Нижегородские вузы рассказали об уникальных научных разработках

Ежегодно 8 февраля в России отмечают День отечественной науки. Своим профессиональным праздником его могут считать ученые, студенты, аспиранты и профессора. Для Нижегородской области этот день также имеет большое значение, ведь сегодня научными исследованиями в регионе занимаются 99 организаций — вузы, научные и исследовательские центры и институты. Каких выдающихся результатов смогли добиться нижегородские ученые и какой вклад внесли в российскую науку, расскажем в специальной подборке редакции сайта pravda-nn.ru. 

Лицо нижегородской науки

Сегодня в Нижегородской области наукой занимаются 42,5 тысячи человек. По сравнению с 2021 годом, это число увеличилось на 2,4%. При этом по этому показателю регион занял четвертое место в рейтинге после Москвы, Московской области и Санкт-Петербурга, сообщает Нижегородстат.

Среди всего числа 43,9% — это исследователи, большая часть которых занята техническими (74%) и естественными науками (23%). А чуть меньше половины из них — это молодые ученые до 39 лет. Среди них каждый третий – женщина.

При этом значительное число нижегородских исследователей работают в вузах — там они ведут свои разработки как в одиночку, так и в больших командах. О наиболее важных и перспективных нам рассказали сами вузы — ННГУ им. Лобачевского, НГЛУ им. Добролюбова, ИПФ РАН, ПИМУ, НГТУ им. Алексеева, НГСХА, НИУ ВШЭ Нижний Новгород.

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

По количеству разработок в самых разных сферах ННГУ остается одним из ведущих вузов Нижегородской области. В прошлом году ученые университета смогли добиться впечатляющих результатов в области нейротехнологий, медицины, киберпсихологии и многих других.

Так, сотрудники Института биологии старения разработали новую систему критериев биомаркеров старения, создав уточненную терминологию, классификацию и варианты их использования. Например, нижегородцы предложили рассматривать старение как мишень, воздействие на которую может увеличить длительность жизни или периода здоровья без увеличения самой жизни. Также они определили более точные понятия процессов биомаркеров старения, биологического и хронологического возраста, возрастного ускорения, геропротектора.

А ученые кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины смогли объединить искусственные и живые нейроны. Они одними из первых в мире определили параметры, при которых живая нейронная сеть и источник нейроноподобных сигналов работают как единое целое, причём клетки мозга управляют активностью искусственного нейрона. Эта технология позволит в будущем создавать нейропротезы для замены поврежденных участков мозга.

Кроме того, киберпсихологи ННГУ создали цифровую платформу для дистанционного исследования сна UnnCyberpsy. Участнику эксперимента не нужно ходить в лабораторию: можно просто регистрировать своё состояние из дома, в специальном онлайн-сервисе.

На этой неделе вуз также смог похвастаться новым достижением: накануне профессор ННГУ Сусанна Гордлеева стала лауреатом премии Президента РФ в сфере науки и инноваций для молодых учёных за разработки в 2023 году. Награду ей присудили за научные исследования, связанные с созданием технологий нейроморфного искусственного интеллекта на основе биофизических нейрон-астроцитарных сетевых моделей для мемристорнойной электроники. Итогом всей работы стала разработка новой модели нейроморфного ИИ с производительностью, которая превосходит мировые аналоги.

НГЛУ им. Добролюбова

С 1937 года лингвистический университет не сдает своих позиций и держит марку в области языковой политики. Так, сегодня в составе вуза девять международных научно-исследовательских лабораторий и четыре научно-образовательных центра.

По госзаданию вуз параллельно ведет несколько исследований, связанных с ценностными ориентациями молодежи и доверием к госвласти, изменением понятий в цифровом обществе, а также единением российского народа.

При этом именно в НГЛУ впервые в России была создана площадка научно-профессионального сообщества учителей иностранных языков для обучения дошколят и учеников младших классов. Здесь ученые со всей страны могут обсудить методики раннего преподавания иностранным языкам и подходы к этому вопросу.

НГТУ им. Р.Е. Алексеева

НГТУ активно разрабатывает проекты, которые найдут свое применение в реальном секторе экономики и обеспечат «ядерный щит» страны. При этом особое внимание там уделяют атомной, электроэнергетической, химической, машиностроительной, металлургической и радиоэлектронной отраслям.

Только в 2023 году вуз смог зарегистрировать 60 объектов интеллектуальной собственности, получить 30 патентов на различные изобретения, семь из которых — евразийские, создать больше 30 баз данных и программ для электронных вычислительных машин.

В прошлом году ученые политеха получили премию правительства России за разработку ядерной установки для атомного ледокола. Так, они запатентовали новые решения для улучшения насоса для ядерных реакторов на «быстрых» нейтронах, благодаря которому повысится надежность самой конструкции.

«В России начато строительство площадки уникального, единственного в мире реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-300. Одним из важнейших компонентов любой реакторной установки является главный циркуляционный насос. На данный момент не существует отработанной технологии создания осевых насосов для перекачки тяжелых жидкометаллических теплоносителей и мы, на протяжении длительного времени, ведем экспериментально-теоретические работы по обоснованию конструкции таких насосов», — рассказали в самом вузе.

Кроме того, ученые политеха разработали и испытали в прошлом году беспилотную машину для шахт. Она позволяет автоматизировать перевозку руды самоходными машинами и исключить человека из опасной зоны работ — машинист-оператор просто будет работать удаленно на поверхности.

Вместе с тем молодые исследователи НГТУ создали материалы для системы жизнеобеспечения космического скафандра «Орлан-МКС». Такое решение смогло увеличить время выхода в открытый космос. Также они разработали новые порошковые материалы для лазерного принтера и технологию термообработки изделий для энергетического машиностроения и авиации.

