Виталий Побединский и Никита Рогозин, сотрудники отдела разработки технологических процессов сборки СБИС и унифицированных электронных модулей АО "НИИЭТ", приняли участие в X Национальной научно-технической конференции. Мероприятие ежегодно проводится Союзом машиностроителей России совместно с ФСК ЕЭС "Россети" в форме открытого конкурса инновационных разработок молодых ученых и специалистов.

В рамках научно-технической конференции Союз машиностроителей России при поддержке ГК "Ростех" с 2011 года проводит молодежный промышленный форум "Инженеры будущего". За это время в нем приняли участие более 15 000 молодых специалистов, учёных, аспирантов и студентов.

На этой площадке они получают возможность обрести новые знания и компетенции, поделиться наработками, посоревноваться в профессионализме и креативности, поучаствовав в открытых онлайн-защитах со своими проектами.

Сотрудники НИИЭТ впервые приняли участие в Национальной научно-технической конференции на площадке конкурса "Инженеры будущего". Виталий Побединский и Никита Рогозин представили и защитили в онлайн-режиме проект, созданный на базе изобретения "Способ применения платиновой металлизации в системе перераспределения контактных площадок кристаллов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов". Работа наших сотрудников вышла в полуфинал и награждена дипломом.

"В условиях усиления глобальной конкуренции нашей стране необходимо обеспечить устойчивое экономическое развитие. Отечественной электронике и сопряженным отраслям требуется совершить инновационный прорыв и достичь технологического лидерства. Изделия микроэлектроники составляют основу развития большинства технологий: вычислительной и космической техники, телекоммуникаций (включая спутниковую связь), роботостроения, современных систем ВВСТ и многих других. Участие в форумах и конференциях позволяет определять и развивать инновационные проекты молодых ученых и специалистов. Для нас участие в Национальной научно-технической конференции на площадке конкурса "Инженеры будущего" - это большой опыт и возможность представить свою разработку в таком необычном формате", - рассказал инженер-технолог 1 категории Виталий Побединский.

Программа масштабного мероприятия дает молодым специалистам возможность напрямую общаться с ведущими инженерами, учеными, разработчиками - людьми, формирующими вектор технологического развития России.

"Участие в подобных форумах и конференциях - отличная возможность для презентации новых, перспективных разработок и проектов молодых ученых и специалистов. Подобные форумы позволяют не только делиться имеющимся опытом в той или иной сфере, но и обмениваться своими идеями с представителями ведущих промышленных предприятий, получать ценные знания и советы", - убежден ведущий инженер-технолог Никита Рогозин.

Напомним, изобретение сотрудников относится к области электроники и предназначено для перераспределения контактных площадок полупроводниковых кристаллов интегральных микросхем (ИМС), гибридных интегральных схем (ГИС), микросборок, модулей и других полупроводниковых приборов (ПП) на пластине с помощью создания дополнительных тонкопленочных слоев и металлизации на основе платины. Инновация позволяет адаптировать существующие полупроводниковые приборы в составе полупроводниковых пластин к технологии сборки методом "flip-chip".

Потенциал промышленного применения способа платиновой металлизации в системе перераспределения контактных площадок кристаллов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов довольно широкий.

Например, он подходит для изготовления коммутационных плат (интерпозеров) в составе гибридных интегральных схем и 3D-сборок. Также метод дает возможность изменять размеры, геометрию и структуру существующих контактных площадок под проволочный монтаж. Применение платины позволяет использовать данный способ в биосовместимых медицинских приборах, например, в кардиостимуляторах и кардиодефибриляторах. Таким образом, ввиду хорошей биосовместимости и рецепционных (измерительных) свойств платины, новый метод становится лучшим выбором для использования в медицинской сфере, в частности, в области электронных кардиоимплантов.

Минимизация расходов на отопление частного дома с помощью установки и настройки "умной" автоматики "умного" отопления реализуется следующим образом: жильцами дома устанавливается необходимая температура воздуха ( температура может быть установлена как во всех помещениях дома сразу, так и в отдельных помещениях, требующих различного температурного режима), а все остальное берет на себя автоматика. С помощью датчиков, измеряющих температуру внутри комнат автоматика отслеживает достижение необходимой температуры, после которого котел отопления переходит в режим ограниченного потребления ресурсов или же временно отключается до того момента, пока не потребуется еще раз нагреть теплоноситель. Помимо этого, дополнительной экономии можно достигнуть, применяя датчики погодозависимой автоматики - с их помощью котел в котельной будет выключаться в те периоды, когда снаружи дома тепло и обогрев коттеджа не нужен. Жильцы, присутствующие в доме по своему известному расписанию (например, приезжающие на субботу и воскресенье или уезжающие по будним дням на работу ) несомненно оценят возможность дневного или недельного программирования "умного" отопления, которая будет понижать расход газа или электричества, снижая температуру внутри дома в те дни или часы, когда в доме никого нет, и нагревая помещения до заданных температур к возвращению владельцев.

"Умное" отопление - это удобно. Настроенный удаленный доступ к управлению системой отопления делает возможным удаленное включение, выключение отопления, управление режимами работы. Современная автоматика позволяет осуществлять управление отоплением с помощью отдельных стеновых сенсорных панелей, которые могут быть установлены в любом месте дома, так и с помощью вэб-приложений (на смартфоне или в браузере).

Китайская компания EHang в ближайшем будущем запустит в австрийском Линце тестовую версию своего аэротакси. В рамках эксперимента будут использовать один маршрут: между берегами Дуная.

EHang 216 / ©EHang

Как стало известно, в третьем по величине городе Австрии - Линце - намерены запустить тестовую версию аэротакси EHang. Испытания китайская компания проведет совместно с австрийским оператором Linz AG. На самом раннем этапе перевозка пассажиров не планируется, затем электрические аппараты типа EHang 216 должны начать перевозить людей.

В рамках пробной эксплуатации будет доступен лишь один маршрут: между точками, расположенными на разных берегах Дуная. Жители Линца смогут забронировать аэротакси.

Линц / ©intelligenttransport

Сам аппарат относительно небольшой. Масса двухместного EHang 216 - 340 килограммов. Он способен развивать скорость до 150 километров в час.

Предполагается, что полноценное внедрение воздушного такси позволит существенно разгрузить инфраструктуру города и сделать жизнь его жителей более комфортной.

Напомним, ранее компания Fraundorfer Aeronautics провела на территории Германии испытания аэротакси-автожира Tensor 600X. Он сможет перевозить пассажиров на расстояние в 600 километров.

В Токио появились общественные туалеты из "умного" стекла, которое становится матовым, когда человек зарывает дверь изнутри. В столице Японии планируют установить 17 высокотехнологичных кабинок к 2021 году.

Действующие туалеты из "умного" стекла расположены в двух парках района Сибуя. Сначала местные жители отказывались заходить в кабинку, а потом привыкли. У японцев возникали сомнения по поводу того, скроет ли материал уборной посетителя от глаз окружающих.

Как выяснилось позже, "умное" после закрытия двери в туалет изнутри по прозрачности сопоставимо с бетонной стеной. Подобные технологии используются уже не один год. "Умное" стекло трансформирует оптические свойства при изменении освещённости, нагревании, охлаждении или же под воздействием электричества.Материал нашёл применение в архитектуре и при производстве окон.

В бизнес-сегменте такое стекло используют для перегородок между помещениями. Во время переговоров материал становится матовым, а после завершения - прозрачным.

Команда исследователей факультета наук о материалах МГУ имени М. В. Ломоносова создали базу данных перспективных материалов для солнечных батарей, сообщает в понедельник пресс-служба университета.

"Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах создали базу данных слоистых перовскитоподобных соединений. С использованием методов квантовой химии, кристаллохимического анализа и машинного обучения были выявлены закономерности между структурой и свойствами этих соединений", - говорится в сообщении.

Результаты работы, которая была поддержана грантом Российского научного фонда, опубликованы в международном журнале Chemistry of Materials.

"В ходе исследования была создана единая пополняемая база данных, в которой в настоящий момент содержится информация о структуре и свойствах более 500 соединений. На основании собранных данных с использованием кристаллохимического анализа и методов квантовой химии были рассчитаны важные структурные и электронные свойства данных соединений, а использование методов машинного обучения позволило обнаружить закономерности между их строением свойствами", - говорится в документе.

"В ходе работы мы провели детальный кристаллохимический анализ всех собранных соединений и выявили важные корреляции между геометрическими параметрами структуры и оптическими свойствами слоистых перовскитоподобных соединений. Это позволило нам сделать важные обобщения для всего класса данных соединений, которые позволят выявить новые перспективные материалы с выдающимися функциональными характеристиками. Мы будем регулярно дополнять нашу базу данных информацией о новых соединениях, коллеги из американских и европейских лабораторий уже начали присылать нам свои новые данные о кристаллических структурах данного класса соединений", - приводит пресс-служба слова руководителя исследования - завлабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ Алексея Тарасова.

За последние 10 лет гибридные соединения со структурой перовскита привлекли внимание ученых во всем мире благодаря уникальным оптическим и электронным свойствам. На основе гибридных перовскитов уже созданы солнечные батареи, светодиоды, лазеры, фотосенсоры, детекторы рентгеновского излучения и другие оптоэлектронные устройства.

Особый интерес исследователей вызывают слоистые перовскитоподобные соединения, которые в отличие от классических гибридных перовскитов обладают большим структурным разнообразием и более стабильны к факторам внешней среды.

Читайте также:

Ученые из МГУ выяснили, как создать "ребристые" солнечные батареи

​Российские солнечные панели зарядят Стокгольм

Во всем мире твердят, что будущее за искусственным интеллектом (ИИ), и пандемия коронавируса это только подтвердила. В России до конца августа президент Владимир Путин поручил утвердить федеральный проект "Искусственный интеллект" в рамках нацпрограммы "Цифровая экономика", который должен обозначить конкретные шаги на пути к достижению эры ИИ в стране.

