Российский учёный курчатовского нбикс прокомментировал развитие искусственного интеллекта

Искусственный интеллект и нейроморфные системы — «Review Курчатовский институт». Приложение — Издательский Дом КоммерсантЪ

В последние два десятилетия интерес к исследованиям и разработкам в области искусственного интеллекта стремительно возрастает. А началось это в середине прошлого века.

Вячеслав Демин, кандидат физико-математических наук, директор-координатор по направлению природоподобные технологии НИЦ «Курчатовский институт» по научной работе Курчатовского НБИКС-центра

Честь важнейших открытий в области нейробиологии и создания нейронной теории нервной системы принадлежит нашим знаменитым соотечественникам — Ивану Павлову, первому русскому лауреату Нобелевской премии, и его ученику Петру Анохину. А криптоанализ и теория информации введены в теоретический научный оборот пионерскими работами Алана Тьюринга, Клода Шеннона, Фрэнка Розенблатта и др.

Обратите внимание

Но технологий, чтобы воплощать эти идеи, еще 50 лет назад не существовало — потребовался взрывной рост информационно-вычислительных и нанотехнологий.

Нанотехнологии, при помощи которых можно управлять небольшими группами атомов и молекул, в современном понимании необходимы и для создания традиционных вычислительных комплексов следующего поколения, и принципиально новых нейроморфных аппаратных систем ИИ.

Такие системы построены природоподобно, по аналогии с нервной системой высших животных — сложно устроенным комплексом огромного числа (около 90 млрд у человека) вычислительных элементов (нейронов) и еще большего (в 10 тыс.

раз) количества элементов распределенной памяти — синаптических контактов, то есть связей между нейронами.

Слабый и сильный искусственный интеллект

Искусственные системы с большим числом нейронов — чрезвычайно сложное дело, но игра стоит свеч: пока появляются системы только так называемого слабого ИИ, не осознающего самого себя и произведенных им операций. Но в перспективе должен появиться качественно отличающийся сильный ИИ, который в некоторой степени способен осмыслять генерируемую им самим, то есть не заложенную при создании информацию.

Основные мотивы использования ИИ — решение антропогенных задач. Это задачи, возникающие перед человеком и имеющие огромное, практически непрерывное число вариантов решения.

Речь о системах фокусировки внимания и распознавания визуальных и звуковых образов, статических и динамических сцен.

Сюда же относятся предсказание и планирование, принятие решений, восприятие и синтез речи, моделирование эмоций, управление исполнительными устройствами.

Важно

Решение подобных интеллектуальных задач вызовет к жизни новые технологии в самых разных сферах: быстрый трейдинг, персональные электронные помощники, автомобильная промышленность, аэрокосмическая отрасль, энергетика, медицина, робототехника, оборонно-промышленный комплекс… Наиболее активное внедрение ИИ ожидается в обработке данных (большие данные — Big Data) и деятельности, сопряженной с рисками для здоровья и жизни человека.

Необходима конвергенция

Создание продвинутых прикладных систем ИИ, особенно с эмуляцией осознания информации и эмоционально-речевой коммуникации, возможно только при объединении нескольких наук и технологий — конвергенции.

Сегодня, несмотря на огромный пласт накопленных знаний, данных о работе мозга как на молекулярно-клеточном, так и на макросетевом уровне все еще недостаточно.

Нужны современные инструменты: оптогенетика (генетические метки на нейронах флуоресцирующими белками), оптико-микроскопический имиджинг, функциональная магнитно-резонансная томография, электроэнцефалография и т. п.

Нейроморфные системы требуют нанотехнологической базы — для создания материалов и устройств, имитирующих свойства нейронов и синапсов: технологии синтеза тонких пленок, органических и композитных материалов, оптическая и электронная литография, диагностико-измерительные рентгеновские и электрофизические методы и др.

А для моделирования принципов работы мозга и нейроморфных систем необходим мощный суперкомпьютер.

Отработка и обучение интеллектуальных систем, получение ими субъективного опыта решения целевых задач потребуют робототехники, в том числе антропоморфной, с развитой сетью сенсоров.

Подобно природе

Источник: https://www.kommersant.ru/doc/3586983

Лаборатория нейроинтеллекта и нейроморфных систем / НБИКС-Центр / НИЦ «Курчатовский институт»

Лаборатория нейроинтеллекта и нейроморфных систем
Отдел нейронаук, НБИКС-Центр, НИЦ «Курчатовский институт»  (Москва, Россия)Официальный сайт:

Cтраница на сайте «Справочник ИИ и  ИС»

Направления исследований: исследование алгоритмов переработки информации, обучения, памяти и управления поведением в естественных, искусственных и гибридных нейронных системах при помощи различных теоретических и экспериментальных подходов.

Ожидается, что фундаментальные знания и технологии, полученные в результате исследований, позволят перейти к новым – нейроморфным принципам построения искусственного интеллекта.

Перенос механизмов адаптивного обучения нейрональных популяций на материальную базу современной твердотельной электроники приведет к новому этапу развития технологий создания интеллектуальных и робототехнических систем за счет уникального сочетания адаптивности, надежности и масштабируемости.

Приглашение: http://stud.neurofuture.ru/

Бурцев Михаил Сергеевич / Burtsev, Mikhail — Руководитель лаборатории

Доктор физико-математических наук, нейрофизиолог, специалист по эволюционной кибернетике
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

| Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Персональная страница: http://www.keldysh.ru/pages/mrbur-web/Родился в 1977 году в Ульяновске.

Окончил (2000) Московский энергетический институт (МЭИ)Живет и работает в Москве.

▪ с 2011 г. по настоящее время — руководитель лаборатории нейроинтеллекта и нейроморфных систем, Курчатовский НБИКС-Центр, РНЦ «Курчатовский институт»

▪ с 2003 г. по настоящее время — н.с. отдела нелинейной динамики Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)
▪ с 2007 г. по настоящее время — с.н.с. отдела системогенеза НИИ Нормальной физиологии им П.К. Анохина РАМН (НИИ НФ РАМН)

Область научных интересов: искусственная жизнь, моделирование эволюционных процессов, эволюция кооперации, рост сложности в природе, проблема адаптивности обучения, селекционные теории обучения, эпистемология и методология науки.

Сотрудники:

Проекты:

Издания:
Рецензирование профессиональных изданий:— Journal of Theoretical Biology;

— Evolutionary computation, MIT Press;

Конференции
— International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)

Совет

Популяризаторская деятельность:
Лекции на сайте postnauka.ru
Избранные лекции:
2011▪ Искусственный интеллект (в рамках фестиваля «Жизнь.

Версия науки» — организаторы Фонд Дмитрия Зимина «Династия» и лекторий Политехнического музея)2010▪ Новое как протест или как соблазн (организатор — LABORATORIA Art&Science Space)▪ Эволюция искусственного интеллекта (организатор — Фонд развития Политехнического музея)2009▪ Естественный путь к искусственному интеллекту (в рамках Научного цикла «Мозг и поведение» — организатор — Теории и практики Москвы)

http://www.keldysh.ru/pages/mrbur-web
▪ Лекция «Эволюция искусственного интеллекта» (Политехнический музей, 7 апреля 2009 года).

