назад

«Наука и университеты»: главные достижения 2022 года

Национальный проект «Наука и университеты» направлен на повышение привлекательности российской науки и высшего образования. Благодаря нацпроекту создаются научные и научно-образовательные центры мирового уровня, передовая инфраструктура для научных исследований и обучения, развивается сеть современных вузов. Россия должна войти в десятку ведущих стран мира, ведущих разработки в приоритетных областях научно-технологического развития.

«Достичь технологического суверенитета, о котором неоднократно говорил Президент Владимир Путин, невозможно без поддержки ученых и развития исследовательской инфраструктуры. В рамках Десятилетия науки и технологий и нацпроекта «Наука и университеты» в этом году по всей стране было создано более 200 молодежных лабораторий, обновлена приборная база 204 научных организаций в 36 регионах страны. Кроме того, запущен дальневосточный трек программы развития вузов «Приоритет 2030». Гранты получили восемь университетов. Продолжаем выполнять поручение Президента и по строительству кампусов мирового уровня. Проекты в восьми регионах уже реализуются, в этом году Правительство выбрало еще девять заявок от субъектов на создание студенческих городков», – сказал заместитель Председателя Правительства России Дмитрий Чернышенко.

Научные центры мирового уровня

Для достижения значимых результатов по приоритетам стратегии научно-технологического развития России созданы 17 научных центров мирового уровня (НЦМУ), где проводятся прорывные исследования и разрабатываются генетические технологии для медицины, сельского хозяйства и промышленной микробиологии. Сейчас работают три центра геномных исследований, четыре международных математических центра мирового уровня и десять научных центров мирового уровня, выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития (НТР). Помимо этого, оказывается поддержка 11 региональных научно-образовательных математических центров.

Ученые НЦМУ «Центр персонализированной медицины» получили пептидные соединения, препятствующие формированию биопленок антибиотикоустойчивыми бактериями. Биопленки — сообщества микроорганизмов, расположенные на различных поверхностях и приобретающие повышенную устойчивость к антимикробным препаратам. Считается, что около 70% инфекционных заболеваний человека обусловлены или сопровождаются образованием биопленок.

Специалисты центра разработали синтез новых пептидных соединений, проявляющих активность в отношении биопленок. Данные соединения созданы на основе природных антимикробных пептидов, которые содержатся в клетках системы врожденного иммунитета человека и животных, в частности, нейтрофилах, и обеспечивают противоинфекционную защиту. Проведенные исследования показали, что созданные пептиды препятствуют формированию биопленок антибиотикорезистентными бактериями, полученными от пациентов с тяжелыми внутрибольничными инфекциями. Кроме того, ученые установили, что антибиопленочная активность пептидов может быть многократно повышена при их совместном применении с наночастицами серебра, а также некоторыми антибиотиками или антисептиками.

Научная разработка сотрудников НЦМУ и дальнейшая деятельность в этом направлении позволят найти наиболее эффективные способы борьбы с антибиотикоустойчивыми бактериями, предотвратив формирование биопленок.

В лаборатории геномного анализа Российского научного центра «Курчатовский институт»
В лаборатории геномного анализа Российского научного центра «Курчатовский институт»

Центры компетенций Национальной технологической инициативы

Создан 21 Центр компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ), задача которых – преодоление технологических барьеров рынков НТИ, трансляция фундаментальных научных результатов и идей через реализацию прикладных исследований в конкретные технологии и продукты в интересах российских технологический компаний, обеспечение устойчивой связи между академической средой и индустриальными партнерами с помощью совместной деятельности внутри консорциума. Всего в период 2017–2022 годов было отобрано 23 центра.

Центры компетенций НТИ вносят неоценимый вклад в развитие технологического суверенитета страны. Например, в 2022 году разработана децентрализованная система обмена межбанковскими финансовыми сообщениями – альтернатива SWIFT, основанная на блокчейн-технологии, запущен пилотный проект по созданию университетской квантовой сети, созданы технологии защиты систем искусственного интеллекта от злонамеренных или случайных воздействий, влияющих на достоверность результатов работ.