Теперь как перед учеными, так и перед программистами стоят этические проблемы развития ИИ. Ведущий научный сотрудник Института государственного и муниципального управления НИУ ВШЭ Евгений Стырин в авторской колонке рассуждает об этике искусственного интеллекта после глобального локдауна, ее сложностях и путях решения актуальных задач.

ИИ без предрассудков

В ситуации, когда мировой порядок адаптируется к условиям пандемии, государство вслед за бизнесом стремится предложить гражданам образовательные, медицинские и иные платформы, где весь спектр сопутствующих услуг будет полностью цифровым. Рекомендательная система в рамках платформы, построенная на основе технологий ИИ, будет в автоматическом режиме анализировать информацию и принимать решения, что советовать пользователю, как ему лучше всего реализовать свои потребности.

Среди социальных принципов и ценностей этически ориентированных алгоритмов искусственного интеллекта - уважение к частной жизни человека на основе равенства прав и справедливого доступа к реализации потребностей на основе закона. Поскольку ИИ - это всегда алгоритмические решения с долей вероятности ошибок, способных в итоге дискриминировать интересы различных референтных групп населения (этнических, гендерных, возрастных), встает проблема этической пригодности этих решений. Если нет четкого алгоритма выбора нравственных шагов, захочет ли человек знать то, что может предсказать ИИ: свой медицинский диагноз, совместимость в браке, выбор профессии?

Например, в процессе обучения на онлайн-платформе выявляется профиль человека, его склонность к предметам, анализируется скорость обучения. На основании этих данных рекомендательная система предлагает человеку траекторию обучения, то есть программирует выбор знаний, а значит, и будущую профессию для человека.

И тут же встает вопрос: имеет ли право рекомендательная система на основании накопленных данных предлагать человеку траекторию жизни? А если он хочет быть художником, а не инженером? Интересный факт: успеваемость учеников в Британии статистически зависит от происхождения семьи, но этично ли учитывать этот фактор в работе алгоритма для "умных" рекомендательных систем в образовании?

Чтобы решить возникающие этические дилеммы, необходим широкий консенсус. Споры о том, каким приоритетным свойствам должно соответствовать образование или здравоохранение, ведутся непрерывно и всегда разделяют общество на несколько непримиримых лагерей, в том числе и по этическим соображениям.

В здравоохранении уже сейчас формируются цифровые медицинские портфолио, которые сохраняют все множество данных: историю болезней, назначаемые препараты, результаты анализов. На основе цифровых данных о пациенте нейросеть может прогнозировать состояние его здоровья на ближайшие годы. При этом мы до конца не знаем, как нейросеть принимает решения, как в условном "черном ящике" происходят прогнозы, классификации.

Прямая передача прогнозных результатов работы нейросети психологически травмирует пациентов, вызывает ипохондрию, неврозы, мнительность: как отнестись к 70-процентной вероятности повторного инсульта в ближайшие два-три года или 60-процентному риску микроинфаркта?

Вправе ли пациент отказаться от такого мониторинга или будет обязан его проходить из-за требований органов власти, страховых компаний, которые разработали специальные пенсионные или страховые программы? Это этическая дилемма. Так, проект Panorama на протяжении всех стадий беременности матери может генетически тестировать плод на большой разброс аномалий. И в случае выявления мутаций на родителей ложится моральная и психологическая нагрузка - прерывать беременность или нет.

В этой ситуации целесообразно обязать разработчиков раскрывать оценочные параметры алгоритма, если его результаты затрагивают общественные интересы. В обсуждении оценочных составляющих должны принимать участие различные референтные группы. В образовании - ученики, родители, эксперты, чиновники; в здравоохранении - врачи, пациенты, эксперты, научные сотрудники лабораторий.

И тут либо поиск консенсуса, либо выработка четких параметров, которые нельзя использовать в оценке в силу их дискриминационного характера. Иными словами, реализация алгоритмов на основе ИИ, призванных заменить интеллектуальную профессиональную деятельность отраслевых специалистов (будь то определение траектории обучения или процесс прогнозирования рисков первичного или повторного заболевания), должна подчиняться принципу обратной связи с теми, на кого направлена рекомендательная или прогнозная деятельность алгоритма.

От нейросетей к этичным алгоритмам

Понятно, что здесь нет идеального решения, всегда найдутся несогласные с результатами работы алгоритма. Более того, в системе образования или здравоохранения соответствующие оценивающие критерии также эволюционируют во времени, а значит, рекомендательные алгоритмы тоже будут меняться. Главное в этом процессе - не пропускать так называемую этическую экспертизу, которую могут проводить отраслевые эксперты, эксперты в области цифровых технологий, ответственные за развитие отрасли государственные служащие.

Результаты экспертизы должны обязательно учитываться при внедрении рекомендательного или прогнозного ИИ-алгоритма на отраслевых цифровых сервисных платформах. А у граждан должно быть право пожаловаться на результаты его работы в комитет по этике при курирующем отрасль ведомстве.

Так, цифровой трансформацией в образовании в первую очередь занимаются крупные российские вузы. В большинстве из них уже созданы или могут быть созданы комитеты по этике, которые занимаются всем спектром вопросов в этической плоскости: отношениями студентов и преподавателей, деятельностью преподавателей, студентов и любыми иными вопросами, связанными с реакцией университетского сообщества на события извне и внутри.

Особенно информированность важна для сферы здравоохранения. Работа алгоритмов увеличивает количество альтернатив, обогащает знаниями и прогнозами, но в силу специфики машинного обучения только с определенной вероятностью их реализации. В итоге на специалистов (медиков) ложится ответственность за этичное информирование пациентов о возможных альтернативах лечения. И тут необходимо системно повышать их квалификацию, чтобы грамотно информировать пациентов об особенностях применяемых методов на основе технологий ИИ.

Для этого следует разрабатывать курсы в системе основного и дополнительного образования медиков, проводить тренинги и повышение квалификации специалистов - так же, как и в сфере возможностей цифровых технологий в медицине. Наиболее реалистичным в краткосрочной перспективе было бы решение этой задачи с помощью назначения каждым медицинским учреждением и курирующим здравоохранение ведомством отдельных специалистов по медицинской этике, а также этике внедрения ИИ в области медицины.

Аналогично могут разбирать сложные ситуации в досудебном порядке (разгружая судебную систему) этические комитеты при крупных госпиталях, на уровне региональных или федеральных властей, в чьей ведомственной ответственности находится деятельность соответствующей организации в сфере здравоохранения.

Несмотря на необратимый характер использования решений на основе ИИ, не стоит забывать о человеческой, нравственной и моральной составляющих в жизни пользователя, на котором они сфокусированы. Нам всем только предстоит выработать подходы к тому, в какой степени ИИ-технологии могут решать за людей, могут снабжать их знаниями о здоровье, профессиональных склонностях, иных предпочтениях так, чтобы люди были способны переварить их и использовать на благо себе и не во вред другим. А государство, которое по определению должно заботиться о процветании и комфорте граждан, должно способствовать внедрению этичных алгоритмов, которые принимают или помогают принимать непредвзятые, недискриминационные решения в интересах всего общества.

Читайте также:

Ищет патологии и читает научные статьи: зачем медицине искусственный интеллект

Ученые РФ научат искусственный интеллект проводить экспресс-тестирование на коронавирус

"Сколково" запустил международную программу по развитию искусственного интеллекта

После проведения всех подготовительных работ кузов "Корсара" отправился в покрасочную камеру Тверского механического завода электротранспорта (входит в "ПК Транспортные системы"), где осуществляется первичная сборка трамваев.

"Корсар" - первый полностью низкопольный трамвай российского производства, предназначенный городов, имеющих колею в один метр, - комментирует коммерческий директор "ПК Транспортные системы" Андрей Юхненко. - Это его уникальная особенность позволит ускорить пассажирообмен, сделает вагон более комфортным и доступным для людей с ограниченными возможностями. "Корсар" подойдет для таких российских городов, как Калининград, Пятигорск и Евпатория, в которых ширина трамвайных путей составляет 1000 миллиметров. При этом модель обладает высоким экспортным потенциалом и в перспективе может оказаться в европейских городах с соответствующими трамвайными сетями".

По завершении покрасочных работ кузов "Корсара" отправят на первичную сборку - установят окна, полы и другие базовые элементы. В конце августа трамвай отправят в Санкт-Петербург на вторую производственную площадку "ПК Транспортные системы" - Невский завод электрического транспорта - для конечной сборки (установка тележек, сидений, двигателей, обустройство интерьера), прохождения испытаний и отладки всех систем. "ПК Транспортные системы" завершит производство трамвая "Корсар" осенью 2020 года.

Серийный выпуск трамваев для узкоколейных путей шириной один метр в России не осуществляется с 1937 года. Первые попытки разработать отечественную узкоколейную трамвайную тележку предпринимались в 90-е годы, однако отсутствие более узкого кузова вагона не позволило решить проблему обновления узкоколейного подвижного состава в ряде городов страны.

Кузов "Корсара" будет шириной 2,3, что на 10-20 сантиметров меньше стандартной ширины трамвая и необходимо для эффективной эксплуатации вагона на колее шириной один метр. Изготовление такого кузова трамвая стало возможным благодаря другой собственной разработке "ПК Транспортные системы" - уникальной тележки для узкой колеи трамвайного пути шириной 1000 мм.

Большая часть элементов интерьера трамвая "Корсар" будет выполнена из алюминиевых сплавов. В салон будет интегрирована улучшенная система кондиционирования воздуха, установлены усовершенствованные мультимедийные комплексы, USB-розетки и Wi-Fi роутеры.

Росстандарт утвердил серию из восьми национальных стандартов в области развития "умных городов". Они направлены на упрощение внедрения цифровых технологий в городской среде и станут обязательными к применению после трех лет апробации, сообщила в среду пресс-служба Минстроя России.