Источники информации:
Страница в ИПМ РАН
Страница на postnauka.ru
Страница на newlaboratoria.ru

Публикации:
Список публикаций в ИПМ РАН

БИБЛИОГРАФИЯ

Избранные статьи в рецензируемых журналах и сборниках трудов конференций:

2006
▪ Burtsev M.S., Turchin P.V. Evolution of cooperative strategies from first principles // Nature 440, 1041-1044 Прочитать статью

2005▪ Бурцев М.С. Искусственная жизнь как метод математического компьютерного моделирования процессов эволюции сложных систем // Информационные технологии и вычислительные системы, N 3, стр. 5 – 22

▪ Burtsev M.S. Artificial Life Meets Anthropology: A Case of Aggression in Primitive Societies // In M. Capcarrere et al. (Eds.): ECAL 2005, LNAI 3630, pp. 655 – 664

2004▪ Burtsev, M., and A. Korotayev. Evolutionary Agent-Based Models of Pre-State Warfare Patterns: Cross-Cultural Tests // World Cultures 15: 17-38▪ Red'ko V.G., Prokhorov D.V., Burtsev M.S. Theory of Functional Systems, Adaptive Critics and Neural Networks // Proceedings of IJCNN, стр. 1787-1792

▪ Burtsev M.S. Tracking the Trajectories of Evolution // Artificial Life 10(4), стр. 397-411

2003
▪ Burtsev M.S. Measuring the Dynamics of Artificial Evolution // Lecture Notes in Computer Science, 2801 / 2003. Advances in Artificial Life, стр. 580-587

2002
▪ Бурцев М.С., Гусарев Р.В., Редько В.Г. Исследование механизмов целенаправленного адаптивного управления // Известия Академии Наук. Теория и системы управления. т. 6, стр. 55-62

Источник: http://project-ai.org/aih/index.php/resources/ai-labs-list/257-labru-1

Ноу-хау Курчатовского института: пятый элемент конвергенции

Ольга Персикова, Екатерина Яцишина, 15 ноября 2015, 19:59 — REGNUM  

Для создания новой биосферы, в которой техносфера станет органической частью природы, необходимо отказаться от отраслевого подхода к формированию науки и технологий.

И сегодня, по мнению Михаила Ковальчука, развитие науки достигло такого уровня, когда уже стало возможным конструировать, созидать природоподобные системы.

Однако без революции человека, изменения его сознания, подходов к цивилизации и к самому себе эти перспективы могут остаться ничем.

Со времен мифического Икара человек пытался расширить свои возможности, копируя живые создания природы. Но достигнув внешнего, а затем и функционального подобия, мы все еще остаемся слишком далеки от природы, прежде всего в эффективности использования ресурсов.

Обратите внимание

По мнению директора НИЦ «Курчатовский институт», профессора, доктора физико-математических наук Михаила Валентиновича Ковальчука, создавать эффективные биоподобные материалы и устройства, а в перспективе достигнуть гармонии техно — и биосферы можно только объединив возможности разных научных подходов.

Герой очередного выпуска программы «Идеи, меняющие мир» (производство телекомпании «Очевидное — невероятное» по заказу телеканала «Россия 24») рассказал ее автору и ведущей Эвелине Закамской, в чем спасение человечества от ресурсного коллапса и почему России так важно в кратчайшие сроки развить необходимую инфраструктуру для конвергенции наук и технологий.

В общении с журналистами физик Михаил Валентинович Ковальчук иногда производит впечатление романтика.

Всю жизнь занимаясь динамическим рассеянием рентгеновских лучей, синхротронным излучением, он умеет увлекательно говорить о сложных вещах и обычно с удовольствием цитирует — философов и мыслителей прошлого, своих великих коллег и учителей, давших ему не только профессиональные, но и жизненные уроки. И, конечно, поэзию: от Гете и Киплинга до Мандельштама и Цветаевой.

На съемках программы «Идеи, меняющие мир» кто-то из творческой группы предложил провести небольшой брейнсторминг — проиллюстрировать подход разных наук к описанию образца кварца из домашней коллекции минералов героя.

Получилось, что узкоспециальный подход исследователей подобен спору слепцов из индийской притчи, когда мудрецы ощупывали разные части слона, но не могли понять в целом, кто же перед ними.

Кристаллическая решетка, сингония, химический состав… Цитата из уст Михаила Валентиновича последних строф «Евгения Онегина» про магический кристалл — в качестве иллюстрации гуманитарного подхода — приходится очень кстати и тут.

Социогуманитарные науки — это тот пятый элемент, который сам Михаил Валентинович предложил добавить к устоявшейся международной аббревиатуре НБИК (конвергенция нано-, био-, информационных и когнитивных исследований).

По его инициативе в Курчатовском институте был создан первый в мире комплекс НБИКС-технологий. В «ядерный» центр пригласили для совместной работы с физиками и биологами философов, психологов, лингвистов, историков.

Так международная аббревиатура НБИК (NBIC) удлинилась еще на одну букву «С».

Важно

В течение последнего десятилетия акроним NBIC олицетворяет идею конвергенции в науке — сближение, слияние научных дисциплин и технологий.

Сращивание органики и неорганики в новых материалах и устройствах, подключение информационных технологий, а также «оживление» полученных систем алгоритмами, которые имитируют процесс работы человеческого мозга.

Это принципиально иная ступень познания: происходит не просто взаимодействие между отдельными технологиями, а различные и, казалось бы, на первый взгляд, далекие друг от друга дисциплины работают на одну цель.

Что же это за цель? По мнению Михаила Валентиновича, используя развивающийся до сих пор принцип узкоспециального изучения окружающего мира, его анализа, человечество вряд ли сможет добиться значимых «прорывных» открытий.

Тех, что переведут цивилизацию на новую ступень развития, помогут преодолеть основные противоречия современной техносферы: загрязнение окружающей среды, истощение ресурсов, недостаток продовольствия и, как следствие, — ожесточенную борьбу за исчезающие ресурсы.

Конвергентные технологии изменят и способ организации производства, и экономику, и неизбежно — общественные отношения. Современный человек как субъект практического и познавательного отношения к миру рано или поздно сам становится объектом научно-технологического воздействия.

Поэтому присутствие составляющей «С» в НБИКС столь принципиально. Возникающие социогуманитарные проблемы должны решаться в неразрывной связке с научными и технологическими.

В различных теориях говорится о фазовом или постиндустриальном переходе, а новую формацию именуют шестым технологическим укладом.

Совет

Считается, что человечество ждет не эволюция технологий, а скачок, когда масса внедренных НБИКС-технологий превысит определенный порог. «Вы взрываете цивилизацию», — образно описывает этот процесс профессор Ковальчук.

Если ученые не произведут такой интеллектуальный взрыв, то человечеству грозят вполне реальные катастрофы. Михаил Валентинович описывает ловушку, в которую попал собиравшийся благоденствовать вечно «золотой миллиард». «Уже в 1960-х гг.

у некоторых было понимание, что если страна, подобная Индии или Китаю, выйдет на уровень потребления энергии, соответствующий США, в мире начнется ресурсный коллапс. И вот сегодня он происходит, охватив все основные сферы общественной жизни: экономику, финансы, социальные связи, политические системы, экологию и энергетику.

Возможно ли вообще преодоление этого кризиса, выживание человечества и его дальнейшее развитие?»

Несколько цифр. В начале первой промышленной революции в XVIII в. планету населяли 500 млн человек, а сейчас число землян превысило 7 млрд, и без использования принципиально новых технологий невозможно обеспечить даже минимальные потребности этой массы ртов.

