Нанобинты и беспилотники-"терминаторы": что делают в наноцентре Зеленограда

Физик: гелий поможет России стать лидером в производстве нанопроводов

Чудеса наномедицины

Наибольших успехов добились связанные с нанотехнологиями стартапы в различных областях биомедицины.

К примеру, компания "Новые биомедицинские решения" разработала на базе наночастиц особый порошок и повязки, которые помогают почти мгновенно заживлять раны. Эти частицы состоят из хитозана — сахаристого полимера, основы панцирей членистоногих существ, а также некоторых белковых добавок и других молекул.

Как рассказал руководитель проекта Сергей Брусов, подобные наночастицы останавливают кровотечение благодаря тому, что очень активно поглощают воду из крови. В таком случае кровь сворачивается гораздо быстрее, чем при естественном заживлении раны, так как резко повышается концентрация фибриногена и других белковых волокон, участвующих в образовании тромбов. Кроме того, сами частицы хитозана хорошо прилипают к тканям тела, в результате чего возникает искусственный тромб, сохраняющий пациенту жизнь до того, как он попадет в больницу.

Наноповязка для быстрого закрытия ран, созданная в Зеленограде

Сила действия этого нанопорошка такова, что повязки на его основе могут заживлять даже бедренные артерии — как показали опыты на баранах, наночастицы чинят их всего за две минуты. В конце года наноповязки и порошок выйдут на коммерческий рынок, где, как надеется инноватор, привлекут внимание силовых структур и МЧС. Как пояснил Брусов Новости Дня, полутораметровый бинт с таким покрытием будет стоить около полутора тысяч рублей, тогда как сопоставимые западные аналоги примерно в три раза дороже — около четырех тысяч.

Другой стартап ЗНТЦ, компания "НАНОФИКС", создал особое покрытие из пористых наночастиц кремния для фиксаторов, удерживающих кости черепа после операций на мозге.

Как отметил основатель стартапа Николай Дьячков, это покрытие ускоряет рост костей, убыстряет восстановление тканей черепа и при этом не вызывает отторжения, воспалений и других проблем, возникающих при имплантации в кость металлических предметов. Испытания таких фиксаторов, по его словам, будут проводиться в ближайшее время в Центре нейрохирургии имени Бурденко.

Еще одна компания, "Максиген", разработала систему быстрой и мобильной ДНК-диагностики. По словам создателя устройства Кирилла Петренко, один анализ будет стоить всего 300 рублей и занимать всего 10-12 минут, а не несколько дней, как при обычном ДНК-анализе в крупных медицинских центрах.

Ключевой компонент этой системы – специальные одноразовые картриджи с набором химикатов для размножения ДНК, особых молекул, вылавливающих только обрывки генетического кода возбудителей болезней, и чип, определяющий их присутствие. Этот картридж вставляется в специальное устройство, которое нагревает и охлаждает его несколько десятков раз для многократного копирования ДНК, после чего сообщает, содержит ли образец следы той или иной болезни.

Создатель экспресс-ДНК теста на туберкулез рассказывает о работе его прибора

"Если в капле крови есть хотя бы одна молекула ДНК вируса или бактерии, то наша система ее размножит и покажет, что она присутствует в образце. Наша мечта – достижение такого же удобства и простоты использования, как у современных глюкометров", — пояснил Петренко Новости Дня.

Сейчас эта система может по капле крови находить следы туберкулеза, и ученые уже тестируют картриджи, способные обнаруживать следы венерических болезней и других заболеваний. По словам Петренко, в будущем такие картриджи смогут находить десятки болезней, в том числе и вирусные заболевания вроде ВИЧ. Картриджи хранятся около года, благодаря чему разработкой "Максиген" можно будет пользоваться и в развивающихся странах, где нет центров ДНК-анализа.

ПРО для беспилотника

Еще одна интересная разработка российских ученых, которая привлекла бы внимание жителей развивающихся стран и безлюдного севера России, – автопилот с собственным "зрением", не нуждающийся в постоянном сигнале со спутников навигации.

Его создателей из компании "МИРП-ИС" сложно назвать новичками на рынке высоких технологий России – они широко известны в технологическом сегменте Рунета как создатели "гипереколобка" Hyperbok – игрушки-робота, способной запоминать голос владельца, самообучаться и общаться с окружающими.

Как рассказал один из создателей "колобка", Павел Скрипцов из Московского физико-технического института в Долгопрудном, Hyperbok вышел на рынок в самое неудачное время. В конце 2014 года курс рубля резко упал, из-за чего цена робота выросла в 2-2,5 раза и он стал слишком дорогим для покупателей, на которых рассчитывали в "МИРП-ИС".

Сотрудник Зеленоградского нанотехнологического центра демонстрирует беспилотник

Технологии, созданные в "МИРП-ИС" для разработки "колобка", привлекли внимание Российской венчурной компании, которая посоветовала использовать эти наработки для создания более дешевой и практичной вещи – автопилота для беспилотников.

Нейросети, разработанные Hyperbok, помогли программистам из "МИРП-ИС" создать алгоритм, благодаря которому бортовой компьютер беспилотника может в прямом смысле "видеть" препятствия, находить себя на карте местности и автономно двигаться, исполняя заложенную в него программу, если связь с пилотом или спутником навигации теряется.

Как пояснил Новости Дня Скрипцов, комбинация нейросетей и классических алгоритмов компьютерного зрения позволяет их автопилоту работать даже на относительно слабых компьютерах на базе процессоров для мобильных телефонов, которые можно легко установить в небольшие беспилотники. По его словам, система навигации "МИРП-ИС" будет работать даже в городских условиях, если установить на беспилотник две камеры, одна из которых будет смотреть вниз, а другая – вперед.

Автопилот для беспилотника и система "зрения", созданные в Зеленограде

Подобный автопилот, как признал ученый в беседе с журналистами, может привлечь внимание военных, так как часто боевые беспилотники сбиваются или даже перехватываются тривиальным способом – путем глушения сигнала GPS или взлома канала связи. В таком случае военным придется применять для борьбы с полностью автономными дронами мощные излучатели электромагнитного излучения, в буквальном смысле сжигающие микросхемы, так как сбить такой аппарат будет крайне сложно.

"У нас уже есть первый коммерческий заказчик – компания "Финко", производящая беспилотники в Ижевске. Кроме того, мы ведем переговоры с другими корпорациями, производящими беспилотники, по применению наших алгоритмов и аппаратных разработок для их летательных аппаратов", — заключает Скрипцов.

Помимо этих проектов, ученые и инженеры Зеленоградского нанотехнологического центра представили несколько других, не менее перспективных и интересных изобретений – "супербатарейку" для рентгеновских аппаратов, продвинутый трехмерный принтер Designer 250 от стартапа Picaso, печатающий двумя типами пластика, уникальные датчики поворота и силы магнитного поля, созданные на базе наночастиц, интернет, работающий через обычные электросети на километровые расстояния.