В июле «Центр технологий распределенных реестров СПбГУ» начал тестировать разработанный аналог системы SWIFT. Ключевая особенность DCMS (DeCentral Message System, или ДСМС — Децентрализованная система межбанковских сообщений) заключается в том, что каждый ее участник хранит транзакционные сведения и владеет системой в целом наравне с другими участниками — будь то банк из России или зарубежный банк. Такой подход полностью исключает возможность неправомерного отключения, потому что нет единого владельца, способного ограничить доступ другим. Технологии распределенных реестров позволяют гарантировать сохранность всех транзакций и открытость информационной системы. Каждый участник получает полноценный финансовый инструмент, который может использовать в собственных целях без опасения, что решение может быть кем-то отобрано или тебя могут от него отключить. При этом каждый банк — участник системы оставляет за собой право не принимать адресованные ему платежи, например, если это нарушает его законодательство или корпоративные правила.

Несмотря на отсутствие единоличного владельца, использование DCMS никак не ущемляет права регуляторов стран-участниц, но повышает доверие к системе в целом и нивелирует риск непроизвольного отключения от нее.

Технологии распределенных реестров позволяют гарантировать сохранность всех транзакций и открытость информационной системы
Технологии распределенных реестров позволяют гарантировать сохранность всех транзакций и открытость информационной системы

Чтобы аналог SWIFT успешно работал, к новой системе не обязательно должны быть подключены все страны. Она позволяет выстраивать множество автономных маленьких сетей, которые в будущем могут быть объединены автоматически. Например, два и более банков одной страны в Африке могут начать использовать DCMS для обмена финансовыми сообщениями друг с другом. А затем два и более банков какой-нибудь из стран Азии тоже делают это. Как только один из этих банков Африки обменяется сообщениями с азиатским банком, обе сети объединятся, и все смогут обмениваться друг с другом финансовыми сообщениями. Со временем число таких автономных сетей будет увеличиваться, а сети становиться крупнее. Каждая страна-участница получит в распоряжение открытое независимое решение, которое позволит надежно выстраивать все технические и финансовые процессы.

Селекционные центры для АПК

В настоящее время в структуре научных и образовательных организаций, расположенных в 27 субъектах Российской Федерации, создано 35 селекционно-семеноводческих и селекционно-племенных центров в области сельского хозяйства для создания и внедрения в агропромышленный комплекс современных технологий на основе собственных разработок. На базе селекционных центров ведется работа по таким ключевым культурам как пшеница, кукуруза, ячмень, рис, соя, картофель и сахарная свекла, а также по ряду полевых, овощных и плодовых культур. Кроме того, развиваются мясное и молочное скотоводство, овцеводство и козоводство, птицеводство и пчеловодство. Широкое региональное распределение селекционных центров позволяет вести научно-исследовательскую работу с учетом разнообразия почвенных и природно-климатических условий нашей страны. В селекционных центрах также готовят высококвалифицированные кадры для агропромышленного комплекса.

В 2022 году ученые центров разработали и передали на государственные сортоиспытания новые сорта и гибриды сельскохозяйственных культур с ценными полезными признаками. Созданы технологии на основе собственных разработок научных и образовательных организаций.

У стенда Ленинградской области на XXIV Всероссийской агропромышленной выставки «Золотая осень» на территории парка «Патриот»
У стенда Ленинградской области на XXIV Всероссийской агропромышленной выставки «Золотая осень» на территории парка «Патриот»

На базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Первомайская селекционно-опытная станция сахарной свеклы» создан селекционно-семеноводческий центр сахарной свеклы, основной целью работы которого является развитие инфраструктуры для разработки высокорентабельных гибридов сахарной свеклы на основе применения собственных современных разработок.