На протяжении почти 300 лет человечество постоянно повышало с помощью научно-технического прогресса производительность труда и объем производимой продукции, не заботясь о том, какова цена этого роста.

«В итоге, — заключает Михаил Ковальчук, — сформировалась ресурсозатратная и разрушающая природную среду техносфера, которая существует в рамках биосферы, паразитируя на ее базе и ресурсах.

Биосфера существовала миллионы лет до появления в ней человека абсолютно самодостаточно, а техносфера — это порождение человека, его потребностей и не может существовать без него».

Читайте также:  На рынке появился новый робот-помощник

Создав техносферу, потребляющую колоссальное количество энергии и ресурсов, развитые страны в погоне за рынками сбыта посадили на иглу потребления третий мир и тем самым, по мнению Михаила Ковальчука, выпустили джинна из бутылки: «В результате лицо цивилизации изменилось кардинально, влияние человека на окружающий мир набрало критическую массу, и сегодня созданная человечеством техносфера стала, по сути, детонатором его же гибели, вступила в антагонистическое противоречие с окружающей природой. Мы пришли в цивилизационный тупик».

Важно, чтобы техносфера не была антагонистична биосфере

Если смотреть правде в глаза, то при существующей сегодня хищнической, потребительской техносфере сохранение окружающей среды в планетарном масштабе невозможно без резкого сокращения населения Земли (в десятки раз) — это мнение известного философа В.С. Степина и многих других авторитетных ученых. Все чаще высказывается мысль о том, что этот кризис не может быть разрешен в рамках фундаментальных принципов нашей цивилизация, в прежней парадигме ее развития.

Очевидно, что, двигаясь как прежде, человечество столкнется либо с необходимостью архаизации быта: водяная мельница, лучина, вспашка плугом, велосипед, — либо с экологическими катастрофами и кровавыми войнами за передел остатков ресурсов. Вероятно, первый вариант — утопия, так что человечество сегодня стоит в точке перелома.

Для создания новой биосферы (или ноосферы, по определению В.И. Вернадского), в которой техносфера станет органической частью природы, необходимо прежде всего отказаться от отраслевого подхода к формированию науки и технологий. И сегодня, по мнению Михаила Ковальчука, развитие науки достигло такого уровня, когда уже стало возможным конструировать, созидать природоподобные системы.

Обратите внимание

Конвергенция — ключ к созданию таких систем и технологий. Сам М.В. Ковальчук и сотрудники Курчатовского института неоднократно рассказывали на страницах журнала «В мире науки» об уникальном Курчатовском НБИКС-центре — одном из первопроходцев в неизведанном море конвергенции.

В Курчатовском НБИКС-центре, где уже на практике нанотехнологии соединяются с достижениями молекулярной биологии, био — и генной инженерии, микроэлектроники, собрана вся инфраструктура для конвергентных нано-, био-, инфо — и когнитивных исследований.

Уникальная комбинация мегаустановок — источников синхротронного излучения и нейтронов, суперкомпьютер, атомно-силовые и электронные микроскопы, зоны чистых комнат, в которых выращивают сверхчистые полупроводники, новые биоматериалы, гибриды живых и неживых структур.

Профессор Ковальчук убежден, что одна из главнейших целей конвергентных технологий — принципиально новая энергетика, ведь только достаточное энергообеспечение сможет обеспечить устойчивое развитие нашей цивилизации.

Всем знаком пример с солнечной энергетикой, которую человечество развивает довольно давно. Ее суть — моделирование природного процесса фотосинтеза, но вместо сложной пока для воспроизведения биоорганической структуры зеленого листа используется модельная полупроводниковая структура.

Однако до сих пор солнечная энергетика не стала достойной альтернативой той же атомной энергетике. Как поясняет Михаил Валентинович, «в природе каждый квант солнечного света используется с высокой эффективностью, ведь природа — очень экономный энергопользователь.

В созданной же человеком техносфере мы используем машины и механизмы, потребляющие колоссальное количество энергии, для работы которых в принципе не может хватить экономичных, природоподобных энерготехнологий. Что дальше? Можно строить все новые и новые атомные станции и увеличивать производство энергии.

Но есть и второй путь — создание принципиально новых технологий и гибридных систем по природному образцу, потребляющих очень малое количество энергии».

Михаил Ковальчук уверен, что НБИКС-проект имеет ярко выраженную направленность на человека вообще. Ведь речь идет о новых материалах и системах, необходимых прежде всего для медицины, транспорта, связи, жилья, охраны окружающей среды и т.д.

Таким образом, развитие НБИКС-технологий существенно повысит возможности людей.

Важно

Все мы, живые организмы, — это белки, ДНК, то есть биологические структурные элементы нанометрового диапазона, и на следующем этапе наука становится способной воспроизводить системы и процессы живой природы — например, синтезировать клетки, искусственные ткани и органы.

Соответственно, доступной становится и технологическая перестройка самого человека — он меньше болеет, долго не стареет, а его комфортный быт обеспечат роботы. Но ведь мы помимо этого осознаем себя, окружающий нас мир, познаем его, и следующим шагом может стать создание искусственного интеллекта.

Широкой аудитории федерального канала главный идеолог и проводник этой идеи в России объясняет суть конвергенции предельно доступно. «Когда ребенок приходит в школу, то в расписании нет ни физики, ни химии, ни математики. Есть предмет «Природоведение».

Вот эта идея конвергенции, которая присутствует в начальном образовании, не должна рассыпаться в дальнейшем. Вы не можете, допустим, понять живой объект, изучая его чисто физически. Поэтому мы создали первый в мире факультет конвергентных наук, НБИК-факультет в МФТИ на базе Курчатовского института.

Его студенты — это физики по базовому образованию, но дальше мы их учим всему: и биологии, и химии, и, что очень важно, гуманитарным наукам».

Таких молодых специалистов Михаил Валентинович считает будущей элитой научного сообщества. Но сетует, что пресловутое «клиповое» сознание современной молодежи препятствует формированию нового типа мышления.

«Масса сегодняшней молодежи не способна долго слушать, говорить, воспринимать, и это связано именно с увлечением компьютерами, Интернетом, псевдоинформированностью. Это трагедия: люди управляются нажатием кнопки.

Поэтому наша задача — отобрать тех студентов, у которых по каким-то причинам это кластерное сознание не сформировалось. Тех, кто остается мыслителями».

Итак, важнейшая задача — подготовка специалистов, способных ориентироваться в междисциплинарном пространстве, осознавать и принимать мир целым — таким, каким его видели великие ученые прошлого, но на новом уровне знания XXI в.

Совет

Когда-то нынешний глава Курчатовского института сказал, что патриотизм воспитывается не на лозунгах, а на понимании того, что делали предки.

Примеров того, что современная Россия (вопреки представлениям части общества) занимает лидерские позиции по многим важным направлениям, он в процессе беседы с Эвелиной За — камской приводит множество: «Самые высокотехнологичные отрасли — это атомная энергетика, космос и вооружения, а мы здесь лидеры». Поэтому обеспечить стране подобный прорыв сегодня для нашего героя — личная миссия. По крайней мере, так видится со стороны.

В 1949 г., «приручив» атом одними из первых в мире, российские ученые дали стране колоссальные преимущества в развитии науки и технологий в ХХ в. Глобально атомное равновесие между США и СССР обеспечило мир на многие десятилетия. В XXI в.

, убежден Михаил Ковальчук, паритет в конвергентных науках может стать условием спасения человека как высшего и совершенного создания природы. Сегодня НБИКС-конвергенция — это направление прорыва для всей мировой науки.