Нижегородская сельхозакадемия (НГАТУ)

Как и другие вузы, нижегородский ГАТУ выполняет государственное задание, в рамках которого создает свои будущие разработки. Так, сейчас коллектив ученых работает над задачей, как усовершенствовать племенные и продуктивные качества скота на основе технологии генотипирования. Это исследование поможет производителям мяса использовать более качественное сырье, а потребителям — покупать полезную продукцию.

Еще одно актуальное для Нижегородской области исследование — это развитие растениеводства агропромышленного комплекса России, используя ресурсы птице- и свиноводства. Здесь ученые изучают органические отходы, их влияние на почву и на урожай.

Также совместно с нижегородским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства идет работа по созданию новых сортов зерна и круп, которые будут готовы к климатическим изменениям и смогут устоять в стрессовых условиях.

НИУ Высшая школа экономики — Нижний Новгород

Ученые «Вышки» смогли разработать новые нейросетевые модели, которые позволяют распознавать выражения лица по коротким видеороликам. Запустить их можно даже с обычного телефона — доступ открыт для всех. При этом, как подчеркивают сами исследователи, внедрить такую механику можно в системы для онлайн-обучения или видеоконференции.

Второе достижение вуза принадлежит нейролингвистам, которые смогли определить влияние нижнего и среднего продольных пучков в речь пациентов, переживших удаление опухоли. Как отмечается, такое исследование сможет сохранить пациенту речь и качество жизни.

«В результате анализа данных речевого тестирования и трактографии мы выявили, что снижение объема именно среднего, а не нижнего левого продольного пучка ассоциировано с дефицитами понимания и повторения речи на разных уровнях. Это важный результат, поскольку вступает в полемику с результатами предыдущих исследований, и критично важен для планирования резекций опухолей головного мозга и понимания причин послеоперационных речевых нарушений», — пояснила директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ – Нижний Новгород Мария Худякова.

Она также добавила, что если опухоль находится рядом с речевыми зонами мозга, то последствия могут быть разными: от легких речевых нарушений до полной потери речи. Зная все речевые зоны, хирурги смогут минимизировать риски.

ПИМУ

2023 год оказался плодотворным для исследователей Приволжского медуниверситета. Так, популярное приложение нижегородских разработчиков «Про родинки» зарегистрировали как медицинское изделие. Это означает, что теперь им в рабочих целях смогут пользоваться и врачи. Как отмечается, клинические испытания, которые провели в НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина в Москве, показали высокую точность приложения, не уступающую доктору.

Также ученые ПИМУ улучшили методику применения вирусов-бактериофагов при лечении ран и ожогов. Это открытие позволит эффективнее лечить сложные раны и ожоги у пациентов. Как пояснили в вузе, из раны больного берется материал, на основе анализа которого определяется, к каким из фагам имеется чувствительность микробов, вызывающих воспаление. Далее готовится гидрогелевое покрытие с индивидуальным набором бактериофагов — буквально у постели больного — и наносится на рану.

В прошлом году исследователи смогли вырастить в пробирке уникальный искусственный мозг. Так, команда медиков во время исследования зафиксировала сигналы от нейронов, то есть электрическую активность, аналогичной мозгу. Анализ электрических сигналов клеток человеческого мозга в будущем поможет, например, улучшить связь бионических протезов с сигналами нервной системы человека.

Также, ученые ПИМУ разработали материал, имитирующий свойства кости, для лечения переломов и опухолей костей. Он насыщен антибиотиком, позволяющим избежать развития инфекции после имплантации. По совокупности признаков аналогов такому материалу еще не существует.

Институт прикладной физики РАН

Именно 8 февраля, в День отечественной науки, Российская академия наук отмечает свой юбилей — в этом году ей исполняется ровно 300 лет. РАН имеет десятки институтов по всей стране, в том числе и в Нижнем Новгороде.

Ранее в ИПФ РАН создали один из самых известных источников СВЧ-излучения – гиротрон, который используется в установках термоядерного синтеза, в спектроскопии, а также для микроволновой обработки материалов. Чтобы использовать такое устройство, необходимы алмазные диски, через которые выводится энергия, а для них, в свою очередь, требуются СВЧ-генераторы среднего уровня мощности.

«Для корректной работы этих устройств нужен специальный преобразователь мод, имеющий сложную форму металлической рабочей поверхности. Однако его производство стандартными методами – очень дорогостоящий и долгий процесс. Трудности создания такого элемента могут стать непреодолимым препятствием на пути доставки электромагнитного излучения от генератора в установку», — рассказали в научном институте.

Тогда ученые ИПФ РАН разработали уникальную технологию 3D-печати для снижения стоимости мощных СВЧ-генераторов. Эта технология значительно уменьшила количество времени и средств, затрачиваемых на изготовление сложных элементов мощных СВЧ-приборов.

Еще одна выдающаяся разработка — это инновационный скважинный регистратор акустических шумов. Он позволяет использовать специальный акустический канал, с помощью которого машина и оператор могут «обмениваться информацией». Его встраивают в нижний конец бура и записывают вибрации конструкции разных частот и интенсивностей. Так, можно определить глубину, наклон и воздействие бура на различные породы. Открытие учёных ИПФ РАН позволит получать характеристики вибрации полного рабочего цикла буровой скважины.

Напомним, что на сайте pravda-nn.ru выходит авторский проект «Homo Sapiens нижегородский», который рассказывает просто и доступно о достижениях и актуальных разработках ученых Нижегородской области.

Ранее на сайте рассказали, что такое «Плавучий университет» и как нижегородские ученые решают экологические проблемы Волги.