"Предварительные стандарты направлены на систематизацию работы со сложной структурой городского хозяйства и не менее сложными и разнообразными цифровыми системами. Конечная цель, на достижение которой как раз и будут работать стандарты, - повышение качества жизни и эффективности обслуживания горожан за счет внедрения новейших цифровых технологий. После утверждения предварительных стандартов у регионов и городов будет три года для их практической апробации, предложений и комментариев по этим документам", - приводятся в сообщении слова замглавы Минстроя Максима Егорова.

Документы регулируют вопросы функциональной совместимости городских систем, методологии эксплуатации и технического обслуживания городской инфраструктуры, рекомендации по организации интеллектуальных транспортных систем.

Кроме того, особое внимание уделяется обмену и совместному использованию больших данных различными организациями. Егоров добавил, что предварительные стандарты "умного города" являются продолжением базовых и дополнительных требований (стандарт "Умный город"), разработанных министерством.

Серия предварительных национальных стандартов разработана техническим комитетом "Кибер-физические системы" на базе Российской венчурной компании. В обсуждении участвовали крупные игроки рынка, в том числе представители "Ростелекома" и "Лаборатории Касперского", общественные организации, Минстрой России и правительство Москвы.

Ведомственный проект Минстроя "Умный город", направленный на цифровизацию городской среды, стартовал в России в 2018 году. С 2019 года он реализуется в рамках нацпрограммы "Цифровая экономика" и нацпроекта "Жилье и городская среда". В проекте задействованы все населенные пункты с численностью жителей более 100 тыс. человек, а также, по желанию субъекта, города с меньшим количеством жителей.

Читайте также:

В России планируют создать еще один проект по цифровизации городов

"Крокус Наноэлектроника", портфельная компания "Роснано", объявила о выпуске чипов энергонезависимой резистивной памяти, ее характеристики находятся на уровне передовых мировых показателей. Об этом сообщили в среду в пресс-службе УК "Роснано".

Резистивная память (ReRAM) - одна из разновидностей энергонезависимой памяти, которая позволяет сохранять данные при отсутствии питания. "Крокус Наноэлектроника" является единственным в России предприятием, способным серийно выпускать энергонезависимую память нового поколения.

"Первые образцы имеют объем памяти 1 Мбит и в краткосрочной перспективе могут быть масштабированы вплоть до 128 Мбит. Выпущенные чипы демонстрируют энергопотребление при операциях чтения и записи на уровне передовых мировых технологий энергонезависимой памяти", - отметили в пресс-службе.

Дальнейшие работы будут проводиться в сотрудничестве с российскими и зарубежными партнерами компании. Основная цель - интеграция российских чипов памяти в инновационные продукты наиболее перспективных областей микроэлектроники: интернет вещей, системы искусственного интеллекта, промышленную автоматизацию, портативную и медицинскую техники.

Первым продуктом с новой микросхемой памяти, который планируется к выпуску, является чип радиочастотной идентификации (технология UHF RFID), использующийся, в частности, для маркировки товаров при складском учете.

"Высокая плотность и исключительно низкое энергопотребление этой технологии позволили нам создать дизайн одного из самых миниатюрных чипов в своем классе. Для питания чип использует лишь энергию, получаемую с антенны, и способен получать и передавать информацию стандартному считывающему устройству на расстоянии более пяти метров. Планируется, что первые чипы RFID, произведенные в „Крокус Наноэлектроника", появятся в следующем году", - приводит пресс-служба слова директора по разработкам продуктов компании "Крокус Наноэлектроника" Алексея Хвальковского.

Рынок микроэлектроники для искусственного интеллекта

Согласно прогнозам международных экспертов, рынок микроэлектроники для искусственного интеллекта в 2024 году превысит $100 млн и увеличится в более чем 60 раз к 2029 году. Основные драйверы роста этого рынка - беспилотные автомобили, системы промышленной электроники и мобильные устройства.

Высокая энергоэффективность памяти, производимой на заводе "Крокус Наноэлектроника", является ключевым фактором для таких приложений как интернет вещей и системы искусственного интеллекта. Данная технология позволяет создавать системы искусственного интеллекта, энергоэффективность которых многократно превышает стандартные решения. Это сделает реальным выпуск автономных приложений искусственного интеллекта, работающих от батарейки.

Одним из дополнительных преимуществ технологии ReRAM является устойчивость чипов к воздействию неблагоприятных условий, в том числе высоких температур. Это создает дополнительные перспективы ее применения в высоконадежной электронике, включая медицинскую технику.

Читайте также:

Химики создали новую технологию утилизации радиоактивных отходов

Ученые нашли способ на 18% продлить срок службы деталей, используемых в машиностроении

В России построят два уникальных научно-исследовательских судна

Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с индустриальными партнерами разработали экологически безопасную технологию утилизации радиоактивных отходов. Химики предложили обезвоживать отходы, что сделает их компактнее и потребует меньшие площади для хранения, сообщили во вторник в пресс-службе вуза.

"На первом твердые ионообменные сорбенты переводятся в состояние водного раствора. Затем органическая составляющая полученного раствора подвергается деструкции с помощью специально выращенных безопасных микроорганизмов. На последнем этапе полученный минеральный остаток полностью обезвоживается при помощи установки СВЧ-кальцинации. Объем получаемого продукта в сотни раз меньше изначального перерабатываемого материала", - приводят в вузе слова соавтора технологии, заведующего кафедрой физической и коллоидной химии вуза Вячеслава Маркова.

В вузе поясняют, что ионообменные сорбенты используются в комплексах очистки воды на АЭС и предприятиях ядерного технологического цикла. Складируют их в хранилищах "отложенного решения". Ориентировочный прирост сорбентов, накапливаемых в хранилищах, составляет до 30 000 метров кубических в год, говорится в сообщении.

Обезвоженные и компактные радиоактивные отходы, получаемые в результате переработки, можно подвергнуть окончательному и безопасному захоронению.

"Технология поможет ликвидировать хранилища временного размещения жидких радиоактивных отходов, устранить необходимость строительства новых больших технологических комплексов временного размещения жидких радиоактивных отходов", - говорится в сообщении.

УрФУ, отмечающий в 2020 году столетие, является крупнейшим вузом в Уральском федеральном округе, в нем обучаются 35 тыс. студентов. Вуз выступает инициатором создания в Екатеринбурге научно-образовательного центра "Передовые производственные технологии и материалы" для реализации задач нацпроекта "Наука".

Читайте также:

Ивановские ученые получили грант на разработку лекарства, блокирующего шипы коронавируса

Ученые из Петербурга создали препарат для восстановления почвы и водоемов от нефтяных загрязнений

Уникальный биопротез клапана сердца для бесшовной имплантации создали в Кузбассе

Компания "Кометрика" еженедельно следит за актуальными трендами в практическом применении блокчейна: в отслеживании поставок, государственных структурах и здравоохранении, финтехе и международных отношениях. Теперь эти дайджесты будут выходить на Rusbase.

Выпуск #1

Планы российских властей потратить на блокчейн 570 млн рублей, новая криптовалюта от Сбербанка, отслеживание поставок на блокчейне в Coca-Cola и еще пять новостей за первую неделю августа.

В России второй год реализуется нацпрограмма "Цифровая экономика", цель которой - ускоренное внедрение цифровых технологий в экономике и социальной сфере. Цифровизация становится одним из главных направлений развития по всему миру. Портал "Будущее России. Национальные проекты" совместно с редакцией международной информации ТАСС продолжает цикл материалов о том, как развивают технологии в разных странах. В этот рассказ - рассказ о цифровизации Канады.

Сегодня жители Канады с помощью интернета не только общаются друг с другом и ведут бизнес, но и оплачивают счета или решают бытовые вопросы. Хотя всего пять-шесть лет назад в деловом центре Оттавы в обеденный перерыв можно было потерять 30-40 минут в очереди в банк, так как большинство клиентов приходили сюда, чтобы просто оплатить коммунальные услуги, электричество или кабельное телевидение. Теперь это все можно сделать из дома в личном кабинете на сайте одного из операторов. О том, как поведение потребителей в Канаде меняется с приходом технологий, читайте в нашем материале.

На высоких скоростях

Мобильный интернет 4G впервые был внедрен в Канаде в 2011 году, и с тех пор скорость соединения растет с каждым годом. В настоящее время страна стоит на пороге внедрения связи пятого поколения (5G).

"Крупнейшие операторы мобильной связи Канады и США (Verizon, ATT, T-Mobile, Rogers) уже начали внедрение 5G-технологий как в качестве экспериментального оборудования, так и для коммерческого использования. На начало 2020 года системы мобильной связи пятого поколения были развернуты в примерно 20 городах США, таких как Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Лас-Вегас, Атланта, Хьюстон", - рассказывает специалист канадского отделения компании Ericsson (производит телекоммуникационное оборудование) Сергей Иванов.

По его словам, коммерческая эксплуатация 5G в Канаде должна начаться в 2020 году, над этим уже работают в Ванкувере, Монреале, Оттаве и Торонто.

Эксперт отметил, что безусловным глобальным лидером по внедрению этой передовой технологии является Южная Корея, где на конец 2019 года сеть 5G стала доступной более чем 70% населения.

"Подобного уровня покрытия в США и Канаде планируется достичь в 2020-2021 годах. Скорость внедрения технологии 5G в два-три раза превышает скорость внедрения телекоммуникационных технологий предыдущего, четвертого поколения (LTE), так что повсеместное внедрение пятого поколения связи в Канаде и США - дело ближайшего времени", - уверен Иванов.

Смартфон как магазин

Население Канады знакомят с интернет-технологиями с раннего возраста. Первые уроки о цифре начинаются уже в дошкольных группах. При этом дети настолько быстро осваивают современные технологии, что в 2019 году власти провинции Онтарио запретили использование смартфонов и мобильных телефонов в учебных заведениях региона.

"Мы хотим, чтобы ученики были сосредоточены на образовательном процессе и внимательно относились к изучаемым предметам", - пояснил министр образования Онтарио Стивен Лечче.