Мы подошли к осознанию того, что должны стать частью природы, жить за счет принципиально новых ресурсов и технологий, созданных по образцу живой природы. Сохранение нашей цивилизации, ее будущее связаны с появлением и развитием конвергентных НБИКС-технологий.

Именно они позволят создать гармоничную ноосферу, в которой три ее составляющие — биосфера, техносфера и сложнейшая система общественных связей — будут не конфликтовать, а дополнять друг друга, будут теснейшим образом взаимосвязаны, конвергентны.

Конвергенция наук и технологий, безусловно, открывает перед людьми совершенно фантастические перспективы выживания, сохранения цивилизации, ее развития. Однако без революции человека, изменения его сознания, подходов к цивилизации и к самому себе эти перспективы могут остаться ничем.

Источник: https://regnum.ru/news/2012308.html

Созидатели будущего: Курчатовскому институту исполняется 75 лет

Легендарный и всемирно известный научный комплекс, российский национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» отмечает в четверг свое 75-летие. Свой юбилей институт встречает, будучи «точкой роста» новейших уникальных разработок, необходимых для обеспечения научно-технологического прорыва России.

«Сейчас Курчатовский институт является единственным в мире научным центром, где на одной территории расположены синхротронный ускоритель, сверхмощный лазер, ядерно-энергетический, плазменный, генетический комплексы. Такая концентрация научной инфраструктуры позволяет проводить уникальные исследования на стыке дисциплин», — заявил президент России Владимир Путин, выступая в Курчатовском институте во вторник.

«Важно, что мы не только сохраняем уникальные компетенции, а постоянно идём вперёд», — подчеркнул глава государства.

Ранее в интервью РИА Новости президент Курчатовского института Михаил Ковальчук назвал будущее этого исследовательского центра как «созидание». «Для этого у нас все есть», — говорил он.

Сейчас в состав центра входят несколько научных институтов с общей программой. Ее основное направление — работа на так называемых национальных мегаустановках, позволяющих получать в России результаты мирового класса и благодаря которым возникнет новый мировой научный ландшафт.

Советская атомная бомба и супероружие России

Обратите внимание

История института началась 12 апреля 1943 года, когда для разработки советского ядерного оружия была создана под руководством выдающегося ученого-атомщика Игоря Курчатова лаборатория № 2 Академии наук СССР, которая затем стала лабораторией измерительных приборов АН СССР, институтом атомной энергии АН СССР имени Курчатова и российским научным центром «Курчатовский институт». В 2010 году институт получил статус национального исследовательского центра.

Лаборатория № 2 осуществляла научное руководство разработкой первых советских атомной и водородной бомб. С 1943 по 1945 год лаборатория, ставшая научным «ядром» советского атомного проекта, с привлечением ряда научных институтов и предприятий страны провела исследования по разделению изотопов урана, разработала технологии получения металлического урана, тяжелой воды и многое другое.

В 1944 году в лаборатории был построен и введен в действие циклотрон, позволивший наработать индикаторные количества плутония — «взрывчатки» для первого советского атомного заряда. В 1946 году в институте был пущен первый в Евразии атомный реактор.

В своем выступлении Путин отметил, что значение советского атомного проекта, грандиозные достижения отечественных учёных, конструкторов, инженеров «переоценить просто невозможно».

«Они внесли колоссальный вклад в обороноспособность страны. Ну, а если сказать напрямую, может быть, своими достижениями сохранили нашу страну.

Благодаря достигнутому паритету внесли неоценимый вклад в обеспечение безопасности всего мира, всего человечества», — сказал российский президент.

Изначально созданный для решения колоссальной военной задачи, Курчатовский институт и сейчас ведет разработки, направленные на обеспечение обороноспособности России. Как сообщил глава государства, исследовательский центр участвовал в создании новейших образцов уникального стратегического оружия, аналогов которого нет в мире.

Мирный и безопасный атом

В 1950-е годы начались исследования и разработки по мирному использованию атомной и термоядерной энергии. С участием института была построена и пущена первая в мире промышленная атомная электростанция — Обнинская АЭС. В институте были разработаны атомные реакторы для ледоколов (1957), подводных лодок (1958) и космической техники.

Важным направлением работ в Курчатовском институте с середины 1950-х годов стал управляемый термоядерный синтез — переход к новым принципам овладения энергией, процессами, происходящими на Солнце и других звёздах, где термоядерные реакции протекают при температуре около 20 миллионов градусов. Там происходит слияние ядер изотопов водорода — дейтерия и трития, в результате чего выделяется огромное количество энергии. В 1958 году в институте была построена первая в мире экспериментальная термоядерная установка с «ловушкой» из магнитного поля, которая получила название «токамак».

C середины 1960-х годов институт осуществляет научное обеспечение эксплуатации действующих атомных реакторов, утилизации выведенных из эксплуатации установок и научное руководство разработкой реакторов и ядерных энергетических установок новых поколений.

Курчатовский институт всегда был главной научной организацией СССР и России в атомной сфере.

Важно

По существу, из первого советского реактора Ф-1 вышли реакторы разных типов — промышленные, энергетические, исследовательские и транспортные, которые используются на подводных лодках и атомных ледоколах, ядерные энергетические установки для космоса.

Институт является непосредственным участником проектов госкорпорации «Росатом» по строительству АЭС, будучи научным руководителем проектов энергетических реакторов типа ВВЭР.

Одно из основных направлений работы института — обеспечение безопасности атомной энергетики.

Разработанные здесь новые системы безопасности — так называемые ловушки расплава — уже входят в состав оборудования АЭС, они были впервые установлены на Тяньваньской АЭС в Китае и АЭС «Куданкулам» в Индии.

В случае тяжелой аварии расплавленное ядерное топливо будет удержано в таких ловушках, что не даст радиоактивным веществам выйти за пределы реакторной установки.

Институт занимается и продлением сроков эксплуатации энергоблоков АЭС.

Благодаря разработанной «курчатовцами» системе так называемого отжига корпусов реакторов удается почти полностью восстанавливаются их эксплуатационные характеристики.

Также с участием ученых института разработана новая марка стали, которая приобретает особые свойства, что позволит продлить срок работы корпусов реакторов до сотни лет.

Разработки для Арктики

Особое место в послужном списке Курчатовского института занимают разработки для освоения Арктики. Во многом благодаря им у России имеется единственный в мире атомный ледокольный флот.

Но не «плавучим атомом» единым.

Совет

С 1970-х годов в институте работают над проектами атомных энергоблоков малой мощности, работающих по принципу прямого преобразования энергии — они помогли бы снабжать энергией небольшие поселки и российские военные базы в арктическом регионе. Такие установки не требуют постоянного обслуживания на протяжении многих лет, их можно изготавливать серийно и устанавливать практически в любом месте.

Курчатовский институт занят и экологической работой по очистке Арктики.

Под его научным руководством в Сайде-губе (Мурманская область) в рамках международного проекта был создан не имеющий аналогов комплекс по переработке, кондиционированию и долговременному хранению радиоактивных отходов, образовавшихся в результате утилизации атомных подводных лодок. Этот комплекс, как считают специалисты, гарантирует безопасное, экологически чистое развитие ядерных технологий в Арктике.

Молекулярная биология и Рунет

По мере развития Курчатовского института его «технологическое древо» все больше «ветвилось».

