Испытание летающего такси и реалистичный робот: изобретения России в январе

В январе российские учёные научились создавать экологичное биотопливо из отходов, представили гиперреалистичного робота-компаньона, завершили испытания демонстрационной модели циклолёта, собрали OLED-микродисплей, а также показали игровой симулятор для медиков.

💡 Это материал из цикла «Сделано в России 🇷🇺», в котором описываются главные отечественные изобретения, а также важные события в различных областях науки и промышленности России.

В Перми научились делать экологичное биотопливо из органических отходов

💡 Простыми словами

Учёные из Перми предложили новый способ сортировки и переработки твёрдых коммунальных отходов, из которых на данный момент извлекалось лишь 10% ценных ресурсов. Технология поможет максимально увеличить количество переработанных отходов, а также получать из их органической части экологичное топливо, которое практически не оказывает влияния на окружающую среду.

👨‍🔬 Детально

Каждый год в России образуется свыше 260 миллионов кубических метров твёрдых коммунальных отходов (ТКО). При этом от 65% до 93% из них отправляется прямиком на захоронение на полигоны, хотя они могут быть переработаны. По подсчётам учёных, на данный момент в России из ТКО извлекают лишь 10% ценных ресурсов, в основном — вторичного сырья. Кроме того, 25-40% от общего объема ТКО, отправляемых на полигоны, — это органические отходы. Помимо упускаемой пользы от их возможной переработки, такой способ «избавления» от них ещё и наносит вред окружающей среде. Парниковый эффект от их разложения на полигонах в 21-25 раз выше, чем от термической утилизации. Поэтому учёные из Пермского Политеха предложили новую технологию сортировки и переработки ТКО.

Поток отходов разделяется на мелкую (до 80 мм) и крупную фракции. В мелкую помимо прочего попадают балластные и опасные материалы (например, батарейки), которые отправляют на обезвреживание, утилизацию или захоронение. Из крупной фракции выделяют вторичное сырье и пластик для переработки, а также биогенные компоненты: пищевые и растительные отходы, макулатуру, натуральные ткани, дерево. Их измельчают, сушат и создают однородный продукт, который можно использовать в качестве биотоплива в энергоёмких технологических процессах (например, на тепловых электростанциях, в цементном производстве и металлургии). По словам учёных, биотопливо из ТКО сможет стать ресурсом с нулевой стоимостью, не уступая по характеристикам традиционному топливу. Кроме того, оно является углеродно-нейтральным, то есть при сгорании практически не оказывает влияния на окружающую среду.

Создан гиперреалистичный робот-помощник нового поколения

💡 Простыми словами

Robo-C-2 — это вторая версия робота-компаньона компании «Промобот» с реалистичной кожей, глазами и мимикой. На данный момент он оснащён только руками, с помощью которых он может поднимать предметы, здороваться и показывать жесты. В дальнейшем его планируют обучить нескольким языкам, рисованию, а также оснастить ногами. На данный момент его стоимость оценивается в 2,8 миллиона рублей.

👨‍🔬 Детально

Пермская компания «Промобот» ещё летом 2021 года выпустила первую версию своего робота-компаньона. 19 андроидов были проданы в МФЦ, медицинские вузы, банки, метро, музеи Москвы и Перми. Теперь же компания представила улучшенную версию робота Robo-C-2. Его оснастили новой силиконовой кожей, которая обладает лучшей эластичностью и больше походит на человеческую, гиперреалистичными глазами, подвижными руками, имитирующими человеческую жестикуляцию, а также усовершенствованными сервоприводами. Более того, у робота существенно увеличился диапазон регулирования микромимики, который теперь позволяет более ярко выражать эмоции. Андроиду доступно около 600 вариантов человеческой микромимики.

Руки Robo-C-2 способны выдержать нагрузку до килограмма. Робот может поднимать небольшие предметы, пожать руку человеку и так далее. Процесс передачи команд реализован с помощью скриптов, которые создаются инженерами компании с помощью специального ПО. Внешность робота может быть практически любой в зависимости от пожеланий заказчика. А обойдётся он в 2,8 миллиона рублей. В будущем робота планируют обучить нескольким языкам, рисованию, а также оснастить его ногами, чтобы превратить в полноценного робота-помощника.