По его словам, в последние годы именно смартфоны стали одним из главных факторов, отвлекающих внимание детей от изучения школьных дисциплин. Запрещено пользоваться телефонами и преподавателям. Однако ограничения действуют только на время уроков, не распространяясь на перемены.

Активными пользователями интернета в Канаде являются и пенсионеры, для которых существуют специальные обучающие курсы.

"Интернет на компьютере у меня есть давно, мы с женой часто делаем там покупки, - говорит 74-летний Хью Кайли. - А вот смартфон я купил лишь два года назад. Мне нравится, очень удобно, но в отличие от вас, молодых, я не сижу в нем целыми днями, а стараюсь больше времени проводить на свежем воздухе".

Онлайн-покупки для канадцев давно стали частью повседневной жизни. В интернет-магазинах можно купить все необходимое - от одежды и продуктов до автомобиля и путевки. В последнее время некоторые крупные торговые сети предлагают своим покупателям "ходить" за продуктами в их онлайн-магазины. Есть несколько опций - покупатель может набрать продуктовую корзину, а затем прийти в обычный магазин и оплатить ее на месте либо выбрать доставку на дом.

Госуслуги по-канадски

В Канаде, как и в России, государственные услуги предоставляют по принципу одного окна. Например, в провинции Онтарио, где расположены столица страны Оттава и крупнейший канадский город Торонто, такие офисы называются ServiceOntario. Взяв талончик электронной очереди, тут достаточно быстро можно получить различные выписки на недвижимость или на землю, обменять водительские права, заплатить налог на автомобиль, поставить машину на учет и сразу же забрать номерные знаки или получить медицинский полис.

Большинство услуг также продублировано на сайте организации, но многие канадцы еще предпочитают доехать до ServiceOntario, чтобы получить все быстро и на месте, а не ждать, когда необходимые документы окажутся в почтовом ящике. На ожидание в очереди и оформление всех документов в окошке уходит от 10 до 50 минут.

Цифровизация канадских министерств тоже на очень высоком уровне. Например, министерство по вопросам иммиграции, беженцев и гражданства Канады, которое, в частности, занимается выдачей въездных виз и разрешений на работу, уже более пяти лет назад полностью исключило личное общение между своими сотрудниками и желающими подать документы. Заполнить необходимые анкеты можно только в онлайн-кабинете. Правда, некоторые документы все еще оформляются по старинке - распечатываются, заполняются от руки и отправляются обычной почтой. Но и от этой практики скоро откажутся.

300 долларов на связь

Чем недовольны канадцы, так это ценами на цифровые услуги. Например, минимальный контракт с оператором сотовой связи обходится в 50-60 канадских долларов (37-45 долларов США) в месяц, притом что в этот пакет входит всего 1 ГБ интернет-трафика. Средняя стоимость популярного домашнего пакета "3 в 1", в который включены кабельное телевидение, безлимитный интернет и стационарная телефонная связь, составляет 250-300 канадских долларов (190-225 долларов США) в месяц. Как правило, на итоговую цену сильно влияет набор телеканалов. Таким образом, месячный счет на все услуги связи и телевидение может превышать 400 канадских долларов (более 300 долларов США).

Высокие цены многие в Канаде объясняют тем, что в стране работают лишь два основных провайдера - Bell и Rogers, между которыми, по сути, нет конкуренции. Небольшие операторы, как правило, аффилированы с этими двумя гигантами.

В такой ситуации немного спасает Wi-Fi, который есть во многих торговых или бизнес-центрах, кафе и ресторанах, что помогает людям экономить интернет-трафик. А вот до общественного транспорта беспроводной интернет пока не добрался.

Впрочем, устойчивой связью покрыты только города и населенные пункты. Например, в национальном парке всего в 50 км от Оттавы вы рискуете остаться даже без сотовой связи, не говоря об интернете. Решить эту проблему планируется в ближайшие годы с помощью госпрограммы по строительству низкоорбитальных спутников связи (около 1 тыс. км от поверхности Земли), на которую Оттава в течение пяти лет выделит 100 млн канадских долларов.

ИЗОБРАЖЕНИЕ: Исследователи надеются, что новые материалы помогут построить безопасные и прочные высокопроизводительные элементы.

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Цзилинь в Чанчуне / Китай исследовали многообещающий анодный материал для будущих высокоэффективных батарей - титанат лития-лантана с кристаллической структурой перовскита (LLTO). Как сообщила команда в журнале Nature Communications, LLTO может улучшить плотность энергии, удельную мощность, скорость зарядки, безопасность и срок службы батарей, не требуя уменьшения размера частиц с микро- до наноуровня. (DOI: 10.1038 / s41467-020-17233-1)

Спрос на электромобили растет вместе с растущей потребностью в интеллектуальных сетях, обеспечивающих устойчивое энергоснабжение. Эти и другие мобильные и стационарные технологии требуют подходящих батарей. Сохранение как можно большего количества энергии в минимально возможном пространстве при минимально возможном весе - литий-ионные батареи (LIB) по-прежнему лучше всего соответствуют этому требованию. Исследование направлено на повышение плотности энергии, удельной мощности, безопасности и срока службы этих батарей. Материал электрода здесь имеет большое значение. Аноды литий-ионных аккумуляторов состоят из токосъемника и нанесенного на него активного материала, который накапливает энергию в виде химических связей. В большинстве случаев в качестве активного материала используется графит. Однако отрицательные электроды из графита имеют низкую скорость зарядки. Более того, они связаны с вопросами безопасности. Среди альтернативных активных материалов оксид титаната лития (LTO) уже коммерциализирован. Отрицательные электроды с LTO имеют более высокую скорость зарядки и считаются более безопасными, чем электроды из графита. Недостатком является то, что литий-ионные батареи с оксидом титаната лития, как правило, имеют более низкую плотность энергии.

Спрос на электромобили растет вместе с растущей потребностью в интеллектуальных сетях, обеспечивающих устойчивое энергоснабжение. Эти и другие мобильные и стационарные технологии требуют подходящих батарей. Сохранение как можно большего количества энергии в минимально возможном пространстве при минимально возможном весе - литий-ионные батареи (LIB) по-прежнему лучше всего соответствуют этому требованию. Исследование направлено на повышение плотности энергии, удельной мощности, безопасности и срока службы этих батарей. Материал электрода здесь имеет большое значение. Аноды литий-ионных аккумуляторов состоят из токосъемника и нанесенного на него активного материала, который накапливает энергию в виде химических связей. В большинстве случаев в качестве активного материала используется графит. Однако отрицательные электроды из графита имеют низкую скорость зарядки. Более того, они связаны с вопросами безопасности. Среди альтернативных активных материалов оксид титаната лития (LTO) уже коммерциализирован. Отрицательные электроды с LTO имеют более высокую скорость зарядки и считаются более безопасными, чем электроды из графита. Недостатком является то, что литий-ионные батареи с оксидом титаната лития, как правило, имеют более низкую плотность энергии.

Команда профессора Гельмута Эренберга, главы Института прикладных материалов - систем накопления энергии (IAM-ESS) KIT, теперь исследовала другой многообещающий анодный материал: титанат лития-лантана с кристаллической структурой перовскита (LLTO). Согласно исследованию, которое проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Цзилинь в Чанчуне (Китай) и других исследовательских институтов в Китае и Сингапуре, аноды LLTO имеют более низкий электродный потенциал по сравнению с коммерчески выпускаемыми анодами LTO, что позволяет получать более высокое напряжение ячейки. и более высокая емкость. "Напряжение элемента и емкость аккумулятора в конечном итоге определяют удельную энергию батареи", - объясняет Эренберг. "В будущем аноды LLTO могут быть использованы для создания особо безопасных высокопроизводительных ячеек с длительным сроком службы".

Помимо плотности энергии, удельной мощности, безопасности и срока службы, скорость зарядки является еще одним определяющим фактором, определяющим пригодность аккумулятора для требовательных приложений. В принципе, максимальный ток разряда и минимальное время зарядки зависят от переноса ионов и электронов как внутри твердого тела, так и на границах раздела между материалом электрода и электролита. Для повышения скорости зарядки обычной практикой является уменьшение размера частиц электродного материала с микро- до нанометров. 

Ученые Брянского государственного технического университета научились выращивать металлические изделия методом электро-дуговой сварки и первыми в мире добились увеличения их прочности в 2,5 раза. Об этом ТАСС заявил проректор вуза по перспективному развитию Андрей Киричек.

"Когда мы применили упрочнение выращиваемых изделий, нам удалось добиться повышения прочности изделия в 2-2,5 раза по сравнению с прокатом из того же самого материала. Таких результатов по прочности выращенных изделий в мире пока никому не удалось достичь, мы можем говорить о том, что мы первые. Прорыв также в том, что впервые в России создана новая технология производства аддитивных деталей из проволоки", - сказал Киричек.

По его словам, появление способа выращивания металлических изделий методом электро-дуговой сварки делает аддитивные технологии по экономической эффективности сопоставимыми с традиционными технологиями, расширяет спектр применения этих технологий в общем машиностроении, автомобилестроении и ракетостроении.

"Используется оборудование для сварки, уже изготавливаемое массовым тиражом, и оно поэтому стоит дешево, многие компоненты сразу становятся дешевыми, не надо затрачивать много средств на то, чтобы собрать систему", - пояснил ученый.

Технология разработана Брянским государственным техническим университетом и Фондом перспективных исследований (ФПИ). В ее основе лежит разработанный в 1990-х годах метод волнового деформационного упрочнения. В результате наложения проходящих и отраженных волн в монолитном металлическом материале формируется уникальная многослойная структура, обеспечивающая высокую вязкость и высокую прочность материала.

В рамках проекта с ФПИ учеными создана опытная установка для выращивания деталей, которая позволяет создавать сложнопрофильные изделия, в том числе биметаллические. Интерес к инновационной разработке проявляют госкорпорации "Роскосмос", "Ростех" и "Росатом", ведущие предприятия авиастроительной отрасли, рассказали в ФПИ.

