2021-й был объявлен Годом науки и технологий. Было разработано 86 мероприятий, включая отраслевые конференции и выставки, конкурсы, научно-технологические проекты и научно-популярные акции. Они были посвящены космосу, энергетике, медицине, генетике и качеству жизни, искусственному интеллекту. Минобрнауки вручило премии «За верность науке» научно-популярным изданиям и ученым-популяризаторам. В более чем 80 регионах прошел фестиваль науки NAUKA 0+.
Научно-просветительские проекты поддерживал и бизнес. На «Яндекс.Кью» стартовал проект «100 вопросов ученому», где каждый может задать вопрос о науке и технологиях. VK Group выступила информационным партнером для проекта «На острие науки». Стриминговый сервис Okko запустил серию фильмов о российских ученых «Россия научная. Великие имена». Сбер учредил собственную Научную премию, победителей которой объявят в 2022 году, а «Лукойл» — премию «Инновация» за образовательные и научно-просветительские проекты.
Главным отечественным достижением в области науки в 2021 году стала разработка одной из первых в мире вакцин от COVID-19 ― «Спутника V». Однако этот год запомнится как минимум еще пятью не менее важными открытиями.
№ 1: Экзоскелет ExoAtlet II
Разработка российской компании «ЭкзоАтлет», резидента Фонда «Сколково». Экзоскелет помогает тем, кто перенес инсульт, получил травмы спинного мозга и позвоночника, страдает от рассеянного склероза или ДЦП. Он предназначен для детей и взрослых, возвращая им способность передвигаться без инвалидных колясок и посторонней помощи. Промо ExoAtlet
В основе экзоскелета — система управления на базе специальных датчиков и электромиограммы, регистрирующей биоэлектрические импульсы в мышцах. Она также посылает электрические сигналы мышцам, чтобы наблюдать за их состоянием. Главная задача — отслеживать позитивные изменения в организме и двигательной активности, корректируя курс реабилитации.
Отличие ExoAtlet II от образцов предыдущего поколения в том, что он обладает биологической обратной связью для восстановления навыков ходьбы и поддерживает восемь вариантов траектории и времени шага, а также три скорости. Экзоскелетом можно управлять с пульта или планшета, настроив индивидуальные особенности ходьбы. С его помощью можно передвигаться по лестницам, а облачный сервис позволяет хранить и анализировать персональные программы тренировок. Всего с 2015 года его создатели провели клинические исследования с участием около 600 пациентов в более чем 20 российских медучреждениях.
В этом году ExoAtlet II получил разрешение FDA — Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов при Минздраве США. Это значит, что экзоскелет прошел сертификацию, соответствует американским стандартам и может поставляться в местные клиники и центры реабилитации. Ранее экзоскелет уже вышел на рынки России, Европы и Азии.
№ 2: Нейросеть «Балабоба»
«Балабоба» работает на основе языковой модели YaLM (Yet another Language Model), которую «Яндекс» разработал по аналогии с GPT-3 — одной из самых продвинутых нейросетей-трансформеров для распознавания языка и генерации текста от OpenAI. С помощью YaLM общается голосовой помощник «Алиса» и ранжируются ответы в поиске. В прошлом году русскоязычную ruGPT-3 представил Sber AI и выложил ее в открытый доступ.
Иллюстрации: интерфейс сервиса «Балабоба»
YaLM обучали на терабайтах текстов из интернета — книгах, статьях из «Википедии», постах из соцсетей, текстах в СМИ. В результате нейросеть способна имитировать самые разные стили: от литературного и публицистического до разговорного. Но главное, она умеет подбирать нужные слова и понимает, как они согласуются между собой ― это одна из самых сложных задач в области искусственного интеллекта, особенно для русского языка.
