Нанобинты и беспилотники-"терминаторы": что делают в наноцентре Зеленограда
Российские инженеры и ученые представили необычные плоды отечественного IT и наноиндустрии - бинты и порошок, мгновенно останавливающие кровотечения, систему анализа ДНК, способную находить туберкулез по капле крови, автопилот для "боевого" беспилотника, способный работать без связи со спутниками, и многое другое.
Все эти устройства были созданы учеными и инженерами, работающими в различных стартапах Зеленоградского нанотехнологического центра - бизнес-инкубатора, созданного корпорацией "Роснано", Московским институтом электротехники и Зеленоградским инновационно-технологическим центром (ЗНТЦ) в 2010 году. Его цель - развитие биотехнологий, нано- и микроэлектроники, а также создание новых материалов и "зеленых" технологий.
Как рассказала РИА "Новости" Оксана Шаймарданова, руководитель отдела маркетинга ЗНТЦ, главная цель центра - поддержание тех стартапов и инноваторов, у которых уже есть интересная идея и планы по ее реализации, но нет средств для их исполнения. В общей сложности ЗНТЦ выделяет около 30 миллионов рублей на подобные проекты, чье число на текущий момент достигает трех десятков. Некоторые из них уже достигли коммерческого успеха и получили первые крупные заказы со стороны российских и зарубежных клиентов в Германии и Испании.
К примеру, компания "Новые биомедицинские решения" разработала особый порошок и повязки на базе наночастиц, который помогает почти мгновенно заживлять раны. Эти частицы состоят из хитозана, сахаристого полимера, основы панцирей членистоногих существ, а также ряда белковых добавок и других молекул.
Как рассказал Сергей Брусов, руководитель проекта, подобные наночастицы останавливают кровотечения благодаря тому, что они очень активно поглощают воду из крови в ране. Она сворачивается на порядки быстрее, чем это происходит при естественном заживлении раны, так как концентрация фибриногена и других белковых волокон, участвующих в образовании тромба, резко повышается после того, так наночастицы "высосут" всю воду из крови. Кроме того, сами частицы хитозана хорошо прилипают к тканям живого тела, в результате чего возникает искусственный тромб, сохраняющий пациенту жизнь до попадания в больницу, где рану ему зашют врачи.
Сила действия этого нано-порошка такова, что повязки на его основе могут заживлять даже бедренные артерии, которые, как показали опыты на баранах, наночастицы "чинят" всего за две минуты. В конце года наноповязки и порошок выйдут на коммерческий рынок, где, как надеется инноватор, они привлекут внимание силовых структур и МЧС. Как пояснил Брусов РИА "Новости", полутораметровый бинт с таким покрытием будет стоить около 1,5 тысячи рублей, тогда как сопоставимые западные аналоги стоят примерно в три раза больше - около 4 тысяч.
Другой стартап ЗНТЦ, компания "НАНОФИКС", создал особое покрытие из пористых наночастиц кремния для фиксаторов, которые удерживают кости черепа после операций на мозге.
Это покрытие, как отметил Николай Дьячков, основатель стартапа, ускоряет рост костей и убыстряет восстановление тканей черепа после операции, и при этом не вызывает отторжения, воспалений и других проблем, которые возникают при имплантации металлических предметов внутрь костей. Испытания таких фиксаторов по его словам, будут проводиться в ближайшее время в Центре нейрохирургии имени Бурденко в Москве.
Еще одна компания, "Максиген", создала систему быстрой и мобильной ДНК-диагностики, один анализ при помощи которой будет стоить, по словам Кирилла Петренко, создателей устройства, всего 300 рублей. При этом он продолжается всего 10-12 минут, а не несколько дней, как при "обычном" ДНК-анализе в крупных медицинских центрах.