Читайте также:

Уникальный биопротез клапана сердца для бесшовной имплантации создали в Кузбассе

Специалисты УрФУ разработали симулятор для внедрения онлайн-образования в вузе

Тестов много не бывает: как исследовательский центр СИБУРа изучает полимеры

Ученые научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (НИИ КПССЗ) в Кемерове создали уникальный биопротез клапана сердца для замены ранее имплантированных протезов. Уникальность нового изделия состоит в том, что оно не требует удаления старого протеза и тем самым снижает риск осложнений у пациента, сообщил ТАСС старший научный сотрудник лаборатории пороков сердца отдела хирургии сердца и сосудов Александр Стасев.

"Практически всем пациентам, которым имплантированы биологические протезы клапанов сердца, требуется повторная операция через 6-15 лет. Такое хирургическое вмешательство несет более высокий риск, так как при иссечении старого протеза возможны осложнения. Новая конструкция не требует удаления старого протеза, он имлплантируется в старый, в нем фиксируется и работает. Таким образом риск операционных и послеоперационных осложнений для пациента снижается", - сказал Стасев.

Имплантация новых протезов занимает примерно в пять раз меньше времени, чем необходимо на подобную операцию с установкой тех протезов сердечных клапанов, которые используют сегодня в кардиохирургии. Конструкция нового клапана позволяет имплантировать его пациенту даже без наложения швов.

"Особенность нашего нового биопротеза в том, что он сделан по типу коронарного стента. Его основа - металлическая сетка, которая может быть быстро имплантирована, его не нужно пришивать, дополнительно фиксировать в отличие от тех, которые сегодня используют и вшивают. Наш новый биопротез станет первым изделием такого рода не только в России, но и в мировой практике в области кардиохирургии", - пояснил научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины НИИ КПССЗ Кирилл Клышников.

Исследование проходит на базе научно-образовательного центра мирового уровня "Кузбасс", созданного в регионе рамках нацпроекта "Наука". В настоящий момент ученые НИИ КПССЗ приступили к завершающему этапу доклинических испытаний на овцах, их планируют завершить к концу 2020 года.

Эксперименты уже показали безопасность и возможность имплантации протезов нового типа. При подтверждении состоятельности медицинского изделия дальнейшим этапом станет его регистрация в Росздравнадзоре и запуск в серийное производство нового биопротеза клапана сердца. Медицинское изделие планируется реализовывать в РФ и странах СНГ.

Национальный проект "Наука" разработан в соответствии с майским указом президента России Владимира Путина. Согласно целям нацпроекта, в 2024 году Россия должна войти в пятерку ведущих стран мира, осуществляющих научные исследования и разработки в областях, определяемых приоритетами научно-технологического развития.

Должны быть созданы привлекательные условия для работы российских и зарубежных ведущих ученых, а также перспективных молодых исследователей, увеличены внутренние затраты на научные исследования и разработки.

Читайте также:

Главный онколог Минздрава назвал факторы, повышающие риск развития рака

Роспотребнадзор предупредил о возможном росте заболеваний от облучения из-за массовых КТ

Ученые спрогнозировали возможность второй волны COVID-19 в начале учебного года

Искусственный интеллект (ИИ) - одна из сквозных технологий (то есть охватывающих одновременно несколько трендов или отраслей) нацпроекта "Цифровая экономика" и важнейший инструмент нацпроекта "Здравоохранение", благодаря которому в том числе будет реализована задача цифровизации отрасли. В медицине, где успешность постановки диагноза и выбор верной тактики лечения прежде всего зависят от тщательного анализа значительного количества данных, использование ИИ открывает огромные перспективы.

Заведующий кафедрой информационных и интернет-технологий, директор Института цифровой медицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова Георгий Лебедев рассказал порталу "Будущее России. Национальные проекты" о том, как ИИ может помочь врачам в постановке диагнозов и избавить их от рутинной работы.

В помощь врачам и пациентам

Искусственный интеллект будет все активнее использоваться в медицине по двум основным направлениям. Первое - это замена человека в рутинных операциях, таких как заполнение карты пациента. Применение ИИ в этом направлении позволит разгрузить медицинский персонал и избегать глупых ошибок, например неправильно указанной температуры тела или приема лекарств в неурочное время. Второе связано с анализом большого объема данных. Здесь технология может как повысить качество лечения в каждом отдельно взятом случае, так и помочь более эффективно и в сжатые сроки проводить, к примеру, диспансеризацию коллектива целого завода.

Возможности ИИ также могут быть использованы в качестве помощи специалисту в принятии врачебных решений. И здесь ИИ может составлять свои подсказки, опираясь на различные источники. В первую очередь это может быть анализ электронной медицинской карты пациента, чтобы врач мог сразу получить полную картину здоровья человека, не затрачивая время на самостоятельное изучение сведений о нем.

Если пациент принимает несколько видов лекарств, ИИ может помочь подобрать правильное сочетание препаратов, чтобы не нанести вреда здоровью. В рамках уже выбранной тактики лечения такие системы способны предлагать ее корректировку на основе свежих анализов и симптомов пациента, описанных в его карте.

Другой способ составления советов по лечению, подбору лекарств основан на изучении ИИ значительного объема медицинской литературы. Ежедневно в мире публикуется порядка 15 тыс. рецензируемых статей, и человек не в состоянии обработать такое количество информации, в то время как ИИ может сделать это очень быстро.

Еще одно наиболее активно развивающееся сейчас решение на основе ИИ, призванное помочь врачам, - расшифровка и классификация различных изображений: УЗИ, КТ, МРТ, рентгенограмм и т.д. Такая система способна выявлять патологии и обращать внимание врача на конкретные снимки и области на них.

Причем возможности ИИ могут идти и дальше - с его помощью различные изображения можно составлять в единые трехмерные модели, которые врач может увидеть у себя на экране. Свои решения в рамках этого направления разрабатывают, например, центр "Радиология Москвы" и резидент фонда "Сколково" российская компания "Третье мнение".

Системы ИИ позволяют мониторить, что происходит с пациентом, который находится в стационаре: определять, в каком положении он лежит на койке, не упал ли, кто к нему вошел и какие манипуляции проводит. Такие распознающие технологии также начинают постепенно развиваться. В частности, Институт цифровой медицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова сейчас занимается разработкой такой системы, которая даст возможность понять, что делает медсестра, находящаяся рядом с больным: кормит его, делает укол, меняет белье, ставит капельницу и т.д.

Что касается пациентов, то им ИИ может предложить навигацию в системе здравоохранения. Обратившись к ИИ и указав свои симптомы, человек может получить подсказку, в какое медицинское учреждение ему лучше обратиться. Кроме того, технология помогает двигаться в направлении персонифицированной медицины, так как может конструировать новые лекарства и предлагать схему приема препаратов в зависимости от состояния организма конкретного человека.

С точки зрения управления больницей или целой отраслью польза ИИ может заключаться в его способности обрабатывать значительные объемы данных и предлагать возможные решения главврачу или министру здравоохранения.

Пока систем на основе ИИ для медицины во всем мире не так уж много, так как не существует единых подходов и требований ни к используемым базам данных, ни к математическим методам их анализа. Но в этом направлении идет активная работа.

В частности, рабочая группа, созданная в рамках международного технического комитета ИСО/ТК 215 "Информатизация здоровья", уже изучила все нормативные документы, которые на сегодняшний день существуют в мире по этой теме, и готовит технический отчет, который будет выпущен, предположительно, к октябрю 2020 года. Институт цифровой медицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова также входит в эту рабочую группу и принимает участие в процессе.

Безусловно, сейчас первоочередная задача - создать такую верифицированную базу данных, чтобы решениям, принятым на основе ее анализа, можно было доверять. Нельзя создать систему и говорить, что она предлагает верные подсказки, если в нее была заложена информация лишь о 20 пациентах.

Необходимо обеспечить большую специализированную выборку, провести клинические испытания, притом что методический инструментарий для этого еще только предстоит разработать. В любом случае для создания таких систем нужна совместная работа не только математиков и программистов, но и обязательно врачей. Одна из целей нашего университета - создать экосистему подготовки медицинских специалистов, умеющих работать в цифровой среде современного здравоохранения.

Несомненно, должны быть решены и этические проблемы. Решение, предложенное компьютером, обязательно должно интерпретироваться врачом, который объяснит пациенту, почему была выбрана та или иная тактика лечения.

Читайте также:

Модернизация и цифра: премьер РФ рассказал какие перемены ждут здравоохранение

Чтобы не допустить подобного, не подвергать свою жизнь риску и сохранить средства при выборе подрядчика в области металлоконструкций и обработки металла, необходимо придерживаться следующих правил:

• доверяйте только проверенным компаниям с большим числом отзывов, а лучше всего рекомендациям от своих друзей и знакомых;
• обращайте внимание на сертификаты и лицензии;
• выбирая между фирмами, работающими 3 месяца и 10 лет, всегда обращайтесь к наиболее опытной;
• низкая стоимость - это не всегда забота о клиенте. Сравнивайте среднюю рыночную цену;
• современное оборудование - показатель того, что предприятие доходное и вкладывает деньги в развитие своего бизнеса, а также думает о том, как предоставить потребителю наиболее качественные услуги.

Воспользовавшись советами выше, Вас точно не обманут! Берегите себя и общайтесь только к профессионалам.

Математики из МГУ и их коллеги из Великобритании, Испании и Германии разработали новую систему компьютерного зрения, способную распознавать характерные черты 28 типов раковых клеток и выделять опухоли на фотографиях органов и срезов тканей. Об этом во вторник сообщила пресс-служба МГУ имени М. В. Ломоносова со ссылкой на статью в журнале Nature Cancer.