Так, в конце 1960-х — начале 1970-х годов были получены результаты мирового значения в области микроэлектронной технологии: ионная имплантация, сверхвысокочистые вещества, литография, плазменная химия, тонкие плёнки.

Такой технологический задел позволил позднее развить в институте и работы в области нанотехнологий, создания гибридных систем и суперкомпьютеров.

С конца 1960-х годов Курчатовский институт стал научным руководителем проблемы использования сверхпроводимости в атомной науке и технике. В начале 1970-х годов институт стал и пионером в разработке новых технологий микроэлектроники.

В созданном в конце 1950-х годов радиобиологическом отделе института фактически родилась советская молекулярная биология. А в 1980-е годы благодаря активному развитию информационных технологий в институте были заложены основы отечественного интернета (Рунета).

Читайте также:  Искусственный интеллект проверил доказательство теории кеплера

Технологии, «подсмотренные» у природы

В 1999 году в институте был введен в эксплуатацию первый на постсоветском пространстве специализированный источник синхротронного излучения — уникальный комплекс, необходимый для изучения материи на атомарном уровне. С середины 2000-х годов в Курчатовском институте началось активное развитие нанотехнологий.

В 2009 году был создан первый в мире центр конвергентных наук и технологий — Курчатовский комплекс нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных технологий (НБИКС-технологий), ориентированный на междисциплинарные исследования и разработки. НБИКС-технологии стали вторым важнейшим магистральным направлением научного развития Курчатовского института в последние годы.

Как считают специалисты, создание принципиально новых технологий и систем, воспроизводящих принципы живой природы, позволит человечеству перейти на новые, гораздо более экономичные и безопасные принципы производства и потребления энергии.

Планы по синхротронам

На площадке Курчатовского института в Гатчине под Петербургом планируется построить более совершенный синхротронный источник четвертого поколения, который также станет незаменимым инструментом в создании природоподобных технологий.

В результате на северо-западе России, на границе с Европой, в течение ближайшего десятилетия под эгидой института начнут работать две мегаустановки мирового класса (еще одна такая установка — это нейтронный реактор ПИК), что фактически станет «меккой» для зарубежных ученых.

А во вторник Путин в ходе визита в Курчатовский институт поддержал идею строительства синхротронного комплекса во Владивостоке. По мнению главы Российской академии наук Александра Сергеева, новый синхротрон на острове Русский может быть создан в течение пяти лет с момента начала строительства. Ожидается, что этот комплекс также станет точкой притяжения исследователей из близлежащих стран.

Международные проекты

Обратите внимание

Курчатовский институт в последние годы стал флагманом научного сотрудничества российских ученых с иностранными коллегами. Центр представляет Россию во всех международных исследовательских «меганаучных» проектах.

Это проект строительства международного термоядерного экспериментального реактора (ITER), Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), Большой адронный коллайдер, Европейский центр синхротронного излучения (ESRF), Европейский центр по исследованию ионов и антипротонов (FAIR).

Проект XFEL по созданию самого мощного в мире рентгеновского лазера стал наиболее ярким примером «меганаучного» проекта, в создание которого большой вклад внесла Россия (Курчатовский институт курирует ее научное участие в проекте).

Более того, Россия впервые стала не просто полномасштабным участником большого международного научного проекта, но и заняла в нем по сути лидирующую позицию — с точки зрения как интеллектуального вклада, так и финансового взноса.

Эксплуатация лазера началась в сентябре 2017 года. На XFEL будут получены исключительно яркие и сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, что даст ученым новое понимание строения атома, а также процессов, происходящих в наномире.

С помощью XFEL ученые в реальном времени смогут изучать структуру биологических молекул и различных веществ, следить за сверхбыстрыми химическими процессами.

Это даст возможность лучше понять природу вещества и научиться конструировать принципиально новые материалы с заданными свойствами.

Источник: http://rusnext.ru/news/1523487789

«А потом они придут за нашими лазерами»

В ближайшие дни в России могут быть подписаны документы, которые многие ученые воспринимают как начало очередной большой атаки на российскую академическую науку в интересах «новой лысенковщины».

Что происходит

23 мая директорам нескольких физических институтов Академии наук (после реформы РАН 2014 года эти институты формально входят в структуру ФАНО – Федерального агентства научных организаций) поступили тексты трехсторонних соглашений между НИЦ «Курчатовский институт», ГК «Росатом» и ФАНО. Соглашений два, оба инициируют создание «межведомственных центров» с целью совместного ведения исследовательской работы.

Глава ФАНО Михаил Котюков

Один такой центр должен работать в области управляемого термоядерного синтеза и физики плазмы, второй – в области нейтринной физики. Со стороны ФАНО участниками проекта должны стать институты: Физический институт РАН им.

Лебедева и Физико-технический институт РАН им. Иоффе по термоядерной тематике и Институт ядерных исследований РАН по нейтринной. Научное руководство программами осуществляет Курчатовский институт.

Никакие детали организации работы, инфраструктуры проекта и его финансирования в соглашениях не прописаны.

Важно

На документах уже стоит подпись президента НИЦ «Курчатовский институт» Михаила Ковальчука, другие подписанты – руководитель Росатома Сергей Кириенко и глава ФАНО Михаил Котюков – пока свои подписи не поставили. По информации Радио Свобода, подписание соглашений может произойти уже 2 июня.

Почему это важно

Возникновение этих соглашений – тревожный сигнал сразу по многим причинам. Во-первых, они были подготовлены не просто без обсуждения с институтами и академией наук, но даже без их ведома.

Как сообщил Радио Свобода знакомый с ситуацией источник, о документах до недавнего времени не знали не только ни директора ФИАНа, Физтеха им. Иоффе и ИЯИ РАН, но и президент академии наук Владимир Фортов.

Целесообразность объединения организаций ФАНО и «Росатома» под руководством Курчатовского института в работе над названными темами вызывает у многих ученых сомнения (об этом – ниже).

Михаил Ковальчук во время встречи с Владимиром Путиным

Во-вторых, соглашения, как прямо указано в их текстах, являются развитием еще одного документа, подписанного в День российской науки, 8 февраля 2016 года.

Это рамочный, чрезвычайно размытый договор о сотрудничестве между ФАНО и Курчатовским институтом, подписанный Михаилом Котюковым и Михаилом Ковальчуком. Предмет сотрудничества – работа над тремя тематиками.

Это экспериментальные комплексы класса «мега-сайнс» (к таким, среди прочего, относится экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР, строительство которого сейчас ведется во Франции, в том числе, при участии России), это ядерная медицина и лучевая терапия и, наконец, это «исследования и разработки в области конвергентных, нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных наук».

Последнее направление, которое иногда обозначают аббревиатурой НБИКС, а иногда именуют «конвергентными технологиями», – это тема, с которой регулярно выступает Михаил Ковальчук.

Согласно речи Ковальчука, которую он произнес перед российскими сенаторами в сентябре прошлого года, НБИКС-технологии должны помочь России противостоять (путем достижения паритета) угрозе создания «искусственных живых систем с заданными свойствами, в том числе и несуществующих в природе» и развития методов, открывающих «возможность для воздействия на психофизиологическую сферу человека, причем очень легкую и простую». Радио Свобода уже писало о появившейся накануне заседания Президентского совета по науке в январе 2016 года концепции, предлагающей сделать конвергентные технологии ключевым приоритетом для российской науки. Концепция на заседании так и не обсуждалась, зато НБИКС спустя две недели всплыл в рамочном соглашении между ФАНО и Курчатовским институтом (в котором, кстати, создан целый «Курчатовский комплекс НБИКС-технологий»).

