Космический салат и «умная» плёнка. Топ разработок российских учёных

Пациентам с кардиостимуляторами и металлическими осколками классическое МРТ обычно запрещено, а транспортировка реанимационного больного к единственному городскому томографу способна убить быстрее самой болезни. 

Российские инженеры из Университета ИТМО нашли способ решить эти проблемы. Они представили первый в России портативный аппарат МРТ, который работает от обычной сети 220 В, не требует жидкого гелия, экранированной комнаты и даже отдельного здания. Аппарат можно просто подкатить к койке пациента, а из-за слабого поля он безопасен для людей с металлическими имплантатами. Стоимость установки составляет около 25 млн рублей, что в четыре раза меньше стандартного оборудования.

Мы продолжаем рассказывать о последних достижениях российской науки. На этот раз речь пойдёт о гаджете, который помогает слепым и слабовидящим ориентироваться в пространстве, об «умной» плёнке, которая под действием слабого электрического сигнала меняет цвет, о космическом конвейере для выращивания салата и даже о «фотоаппарате для Солнца». Все подробности — в нашем материале.

В России создали первый портативный аппарат МРТ, работающий от розетки 

Классические томографы стоят более 100 млн рублей, требуют жидкого гелия и специальной комнаты. Российские учёные предложили решение в пять раз дешевле, которое можно подвезти прямо к кровати пациента.

Учёные Университета ИТМО представили экспериментальный образец первого в России портативного магнитно-резонансного томографа. Главное отличие новинки от классических МРТ — отказ от сложной инфраструктуры. Традиционные томографы требуют экранированного помещения для защиты от помех и постоянного охлаждения жидким гелием. Такое оборудование стоит более 100 млн рублей, а ежегодное обслуживание обходится в 10–15 млн рублей. Российские инженеры решили эту проблему, использовав постоянный магнит со слабым полем, что позволило убрать громоздкую криогенную систему. Компактный аппарат работает от обычной бытовой сети 220 В, а подавление внешних шумов берёт на себя система на основе нейросетей и машинного обучения.

Портативный томограф, который планируют продавать примерно за 25 млн рублей, открывает новые возможности для медицины. Установку можно подкатить прямо к койке пациента в реанимации — это критически важно для тяжелобольных, которым противопоказана транспортировка. Слабое магнитное поле безопасно для людей с металлическими имплантами, осколками и кардиостимуляторами, тогда как классическое МРТ им часто запрещено. Руководитель методической части проекта Екатерина Бруй пояснила: «Портативность устройства позволяет не пациента везти к томографу, а томограф — к пациенту».

Эксперты подчёркивают, что мобильный аппарат не заменит мощные высокопольные томографы в крупных диагностических центрах, но станет незаменимым помощником в реанимации и паллиативной медицине. На данный момент создан лишь опытный образец. Учёным предстоит провести испытания и получить регистрационное удостоверение. О сроках серийного производства пока не сообщается.

«Фотоаппарат для Солнца». В России ввели в эксплуатацию уникальный радиогелиограф 

Российские учёные завершили тестовые испытания и ввели в эксплуатацию Сибирский радиогелиограф (СРГ) — одну из самых сложных в мире установок для наблюдения за Солнцем. Этот уникальный инструмент, созданный на базе Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН (ИСЗФ СО РАН), уже называют «фотоаппаратом для Солнца».

Сибирский радиогелиограф представляет собой гигантский антенный комплекс, расположенный в Тункинской долине Бурятии, и является ключевым объектом Национального гелиогеофизического комплекса РАН. СРГ состоит более чем из 500 параболических антенн диаметром от 1 до 3 метров, которые объединены в три крупные решётки. Антенны работают синхронно, как единый интерферометр — что позволяет достичь беспрецедентно высокого углового разрешения.

Главная особенность установки заключается в том, что она «фотографирует» Солнце не в оптическом, а в микроволновом диапазоне на частотах от 3 до 24 ГГц. Это даёт возможность заглянуть в самые горячие и активные области звёзды — в солнечную корону.

«Мегаустановка позволяет наблюдать корону на разных высотах и получать информацию о плотности и температуре плазмы в активных областях звезды, а также о магнитном поле в них, — пояснил ведущий научный сотрудник ИСЗФ СО РАН Сергей Анфиногентов. — Используя возможности установки, учёные работают над раскрытием одной из главных тайн Солнца — механизма нагрева его короны».

Помимо фундаментальных задач, радиогелиограф решает важные прикладные проблемы — прогнозирование космической погоды. С его помощью учёные могут отслеживать процессы, предшествующие магнитным бурям, что необходимо для предупреждения сбоев в работе спутников, энергосетей и связи.

Уже первые наблюдения на СРГ принесли значимые научные результаты, опубликованные в ведущих мировых журналах, и вызвали огромный интерес у зарубежных коллег.

Студенты МИРЭА создали гаджет, который заменяет зрение голосом

Белая трость помогает не упасть, но бессильна, когда нужно узнать друга в лицо или прочитать ценник в магазине. Существующие электронные аналоги либо слишком примитивны, либо бьют по карману платными подписками. Инженеры РТУ МИРЭА заявили, что решили эту проблему, собрав многофункционального помощника для слепых и слабовидящих всего за 11 тысяч рублей.

Разработка, представленная Институтом перспективных технологий и индустриального программирования, представляет собой гибрид навигатора, «умного глаза» и чтеца. Устройство размером с брелок крепится на одежду или очки. Внутри корпуса скрыт мини-компьютер Raspberry Pi 4, камера, GPS-модуль и ультразвуковой дальномер.