Один из них – новый высокопродуктивный гибрид сахарной свеклы Корвет, предназначенный для средних и поздних сроков уборки. Урожайность в конкурсном испытании достигала 74 т/га, сахаристость 18,6%, а сбор сахара составил 9-13 т/га. Гибрид устойчив к церкоспорозу, корневым гнилям, корнееду, почвенной засухе и кагатной гнили. В 2022 году включен в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации. В августе этого года в трех хозяйствах Краснодарского края было заложено в общем объеме 120 га семенных посевов этого гибрида. При благоприятных условиях ожидается получить до 60 тысяч посевных единиц высококачественных гибридных семян, что позволит засеять около 25% площадей края, занимаемых данной культурой.

Обновление приборной базы научных организаций

Для качественной работы ученых по национальному проекту «Наука и университеты» создается вся необходимая инфраструктура, в том числе происходит обновление научной приборной базы ведущих организаций, что помогает проводить прорывные исследования и создавать актуальные для страны и мира разработки. В 2022 году Минобрнауки России предоставлены гранты 204 ведущим организациям, расположенным в 36 субъектах страны.

На базе Центра коллективного пользования «SPF-виварий» Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН в Новосибирске организован Центр неклинических испытаний (ЦНИ). Результаты доклинических исследований будут признаны в большинстве стран мира.

Такой высокий уровень исследовательской работы обеспечивается благодаря коллективу центра, состоящему из высококвалифицированных специалистов, и уникальной приборной базе, формировавшейся на протяжении ряда лет. В 2022 году в Институт цитологии и генетики СО РАН поступили еще две единицы оборудования по программе обновления приборной базы. Это автоматический мультистейнер для микропрепаратов Tissue-Tek Prisma и аппарат для заключения гистологических срезов под пленку Tissue-Tek Film.

«В своей работе нам часто необходимо делать гистологические препараты тканей лабораторных животных. Например, сейчас мы проводим испытания по заказу производителей одной из вакцин против COVID-19 и для этого нам нужно сделать около тысячи таких препаратов. Ранее мы делали это в ручном режиме, и в час у сотрудника выходило всего около 20–25 стекол. Можете представить, сколько времени ушло бы на выполнение этой работы в полном объеме, и это являлось одним из факторов, увеличивающих срок проведения испытаний. Новое оборудование позволит нам окрашивать и покрывать пленкой 600 качественных срезов в час, что в разы ускорит и упростит работу исследователей», – рассказала младший научный сотрудник Центра коллективного пользования «SPF-виварий» Ольга Соловьева. По ее словам, ученые уже испытали новый прибор в действии и полностью удовлетворены результатами.

Модернизация НИС

Ведутся работы по модернизации пяти научно-исследовательских судов: «Академик Николай Страхов», «Академик Сергей Вавилов», «Академик М.А. Лаврентьев», «Академик Мстислав Келдыш» и «Академик Иоффе». Суда обеспечат выполнение долгосрочного плана морских экспедиций в дальневосточном регионе, различных районах Северного Ледовитого океана, а также в отдаленных точках Атлантического, Южного, Тихого и Индийского океанов.

В 2022 году проведено 22 экспедиции на судах неограниченного района плавания и четыре экспедиции на судах, работающих в прибрежной зоне.

Подготовка к отправке международной арктической экспедиции на судне «Академик Мстислав Келдыш»
Подготовка к отправке международной арктической экспедиции на судне «Академик Мстислав Келдыш»

Университетские кампусы мирового уровня

Благодаря нацпроекту создается необходимая инфраструктура для проживания и обучения студентов. До 2030 года в России будут построены 25 университетских кампусов мирового уровня, в которых разместятся более 150 тыс. студентов и сотрудников. Уже отобраны и обеспечены финансированием первые восемь проектов в Москве, Томске, Новосибирске, Екатеринбурге, Калининграде, Нижнем Новгороде, Уфе и Челябинске. Новые кампусы построят по индивидуальным проектам. Все они предполагают создание условий для качественной учебы и научной работы, а также для насыщенной студенческой жизни – спорта, общения и творчества. Кроме учебных корпусов и хорошо оснащенных лабораторий в университетских городках появятся современные общежития, выставочные площадки, спортивные залы и места для досуга.

