«Дирижёр» для роботов и самоочищающая ткань. Топ разработок российских учёных

Учёные, наконец, нашли способ заставить одежду стирать саму себя, причём без помощи сложной бытовой техники и дорогих порошков. Специалисты НИТУ МИСИС разработали уникальную нано-пропитку для хлопка, которая под воздействием солнечного света способна расщеплять любые органические загрязнения. Чтобы избавиться от пятна, ткань достаточно просто намочить и оставить на свету. Чтобы доказать безопасность материала для человека, исследователи сейчас собственноручно шьют микроскопические футболки… для лабораторных мышей.

Мы продолжаем рассказывать о последних достижениях российских учёных. На этот раз речь также пойдёт об уникальном симуляторе, способном управлять целой армией роботов. Эта разработка недавно получила награду на престижной конференции AAAI-2026, обойдя 24 тысячи проектов! Также мы расскажем об инновационном сенсоре, который мгновенно определяет биологический возраст человека; О новой нейросети, которую научили распознавать истинные эмоции человека не по лицу или голосу, а по сигналам мозга; А также о перспективном способе очистки водоёмов от опасных стоков с помощью видимого солнечного света. 

Виртуальный «дирижёр» для целой армии роботов

Учёные из Института AIRI и МФТИ разработали платформу CAMAR для обучения и тестирования алгоритмов управления множеством автономных агентов (роботов, дронов, беспилотного транспорта). Проект получил награду на авторитетной конференции AAAI-2026, обойдя более 24 тысяч конкурентов.

Платформа позволяет моделировать ситуации, требующие координации тысяч объектов одновременно (например, автоматизированные склады или логистика в городе), избегая их столкновений. Главные особенности CAMAR — высокая производительность (более 100 000 шагов симуляции в секунду, что эквивалентно трём часам работы 32 роботов) и гибкость настройки окружения и правил движения.

Разработчики отмечают, что система работает стабильно с 800+ агентами и позволяет сравнивать эффективность классических алгоритмов и методов ИИ.

«Мы стремились создать инструмент, который позволяет моделировать взаимодействие сотен агентов на ранее недоступной скорости, оставаясь при этом реалистичным и удобным для настройки», — прокомментировал Артём Пшеницын из Института AIRI.

Код платформы выложен в открытый доступ под лицензией MIT. По словам представителей института, это позволит ускорить исследования в области автономной логистики и робототехники по всему миру.

Сенсор для мгновенного определения биологического возраста

Учёные из Санкт-Петербурга разработали микрофлюидный чип, способный за доли секунды определять уровень активных форм кислорода (АФК) в плазме крови или слюне. Эти соединения, известные как свободные радикалы, являются ключевыми маркерами окислительного стресса и напрямую связаны со скоростью старения организма. Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в авторитетном журнале Microchemical Journal.

Активные формы кислорода накапливаются в теле под воздействием внешних факторов: курения, неблагоприятной экологии, употребления алкоголя, а также на фоне хронических заболеваний. Избыток этих молекул опасен тем, что они повреждают белки, запускают воспалительные процессы и увеличивают риск развития патологий мозга и сердечно-сосудистой системы, что в конечном итоге ведёт к ускоренному старению.

Традиционные методы оценки уровня АФК основаны на смешивании биожидкости с люминолом — веществом, начинающим светиться в присутствии радикалов. Однако, как пояснил один из авторов разработки, инженер-исследователь Международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО Глеб Симоненко, существующие планшетные методы занимают несколько минут и часто грешат неточностями из-за недостаточно эффективного перемешивания реагентов.

Чтобы устранить этот недостаток, команда учёных из ИТМО, Санкт-Петербургского академического университета имени Ж.И. Алферова РАН и Института аналитического приборостроения РАН применила методы математического моделирования для создания чипа нового поколения.

Их разработка представляет собой миниатюрное устройство с системой микроканалов особой формы. Специально рассчитанный рельеф внутри чипа заставляет потоки люминола и биологической жидкости (крови или слюны) многократно разделяться и перенаправляться, что ускоряет их смешивание в разы. Для анализа требуется меньше капли образца. Как только смесь попадает в зону детектирования, датчик мгновенно считывает уровень свечения, выдавая стопроцентно точный результат.

Учёные подчёркивают, что новый метод позволяет фиксировать даже краткосрочные скачки уровня свободных радикалов, которые могут быть вызваны стрессом, недосыпом или острым воспалением. Само по себе повышение АФК не является окончательным диагнозом, но в комплексе с другими клиническими данными этот экспресс-анализ поможет врачам своевременно выявлять риски развития серьёзных хронических процессов и оценивать реальную скорость старения организма.

Ткань, которая сама очищается от грязи и бактерий 

Учёные из Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» (НИТУ МИСИС) создали самоочищающуюся от грязи и бактерий ткань. Материал на основе хлопка обработан уникальным наносоставом, благодаря которому способен не только противостоять болезнетворным бактериям, но и самоочищаться от пятен под воздействием солнечного света. 

На данный момент уникальные свойства ткани проходят испытания на лабораторных грызунах. Сотрудники института собственноручно шьют миниатюрные футболки для мышей, чтобы оценить биосовместимость материала и его воздействие на живые организмы. Как сообщила научный сотрудник университета Елизавета Пермякова, грызуны носят нано-рубашки в течение суток, после чего учёные тщательно анализируют состояние их здоровья. Пока что эксперимент проходит успешно: мыши чувствуют себя хорошо, что открывает зелёный свет для дальнейшего внедрения технологии.