Разработку можно использовать для генерации рекламных баннеров и слоганов, карточек описаний товаров в поиске и даже сказок в голосовом помощнике «Алиса». «Балабоба» даже способна сочинить небольшой рассказ. Правда, литературной ценности он, скорее всего, иметь не будет. Подобные нейросети уже используют, чтобы писать короткие новостные сообщения: например, это уже делает ИИ в Microsoft. Другое возможное применение — это инструмент для брейнсторминга в креативных профессиях: например, когда в поисках вдохновения нужно перебрать варианты слоганов или цепляющих заголовков. Тест-драйв «Балабоба»
Алексей Петров, руководитель проекта YaLM:
«Почти все большие языковые модели сейчас базируются на нейросетях-трансформерах вроде GPT-3, которые, как правило, англоязычные. Для обучения модели на русскоязычных текстах нужны огромные вычислительные мощности и эксклюзивная экспертиза в области распределенных вычислений. Процесс обучения таких больших нейросетей очень хрупкий, и много что может пойти не так. Наша задача — предусмотреть все возможные нюансы и создать техническое решение, которое будет к ним устойчиво.
Другая сложность — выборка текстов: данных нужно много, а далеко не все материалы, опубликованные в интернете, обладают надлежащим качеством. Нам пришлось дополнительно создавать алгоритмы, которые позволяли автоматически убирать однотипные, повторяющиеся и стилистически неграмотные тексты, короткие объявления. Предпочтение отдавалось текстам из книг и статей “Википедии”, поэтому модель пишет без грамматических и синтаксических ошибок.
Мы используем YaLM во многих наших сервисах. Существует и пример коммерческого применения: в “Мастере кампаний” автоматически генерируются заголовки и слоганы. Выкладывать модель в открытый доступ пока не планируем».
№ 3: Аэромобиль Flyter
Воронежский стартап Scinex запатентовал аэромобиль без крыльев, который планируют использовать в качестве аэротакси. Прототип уже прошел первые испытания.
Аэромобиль поднимается в воздух за счет 16 винтов, которые спрятаны в корпусе. Создатели считают, что это позволит сделать его безопаснее — в отличие от других аналогов с лопастями снаружи. Но главное — это позволит избежать парусности из-за встречного ветра, когда резкие порывы сносят аппарат с курса. Каплевидная обтекаемая форма обеспечивает хорошую аэродинамику. В качестве материала для корпуса используют углеводородное волокно, обладающее высокой прочностью и легкостью.
Длина Flyter составляет 5 м, а ширина — 2 м: это значит, что он легко сможет припарковаться не только на специальной вертолетной площадке, но и в черте города. По словам разработчиков, аппарат способен летать на расстояния более 100 км и развивать скорость более 100 км/ч.
Пока неизвестно, когда аэромобиль запустят в массовое производство, но его предварительная стоимость, по словам разработчиков, составит около 200 000 (14,7 млн рублей). Свои концепты и прототипы аэротакси уже представили Boeing, Rolls-Royce, Hyundai, Uber. В Белгородской области проходят испытания мультикоптера Hi-Fly Taxi от инновационного центра «Бирюч». Другой российский стартап — Hover — уже тестирует свои аппараты в Москве и обещает запустить регулярное движение в 2023–2025 годах по цене 200 рублей за поездку.
Евгений Тырнов, СЕО Scinex:
«Когда мы создавали Flyter, то, честно говоря, вдохновлялись “Пятым элементом”. В самом начале мы, как и многие другие компании, пошли по пути мультикоптера. Но быстро поняли, что эта конструкция имеет ряд серьезных ограничений в городских условиях: опасные открытые винты, большие габариты и шум. Поэтому пришлось придумывать другую конструкцию. Так и появился Flyter, аналогов которому на тот момент не было.
За этот год мы разработали уменьшенный (1:7) и упрощенный полноразмерный прототипы аэроплана. Оба успешно прошли испытания. Сейчас дорабатываем систему управления и экспериментируем с винто-моторными группами в воздушных каналах (“холодные турбины”), которые являются основой нашей технологии. Задача — получить высокую тягу от винтов небольшого диаметра (до 1 м) с минимальным потреблением энергии. Это позволит собрать уже полноразмерный прототип, на котором смогут летать люди. Полеты финальной модели возможно запустить в 2023–2024 годах. Затем предстоит лицензирование и мелкосерийное производство.
