Статьи
Статья
Топ открытий молодых ученых России

Награждены лауреаты Премии президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2018 год. Все они моложе 35 лет, их проекты прошли строгий отбор, оказавшись лучшими среди трех сотен других заявок. Что открыли эйнштейны нового времени?

Открытие №1. Решение для всего на свете

© sk.ru

Математик Иван Оселедец из Сколковского института науки и технологий награжден за создание прорывных вычислительных технологий решения многомерных задач физики, химии, биологии, анализа данных на основе тензорных разложений. Он разработал алгоритмы, которые позволяют решать целый класс задач многомерного анализа данных в десятки, а то и в сотни раз быстрее стандартных подходов.

«Работа Ивана Оселедца включена в классические учебники всего мира, в американские учебники, он стал классиком этого очень важного и нового направления», — сказал на пресс-конференции помощник президента РФ Андрей Фурсенко.

А сам лауреат рассказал о своей работе так: «Я занимаюсь вычислительной математикой и разрабатываю алгоритмы. В разных прикладных областях возникают задачи, которые имеют общую математическую структуру и могут быть решены похожими методами. В моем случае — тензорными методами. В "Сколтехе" я руковожу научной группой, мы в основном применяем эти методы к анализу данных, к задачам искусственного интеллекта и к глубоким нейронным сетям, где огромное количество параметров, их надо уметь компактно представлять».

Суть открытия

«Представьте, что у вас есть какая-то величина, которую необходимо предсказать. Например, срок жизни человека, — объясняет Иван Оселедец. — Есть косвенные признаки, по которым можно определить, что будет: доход человека, экологическая ситуация. Если такой признак один, то у вас будет 10 вариантов прогноза, если признаков два, то получается 100 вариантов, если три — то 1000. Я разрабатываю инструменты для работы с такими массивами данных и адаптирую технологию для решения каких-то конкретных задач».

Как это применить?

В области химии эти методы применимы при создании новых лекарств, когда необходим анализ химических структур будущих препаратов. В физике — для моделирования различных механических систем, когда известно лишь примерное значение параметров. В работе с индустриальными партнерами подходы, разработанные ученым, уже применялись для ускорения работы интернета.

«В дальнейшем мы видим два больших направления развития — применение нашего метода для анализа изображений, видео, текстов, звуковой информации. Второе направление — это моделирование сложных динамических систем, например для задач нефтяной отрасли, создания композитных материалов и так далее», — заявил Оселедец.

Открытие №2. Дистанционное обнаружение взрывчатки

Евгению Горлову и Виктору Жаркову из Института оптики атмосферы имени В. Е. Зуева Сибирского отделения РАН президентская премия присуждена за разработку и реализацию лидарного метода дистанционного обнаружения взрывчатых веществ. Ученые сконструировали сверхчувствительные лазерные установки, которые позволяют обнаружить не только взрывчатку, но даже пары или следы взрывчатых веществ микронного размера на расстоянии до 50 м. Чувствительность у приборов сравнима с чутьем собачьего носа. «Ближайшие зарубежные аналоги по чувствительности уступают на три порядка. То есть в тысячу раз», — рассказал лауреат Евгений Горлов.

Суть изобретения

«Все известные методы, которые на сегодня применяются, являются контактными: необходим забор пробы или собачке подойти близко. Главное преимущество нашего прибора, наряду с высокой чувствительностью, — дистанционность, — пояснил Евгений Горлов. — Наш прибор можно использовать скрытно, издалека».  

Как это применить?

Установка, которой нет аналогов в мире, — новый шаг в борьбе с терроризмом. Ученые надеются, что в скором времени изобретение будет обеспечивать безопасность людей в аэропортах, на вокзалах, в транспорте. Прибор действует даже в условиях интенсивного пассажиропотока. Сибирские изобретатели уверены, что полученный результат — промежуточный и в будущем они смогут повысить чувствительность установки минимум в 10 раз.

Открытие №3. Регенерация нервных клеток

Ученый из Владивостока Вячеслав Дячук, старший научный сотрудник Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН, получил премию за открытие новых механизмов развития нервных систем беспозвоночных и позвоночных животных.

Суть открытия

Ученый доказал возможность вспомогательных клеток нервной системы (глиальных клеток) преобразовываться в разные типы клеток эмбрионов позвоночных. Другими словами, он обнаружил клетки-хамелеоны, которые могут перенимать свойства и функции нейронов. «Это медицина будущего. Этот клеточный тип, который мы открыли, очень может помочь в регенерации тканей», — объясняет свое открытие Вячеслав Дячук.

Как это применить?

Открытие может пригодиться в медицине, оно дает возможность регулировать процессы развития нервных систем и их лечения: как при «поломках» в раннем развитии человека, так и у пожилых людей, страдающих болезнями Паркинсона, Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями.

Открытие №4. Биологическая защита растений

© vk

Единственная женщина среди лауреатов, 32-летняя Екатерина Гризанова из Новосибирского государственного аграрного университета, удостоена премии за открытие новых механизмов устойчивости насекомых-вредителей сельского и лесного хозяйства к биоинсектицидам на основе бактерий Bacillus thuringiensis. Екатерина сделала важное открытие, экспериментируя с личинками и бабочками. Она первой в мире смогла понять, какие именно механизмы помогают насекомым-вредителям формировать устойчивость к удобрениям.

Суть открытия

«Существуют химические инсектициды на основе химии, которую распыляют на грядки. А существует биологическая защита растений. Эти препараты экологически безопасны, они не накапливаются в почве, они не попадают в продукты питания», — поясняет Екатерина Гризанова.

Однако проблема в том, что насекомые со временем привыкают к новым бактериям и такие препараты постепенно становятся неэффективными. «Нашими коллегами хорошо изучены мутации, в результате которых насекомые становятся устойчивы к этим препаратам. Мы же открыли несколько новых механизмов, в результате которых насекомые становятся устойчивыми и люди теряют эффективность в применении биопрепаратов», — объяснила Екатерина.

Как это применить?

Открытие Гризановой поможет в создании принципиально нового вида удобрения, безопасного для природы и человека. В настоящее время специалисты Новосибирского государственного аграрного университета разрабатывают комплексное средство для борьбы с вредителями растений, не имеющее мировых аналогов. Инсектицид включает в себя бактерии, вызывающие болезни насекомых, и вторичные метаболиты растений, которые ослабляют защитные системы вредителей.

«Комплекс создается на основе энтомопатогенных бактерий, которые вызывают болезни у насекомых, и вторичных метаболитов растений — низкомолекулярных органических веществ, которые не участвуют в росте, развитии или репродукции. Разработка не имеет прямых отечественных и зарубежных аналогов. По сравнению с биопрепаратами только на основе бактерий этот инсектицид будет более эффективно работать — метаболиты растений ослабляют защитные системы насекомых», — рассказала Екатерина Гризанова.

Сочетание бактерий и растительных метаболитов безопасно для человека и окружающей среды. «Применение комплексного биоинсектицида снизит скорость формирования устойчивости насекомых к препаратам, что позволит уменьшить их дозы и число обработок растений, а это приведет к снижению конечной себестоимости сельхозпродукции», — пояснила Екатерина Гризанова, кандидат биологических наук и мама троих детей.

Все лауреаты получили не только дипломы, но и денежное вознаграждение — 2,5 млн руб. А со следующего года премия вырастет до 5 млн руб. Чем не повод заняться наукой?

07.02.2019 09:13:33