белорусских компаний. Они исследуют сайты компаний и переносят информацию, ссылаясь на источники, что позволяет пользователям переходить на сайты производителей для получения полноценной информации о товарах. Обновления каталога на данный момент осуществляются вручную.
Второй способ состоит в том, что российские и белорусские компании могут самостоятельно зарегистрироваться на платформе, создать личный кабинет и добавлять свои поступления. Кроме того, пользователи могут оставлять отзывы о качестве товаров, аналогично маркетплейсам. Главное требование для включения в каталог – наличие производства в России или Беларуси. Адонин подчеркивает, что не бывает простого переклеивания этикеток, даже если в продуктах есть импортные комплектующие.
На сегодняшний день в каталоге уже представлено более 8000 наименований от более чем 150 производителей. Оборудование охватывает разнообразные сферы: химию, биологию, физику, геологию и инженерные приложения. По словам Адонина, проект нацелен на создание универсального каталога для исследований и инжиниринга. Продукция, произведенная в этих странах, защищена от внешних влияний, что является важным аспектом для заказчиков.