Если создание межведомственного центра по термоядерной тематике укладывается в направление «установок класса «мега-сайнс», то нейтринную физику сложно отнести и к этой области, и, тем более, к ядерной медицине.

Физик Михаил Данилов

Наконец, третий повод для беспокойства – неоднозначный опыт управления Курчатовским институтом другими научными организациями.

В 2010–2011 годах в НИЦ «Курчатовский институт» были переданы два физических института, входивших до этого в структуру «Росатома», и один – из Академии наук. С тех пор их работа сопровождается регулярными скандалами.

Так, за последние годы Институт теоретической и экспериментальной физики были вынуждены покинуть несколько ведущих ученых, например, один из наиболее цитируемых российских физиков Михаил Данилов и создатель сообщества «Диссернет» Андрей Ростовцев.

А в октябре 2015 года в вошедшем в структуру Курчатовского института Петербургском институте ядерной физики был назначен новый директор – доктор технических наук, эксперт в области пожарной безопасности Денис Минкин, по данным сообщества «Диссернет», защитивший далеко не оригинальную диссертацию.

Совет

Конечно, пока речь о том, что ФИАН, петербургский Физтех имени Иоффе или ИЯИ также будут переданы Курчатовскому институту, не идет. Но работа в совместном проекте под руководством Курчатовского института для многих ученых уже кажется поводом для опасений.

Сам Михаил Ковальчук, которого называют человеком, приближенным к президенту Путину (брат Михаила Юрий Ковальчук – соучредитель дачного кооператива «Озеро»), в 2008 году провалился на выборах в действительные члены Академии наук и лишился возможности стать ее вице-президентом. Некоторые связывают его фигуру с последовавшей реформой РАН, осуществленной в режиме спецоперации летом 2013 года: так, академик Дмитрий Ширков утверждал, что слышал сказанные в кулуарах Михаилом Ковальчуком слова: «Если я не нужен Академии, то нам не нужна эта Академия».

Что говорят ученые

30 мая в ФИАНе имени Лебедева прошло заседание ученого совета института, которое открылось с обсуждения новых соглашений. Директор ФИАН Николай Колачевский представил собравшимся и их тексты, и рамочный договор, заключенный в феврале.

Колачевский выступал осторожно, впрочем, сразу заметив, что новое соглашение «вызывает вопросы».

Он особо подчеркнул пункт, согласно которому научное руководство проектом осуществляет Курчатовский институт, а также отметил, что «не было проведено обсуждения с участвующими институтами, с Российской академией наук.

Желательно было бы сделать это как-то последовательно, согласовать, особенно учитывая некий негативный накопленный опыт при взаимодействии с коллегами из «Росатома» и других структур. У многих людей есть напряженность, связанная именно с вопросами объединений, слияний и так далее».

Колачевский рассказал, что обсудил документы с директорами других организаций ФАНО, попавших в соглашения, и что «у всех [нас] примерно одинаковая позиция, что такие серьезные соглашения, прежде, чем их заключать, желательно, необходимо прорабатывать на достаточно внятном уровне, чтобы потом не оказалось, что часть наших тематик куда-то влилась, ушла, причем без нашего даже ведома».

Выступавший вслед за Колачевским академик Геннадий Месяц (в прошлом вице-президент Академии наук и директор ФИАН) напомнил, что определение направлений научной деятельности институтов ФАНО – прерогатива РАН, и это закреплено и уставом Академии, и постановлением правительства.

«По этому поводу был длительный спор, в итоге был принят принцип «двух ключей». Академия наук задает направление научного исследования, а оплату производит ФАНО. Сейчас этот принцип совершенно нарушен.

Обратите внимание

Если этот процесс пойдет так и дальше, просто произойдет поглощение наших ведущих физических институтов», – сказал Месяц.

Ученый также рассказал, что попытки присоединить физические институты РАН к Курчатовскому институту были и раньше, а теперь, по его словам, “фактически мы видим повторение того же процесса”.

«Никто ничего не знал. Так нельзя. А завтра придут, скажут: отдайте нам лазеры. А потом – отдайте нам теоретиков. Точнее, не придут, а предпишут, бумагу пришлют», – резюмировал Месяц.

Один из наиболее авторитетных российских физиков, академик Владимир Захаров обрушился на концепцию НБИКС: «Мне довелось однажды целый день провести в обществе Михаила Валентиновича Ковальчука в его Курчатовском институте, выслушать внимательно его лекцию, посмотреть на проект, который он создает и над которым он собирается работать. Впечатление, которое произвело на меня все, что там происходит, было самое тягостное, – заметил он. – Мне кажется, это пора передать в нашу комиссию по борьбе с лженаукой».

Захаров назвал конвергентные технологии «новой лысенковщиной, которая приняла другие формы». «Все такие вещи построены по одному образцу: они обещают необыкновенные успехи, если пойти не таким путем, как идут все, а неким новым своим революционным путем. Это здесь и происходит», – заключил физик.

Президент РАН Владимир Фортов

Из источников в Институте ядерных исследований РАН, который фигурирует в тексте второго соглашения по нейтринной тематике, Радио Свобода знает, что там новые документы восприняли с таким же возмущением.

А 31 мая о соглашениях говорили и на президиуме Российской академии наук, в ходе которого президент академии Владимир Фортов рассказал, что подобные идеи несколько раз обсуждали с ним Ковальчук и Котюков, но сам Фортов отнесся к ним без энтузиазма.

Что будет дальше

Ученый совет ФИАНа принял текст письма, которое будет направлено от имени директора института Николая Колачевского руководителю ФАНО Михаилу Котюкову. В письме два пункта: в первом речь идет о том, что принятию соглашения должно предшествовать обсуждение с институтами и президиумом Российской академии наук.

Во втором выражено сомнение, что ФИАН можно «рассматривать в качестве ключевого участника в области исследований плазмы токамаков и управляемого термоядерного синтеза».

Можно ожидать, что аналогичная реакция последует и со стороны других академических институтов, вписанных в участники нового проекта, и со стороны руководства Академии наук.

Значит ли это, что российских физиков оставят в покое? «Формат этих соглашений – думаю, это то, что нас будет ждать впереди еще не один раз», – сказал Николай Колачевский.

Источник: https://www.svoboda.org/a/27770960.html

3876. Курчатовский институт: синтез всех наук

Три года назад на базе Курчатовского комплекса НБИКС-технологий были созданы ресурсные центры, основная задача которых — максимально эффективное использование уникального научного оборудования НИЦ «Курчатовский институт». О том, что удалось сделать за эти годы и какие имеются дальнейшие планы, — наш разговор с руководителем отделения ресурсных центров и руководителями конкретных направлений.

Олег Владимирович Акилин,заместитель руководителя Курчатовского комплекса НБИКС-технологий — руководитель отделения ресурсных центров НИЦ «Курчатовский институт»:

— Идея создания ресурсных центров принадлежит президенту НИЦ «Курчатовский институт» М.В. Ковальчуку. Ресурсные центры — это инструментальная составляющая исследовательской инфраструктуры Курчатовского института, предназначенная для выполнения широкого круга исследований, измерений и технологических работ.