"Предложенный нами метод показывает потенциал использования компьютерного зрения наряду с молекулярным профилированием. Экспертная оценка патолога-человека все еще является стандартом для постановки окончательного диагноза, однако компьютеры уже сейчас способны помогать в решении этих задач", - заявил Мориц Герштунг, ведущий специалист Европейского института биоинформатики в Кембридже (Великобритания), чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В последние годы благодаря развитию математики и росту вычислительных мощностей компьютеров у ученых появилась возможность собирать сложные нейросети, системы искусственного интеллекта, способные исполнять нетривиальные задачи и даже мыслить креативно, создавая новые образцы искусства и технологий.

К примеру, недавно ученые создали системы ИИ, способные распознавать следы меланомы, рака кожи, и превосходящие в этом отношении ведущих экспертов-онкологов, а также проводить аналогичную диагностику рака груди и ряда других болезней. Российские ученые и их европейские коллеги создали еще одну подобную нейросеть, способную играть роль помощника гистопатолога, изучающего фотографии тканей тела человека и срезов опухолей.

Нейросетевой помощник гистопатолога

Герштунг и его коллеги, в том числе студент МГУ Артем Шматко, предположили, что существующие нейросетевые подходы, применяемые для создания различных автомобильных и авиационных систем компьютерного зрения, можно использовать не только для распознавания препятствий и классификации различных объектов природы, но и для того, чтобы отличать здоровую ткань от опухолей.

Руководствуясь этой идеей, ученые обработали фотографии 17 тысяч срезов опухолей и здоровых тканей, полученных профессиональными гистопатологами и опубликованных в базе данных The Cancer Genome Atlas (TCGA), разбив их на небольшие фрагменты размером 512 на 512 пикселей. Эти кусочки фотографий они использовали для обучения уже существующей нейросети Inception-V4, выделившей на них свыше 1,5 тысячи параметров, влияющих на принадлежность каждого снимка к здоровым или больным тканям.

Как оказалось, данная система хорошо справлялась с задачей распознавания опухолей, в некоторых случаях превосходя по точности традиционные методы гистопатологии. К примеру, классические методы крайне плохо работают с твердыми опухолями, возникшими в результате появления лишних копий хромосом и прочих крупных геномных изменений, выдавая почти случайный ответ. Нейросеть справляется с этой задачей в 75% случаев, что может резко повысить качество диагностики.

"Этот метод позволяет находить не только масштабные генетические изменения, происходящие на уровне хромосом, но и одиночные замены нуклеотидов в генах-драйверах опухолей, в том числе участков PTEN, BRAF и TP53. Интересно, что в случае гена BRAF он показал лучшие результаты предсказания для рака щитовидной железы, чем традиционный гистопатологический подход, что говорит о возможности дальнейшего улучшения общепринятой классификации", - отметил Шматко.

Помимо этого, компьютерное зрение оказалось полезным и для прогнозирования выживаемости, оно превзошло традиционные методики получения подобных оценок для 10 из 16 типов опухолей. Как надеются ученые, подобная особенность системы позволит ей, а также другим нейросетевым подходам быстро проникнуть в клиническую практику и помочь врачам точнее диагностировать опухоль и подбирать правильные стратегии по лечению рака.

Читайте также:

Смертность от онкологических заболеваний в Подмосковье снизилась почти на 10%

В Минздраве заявили, что в регионах не хватает онкологов и реаниматологов

РАН: изучение иммунного ответа при терапии рака может помочь в ситуации с коронавирусом

Российский оператор МТС 28 июля объявил, что получил лицензию на оказание услуг связи 5G. Как заявили в компании, это произошло впервые на российском рынке. Значит ли это событие, что Россия приблизились к внедрению связи пятого поколения, ускорится ли выполнение соответствующей задачи "цифрового" нацпроекта, и когда мы массово увидим запуск новых сетей, выяснял портал "Будущее России. Национальные проекты".

Исторический момент для отрасли

В сообщении МТС говорится, что лицензия будет охватывать почти все регионы России (83 из 85), а связь будет осуществляться в диапазоне 24,25-24,65 ГГц по стандарту 5G/IMT-2020. Как следует из документов Роскомнадзора, лицензия выдана до 16 июля 2025 года.

"Получение первой в России лицензии на 5G - исторический момент для отрасли. Мы стали еще на шаг ближе к новой эре в истории коммуникации, цифровизации и развитии новых ИТ-решений и продуктов", - прокомментировал получение лицензии президент МТС Алексей Корня.

Технологии 5G в ближайшие годы станут "одним из важнейших драйверов развития экономики страны", уверен глава МТС.

Как пояснили порталу "Будущее России. Национальные проекты" в пресс-службе МТС, пока что первыми клиентами новой сети будут предприятия. Какие именно - компания не раскрывает.

"Для строительства [сетей пятого поколения] в массовом формате нужны еще нормативно-правовые акты и ряд разрешений от регуляторов", - добавили в пресс-службе.

По словам главы МТС, стандарт 5G должен позволить корпоративным клиентам активно использовать технологии искусственного интеллекта, интернета вещей, дополненной и виртуальной реальности для удаленного управления оборудованием. Также эта связь "нужна для беспилотного транспорта, интерактивных программ обучения и создания новейших систем контроля качества на производстве", пояснил Корня.

Полноценное внедрение 5G в России - одна из ключевых задач федерального проекта "Информационная инфраструктура" нацпрограммы "Цифровая экономика". Согласно проекту, коммерческое массовое покрытие сетями 5G городов-миллионников должно начаться к 2022 году. При этом основные мероприятия по этой части на этот год до сих пор не реализованы, следует из протокола рабочей группы АНО "Цифровая экономика". Например, не утверждена концепция развития сетей 5G в России.

Несмотря на это, сроки внедрения связи пятого поколения в России по нацпрограмме "Цифровая экономика" пока не перенесены, утверждал вице-премьер РФ Дмитрий Чернышенко. По его словам, к этому вопросу нужно будет вернуться осенью, когда могут быть пересмотрены параметры нацпроектов.

"Локальный" 5G

Решение о выделении диапазона частот 24,25-24,65 ГГц для создания сетей 5G было принято еще в марте Госкомиссией по радиочастотам (ГКРЧ). По сути, это означает, что Роскомнадзор теперь может самостоятельно решать, кому разрешать устанавливать радиоэлектронные средства связи в данном диапазоне, если операторами будет подана соответствующая заявка.

Получить подобную лицензию, согласно существующему решению ГКРЧ, могут все операторы, указывают также в "Вымпелкоме" (бренд "Билайн"). "И неважно, кто первый ее получил. Наличие таких лицензий у операторов не решает системных проблем с развитием сетей 5G в России. Сама лицензия не дает возможности предоставления коммерческих сервисов в сетях 5G без разработанных правил применения", - отметили в пресс-службе оператора.

Кроме того, выданная лицензия позволяет работать в диапазоне, который может применяться только для точечного покрытия, например, на территории промышленного предприятия для работы интернета вещей, указывают в пресс-службе "Ростелекома".

"Но пока даже для таких задач нет операторского оборудования ни российского, ни зарубежного производства. Полноценную сеть 5G с широким покрытием на этом диапазоне построить невозможно, точнее возможно, но это потребует гигантских инвестиций, которые не окупятся никогда", - заметили там.

О локальном применении данного диапазона говорят и в "Мегафоне: „Диапазон дает возможность лишь точечно разворачивать промышленные сети на небольших территориях - до 1-2 км. При этом на рынке сейчас нет необходимого оборудования для создания сетей в этом диапазоне. Для коммерческого запуска полноценной сети пятого поколения в России необходимо принятие решения по выделению частотного спектра".

Миллиметровый диапазон не позволяет строить полноценные сети 5G, в частности, из-за низкой проникающей способности волны, согласны и в Tele2. „Поэтому он может рассматриваться только как дополнительный к более низким частотам", - пояснили в пресс-службе компании.

Операторы настаивают, что для создания полноценной сети пятого поколения оптимальным диапазоном был и остается 3,4-3,8 ГГц. Именно в нем работает абсолютное большинство выпускаемых устройств в мире, и эти частоты дают нужные скорости. В России для сотовых операторов этот диапазон пока недоступен из-за того, что он занят спецслужбами и „Роскосмосом". "Именно отсутствие этих частот - главное препятствие для массового запуска сетей 5G в России", - уверены в Tele2.

"Невозможность построения экономически эффективных сетей без выделения диапазона 3,4-3,8 ГГц" остается ключевой проблемой на пути внедрения 5G, добавили в "Вымпелкоме".

С этим согласны и эксперты. "Пока не будет решен вопрос с выделением „золотого" диапазона и с созданием единого инфраструктурного оператора или созданием сети 5G у каждого оператора в отдельности, говорить о полноценном запуске 5G в России не приходится", - отметил гендиректор информационно-аналитического агентства TelecomDaily Денис Кусков. По его словам, первые полноценные сети в России могут появиться не раньше 2021-2022 годов.

Первые в "космосе"

Пока в России нет массового покрытия сетями 5G, операторы тестируют связь пятого поколения в специальных пилотных зонах. Например, у МТС были пилотные проекты в Кронштадте и в Москве на ВДНХ, у "Мегафона" - в деловом центре "Москва-Сити", у Tele2 - на Тверской улице в Москве, у "Билайна" - в московских "Лужниках" и Сколково.

В декабре прошлого года "Мегафон", "Ростелеком", МТС и "Вымпелком" подписали соглашение о намерениях совместно развивать сети 5G. Создаваемое совместное предприятие не будет являться телеком-оператором, а его деятельность планируется направить на расчистку радиочастотного ресурса, достаточного для построения участниками собственных сетей 5G.

В "Вымпелкоме" надеются, что факт выдачи лицензии МТС может помочь привлечь внимание государства к необходимости решать системные проблемы, связанные с развитием сетей пятого поколения.