У аэротакси на сегодняшний день есть ряд серьезных ограничений. В первую очередь — законодательные: новые летательные аппараты лицензировать крайне сложно, а в черте города на них летать запрещено. Поэтому разработками занимаются в основном техногики и миллиардеры-энтузиасты, проводя испытания за пределами городов. Надеемся, что в ближайшее время разрешат летать над определенными зонами и, возможно, даже садиться на специальных лицензионных площадках и крышах. Следующий шаг — полеты и посадка аппаратов в черте города, и только потом мы сможем запустить аэротакси и шеринг на регулярной основе».
№ 4: Робот-собака
Инженеры из лаборатории общей механики НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова и проекта Voltbro представили четвероногого робота, для которого разработали собственное ПО, механику и электронику.
Вес робота — 15 кг, он оснащен 12 приводами в основании ног суммарной мощностью 3 кВт. Пока что модель способна передвигаться по плоской поверхности с разной скоростью и поворачивать. Часть компонентов напечатали на 3D-принтере. Всего на создание ушло около двух лет.
Фото: Voltbro. Робот-собака
Сейчас прототип дорабатывают и тестируют. Готовое устройство будет доступно для исследователей, которые смогут проверять на роботах различные алгоритмы и расширять их способности. Когда прототип дойдет до стадии производства, его можно будет использовать в сфере логистики, для контроля на производстве, обследования территорий, доставки мелких грузов а также в качестве собаки-поводыря. Для этого роботов специально обучают прыжкам и преодолению препятствий, например лестниц и дверей.
Антон Рогачев, ведущий инженер НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, СЕО Voltbro:
«Мы опирались на открытые данные одного из американских разработчиков четырехногих роботов и использовали те материалы и технологии, которые доступны в России.
Сейчас мы дорабатываем виртуальную модель робота, чтобы строить алгоритмы для ее “существования” при помощи машинного обучения, а затем улучшим и саму конструкцию. Полностью готовое устройство будет доступно в течение двух лет. Его будут применять в университетах и исследовательских лабораториях, чтобы изучать роботов и ставить эксперименты. Поэтому API (Application Programming Interface — интерфейс для программирования приложений) модели будет открыт для всех специалистов.
К разработке уже проявляют интерес разные компании, но им нужен готовый продукт с конкретными потребительскими свойствами. К сожалению, никто пока не готов вкладываться в дорогостоящие R&D (Research & Development ― исследования и разработки). Это видно и на примере Boston Dynamics, которая постоянно переходит из рук в руки. Мы верим, что победит тот, кто играет вдолгую».
№ 5: Лекарство от коронавируса
В октябре 2021-го биотехнологическая компания BIOCAD презентовала препарат левилимаб, который позволяет бороться с тяжелой формой течения болезни при заражении COVID-19. Он успешно прошел третью фазу клинических испытаний, результаты которых опубликованы в журнале Inflammation Research и зарегистрированы в Национальном институте здравоохранения США.
В основе левилимаба — оригинальный ингибитор рецептора интерлейкина-6, который стимулирует иммунный ответ и борется с воспалением. Препарат помогает избежать цитокинового шторма (часто приводит к смерти пациентов с тяжелой формой коронавирусной инфекции) — реакции организма, когда иммунные клетки атакуют пораженные инфекцией ткани и могут полностью уничтожить их. Испытания показали, что применение левилимаба вместе со стандартным протоколом лечения улучшает состояние большинства пациентов на 14-й день, за исключением случаев, когда кроме COVID-19 наблюдаются иные инфекции и тяжелые заболевания.
Другая группа исследователей из лаборатории биомедицинской химии ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН создала молекулу PDSTP, которая блокирует распространение коронавируса, не давая ему проникать глубоко в организм и размножаться. На ее основе уже разработали прототип лекарства в виде спрея, которое будут использовать для профилактики COVID-19. Доклинические исследования намечены на апрель-май 2022 года, после чего исследователи перейдут к первой фазе испытаний.
Автор: Ася Зуйкова
