«Томские ученые изобрели новый аппарат». «Томские ученые придумали, как решить очередную насущную проблему человечества». Новости с такими заголовками появляются регулярно. К Дню российской науки «Томские новости» выбрали 10 самых необычных разработок томичей за прошедший год: они обещают существенно облегчить жизнь нефтяникам, фермерам, дорожным работникам и всем-всем-всем.
Комариная генетика против малярии
Ученые Томского государственного университета совместно с коллегами из США, Великобритании и Италии в 2016 году приняли участие в проекте по расшифровке Y-хромосомы малярийных комаров, определяющей пол этих насекомых. Известно, что кровью питаются именно самки – это им необходимо для развития потомства. Самцы же не являются кровососущими и безопасны для человека.
– Геном африканского малярийного комара был опубликован в 2002 году, – пояснил старший научный сотрудник лаборатории эволюционной цитогенетики ТГУ Мария Шарахова. – Сейчас мы наконецто охарактеризовали Y-хромосому – последний фрагмент геномной мозаики. Имея информацию об этой хромосоме, мы сможем выяснить генетические основы биологии самцов.
Полученные данные генетики хотят использовать для смены пола комаров на ранних стадиях развития и создания стерильных самцов. Эта технология ляжет в основу новых методик борьбы с малярией и другими инфекционными заболеваниями.
Квадроцикл по-сельски
Студент кафедры инженерной графики и промышленного дизайна Института кибернетики Томского политехнического университета Юрий Петров разработал дизайн квадроцикла для фермеров. Транспортное средство позволит аграриям перевозить все необходимые инструменты без прицепа и станет их передвижным рабочим местом.
– Такой квадроцикл имеет по три выдвижных ящика по обе стороны от руля. В них можно будет положить небольшие инструменты. Слева и справа от водительского сиденья – по большому контейнеру с откидным верхом для хранения сыпучих материалов, например зерна. Крупногабаритные инструменты – лопаты или грабли – можно будет разместить в специальном ящике, расположенном под водительским сиденьем, – представил преимущества техники студент.
Высота корпуса и контейнеров позволят комфортно эксплуатировать фермерский квадроцикл. В целом же размер внедорожника примерно в полтора раза превысит стандартный.
Робот вместо САХ
Студент ТПУ Всеволод Рачис представил прототип робота для ремонта небольших дорожных ям. Устройство с помощью видеокамеры находит в дорожном полотне выбоину, подъезжает, сканирует ультразвуковым датчиком и формирует карту глубины повреждения. Затем робот засыпает яму специальной эмульсией.
– Ремонт мелких дорожных ям – дорогостоящий процесс. Наш робот может помочь дорожникам. Он способен работать автономно, но присутствие человека желательно, чтобы не засыпать что-то лишнее, – сказал Всеволод Рачис.
Прототип робота-дорожника политехник разрабатывал в течение трех месяцев вместе со студентами ТУCУРа. Также молодой человек намерен привлечь в команду студентов ТГАCУ. Рабочая модель электронного ремонтника может появиться уже через 1–2 года.
– Робот-дорожник привлек внимание губернатора области Сергея Жвачкина. Он отметил, что это очень нужная и полезная разработка, и попросил ребят продолжать воплощение их идеи в жизнь, – рассказала начальник отдела элитного образования ТПУ Евгения Серебрякова.
Взрывчатка от боли
Обезболивающий препарат на основе компонента взрывчатки и ракетного топлива. Нет, вы не ослышались. Томские ученые заявили о разработке нового лекарства на основе гексаазоизовюрцитана. Исследованиями занимаются сотрудники томского НПЦ «Химические технологии» и НИИ фармакологии, а также бийского Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН. Томичи заведуют фармакологической частью проекта, а их алтайские коллеги производят гексаазоизовюрцитан.
Исследования ведутся уже два года. Впереди – изучение токсичности препарата, проверка его анальгетических свойств. Еще через два года разработчики планируют перейти к клиническим испытаниям. Первые тесты на животных показали, что лекарство облегчает боль от термического и химического воздействия.