Ключевой компонент этой системы - специальные одноразовые картриджи, содержащие в себе набор химикатов для размножения ДНК, особые молекулы, вылавливающие только обрывки генетического кода возбудителей болезней, и чип, определяющий их присутствие. Этот картридж вставляется в специальное нагревательное устройство, которое нагревает и охлаждает его несколько десятков раз для многократного копирования ДНК, после чего сообщает, содержит ли образец следы той или иной болезни или нет.
"Если в капле крови есть хотя бы одна молекула ДНК вируса или бактерии, то наша система ее размножит и покажет, что она присутствует в образце. Наша мечта - достижение такого же удобства и простоты использования, как у современных глюкометров", - пояснил Петренко РИА "Новости".
На текущий момент данная система может находить следы туберкулеза в организме пациента по капле его крови, однако уже сейчас ученые тестируют картирджи, способные находить следы венерических болезней в крови, а также других заболеваний. По словам Петренко, в будущем такие картриджи смогут находить десятки болезней, в том числе и вирусные заболевания вроде ВИЧ. Картриджи хранятся около года, благодаря чему разработкой "Максиген" можно будет пользоваться и в развивающих странах, где нет центров ДНК-анализа.
Его создателей из компании "МИРП-ИС" сложно назвать новичками на рынке высоких технологий России - они широко известны в технологическом сегменте Рунета как создатели "гипереколобка" Hyperbok - игрушки-робота, способной запоминать голос владельца, самообучаться и общаться с окружающими.
Как рассказал один из создателей "колобка", Павел Скрипцов из Московского физико-технического института в Долгопрудном, Hyperbok вышел на рынок в самое неудачное время. В конце 2014 года курс рубля резко упал, в результате чего цена робота выросла в 2-2,5 раза, и он стал слишком дорогим для покупателей, на которых рассчитывали в "МИРП-ИС".
Технологии, которые создавали в "МИРП-ИС" для разработки "колобка", привлекли внимание Российской венчурной компании, которая посоветовала использовать эти наработки для создания более дешевой и практичной вещи - автопилота для беспилотников.
Нейросети, созданные при разработке "колобка", помогли программистам из "МИРП-ИС" создать алгоритм, который помогает бортовому компьютеру беспилотника в прямом смысле "видеть" препятствия, находить себя на карте местности и автономно двигаться, исполняя заложенную в него программу, если связь с пилотом или спутником навигации теряется.
Как пояснил РИА "Новости" Скрипцов, комбинация нейросетей и классических алгоритмов компьютерного зрения позволяет их автопилоту работать даже на относительно слабых компьютерах на базе процессоров для мобильных телефонов, которые можно легко установить внутрь небольших беспилотников. По его словам, система навигации "МИРП-ИС" будет работать даже в городских условиях, если установить на беспилотник две камеры, одна из которых будет смотреть вниз, а другая - вперед.
Подобный автопилот, как признал ученый в беседе с журналистами, может привлечь внимание военных, так как часто боевые беспилотники сбиваются или даже перехватываются тривиальным способом - путем глушения сигнала GPS или взлома канала связи, по которому он управляется. В таком случае военным придется применять для борьбы с полностью автономными дронами мощные излучатели электромагнитного излучения, в буквальном смысле сжигающие микросхемы, так как сбить такой аппарат будет крайне сложно.
"У нас уже есть первый коммерческий заказчик - компания "Финко", производящая беспилотники в Ижевске. Кроме того, мы ведем переговоры с другими корпорациями, производящими беспилотники по применению наших алгоритмов и аппаратных разработок для их летательных аппаратов", - заключает Скрипцов.
Помимо этих проектов, ученые и инженеры Зеленоградского нанотехнологического центра представили несколько других, не менее перспективных и интересных изобретений - "супер-батарейку" для рентгеновских аппаратов, продвинутый трехмерный принтер Designer 250 от стартапа Picaso, печатающий двумя типами пластика, уникальные датчики поворота и силы магнитного поля, созданные на базе наночастиц, "интернет", работающий через обычные электросети на километровые расстояния.