Сама специфика подразделения, в котором мы работаем, — Курчатовского комплекса НБИКС-технологий — предполагает конвергенцию в исследованиях, когда биологи взаимодействуют с физиками, физики с химиками, химики со специалистами в информационных технологиях, что приводит к объединению знаний из разных областей науки, использованию разнообразных технологий и оборудования для достижения единой цели. Этим объясняется и структура отделения ресурсных центров. Оно состоит из восьми подразделений, отражающих основные направления исследований, проводимых в НБИКС-комплексе. Прежде всего, это создание антропоморфных систем, разработка природоподобных технологий.

Читайте также:  Мнение экспертов: танки будущего будут полагаться на искусственный интеллект, а не на броню!

Изначально, когда формировался Курчатовский комплекс НБИКС- технологий, установки и приборы находились в научных подразделениях. Но, поскольку оборудование очень сложное, требующее постоянного внимания специалистов высокого класса, мы пришли к идее создания специализированного подразделения, нацеленного именно на работу с этими научными установками.

Важно

Например, обучение работе на современных микроскопах занимает до пяти лет послевузовской подготовки! Некоторые же приборы требуют объединения усилий нескольких специалистов, иногда и целых коллективов.

Для этого нужно проходить систематическое обучение, повышать квалификацию, участвовать в профильных конференциях, связанных с изучением современных методик. Словом, необходима координация этой деятельности.

И ресурсные центры отвечают именно за это.

В начале нашей работы мы ориентировались на выполнение исследований только в рамках Курчатовского комплекса НБИКС-технологий. Но постепенно расширили сферу деятельности и сегодня работаем со всеми подразделениям Курчатовского института.

Напомню: наш национальный исследовательский центр объединяет несколько крупных институтов в Москве, Протвине, Гатчине и Санкт-Петербурге, и все они тоже имеют возможность пользоваться нашей инфраструктурой.

Безусловно, это очень удобно и востребовано.

Задача нашего отделения— организовать эффективную и бесперебойную работу оборудования в режиме коллективного пользования.

Это подразумевает не только проведение самого исследования, но и организацию ремонтных, сервисных работ, поверки оборудования, то есть поддержание инфраструктуры в работоспособном состоянии.

Неполадки или поломки, от которых никто не застрахован, мы исправляем максимально быстро благодаря налаженным контактам с нашей инженерной службой и подрядными организациями.

Одна из важных задач— отработка новых методик, а иногда и выработка нестандартных подходов на основе известных методик, но для новых применений. Например, сейчас и гуманитарии используют физические методы в своих исследованиях. Поэтому мы разрабатываем методики для социогуманитарного направления — для исследования археологических образцов и артефактов различных эпох.

Совет

Все эти сложные исследования и измерения должны проводить высококвалифицированные специалисты, значит, нужно подумать о системе их подготовки и повышения квалификации. В этом плане наша уникальная инфраструктура очень полезна и для обучения молодых кадров. У нас организована непрерывная подготовка начиная от школьников, затем студентов, аспирантов и до специалистов из других институтов.

Таким образом, существуют три важные составляющие деятельности ресурсных центров, на которых основана наша работа: инфраструктура, кадры и эффективность.

Сейчас в ресурсных центрах сосредоточено более 600 единиц современного оборудования, необходимого для исследований, измерений самых разных типов и уровней сложности. Некоторые наши приборы исключительны не только для России.

В частности, новейшие электронные микроскопы для биологических исследований установлены всего в двух-трех лабораториях мира. У нас работают также уникальные линейки оборудования для нейрокогнитивных исследований.

При этом мы постоянно развиваемся, внедряем новые методики.

Каждый месяц мы выполняем от 400 до 500 заявок от научных подразделений, как внутренних, так и внешних.

В нынешнем году заканчиваются реконструкция помещений и создание не имеющего аналогов комплекса экспериментальных моделей. Это виварий, которым мы по праву гордимся. Уверен, что он будет одним из лучших в России.

Уникален он как по количеству и видам животных, так и по качеству применяемых в нем методик и выполняемых исследований. Условия содержания животных там будут на самом высоком уровне, в соответствии с требованиями GLP.

Дело в том, что все исследования на животных предварительно получают одобрение в комитете по биоэтике. Эксперты проверяют, соответствуют ли проводимые эксперименты действующим нормативным документам, чтобы минимизировать вред, наносимый животному, окружающей среде и людям, работающим с этим животным.

Еще одно перспективное направление — работа с древней ДНК. Мы планируем исследовать археологические образцы и палеонтологические останки, что требует определенных условий, включая специальные чистые помещения, а также новейших методик. Отмечу, что такого рода исследования в нашей стране пока не проводились.

Рентгеновские приборы видят внутреннюю структуру различных объектов

Сергей Александрович Тихомиров, руководитель Ресурсного центра лабораторных рентгеновских методов:

— Все мы с детства знаем про рентген. Кто-то из опыта, связанного с посещением больницы, кто- то из курса физики. А у нас, можно сказать, такой же рентген, как в травмпункте, но подход к сбору информации, реализованный на приборах, несколько иной.

В нашем ресурсном центре представлены дифрактометры, спектрометры, на которых различными методами, такими как порошковая дифракто- метрия, рентгенофлуоресцентный и фазовый анализ, высокоразрешающий рентгеновский метод, можно углубленно изучить и дополнить имеющиеся знания об объектах.

Проще говоря, мы помогаем ученым увидеть структуру изучаемого материала. Неважно, где он применяется — в медицине, строительстве, сталелитейном производстве или для микро- и наноэлектроники. Рентген важен для всех научных областей, потому что позволяет понять структуру вещества или ткани неразрушающими методами.

Это важно также при создании материалов с заданными характеристиками.

Обратите внимание

Уникальность нашего ресурсного центра в том, что мы обладаем набором рентгеновских аппаратов, которые могут работать с различными веществами, будь то биологические, полимерные вещества, сплавы металлов или материалы наноэлектроники, или сверхпроводящие материалы.

Большое подспорье в исследованиях— такая уникальная для нашей страны мегаустановка, как синхротрон, работающий в Курчатовском институте. Это дает колоссальные возможности для проведения изысканий на максимально высоком уровне.

С помощью магнитно-резонансного томографа 3 Тл можно получить высокоинформативные МР-изображения тканей и органов тела

Алексей Николаевич Кухтенков, руководитель Ресурсного центра ядерно-физических методов измерения:

— В нашем ресурсном центре существуют два направления. Первое — исследования на позитронно-эмиссионном томографе. С этой целью создана технологическая площадка для производства ультракороткоживущих радионуклидов, незаменимых для ранней диагностики заболеваний.

Позитронно-эмиссионая томография — это метод, который позволяет не только выявлять онкологические и кардиологические заболевания на самых ранних стадиях, но и прогнозировать риск их возникновения. Разработка и внедрение этих методов считаются передним краем медицинской науки, основой медицины будущего.

Второе направление — исследования когнитивных функций на ЯМР-томографе для понимания принципов функционирования мозга человека.

Проводятся исследования на уникальном просвечивающем электронном криомикроскопе

Михаил Юрьевич Пресняков, руководитель Ресурсного центра зондовой и электронной микроскопии:

— На сегодня центр электронной и зондовой микроскопии, пожалуй, один из самых оснащенных.

Если два года назад мы занимались в основном ма- териаловедческими задачами, то с появлением двух суперсовременных криогенных микроскопов мы вступили в очень интересное фундаментальное направление структурной биологии. Именно здесь, на стыке дисциплин, рождаются новые открытия.