Секрет инновации кроется в гибридных наночастицах, созданных на основе нитрида бора и оксида цинка. Для надёжного закрепления на волокнах хлопка состав дополнительно обработали диэтилентриамином. Аминогруппы в его составе образуют прочные водородные связи с целлюлозой, что обеспечивает высокую устойчивость покрытия даже к агрессивным воздействиям.

Главная «фишка» разработки — фотокаталитический эффект. Если такая ткань испачкается, её не нужно замачивать или тереть. Достаточно погрузить вещь в обычную воду и оставить под солнечными лучами: ультрафиолет активирует наночастицы, которые расщепляют органические загрязнения, и пятно исчезает буквально за день.

По словам разработчиков, технология нанесения состава относительно проста и может быть интегрирована в существующие производственные линии. Первыми претендентами на ноу-хау могут стать медицинские учреждения, где критически важна стерильность, а также производители спецодежды, спортивной формы и туристического снаряжения. 

Новая ткань отличается долговечностью, и даже после 40 стирок сохраняет свои уникальные свойства. А после суточного пребывания в воде на материале остаётся более 90% активных наночастиц.

Нейросеть, которая читает мысли по сигналам мозга

Учёные Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН разработали нейросеть, которая способна с высокой точностью определять эмоциональное состояние человека — грусть, радость или спокойствие — не по выражению лица, а напрямую по сигналам головного мозга.

В отличие от систем распознавания эмоций по мимике или голосу, которые могут ошибаться из-за плохого освещения или языкового барьера, новая разработка ориентируется на данные электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Это позволяет заглянуть глубже внешних проявлений и увидеть истинную реакцию человека.

«Мы обучили искусственный интеллект анализировать мозговую активность в реальном времени. Нейросеть успешно дифференцирует позитивные, негативные и нейтральные эмоции, причём точность распознавания достигает 80%», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории автоматизированных систем СПб ФИЦ РАН Алексей Кашевник.

Учёные подчёркивают, что мозговая активность каждого человека уникальна, и чтобы научить нейросеть справляться с этими различиями, исследователи использовали массивный пласт данных. Нейросеть обучали на открытых базах ЭЭГ, включающих показатели более 130 человек разного пола и возраста. Затем алгоритм тестировали на группе из 16 добровольцев, одновременно записывая их мозговую активность и снимая на видео для перекрёстной проверки результатов.

В перспективе, эти «эмоциональные датчики» смогут значительно повысить безопасность на критически важных объектах и способствовать охране профессионального здоровья.

Представьте оператора атомной станции, диспетчера аэропорта или машиниста поезда. Эти люди несут колоссальную ответственность, и накопленный стресс может привести к трагедии. Встроенный в компактное носимое устройство (например, «умную шапочку» с датчиками) алгоритм сможет в режиме 24/7 отслеживать уровень стресса и своевременно сигнализировать о том, что человеку требуется отдых или психологическая разгрузка. 

Успех нынешней модели, точность которой варьируется от 70 до 80%, открывает дорогу к созданию полноценных «цифровых двойников» психического состояния. В будущем такая технология сможет не только предупреждать о стрессе, но и помогать в реабилитации людей с эмоциональными нарушениями.

Видимый солнечный свет для очистки рек от опасных стоков

Ежегодно в водоёмы России попадает более 2,5 тысяч тонн опасных стоков, содержащих красители, фармацевтические препараты и пестициды. Традиционные методы очистки не всегда справляются с такими сложными органическими «коктейлями». Учёные из Московского физико-технического института (МФТИ) совместно с коллегами из России и ОАЭ предложили использовать для уничтожения токсинов энергию видимого света, которой богато солнце.

Специалисты обратились к технологии фотокатализа — процесса разложения вредных веществ под действием света. Главная проблема большинства существующих катализаторов заключалась в том, что они активируются только под ультрафиолетом, который составляет лишь 5% солнечного спектра. Остальные 50% энергии, приходящиеся на видимый свет (то, что мы видим как солнечный), попросту тратились впустую.

Исследователи нашли способ «научить» материалы поглощать широкий спектр излучения. Ключевым инструментом стала фемтосекундная лазерная абляция — метод сверхточного воздействия на вещество. Мощные, но короткие лазерные импульсы испаряют частицы материала, которые при конденсации образуют наночастицы с изменёнными свойствами. Процесс проходит в воде, что исключает использование токсичной химии и делает технологию экологически чистой с самого начала.

Во время экспериментов учёные сравнили поведение двух соединений ниобия. Оказалось, что под лазерным ударом пентаоксид ниобия разрушается до аморфного состояния, что снижает его полезные свойства. А вот ниобат лития, обладая высокой стабильностью, повёл себя иначе: он сохранил кристаллическую решётку, но в ней появились контролируемые дефекты. Эти микроскопические несовершенства стали «ловушками», которые позволяют материалу захватывать энергию видимого света и эффективно использовать её для расщепления загрязнителей.

Результаты превзошли ожидания: новый катализатор на основе ниобата лития разлагал органический краситель в 2,3 раза быстрее, чем его предшественники. За 150 минут эксперимента он очистил раствор на 90%.

«Нам удалось задействовать ту часть солнечного спектра, которая раньше игнорировалась. Полученный материал не только активен, но и стабилен, что открывает перспективы для его промышленного применения», — комментируют исследователи.

Текст: Ирина Леонова

Иллюстрации сгенерированы freepik.com и shedevrum.ai