В Санкт-Петербурге создали установку для автоматизированной сварки литий-ионных аккумуляторов

💡 Простыми словами

Санкт-петербургские инженеры разработали установку для точечной сварки, с помощью которой можно быстро и надёжно соединять цилиндрические литий-ионные аккумуляторы в единые батареи в промышленных объёмах. Это первая отечественная установка подобного типа. Более того, она является более компактной и дешёвой в сравнении с зарубежными аналогами.

👨‍🔬 Детально

Литий-ионные батареи на данный момент являются самым популярным типом аккумуляторов. Они используются едва ли не во всех электронных приборах: смартфоны, смарт-часы, ноутбуки, цифровые фотоаппараты и даже электромобили. Самый распространённый тип — цилиндрические аккумуляторы, которые внешне похожи на обычные батарейки. Чтобы питать крупную технику, их соединяют в массивы (для ноутбука достаточно массива из трех аккумуляторов, а для самоката — несколько десятков). Сложность заключается в том, что соединение литий-ионных аккумуляторов в единую структуру невозможно выполнить с помощью обычной пайки. Это делают методом точечной сварки никелевой лентой.

До настоящего момента в России не было оборудования для использования данной технологии. Инженеры СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали первую отечественную установку подобного типа. Более того, они создали сразу два варианта устройства. Первый можно использовать в бытовых условиях для ручного соединения батарей. Второй — для автоматической сварки больших массивов литий-ионных батарей в промышленных объёмах. В отличие от зарубежных аналогов, используемых на данный момент в России, данная установка является более компактной и дешёвой.

«Виртуальный пациент»: В Нижнем Новгороде изобрели игровой симулятор для медиков

💡 Простыми словами

В Нижнем Новгороде создали обучающий игровой симулятор для врачей, фармацевтов и студентов медвузов «Виртуальный пациент». С его помощью они могут потренироваться в постановке верных диагнозов, разборе анализов и назначении правильного лечения в лёгкой игровой форме, когда на лекции и сложные печатные материалы уже нет сил. Симулятор создавался в сотрудничестве с действующими врачами. Программа на самом деле больше похожа на детскую квест-игру. В этом может убедится любой желающий, поиграв в демоверсию на официальном сайте.

👨‍🔬 Детально

Нижегородская IT-компания mPRO создала обучающий игровой симулятор для медиков «Виртуальный пациент». Это программа в виде квеста, в котором врачу предстоит столкнуться с различными клиническими ситуациями, в том числе с редкими случаями. Пользователь выбирает сценарий и ему предлагаются некоторые вводные данные. Врач должен провести осмотр, поставить диагноз, назначить лечение и так далее. В конце программа анализирует действия пользователя и выдаёт не только итоговый результат, но и рекомендации по улучшению его работы. Сценарии для «Виртуального пациента» создаются на основании клинических рекомендаций и стандартов в сотрудничестве с действующими врачами и специалистами в узких медицинских областях.

По словам руководителя проекта Евгения Табунина, в России существует целая система непрерывного медицинского образования, но часто врачи перегружены работой и им некогда учиться (смотреть лекции, изучать печатные материалы и так далее). «Виртуальный пациент» же предлагает потренироваться в постановке правильных диагнозов и получить полезную информацию и навыки в лёгкой игровой форме. Интересно, что на сайте компании демоверсия программы доступна всем желающим. Естественно, там представлены лишь простейшие примеры для того, чтобы обычные люди могли оценить работу «Виртуального пациента». Обучающие же сценарии для врачей и студентов гораздо более сложные и разветвлённые.

Такси будущего: В Сибири завершили первые испытания циклолёта

💡 Простыми словами

В Сибири собрали и провели испытания 60-килограммовой модели циклолёта — нового типа летательных аппаратов. Он обладает низким уровнем шума, а полноразмерный вариант будет иметь хорошую грузоподъёмность. Специалисты надеются, что такие аппараты в будущем будут использовать в качестве городского аэротакси или машин скорой помощи.