Новосибирский кампус вошел в число первых восьми проектов. «Из федерального бюджета на эту стройку направлено почти 6 млрд рублей. Мы отмечаем хорошие темпы строительства, все идет в графике. Сейчас на площадке возводятся объекты первой очереди — учебный и досуговый центры, комплекс общежитий на 690 мест. Темпы высокие. За это хочу поблагодарить регион и лично губернатора. Рассчитываю, что в таком ритме кампус будет построен, как и предусмотрено проектом, не позднее 2024 года», — сказал Дмитрий Чернышенко во время рабочего визита в Новосибирскую область.

Губернатор Андрей Травников отметил работу по максимальному сохранению зеленых насаждений. В настоящее время завершается проектирование объектов, строящихся на средства федерального бюджета, в том числе лабораторных корпусов и проектного центра.

В рамках первой очереди строительства кампуса Новосибирского государственного университета появится комплекс общежитий на 690 мест, учебный корпус и досуговый центр. В рамках второй очереди — корпус поточных аудиторий со студенческим проектным центром и научной библиотекой, учебно-научный центр Института медицины и психологии В.Зельмана, и научно-исследовательский центр.

Также в этом году по нацпроекту введены в эксплуатацию три общежития общей площадью более 23,6 тыс. кв. м и вместимостью на 955 мест в Воронежском государственном техническом университете, Новосибирском Государственном университете Экономики и Управления (НГУЭУ) и Белгородском государственном национальном исследовательском университете.

Сотрудники медико-биологического факультета Северо-Кавказского федерального университета в лаборатории по созданию лазеров нового поколения в Ставрополе. Ученые научно-исследовательской лаборатории технологии перспективных материалов и лазерных сред СКФУ решают задачи создания нового вида активных тел на основе оптической керамики для мощных и эффективных лазерных систем
Сотрудники медико-биологического факультета Северо-Кавказского федерального университета в лаборатории по созданию лазеров нового поколения в Ставрополе. Ученые научно-исследовательской лаборатории технологии перспективных материалов и лазерных сред СКФУ решают задачи создания нового вида активных тел на основе оптической керамики для мощных и эффективных лазерных систем

Молодежные лаборатории

Для молодых ученых открываются современные лаборатории, оснащенные самым современным оборудованием. Молодежные лаборатории созданы, чтобы поддержать тех, кто учится в аспирантуре, либо только защитился и делает первые уверенные шаги в науке. Спектр молодежных научных исследований чрезвычайно широк. Важное условие – руководить лабораторией должен молодой перспективный ученый. Каждая лаборатория формируются с открытием десяти ставок научных сотрудников, доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности коллектива составляет не менее 2/3. На базе каждой лаборатории реализуется проект научно-исследовательских работ.

В 2019 году было создано 300 новых молодежных лабораторий в научных организациях, в 2020 году — еще 80, в 54 вузах. В 2021 году 120 лабораторий были открыты на базе организаций-участников научно-образовательных центров мирового уровня. В 2022 году создано 240 молодежных лабораторий в научных организациях по приоритетным направлениям науки «новая медицина», «микроэлектроника», «сельскохозяйственные науки», «новая энергетика» и «климатические исследования».

В Федеральном исследовательском центре – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста открылись две научно-исследовательские лаборатории под руководством перспективных молодых ученых.