Для того чтобы получить данные о структуре белка с помощью нашего криомикроскопа, не имеющего аналогов в России, мы должны уметь их интерпретировать. Поэтому в группе обязательно должен быть микробиолог.

Для того чтобы обработать полученные данные и собрать трехмерную модель белка, нам необходим специалист, который профессионально общается с компьютером, то есть программист. И, конечно, не обойтись без физика. Это и есть взаимодействие разных наук — конвергенция.

Что касается просвечивающей классической электронной микроскопии для материаловедческих задач, мы исследуем очень широкий спектр объектов — от электроники, спинтроники до предметов культурного наследия, например в археологии. Естественно-научные методы позволяют нам определить датировки артефактов. На мой взгляд, важно и воспитание молодых кадров.

Важно

Мы тесно сотрудничаем с Физтехом. Ребята уже со второго, третьего курса слушают лекции, которые читает наша научная группа, изучают устройство приборов, выполняют лабораторные работы на микроскопах. Таким образом, они своими глазами видят, какая интересная исследовательская работа их ожидает в Курчатовском институте.

А потом лучшие из них смогут прийти к нам уже в качестве молодых сотрудников, аспирантов.

Андрей Вячеславович Емельянов, руководитель Ресурсного центра электрофизических методов и Ресурсного центра оптической микроскопии и спектроскопии:

— В Ресурсном центре электрофизических методов мы исследуем и измеряем электрофизические, магнитные, гальваномагнитные, теплофизические характеристики материалов различных структур. Где это может применяться? По сути, в любых повседневных устройствах микроэлектроники: телефонах, телевизорах, компьютерах.

Это используется также в транспортной, ядерной энергетике, в различной альтернативной генерации — солнечных и ветровых батареях. Мы проводим комплексные исследования всех этих свойств. Одно из основных наших направлений — разработка и создание различных устройств для новой электроники.

Во-первых, это спинтроника, основная идея которой — создать спиновый транзистор, основанный на новом принципе работы. ­Второе актуальное ­направление — разработка мемристоров. Это сопротивление с эффектом памяти, которое позволяет создать аналог биологического синапса. Не секрет, что сегодня существуют различные теории работы головного мозга.

Одна из них говорит о том, что нейроны как вычислительные процессоры связаны друг с другом с помощью синапсов. То есть мозг — это вычислительный процессор со сверхпараллельной архитектурой. Именно поэтому он так эффективно работает.

Мы пытаемся реализовать эти принципы в «железе» и создать подобие человекоподобной системы — своего рода искусственный интеллект. И определенные успехи уже есть.

Ирина Юрьевна Зарайская, руководитель Ресурсного центра нейрокогнитивных исследований:

— По сути, наш ресурсный центр призван обеспечить экспериментальными исследованиями нейробиологию — довольно новую для Курчатовского института область, которая занята исследованиями мозга. Ресурсный центр очень хорошо инструментально обеспечен.

Мы можем проводить исследования как на отдельных нейронах, так и на культурах нейрональных клеток, выращиваемых на электронных матрицах. А это значит, что по мере созревания такой нейрональной культуры есть возможность регистрировать ее электрическую активность, чтобы дальше проводить исследования по обучению нейрональных культур.

 Это искусственно выращенные нейронные сети, аналог тех нейроконнектомов, которые существуют в целостном мозге.

Следующий этап — это возможность проведения экспериментов на животных. Благодаря нашим научным подразделениям собрана замечательная коллекция животных — моделей для изучения нейрокогнитивных процессов в мозге с возможностью их визуализации, в том числе прижизненной.

Совет

Другое наше направление — это линейка поведенческих тестов для фенотипирования животного: нейрологического, физиологического и когнитивного. Для этого в ресурсном центре собрано уникальное оборудование, позволяющее оценивать разные виды обучения и памяти животных. Большинство таких систем у нас автоматические.

 Поэтому исследователь имеет возможность получения большой базы данных о двигательной активности, питании животного, его весе и способности к обучению. Эти модели не только очень хороши для фундаментальных нейробиологических исследований, но и в том числе имеют высокую ценность для прикладных задач, в частности для фармакологии или клиники.

В настоящее время мы выполняем отдельные виды доклинических исследований, а в ближайшее время планируем полный спектр.

Вячеслав Николаевич Костромин, руководитель Ресурсного центра органических и гибридных материалов:

— Наши основные задачи — исследования и прикладные разработки в области структурного материаловедения. Ресурсный центр представляет собой уникальный комплекс современного оборудования, изначально собранный для исследования полимерных материалов, и охватывает большое количество методик.

Мы проводим механические испытания образцов на одноосное растяжение, сжатие, статический сгиб в широком диапазоне температур. Доступно также проведение реологических измерений с помощью капиллярного и ротационного реометров.

В центре реализована методика определения проницаемости по кислороду.

Одна из важных особенностей центра — возможность собственного изготовления опытных образцов: композитных, многокомпонентных и наполненных полимерных материалов при различных температурах и времени смешения.

Таким образом, вся линейка оборудования позволяет исследовать исходный, а затем модифицированный материал. Наш коллектив ведет разработку биоразлагаемых штифтов для остеосинтеза, ортопедии, хирургии, которые не требуют повторной операции для их удаления.

У нас разрабатывают также перевязочные нетканые материалы, раневые и ожоговые покрытия из ультратонких волокон.

На оборудовании ресурсного центра были исследованы и искусственные матриксы трахей и сосудов. Такие перспективные изыскания создают фундаментальную и практическую базу для создания синтетических органов и тканей — актуального направления медицины будущего.

Роботизированный комплекс для кристаллизации белков

Павел Менделеевич Барановский, руководитель Ресурсного центра молекулярно-клеточной биологии:

— Этот ресурсный центр создавался с перспективой получения диагностических или лекарственных препаратов, которые могут стать прототипами для доклинических исследований. У нас есть геномный комплекс, с помощью которого мы можем секвенировать любой ген, выделить его из общей генетической массы.

Обратите внимание

Мы обладаем оборудованием, которое позволяет клонировать этот ген, наработать рекомбинантный белок, очистить его, установить его свойства. Используем уникальное оборудование — роботизированный комплекс для кристаллизации белков и определения их пространственной структуры.

Иначе говоря, мы можем отследить характеристику метаболитов белка и провести его доклинические исследования, понять, как он воздействует на иммунную систему.

С помощью новейшего комплекса — микрофлюидной установки — мы можем получить наночастицы с заданными свойствами, поместить их в определенный белок и заставить лечить заболевание, например рак.

Наши исследования важны не только для фармакологии или медицины, но и для археологии. Получены очень интересные результаты по изучению исторических артефактов. Скажем, нам удалось пролить свет на тайну средневековых сфероконусов, найденных на территории Татарстана.

 Это конусообразные сосуды с узким горлышком, точного назначения которых археологи не понимали. Была версия, что туда насыпали порох и использовали как бомбы. А наши ученые исследовали вещество черного цвета с внутренней поверхности стенок этого сосуда, и оказалось, что это смола хвойных пород — живица.

Она обладает антисептическими и заживляющими свойствами. По всей видимости, эти сфероконусы были своеобразными переносными аптечками.

Такое вот неожиданное, но интересное и важное применение наших возможностей: ведь речь идет о нашей истории, а значит, о фундаментальном познании того, кто мы, зачем пришли в этот мир, какими были наши предки.

Источник: https://albercul.livejournal.com/1006253.html

Ссылка на основную публикацию