Принцип работы напоминает голосового ассистента, но для реального мира. Камера сканирует пространство: алгоритмы машинного обучения мгновенно распознают двери, бордюры, ступени или, например, лицо подходящего человека (используется библиотека FaceRecognition). Если поднести прибор к тексту — он озвучит его. GPS отслеживает маршрут, а ультразвуковой датчик по команде измеряет расстояние до препятствия. Вся информация выводится в наушник.

«На рынке есть либо "умные трости", либо дорогие сервисы видеопомощи с абонентской платой, — говорит соавтор проекта, преподаватель Мариана Кружкова. — Наш прибор объединяет компьютерное зрение и классические датчики без ежемесячных платежей».

Ключевое преимущество новинки — доступность. Себестоимость прототипа оценили в 10,9 тыс. рублей. Для сравнения: узкоспециализированный трекер Sunu Band стоит около 15 тыс., а приложения-помощники требуют ежемесячных списаний от 1,7 тыс.

Разработчики отмечают, что команда не планирует останавливаться. В будущем алгоритмы научат предсказывать поведение владельца и предлагать оптимальные пути обхода опасностей. Учитывая мировой тренд роста рынка вспомогательных технологий (прогнозируется до $32 млрд к 2030 году), российская разработка может стать заметным игроком в сегменте бюджетной реабилитационной электроники.

Казанские учёные создали плёнку, меняющую цвет по команде

Учёные Казанского национального исследовательского технического университета (КНИТУ-КАИ) разработали «умную» гибкую плёнку, которая под действием слабого электрического сигнала окрашивается в синий, зелёный, красный цвет и их оттенки.

Изобретение представляет собой тонкую многослойную структуру на полимерной подложке — как наклейка, которую можно закрепить на поверхности любой сложности. В основе плёнки — три активных слоя, каждый отвечает за свой базовый цвет: оксид вольфрама даёт синий, полианилин — зелёный, виологен — красный. Между ними — твёрдый полимерный электролит, как в литий-ионных батареях.

Управляется устройство просто. Контроллер подаёт напряжение всего 1,5–2,5 В — безопасное даже для портативной электроники. За счёт технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ) можно регулировать насыщенность каждого цвета. А при их смешении получается полноцветное изображение.

Важно отметить, что аналоги умели менять только один-два цвета, требовали высокого напряжения (3–5 В), работали медленно — по 5–10 секунд, — и быстро выходили из строя. Новая разработка казанцев переключается за 1–3 секунды и выдерживает многократные циклы без деградации.

По словам автора разработки, заведующего кафедрой машиноведения и инженерной графики КНИТУ-КАИ Фаниля Хабибуллина, плёнка найдёт применение в трёх ключевых сферах: остекление архитектурных объектов сложной формы, «умные» окна автомобилей и авиационные иллюминаторы.

Благодаря гибкой подложке из ПЭТ или поликарбоната плёнка не боится изгибов и механических деформаций. А использование твёрдого электролита вместо жидкого исключает проблемы с утечками и герметизацией. Учёные уже получили патент на изобретение.

Малое энергопотребление (до нескольких милливатт на квадратный сантиметр) и низкое рабочее напряжение позволяют интегрировать устройство в существующие системы электропитания без доработок. 

Российские учёные создали конвейер для выращивания салата в космосе

Российские специалисты из Института медико-биологических проблем РАН (ИМБП РАН) разработали установку «Витацикл-Т», предназначенную для непрерывного выращивания салата в условиях космического полёта. Устройство решает проблему обеспечения экипажей дальних экспедиций свежей зеленью, которую невозможно запасти в необходимом количестве на несколько лет пути, например, к Марсу.

«Витацикл-Т» представляет собой вращающийся цилиндр, внутри которого размещены шесть корневых модулей. Каждый модуль выполнен в виде войлока из ионитных почвозаменителей — специальных волокон, полученных из расплавленных цеолитов. Материал пропитывается питательным раствором, который космонавты могут приготовить непосредственно на борту.

Процесс посадки адаптирован к условиям невесомости. Семена закреплены на планках, которые вставляются в слои войлока — ловить отдельные семена в отсутствие гравитации не требуется. Принцип конвейера обеспечивает непрерывный цикл: каждые четыре дня барабан поворачивается на 60 градусов, и новый модуль засевается. Через 24 дня первый модуль возвращается на позицию выгрузки с готовым урожаем. На его место вставляется новая планка с семенами, и процесс повторяется.

Как пояснил профессор, заведующий лабораторией культивирования растений в системах жизнеобеспечения ИМБП РАН Юлий Беркович, ключевая особенность установки — цилиндрическая форма внутренней поверхности. Светодиоды распределены равномерно, стебли растений растут от центра к ближайшим источникам света и расходятся в стороны. Это исключает конкуренцию за освещение, а экономия световой энергии на единицу урожая достигает 30% по сравнению с плоскими теплицами. В условиях искусственного освещения на орбите такой показатель является значительным преимуществом.

Полив организован через титановые пористые трубки внутри модулей. Вода просачивается через поры и поступает к корням, что исключает образование хаотичных капель в невесомости. Замена традиционного грунта на ионитный войлок также решает проблемы разлетания частиц и газовыделения при разложении органики.

Запуск первого полётного образца «Витацикл-Т» намечен на конец 2028 года. Установка будет доставлена на МКС, где пройдёт годичный эксперимент. В перспективе учёные планируют добавить модули для выращивания моркови, карликовых томатов и сладкого перца.

Фото сгенерированы shedevrum.ai