Лабораторию генетических технологий в агро- и аквахозяйстве возглавила молодой ученый Анна Белоус. В 2017 году она начала работать в лаборатории популяционной генетики и генетических основ разведения животных, поступила в очную аспирантуру центра, после окончания которой в 2021 году успешно защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Под ее руководством в лаборатории будут изучены генетическая обусловленность хозяйственно-полезных качеств объектов агро- и аквахозяйства и разработаны молекулярно-генетические тест-системы, способы и технологии для создания новых улучшенных генотипов животных и рыб и повышения уровня реализации их генетического потенциала.

Лабораторию фундаментальных основ питания сельскохозяйственных животных и рыб возглавила молодой ученый Алена Зеленченкова, чья профессиональная жизнь также прочно связана с ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста. В 2015 году она начала работать в отделе кормления сельскохозяйственных животных, через год поступила в очную аспирантуру центра, стала мамой двоих детей и в 2022 году успешно защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Темой научно-исследовательской работы лаборатории в 2023 году будет изучение фундаментальных основ питания животных и рыб. Цель – оптимизация процессов пищеварения для снижения выбросов парниковых газов в окружающую среду при интенсивной технологии ведения животноводства, создание и апробация новых перспективных технологий и альтернативных источников кормовых компонентов различного происхождения, биологически активных веществ при обеспечении высокой продуктивности и здоровья сельскохозяйственных животных и рыб.

«Остро стоит необходимость в новых кормах, ингредиентах комбикормов, кормовых добавках различного происхождения, направленных на обеспечение научно-обоснованных подходов в питании различных половозрастных групп животных и рыб. Необходима разработка новых технологий и способов, позволяющих управлять процессами пищеварения для снижения уровня образования парниковых газов и снижения вклада в эмиссию их в атмосферу», –рассказала Зеленченкова.

Программа мегагрантов

Программа мегагрантов – это программа международного сотрудничества российских вузов и научных организаций с учеными мирового уровня и ведущими зарубежными научно-образовательными центрами в сферах науки, образования и инноваций.

Гранты выделяются на конкурсной основе в размере до 90 млн рублей каждый на проведение научных исследований в течение трех лет с возможным продлением на два года. В 2022 году определены 30 победителей девятого конкурса мегагрантов по созданию лабораторий мирового уровня.

При поддержке мегагранта ученые Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) создали нейросеть, способную считывать речь по мозговой активности. Разработка поможет людям с речевыми нарушениями.

В настоящее время существуют нейрокомпьютерные интерфейсы (НКИ), способные восстанавливать речевые функции. Они получают команды напрямую от мозга человека. Однако широкому использованию НКИ мешает необходимость хирургического вмешательства.

Специалисты предложили создать безопасный нейропротез, который считывает сигналы активности с небольшого участка коры головного мозга при помощи малого числа электродов.

Пациентов с эпилепсией попросили читать вслух предложения с разной грамматической конструкцией и созвучными словами (например: Шура широко шагает в широких штанах). Полученные аудиозаписи соотнесли с мозговой активностью, которую регистрировали датчики в ходе эксперимента, и передали информацию в модель машинного обучения. Нейросеть извлекала из записанных электродами данных внутренние речевые представления и на их основе предсказывала конкретное слово. Аналогичные результаты демонстрируют устройства, требующие расположения электродов по всей поверхности мозга.

Использование разработанного нейропротеза несет минимальные риски для пациента. В будущем устройство можно будет устанавливать под местной анестезией.

Программа «Приоритет-2030»

Для обеспечения динамичного развития системы высшего образования в прошлом году запущена масштабная программа стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Цель этой программы – сформировать к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных вузов, чтобы они стали центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны.

Кроме того, в 2022 году стартовал дальневосточный трек программы, направленный на поддержку университетов Дальневосточного федерального округа. Участниками стали восемь вузов Дальнего Востока. Из 129 университетов, участвующих в программе «Приоритет-2030», 85 представляют 52 субъекта Российской Федерации (кроме Москвы и Санкт-Петербурга).