Управляющий партнер ACM Михаил Алексеев в свою очередь придает этому факту большее значение: "Нет сомнений в том, что для масштабных инвестиций и сплошного покрытия нужны частотные ресурсы в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, но первая лицензия - это уже грандиозный шаг вперед. Если хотите - это как запуск искусственного спутника Земли, за которым через очень короткий промежуток времени последовал старт в космос человека".

Читайте также:

МТС получила первую в России лицензию на 5G

Эксперты подтвердили техническую готовность к исследованию влияния 5G на жителей Москвы

"Ростелеком" и Ростех разработали проект дорожной карты по развитию сетей 5G в России

Автономный необитаемый подводный аппарат Slocum G2 Glider, разработанный американской компанией Teledyne Webb Research, совершил круговое путешествие по Атлантическому океану, преодолев в общей сложности 22744 километра. Согласно сообщению компании, на то, чтобы проплыть это расстояние роботу потребовалось больше четырех лет. Атлантическое путешествие подводный аппарат совершил в четыре этапа, по завершении каждого из которых он проходил чистку корпуса и замену бортовых батарей.

Длительное автономное плавание - один из способов проверить навигационное оборудование и бортовые системы подводных роботов в реальных условиях. Некоторые из разработчиков подводных автономных аппаратов прибегают к такого рода проверкам, чтобы продемонстрировать надежность своих разработок. В частности, российский Фонд перспективных разработок намерен провести испытания создаваемого им подводного робота проходом по Северному морскому пути, протяженность которого составляет около 14 тысяч километров.

Робот Slocum G2 Glider, совершивший атлантическое путешествие, был собран в 2011 году и получил имя "Сильбо" в честь языка сильбо гомеро, свистящего языка, используемого жителями канарского острова Гомера для общения через островные глубокие ущелья и узкие долины. Первое путешествие робот совершил в 2011 году из Исландии на Канарские острова. В 2016 году аппарат прошел модернизацию. В частности, на него установили новые более емкие батареи.

Solcum G2 Glider представляет собой подводный глайдер, то есть аппарат, использующий для движения энергию волн и изменение собственной плавучести, а не водяные винты, как у обычных подводных роботов. "Сильбо" выполнен из углепластика. Он имеет 1,8 метра в длину и 0,5 метра в диаметре. Размах крыла глайдера составляет 1 метр. Аппарат способен погружаться на глубину до одной тысячи метров. Для связи с операторами робот оснащен спутниковым терминалом Iridium и акустическим модемом. Масса аппарата составляет около 55 килограммов.

Мобильный оператор МТС получил лицензию на оказание услуг связи стандарта 5G в миллиметровом диапазоне (24,25-24,65 ГГц) в 83 субъектах страны. Как говорится в сообщении компании, лицензия выдана Роскомнадзором до июля 2025 года.

В МТС указали, что оператор стал первым в России, кто получил лицензию на использование 5G. Первыми пользователями сети пятого поколения станут бизнес-клиенты и крупные производственные предприятия.

В ближайшее время компания представит на рынок решения для промышленных предприятий, а сейчас разрабатывает и тестирует сценарии использования 5G в выделенном диапазоне для индустриальных и бизнес-кейсов, включая промышленность, сельское хозяйство, медицину, ретейл и логистику.

"Стандарт 5G позволит корпоративным клиентам активно использовать технологии искусственного интеллекта, интернета вещей, дополненной и виртуальной реальности для удаленного управления оборудованием, развития беспилотного транспорта, интерактивных программ обучения и создания новейших систем контроля качества на производстве. Нам предстоит еще многое сделать, чтобы технологии 5G стали по-настоящему массовыми, но уже сегодня очевидно, что они будут востребованы почти во всех отраслях и станут одним из важнейших драйверов развития экономики страны в ближайшие годы", - отметил президент МТС Алексей Корня, чьи слова приводятся в сообщении.

В марте Госкомиссия по радиочастотам (ГКРЧ) приняла решение о выделении диапазона частот 24,25-24,65 ГГц неопределенному кругу лиц для создания сетей 5G.

По сути, это означает, что Роскомнадзор теперь может самостоятельно решать, кому разрешать устанавливать радиоэлектронные средства связи в данном диапазоне, если операторами будет подана соответствующая заявка.

Читайте также:

В Крыму начнут готовить специалистов по управлению дронами

Эксперты подтвердили техническую готовность к исследованию влияния 5G на жителей Москвы

"Ростелеком" и Ростех разработали проект дорожной карты по развитию сетей 5G в России

Ученые пяти российских вузов и одного из НИИ РАН приступили к реализации масштабного проекта по изучению свойств коронавируса SARS-CoV-2 на средства гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), в частности, к 2022 году они изучат механизмы, при помощи которых вирус распространяется, а также выделят его характерные признаки (маркеры).

К этому же сроку ученые планируют научить нейросеть на основе выделенных маркеров проводить по слюне пациента экспресс-тестирование на COVID-19, которое дает точные результаты в два раза быстрее, чем существующие на данный момент аналоги, сообщили ТАСС в пресс-службе одного из участников проекта - Томского госуниверситета (ТГУ).

"Междисциплинарная группа ученых из ТГУ, МГУ, ВШЭ, СГУ, СибГМУ и ИПЛИТ РАН приступила к реализации масштабного проекта, который позволит получить новые фундаментальные данные о коронавирусе. В ходе исследований специалисты выяснят факторы, обуславливающие высокую способность вируса к передаче от одного человека другому. Это необходимо для создания эффективных способов защиты человечества от COVID-19. Наряду с этим планируется исследовать возможность более оперативной по сравнению с лабораторными методами диагностики вирусных заболеваний с использованием методов биофотоники и искусственного интеллекта", - говорится в сообщении.

Как сообщает пресс-служба со ссылкой на исследователей, одним из ключевых факторов предупреждения и лечения вирусных инфекций, в том числе COVID-19, остается быстрая и точная диагностика. Существующие в настоящее время методы лабораторной диагностики - так называемое тестирование ПЦР (полимеразная цепная реакция) - выявляет коронавирус в срок от двух суток (чаще трех-шести).

Диагностику можно ускорить вдвое - до одного дня - при применении методов биофотоники. Чтобы можно было им воспользоваться ученые выделять биологические маркеры (особенности или метки) вируса, а после обучат искусственный интеллект находить эти маркеры при анализе слюны.

Еще одно направление исследований связано с получением фундаментальных знаний об особенностях передачи вируса, в частности, о механизме адгезии вирусной частицы - ее способности "прилипать" к различным поверхностям, в том числе закрепляться на поверхности клетки. Их понимание позволит блокировать способность вируса закрепляться на поверхностях и выстроить эффективную систему защиты людей. Пока об этих механизмах есть лишь фрагментарные данные.

Работать над решением этих и ряда других фундаментальных задач ученые будут в течение двух лет, результаты проекта они представят в сентябре 2022 года. Размер финансовой поддержки РФФИ на проведение исследований составит 12 млн рублей.

О ситуации с коронавирусом

Вспышка вызываемого коронавирусом SARS-CoV-2 заболевания была зафиксирована в конце 2019 года в Центральном Китае и распространилась на большинство стран мира. 11 марта Всемирная организация здравоохранения признала ее пандемией.

С начала пандемии коронавирусом в мире заразились более 16 млн человек, свыше 644 тыс. умерли. В России, по данным федерального оперативного штаба по борьбе с коронавирусом, зарегистрировано 812 485 случаев заражения, выздоровели 600 250 человек, умерли 13 269.

Правительство РФ запустило ресурс стопкоронавирус.рф для информирования о ситуации в стране.

Читайте также:

Как отличить грипп от коронавируса

Центр Чумакова отправил заявку на участие в тендере ВОЗ на поставку вакцины от коронавируса

Эксперт Минздрава спрогнозировал ситуацию с распространением коронавируса в РФ осенью

Компания Samsung раскрыла секрет подготовленных для смарт-часов модели Galaxy Watch 3 особенностей. Новинка получит контроль с помощью жестов, сможет обнаружить факт падения, а также получит большой набор циферблатов по умолчанию.

Появилось приложение Galaxy Watch 3 Plugin, которое используется на пока не получивших официального анонса смарт-часах. Сама программа была выпущена почти сразу после появления пакета плагинов для новых наушников Galaxy Buds.

Энтузиасты провели анализ новинок и смогли обнаружить подсказки об особенностях новых продуктов южнокорейского бренда.Смарт-часы получат поддержку жестового управления. Если сжать и разжать кулак, активируется ответ на входящий звонок Для отказа от разговора достаточно встряхнуть рукой. Значительно проще стал процесс создания скриншотов. Пользователю будет достаточно удерживать две боковые клавиши.

Другим полезным дополнением стала опция выявления падения устройства, которая имеется у Apple Watch. Если пользователь упал, умные часы станут совершать звонок на протяжении 60 секунд. При отсутствии реакции владельца, по заранее установленным контактным данным начнется рассылка координат девайса. Помимо этого, имеется настройка для осуществления экстренного звонка при падении.

Ученые из США разработали новый протез для ноги с коленом, который может самостоятельно обходить препятствия. Уникальный алгоритм отслеживает движение конечности и корректирует траекторию ее постановки на твердую поверхность.

Информация о разработке появилась в издании Science Robotics. По словам специалистов, протез рассчитан на случаи ампутации перед коленом. Когда на живой конечности не остается мест изгиба, передвигаться становится очень сложно.

Из-за этого ученые решили создать механическую ногу, которая сгибается по данным, полученным с сенсоров на нескольких сторонах прибора.В ходе проверки протеза удалось установить, что он может обходить препятствия высотой до 20 сантиметров. При появлении больших преград человеку придется двигать культей. Ученые сравнили эффективность нового протеза с неподвижными и установили, что комфорт при ходьбе в первом случае увеличивается в несколько раз.

В минувшем году американские разработчики уже представляли подобный прототип, но тогда коленный сустав на механической ноге сгибался из-за сокращения оставшихся на культе сухожилий. Данная технология оказалась не эффективной, так как чувствительность сенсоров на протезе приходилось постоянно менять.