– Противоболевое лекарство на основе гексаазоизовюрцитана обладает новым механизмом действия, связанным с блокадой клеточных каналов, задействованных в проведении боли, – объясняет руководитель рабочей группы по разработке и реализации стратегической програм-мы исследований технологической платформы «Медицина будушего» Ольга Ваизова. – Хими-ческое соединение их блокирует, в результате чего боль проходит. Уникальность нового лекар-ства еще и в том, что оно воздействует на опиоидные рецепторы, которые не формируют зави-симости и не вызывают привыкания.
Унюхать качество
Инженер-исследователь СФТИ Тимур Муксунов создал газоанализатор – «электронный нос», способный оце-нивать качество еды и медицинской продукции, распознавать взрывчатые вещества и наркотики.
«Электронный нос» работает на основе полупроводниковых датчиков: их проводимость варьируется при осаждении молекул газа из атмосферы, что и позволяет устанавливать их присутствие. Разработку проверяли экспериментально. Один из опытов – по определению свежести фруктов и овощей, которые выделяют сероводород, аммиак и другие газы. Чем ближе окончание срока годности такой продукции, тем больше перечисленных газов в воздухе.
– Мы исследовали яблоки: контрольную часть положили в холодильник, а остальные оставили в помещении при комнатной температуре, – рассказал Тимур Муксунов. – По истечении 12 часов при помощи установки удалось выявить, что вторая часть выделяет газы интенсивнее, чем контрольная. Сейчас на овощных базах прием продукции совершается по органолептическим показателям, а при помощи создаваемого устройства можно будет точнее определять срок годности продукции.
Разрабатывать «электронный нос» ученый ТГУ начал еще в 2014 году, на его реализацию он по-лучил грант по программе «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. В 2016 году Муксунов представил конечный вариант прибора.
Без сосулек и наледи
Всего месяц понадобился томской компании «ЭргоЛайт» для разработки системы, предотвращающей образование сосулек. Она состоит из метеостанции, реагирующей на температуру воздуха, осадки и влажность, а также из кабеля подогрева.
– Когда температура воздуха оказывается, скажем, в диапазоне от –5 до +5 градусов по Цельсию, включается датчик влаги. Как только туда попадет вода, например с крыши, включается греющий кабель, и сосульки не образуются. Когда датчик влаги высыхает, подогрев выключается, – рассказал директор ООО «ЭргоЛайт» Михаил Шевелев.
Эта же система может использоваться на тротуарах в борьбе с наледью. При этом специального обслуживания прибору не потребуется, с его установкой справится любой электрик.
– Осенью и весной коммунальщикам приходится постоянно бороться с сосульками и наледью. Метеостанция – это гораздо удобнее и дешевле: окупается она за сезон, а прослужит несколько десятков лет, – отметил Шевелев.
Аналогичные системы уже существуют в Европе. Томская разработка не только дешевле, но и снабжена дополнительными опциями, в частности детектором поломок.
Диагноз по репостам
Ученые ТУCУРа и ТГУ разработали программу, способную оценивать уровень интеллекта, а также диаг-ностировать депрессию и неврозы по постам и комментариям человека в соцсетях.
Один из участников проекта сотрудник ТУСУРа Евгений Гарин пояснил, что программе достаточно уже написанных пользователем текстов объемом от 2 тыс. слов.
– Программа собирает абсолютно все, что человек оставляет в Интернете, – переписку на форумах, комментарии, научные публикации, интервью. Все тексты она представляет в виде ориентированного графа. В конечном итоге разработка производит анализ данных. Семантический граф человека коррелирует с его моделью восприятия действительности, поэтому именно его мы анализируем по более чем 40 различным параметрам. Программа также может установить автора анонимного сообщения, – рассказал ученый.
На разработку проекта ученым ТУСУРа и ТГУ потребовалось пять лет. В 2016-м комплекс был установлен на 20 компьютерах. В планах авторов программы – оптимизировать ее для использования в корпоративных целях.