Исследователи из Пермского Политеха разработали программное обеспечение, которое сможет анализировать состояние лица человека. На основе фотографий и индивидуальных данных ПО отследит изменения контура лица и формы отдельных его частей, а также рельефа кожи. Программа «FrontArt» оценит симметричность лица, выявив стоматологические и лицевые нарушения. Данные смогут использовать в работе сотрудники скорой медицинской помощи при диагностике острых нарушений мозгового кровообращения (инсультов) или черепно-мозговых травм, а также стоматологи, хирурги и косметологи. Технологию могут применять как медики, так и сами пациенты.

«Для анализа человеку необходимо сделать снимки лица на камеру смартфона. Далее программное обеспечение с помощью технологии фотограмметрии строит 3D-модель лица в виртуальной среде и определяет реперные точки на поверхности. На основании разработанных нами математических алгоритмов оно рассчитывает параметры лица: конституцию, гармоничность, симметричность, выраженность изменений кожи. По результатам оценки человек получает клиническое заключение. Его можно использовать в неврологии для выявления асимметрии лица при остром нарушении мозгового кровообращения. Программа также будет актуальна в косметологии для диагностики возрастных и гравитационных изменений, а также в ортопедической стоматологии для определения эстетических нарушений прикуса», – поясняет руководитель проекта, ассистент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха Иван Шитоев.

В отличие от аналогов, разработка ученых Пермского Политеха предназначена для массового потребителя. Для этого нужно установить приложение на смартфон.

Сотрудники НОЦ ФМН (ФГУП "ВНИИА им. Н. Л. Духова" и МГТУ им. Н. Э. Баумана) во время исследования полученных образцов на участке метрологии
Сотрудники НОЦ ФМН (ФГУП "ВНИИА им. Н. Л. Духова" и МГТУ им. Н. Э. Баумана) во время исследования полученных образцов на участке метрологии

Научно-образовательные центры мирового уровня

Благодаря нацпроекту в России созданы научно-образовательные центры мирового уровня (НОЦ). Это объединение образовательных организаций высшего образования, научных организаций и представителей бизнеса.

Всего в стране создано 15 НОЦ мирового уровня, которые проводят научные исследования и разработки для реального сектора экономики в различных отраслях, в том числе по рациональному недропользованию, экологии и безопасности территорий, изучению Арктики, аэрокосмическим технологиям, здоровьесбережению и инновационным решениям в АПК.

Ученые Белгородского государственного университета, входящего в состав НОЦ «Инновационные решения в АПК», провели исследования по формированию устойчивых культур фитоценозов, которые можно использовать для утилизации отходов производства и уменьшения техногенной нагрузки.

Специалисты отмечают, что одной из самых острых проблем на сегодняшний день является утилизация побочного продукта производства лимонной кислоты – цитрогипса, который в производстве не используется и в больших количествах складируется на полигонах. Объем одного такого полигона в Белгороде составляет около 500 тыс. тонн. В самом цитрогипсе содержатся химические элементы в нерастворимой форме, в связи с чем дальнейшее их участие в естественном природном круговороте веществ невозможно.

Ученые предложили способ возвращения части элементов в природную цепочку путем включения в нее растений, которые способны забирать элементы из субстрата и накапливать в своих тканях. Нужно подобрать такие виды, которые будут хорошо расти на цитрогипсах и обладать не только большой листовой поверхностью, но и постепенно вовлекать в процесс обмена веществ те элементы, которые были исключены.

Растения, выросшие на цитро- и фосфогипсе, накапливают фосфор и серу, а идея ученых заключается в том, чтобы эти вещества преобразовать в доступные и легкоусвояемые формы. В дальнейшем из частей растений можно изготовить компост или органические удобрения, в которых можно контролировать концентрацию веществ и вносить их под те культуры, которые страдают от нехватки какого-либо элемента. Наилучший результат показал тополь Симона, который ученые рекомендуют для фиторекультивации отходов производства и создания карбоновых полигонов.