В американском патентном ведомстве обнаружили новую разработку Samsung, необходимую для "усиления защиты" девайсов. Показатель надежности биометрического датчика, при этом, будет значительно увеличен, отмечают специалисты.

Сейчас даже встроенный в экран сканер отпечатков пальцев не гарантирует полную защиты из-за различных методов взлома. Новая разработка южнокорейской компании предлагает иной способ разблокировки смартфона посредством биометрии. Как стало известно, теперь будут считываться по 3 отпечатка, а не 1, как во многих современных девайсах - это в разы увеличит устойчивость устройств к взломам с помощью сгенерированного узора.

Область размещения датчиков на дисплее подсвечивается всегда, когда юзер захочет разблокировать аппарат. Существует и альтернативный метод разблокировки в виде воспроизведения ранее зарегистрированного индивидуального росчерка. Впрочем, пока непонятно, когда именно появятся первые устройства с поддержкой новой технологии.

Белки необходимы для жизни клеток, выполняя сложные задачи и катализируя химические реакции. Ученые и инженеры давно пытаются использовать эту силу, создавая искусственные белки, которые могут выполнять новые задачи, такие как лечение болезней, улавливание углерода или сбор энергии, но многие процессы, предназначенные для создания таких белков, медленны и сложны, с высокой частотой отказов.

Команда исследователей из Притцкеровской школы молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета разработала процесс, основанный на искусственном интеллекте, который использует большие данные для разработки новых белков.

Разрабатывая модели машинного обучения, которые могут анализировать информацию о белках, собранную из геномных баз данных, исследователи обнаружили относительно простые правила проектирования для создания искусственных белков. Когда команда сконструировала эти искусственные белки в лаборатории, они обнаружили, что они выполняют химические функции настолько хорошо, что они соперничают с теми, которые найдены в природе.

"Мы все задавались вопросом, как такой простой процесс, как эволюция, может привести к такому высокоэффективному материалу, как белок",-сказал Рама Ранганатан, профессор Джозефа Ригенштейна на кафедре биохимии и молекулярной биологии, Притцкеровской молекулярной инженерии и Колледжа. "Мы обнаружили, что данные генома содержат огромное количество информации об основных правилах строения и функционирования белков, и теперь мы можем использовать правила природы для создания белков самостоятельно."

Результаты исследования были опубликованы 24 июля в журнале Science.

Использование искусственного интеллекта для изучения правил проектирования

Белки состоят из сотен или тысяч аминокислот, и эти аминокислотные последовательности определяют структуру и функцию белка. Но понять, как именно построить эти последовательности для создания новых белков, было непросто. Прошлые работы привели к методам, которые могут определять структуру, но функция была более неуловимой.

За последние 15 лет Ранганатан и его коллеги поняли, что базы данных генома-которые растут экспоненциально-содержат огромное количество информации об основных правилах структуры и функционирования белков. Его группа разработала математические модели, основанные на этих данных, а затем начала использовать методы машинного обучения, чтобы выявить новую информацию об основных правилах проектирования белков.

Для этого исследования они изучили семейство метаболических ферментов chorismate mutase, тип белка, который важен для жизни многих бактерий, грибов и растений. Используя модели машинного обучения, исследователи смогли выявить простые правила проектирования этих белков.

Модель показывает, что просто сохранение аминокислотных позиций и корреляций в эволюции пар аминокислот достаточно для предсказания новых искусственных последовательностей, которые будут обладать свойствами семейства белков.

"Мы обычно предполагаем, что для того, чтобы построить что-то, вы должны сначала глубоко понять, как это работает", - сказал Ранганатан. "Но если у вас достаточно примеров данных, вы можете использовать методы глубокого обучения, чтобы изучить правила проектирования, даже если вы понимаете, как он работает или почему он построен таким образом."

Затем он и его коллеги создали синтетические гены для кодирования белков, клонировали их в бактерии и наблюдали, как бактерии затем создавали синтетические белки, используя свои обычные клеточные механизмы. Они обнаружили, что искусственные белки выполняют ту же каталитическую функцию, что и естественные белки хоризматической мутазы.

Платформа для понимания других сложных систем

Поскольку правила проектирования настолько относительно просты, число искусственных белков, которые исследователи потенциально могли бы создать с их помощью, чрезвычайно велико.

- Ограничения гораздо меньше, чем мы могли себе представить, - сказал Ранганатан. "В правилах проектирования природы есть простота, и мы считаем, что подобные подходы могут помочь нам найти модели для проектирования в других сложных системах в биологии, таких как экосистемы или мозг."

Хотя искусственный интеллект раскрыл правила проектирования, Ранганатан и его сотрудники до сих пор не до конца понимают, почему модели работают. Далее они будут работать, чтобы понять, как именно модели пришли к такому выводу. -Нам еще многое предстоит сделать, - сказал он.

В то же время они также надеются использовать эту платформу для разработки белков, которые могут решать насущные социальные проблемы, такие как изменение климата. Ранганатан и ДОЦ. Профессор Эндрю Фергюсон создал компанию Evozyne, которая будет коммерциализировать эту технологию с применением в энергетике, окружающей среде, катализе и сельском хозяйстве. Ранганатан работал с польским центром предпринимательства и инноваций Учикаго, чтобы подать патенты и лицензировать ИС для компании.

"Эта система дает нам платформу для рационального конструирования белковых молекул таким образом, о котором мы всегда мечтали", - сказал он. - Он не только научит нас физике работы белков и их эволюции, но и поможет найти решения таких проблем, как улавливание углерода и сбор энергии. Более того, исследования белков могут даже помочь нам понять, как на самом деле работают глубокие нейронные сети, лежащие в основе современного машинного обучения."

Исследователи из Университета Рочестера устанавливают новый стандарт, когда речь заходит о производстве сверхбыстрых лазерных импульсов в более широком диапазоне длин волн, чем традиционные лазерные источники.

В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Уильям Реннингер, доцент кафедры оптики, вместе с сотрудниками своей лаборатории описал новое устройство, получившее название "растянутый импульсный солитонный резонатор Керра", которое повышает производительность сверхбыстрых лазерных импульсов. Эта работа имеет важное значение для целого ряда инженерных и биомедицинских применений, включая спектроскопию, синтез частот, дистанционное ранжирование, генерацию импульсов и другие.

В растянутом импульсном солитонном резонаторе Керра, разработанном лабораторией Уильяма Реннингера, одночастотный лазер входит в кольцевую полость волокна, генерируя на выходе широкую полосу частот гребенки, поддерживающей ультракороткие фемтосекундные импульсы. Внутри полости волокна импульсы растягиваются и сжимаются во времени, достигая минимальной длительности дважды в полости вблизи центра каждой из двух секций волокна. Растяжение и сжатие временной эволюции является характерной особенностью фемтосекундных растянутых импульсных солитонных резонаторов Керра.

Устройство создает сверхбыстрый лазерный импульс-порядка фемтосекунды, или одной квадриллионной секунды-который освобождается от физических ограничений, присущих источникам лазерного излучения-того, что лазерные ученые называют лазерным усилением-и пределов длин волн источников.

"Проще говоря, это самый короткий импульс, когда-либо поступавший от оптоволоконного источника без усиления", - говорит Реннингер.

Реннингер и его команда аспирантов и аспирантов усовершенствовали резонаторы Керра-захватывающую новую альтернативу для генерации фемтосекундных лазерных импульсов, которые были предметом значительных исследований.

Лаборатория преодолела проблему длительности импульсов в других вариантах резонаторов Керра, обнаружив новый солитон-короткую вспышку или локализованную огибающую волны, которая сохраняет свою форму при распространении с постоянной скоростью. Солитоны, генерируемые в приборе Реннингера, отличаются от солитонов в других резонаторах Керра, в частности формой и поведением создаваемых ими растягивающих импульсов.

"Он стабилен в том смысле, что он продолжает повторять одно и то же снова и снова, становясь длиннее, затем короче, длиннее, затем короче", - говорит Реннингер.

Импульсы "имеют широкую спектральную полосу пропускания и сжатую длительность импульса в 210 фемтосекунд, что является самой короткой длительностью импульса, наблюдаемой на сегодняшний день из волоконных резонаторов Керра", утверждают исследователи в статье.

Ведущий автор Сюэ Дун является аспирантом-исследователем в лаборатории Реннингера. Помимо Реннингера, другими соавторами являются Цянь Ян и Кристофер спайс, также аспиранты-исследователи в лаборатории, и Виктор Баклью, бывший аспирант в лаборатории.

Исследование частично финансировалось фондом технологического развития университета, премией университета за научные исследования и Национальными институтами здравоохранения. Патент находится на рассмотрении. Заинтересованные стороны могут связаться с Кертисом Бродбентом, менеджером по лицензированию URVentures, чтобы получить лицензию на эту технологию.

Сделать сверхбыстрые лазеры более доступными

Реннингер, специалист по созданию источников для фемтосекундных лазеров, получил степень бакалавра и доктора философии по прикладной физике в Корнельском университете. До прихода в Институт оптики он был аспирантом и младшим научным сотрудником на кафедре прикладной физики Йельского университета.

Недавно он получил премию Национального научного фонда за карьеру, которая включает финансирование создания открытого доступа к информации для проектирования и создания передовых лазерных источников, генерирующих фемтосекундные импульсы.

"Сейчас есть коммерческие продукты, но они очень дорогие. Они непосильны для многих исследовательских групп с ограниченным бюджетом на оборудование", - говорит Реннингер.

Большая часть затрат приходится на экспертизу, а не на компоненты, поэтому его группа будет использовать часть финансирования карьеры для предоставления консультаций исследовательским группам в небольших университетах по проектированию и созданию фемтосекундных лазеров для фундаментальных исследований.

"Конечная цель состоит в том, чтобы иметь руководство по дизайну, опубликованное на нашем веб-сайте для всех", - говорит Реннингер.