– Работодатели смогут делать выводы о претенденте на ту или иную должность не только по разговору с кандидатом или по его резюме, но и по следам, которые он оставляет в Сети. У нас уже было несколько заказчиков. В основном это политические партии и политики – им требует-ся анализ и прогноз предпочтений электората. Например, мы вели нескольких кандидатов в президенты на выборах в Киргизии, – рассказал Гарин.
Для ответственных работников
Не имеющий мировых аналогов гаджет для тайм-менеджмента TimeFlip – многогранник с датчиком, синхронизи-рованным с мобильным приложением через Bluetooth.
– Начиная работу с TimeFlip, пользователь пишет или рисует задачи на каждой грани: конвертик означает, что вы разбираете почту, телефонная трубка – разговор по телефону, – пояснил руководитель проекта Павел Чешев. – Выполняя задачу, вы поворачиваете кубик нужной стороной вверх, таймер отсчитывает время и передает данные в мобильное приложение на смартфоне.
В итоге пользователь может узнать, сколько времени в день он тратит на соцсети, чаепития, обед, просмотр писем и так далее. Создатели «умного многогранника» подчеркивают, что осо-бенность их изобретения – именно в ручном режиме переключения задач. Ведь при каждой смене вида деятельности переключаться в мобильном приложении неудобно. К тому же совре-менный человек и так перегружен информацией с экранов. Павел Чешев уточнил, что изобретенный в Томске гаджет производится в Китае. За первую неделю продаж TimeFlip собрал более 100 заказов из 30 стран.
Свекла-«нефтяник»
Ученые томского Института химии нефти СО РАН разрабатывают экономичный способ добычи трудноизвлекаемой нефти с помощью свекольной кожуры. Сегодня такую нефть добывают по особой технологии с закачиванием в пласты очень горячего пара, что крайне затратно.
– Мы предлагаем использовать нестандартный компонент, не требующий нагревания, – кожуру свеклы, – рассказала автор проекта Анастасия Щербакова.
В пласт предлагается вводить раствор нефтевытесняющей композиции и уреазы, содержащейся в свекольной кожуре. Она будет выступать в роли катализатора процесса: уробактерии очень хорошо усваивают содержащиеся в нефти углеводороды. Таким образом, нефть можно вытеснить из пласта без пара. После «свекольной» обработки скважину нужно закрыть на несколько суток и только затем начать добычу.
– Конечно, мы не будем выращивать и чистить свеклу, – отметила Анастасия Щербакова. – Кожура остается после переработки на сахарных заводах и производствах, где выпускают продукты из свеклы. Нам на тонну композиции нужно 500 граммов сырья – затраты получаются минимальные, а экономия очень существенная.
Ученые подсчитали, что при таком методе добычи можно сэкономить более 30 млн рублей на одну скважину при курсе доллара 60 рублей. На эту разработку томичи уже получили грант 400 тыс. рублей от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
ИНО-щетка
Студентка ТУСУРа Ксения Сандрос разработала щетку, повторяющую форму зубов. По задумке, гигиенический гаджет должен сделать чистку полости рта более эффективной. По качеству щетка сравнима с импортными дорогостоящими образцами, но не имеет аналогов.
Ксения Сандрос изменила наклон щетинок на угол, определенный ею же в ходе исследований. И сгруппировала длинные жесткие и короткие мягкие щетинки так, чтобы щетка повторяла форму молярных и примолярных зубов. Тестирование показало, что такая конфигурация щетинок позволяет удалять налет на 20% больше, чем обычные щетки.
Эксперименты шли совместно с СибГМУ: в течение шести недель участники испытаний чистили зубы разными щетками, в том числе тусуровской, под наблюдением стоматолога. Установлено, что томский образец положительно влияет на зубы и десны.
– Сейчас идет тестирование опытного образца, в случае хороших результатов проект перейдет на этап серийного производства, – пояснила Ксения Сандрос.
В будущем студентка планирует обогатить щетинки полезными для полости рта микроэлементами.