👨‍🔬 Детально

В Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН разработали циклолёт — летательный аппарат на альтернативных принципах. Одно из важнейших его качеств — низкий уровень шума, что достигается за счёт отсутствия в его конструкции открытых лопастей. В январе была собрана демонстрационная модель весом 60 килограммов, которая успешно прошла испытания на полигоне. Следующим этапом станет разработка и испытание крупномасштабной модели весом около 2,5 тонны и с полезной нагрузкой около 600 кг. По словам разработчиков, это должно быть завершено к 2025 году.

Полноразмерный циклолёт, естественно не является заменой дронам или беспилотникам. Он может быть использован в качестве летательной машины скорой помощи, МЧС или городского такси. Однако для этого потребуется также внесение изменений в существующее законодательство, ведь на данный момент в России разрешены полёты дронов до 30 килограммов (даже 60-килограммовый аппарат испытывали на специальном полигоне). Интересно, что подобные аппараты сейчас активно разрабатываются в пяти-шести странах (по словам академиков из ИТ СО РАН), но именно Россия лидирует как минимум на уровне создания демонстрационных моделей.

Российские учёные первыми в мире научились создавать жидкий медицинский пектин

💡 Простыми словами

Исследователи из Государственного университета «Дубна» разработали первый в мире промышленный метод получения жидкого медицинского пектина, который может использоваться для профилактики и лечения многих болезней, в частности сердечных и онкологических заболеваний. Технология является высокоэффективной, ресурсосберегающей и безотходной. Кроме того, для получения пектина не используются химические реагенты.

👨‍🔬 Детально

Пектины — это природные вещества, относящиеся к полисахаридам. Они содержатся в высших растениях и фруктах. Пектины используют в качестве загустителей, гелеобразователей, сорбентов, а также в качестве вещества для создания медицинских препаратов. По словам различных специалистов, они значительно снижают риск сердечных заболеваний, очищает организм от вредных веществ, вроде солей, тяжелых металлов, радионуклидов, холестерина и так далее, а модифицированные пектины (химическим и ферментативным путём) используют для борьбы с раком. Однако в чистом и стабильном виде получить пектины непросто, так как добавки стабилизаторов и кислоты, применяемые для экстракции вещества из фруктов, снижают его полезные свойства, в том числе способность к «всасыванию» токсинов.

Учёные из Государственного университета «Дубна» разработали специальную технологию получения пектина в промышленных масштабах. Более того, на выходе получается не порошковая смесь, как при стандартном способе, а жидкость. Учёные отказались от использования химических реагентов и нашли способ управлять процессами выделения пектина из фруктов на клеточном уровне. По их словам, новый метод является ресурсосберегающим и безотходным.

В «Ростехе» создали первые отечественные OLED-микродисплеи

💡 Простыми словами

Россия вошла в пятёрку стран, способных производить качественные OLED-микродисплеи. Сложная технология создания данных изделий окупается тем, что их можно использовать в передовых гаджетах, вроде очков виртуальной и дополненной реальности, фотоаппаратах, тепловизорах и так далее. Уже сейчас отечественная компания обещает производить около пяти тысяч OLED-микродисплеев в год.

👨‍🔬 Детально

Специалисты ЦНИИ «Циклон» холдинга «Росэлектроника» (входит в «Ростех») разработали первый полностью отечественный OLED-микродисплей (дисплей на органических электролюминесцентных светодиодах). Таким образом Россия стала пятой страной в мире, способной производить подобные изделия. Более того, качество OLED-микродисплеев находится на высоком уровне. Обработка верхнего слоя кремниевой сверхбольшой интегральной схемы (CБИС) и нанесения многослойной OLED-структуры, толщина которой не превышает 100 нанометров, производится с помощью высокоточного оборудования. Технология уже запатентована и защищена режимами секрета производства. При размере 15,5×12,5 мм, разрешение микродисплея составляет 1280×1024 пикселя (шаг пикселей — 12 мкм). Его можно использовать в таких устройствах, как очки виртуальной и дополненной реальности, фото- и видеокамеры, тепловизионные прицелы и так далее. Представители ЦНИИ «Циклон» заявляют, что предприятие готово выпускать до пяти тысяч изделий в год.