Безопасный рентген и роботы-манипуляторы. Топ разработок российских учёных  

Минувшая неделя подарила нам сразу несколько любопытных научных открытий, способных изменить нашу жизнь уже в ближайшем будущем. От роботов, чья ловкость не уступает человеческой руке, до технологии, позволяющей значительно снизить лучевую нагрузку при рентгеновском исследовании – разработки российских учёных демонстрируют огромный потенциал. 

«Трамплин» представляет подборку самых интересных и перспективных научных проектов, увидевших свет за последние дни. В фокусе – «умная» линза для безопасного сканирования, микроволновое излучение для борьбы с раком, роботы-управляющие и беспилотники для доставки грузов и защиты растений. Подробнее – в нашем обзоре.

Линза для безопасной альтернативы рентгену

Российские учёные разработали «умную» линзу, которая сможет управлять безопасным для живых клеток терагерцовым излучением. Если эта технология приживётся и будет развиваться, она станет основой для «безвредного рентгена» с высокой детализацией изображения. Терагерцовые волны легко проникают через неметаллические материалы, не повреждая клетки, именно это делает их безопасной альтернативой рентгеновскому излучению. 

«Терагерцовый диапазон волн остаётся одним из наименее изученных участков спектра электромагнитного излучения. Это создаёт дефицит элементной базы, необходимой для фокусировки излучения. В существующих системах используются статичные линзы с заданными параметрами интенсивности, фокуса и т. п. Основная цель нашей работы заключалась в возможности динамического контроля линзы, что позволит создать адаптивную оптику для медицины», — рассказала старший научный сотрудник Центра фотоники и 2D-материалов МФТИ Мария Бурданова.

Новая линза из углеродных нанотрубок может менять свои свойства с помощью электричества. Внутри неё находятся специальные кольца, которые пропускают только нужные волны, чтобы получить чёткое изображение. Учёные уже испытали прототип и сейчас улучшают его скорость, в будущем они планируют создать сложные линзы с несколькими настраиваемыми фокусами. Важно, что такие линзы можно будет использовать не только в медицине, но и в следующем поколении 6G для сверхбыстрой передачи данных.

Микроволновое излучение для лечения рака

В Новосибирске создали первый в стране прототип медицинского комплекса для нехирургического уничтожения опухолей с помощью микроволнового излучения. Как отметил руководитель проекта Фёдор Кочетов в беседе с ТАСС, эта разработка решит задачу импортозамещения, поскольку подобные системы уже существуют в мире, но отсутствуют в России. Комплекс состоит из антенны, подключённой к микроволновому генератору. Антенну вводят непосредственно в опухоль, где она излучает электромагнитную энергию, обеспечивая локальный нагрев тканей. Так, волны напрямую воздействуют на опухолевую ткань и разрушают её за несколько минут, при этом минимизируя повреждение здоровых участков.

Устройство можно применять для лечения рака молочной железы, щитовидной железы, а также новообразований в лёгких, почках и печени. Процедура занимает около 20 минут вместо часа при традиционной хирургии. Для работы с комплексом требуется только один хирург и местная анестезия. Устройство на 70% состоит из отечественных комплектующих и, как подчеркнул Кочетов, по ряду параметров превосходит зарубежные аналоги из Китая и США. Вывод устройства на российский рынок планируется в 2029 году, а на международный – в 2032 году.

Роботы-помощники для автоматизации

Студенческое конструкторское бюро из Благовещенска разработало робота, который может управлять другими роботизированными системами. По замыслу создателей, он будет полезен на небольших производствах, складах, а также сможет помогать в быту людям с ограниченными возможностями. Для бытового применения робота можно использовать в сочетании с мобильной платформой. Первый рабочий прототип, созданный из доступных компонентов с использованием 3D-печати, представили на выставке «АмурТехно».

«В этой работе считывается большая оригинальная инженерно-конструкторская доля и одновременно очень интересная, необычная IT-составляющая. Это может стать дополнительным преимуществом для изделий такого типа, потому что сейчас мы в значительной степени занимаемся импортозамещением, создаём новые решения», — рассказал замдиректора Института компьютерных и инженерных наук АмГУ, директор НОЦ Дмитрий Фомин.

Специалист добавил, что производство робота не потребовало больших затрат, так как он состоит из доступных компонентов: микроконтроллеров, стандартных драйверов шаговых двигателей и самих двигателей. Управление другими машинами происходит с помощью специальной программы, которая корректируется в каждом конкретном случае применения. В дальнейшем разработчики планируют добавить в неё элементы искусственного интеллекта.

Беспилотники для доставки тяжёлых грузов

В Фонде поддержки проектов Национальной технологической инициативы (НТИ) рассказали о разработке новых беспилотных аппаратов под названием «Кощей». Эти БПЛА смогут перевозить грузы весом более 300 кг, их основной задачей станет помощь в проведении сельскохозяйственных работ в местах, до которых трудно добраться по земле. 

Проект такого беспилотника создала компания «Авирон», разработчики рассказали, что крейсерская скорость октокоптера сможет достигать 80 км/ч, а дальность полёта – 24 ч. Также отмечается, что БПЛА будет поддерживать распределённую систему питания, поэтому при отказе одного или нескольких двигателей сможет сохранить способность к управляемой посадке на расстоянии до 40 км. Сейчас локализация производства аппарата составляет 80%, после прохождения акселерационной программы проект вошёл в состав перспективного портфеля фонда поддержки проектов НТИ.

Уникальный способ биологической защиты растений

Компания «Летай и смотри агро» представила уникальный метод биологической защиты растений с помощью использования энтомофагов – хищных насекомых, которые естественным образом уничтожают вредителей. Этот подход очень актуален, поскольку многие насекомые выработали устойчивость к химическим инсектицидам. Кроме того, традиционные ядохимикаты наносят серьёзный вред окружающей среде: отравляют воду, загрязняют почву, снижают плодородие земель и губят животных, а также птиц и пчёл.

Новизна разработки заключается в использовании беспилотников для распыления энтомофагов на поля, рассказали в Сколково. Такой комплексный подход уже демонстрирует высокую эффективность – до 95%, в некоторых регионах эта цифра значительно превосходит результаты применения «химии».