Выставка «Техносреда» проводится в первый раз, она приурочена к Году науки и технологий. Главный организатор мероприятия — Министерство науки и высшего образования РФ.

По подсчетам организаторов, фестиваль посетили более 150 тысяч зрителей — для них было организовано около десяти павильонов. Свои разработки представили вузы и НИИ, технологические компании, отдельные разработчики и изобретатели-любители. Также были организованы специальные зоны для детей, VR-кинотеатр, два павильона от Политехнического музея с мастер-классами от детей и взрослых.

Помимо этого, «Техносреда» включала специальную деловую программу: эксперты обсудили темы цифровизации и искусственного интеллекта, медицины будущего, умного транспорта и других технологий. Спикерами выступали представители Минобрнауки, ведущих вузов, наукоемких и ИТ-компаний, в том числе из «Яндекса» и Mail.ru Group, а также деятели искусства и кино: режиссер Тимур Бекмамбетов и известная медиахудожница Елена Никоноле.

Медицина нового поколения

Свои разработки из области медицины будущего представили сотрудники НОЦ Инфохимии. Светлана Уласевич, ведущий научный сотрудник центра, привезла с собой лабораторные образцы нового поколения биомиметических материалов — систем на основе гидроксиапатита (основного минерала, из которого состоят зубы и кости человека). На основе этих систем ученые исследуют особенности формирования и роста костной ткани в теле человека и экспериментируют с составами. Например, добавляют в них антибиотики, чтобы бороться с последствиями инфекционных заболеваний — остеопорозом и остеомиелитом. В будущем такие составы могут стать основой лечения различных дефектов костной ткани.

Колбочки с разноцветной жидкостью и характерной кольцеобразной структурой, лабораторные образцы клеточных культур и прозрачные подложки особенно заинтересовали детей — они буквально не отходили от стенда на протяжении всего времени выставки. Как признается Светлана, рассказывать о своей работе — весьма сложной и нетривиальной — пятилетним детям гораздо сложнее, чем коллегам-ученым на научных конференциях. Для этого требуется особый навык.

«У меня есть небольшой опыт: мои племянники вечно спрашивают, чем я занимаюсь. Я обычно отшучивалась, что занимаюсь “мимими-материалами”. Но сейчас они подросли и стали более настойчивыми — приходится по чуть-чуть рассказывать какие-то вещи. Но это очень интересно, потому что, чтобы рассказывать людям о своей работе на разном уровне понимания, приходится еще более глубоко погружаться в материал. И если ты можешь объяснить суть своей работы пятилетнему ребенку, то рассказать о ней на конференции уже не составит такого труда», — говорит Светлана Уласевич.

Еще одно направление, которое активно развивается в НОЦ Инфохимии, — универсальные и портативные сенсорные платформы. Они позволяют детектировать сразу широкий спектр биомаркеров, причем в рекордно короткие сроки — буквально за 15 минут.

На выставку привезли сразу две такие системы, обе — результаты НИОКТР аспирантов. Анна Стекольщикова, аспирантка Химико-биологического кластера и инженер НОЦ Инфохимии, показала диагностическую платформу для определения бактериальных патогенов, в частности, золотистого стафилококка, которую она начала разрабатывать еще в магистратуре. Платформа состоит из электрохимических сенсоров на базе печатных электродов, потенциостата, который получает и обрабатывает входящие сигналы, и программного обеспечения, которое производит анализ и выдает наглядный результат. Сейчас разработчики тестируют систему не только на определение патогенов, но и любых биомаркеров, например, на уровень цинка или других микронутриентов.

Еще одно устройство для детектирования антибиотиков, бактерий и вирусов представил магистрант НОЦ Инфохимии Филипп Лаврентьев. Его сенсор выполнен из жидкого металла — анализ происходит на основании вольт-амперных кривых и обрабатывается методами машинного обучения. Как рассказывает Филипп, несмотря на сложность разработки, ею активно интересовались посетители выставки.

«Очень много людей подходили, спрашивали, интересовались — это здорово, значит есть большой потенциал привлечь больше людей в науку даже с самого маленького возраста. Сложность в том, чтобы объяснить детям такие непростые вещи. У меня есть опыт только выступления на конференциях — там обычно используешь специфические научные термины. А детям, конечно, сложнее объяснять», ― делится своими наблюдениями магистрант.

Будущее за роботами

Большим интересом у посетителей выставки пользовались роботы. Роботы-уборщики, роботы-сортировщики мусора, роботы-ассистенты, роботы-футболисты, медицинские и военные экзоскелеты — если судить по выставке, роботизировать можно почти все. Ажиотаж вызвала и разработка студента факультета систем управления и робототехники (СУиР) Университета ИТМО Алексея Ледюкова. Его опытный образец экзоскелета с пневмоприводами, в котором можно бегать, прыгать, поднимать тяжести — а на досуге даже и станцевать — поразил воображение и детей, и взрослых.

Опытный образец напечатан на 3D-принтере и обшит углеволокном вручную. Но уже сейчас в лаборатории изготавливают более совершенный прототип: он будет выполнен из силиконовых форм, будет подогнан под индивидуальные размеры и приобретет более эстетичный вид (например, все провода и элементы управления будут спрятаны под корпус). Как отмечает Алексей, отличие его разработки от аналогов не только в большей подвижности, но и в доступности.

«Экзоскелет получился более дешевым, чем зарубежные аналоги, за счет применения пневматики. Те чаще всего только сдаются в аренду, но не продаются. Наша же разработка будет стоить порядка 2 миллионов рублей при мелкосерийном производстве и 1,5 миллиона при крупносерийном. В качестве аккумулятора используется баллон со сжатым воздухом высокого давления. Управление происходит за счет датчиков давления, расположенных по периметру тела. Допустим, рука идет вверх — считывается вектор и скорость движения, это все передается на распределитель, который уже открывает и закрывает каналы воздуха — они, в свою очередь, активируют сам привод», — объясняет Алексей Ледюков.

Еще одна разработка факультета СУиР, выполненная в рамках сотрудничества с Робототехнической лабораторией Сбера, это антропоморфная рука-хват, которая может адаптироваться под захват как мелких, так и крупных объектов — в том числе и круглых. Реализовано это за счет уникального подхода — встроенных звеньев переменной длины, которые не только делают робота более гибким и универсальным, но и позволяет использовать меньшее количество двигателей.

Как отмечает разработчик роборуки, аспирант факультета СУиР Дмитрий Иволга, большое количество робототехнических устройств, представленных на выставке, служит наглядным подтверждением высокого потенциала российских ученых.

«Выставка получилась очень интересная — представлено много институтов с их разработками. Я даже нашел те проекты, о которых раньше только читал или слышал. Видно, что многие университеты занимаются весьма прогрессивными вещами. Говорят, что у нас в России робототехника достаточно слабая — возможно, это справедливо для сферы производства готовых решений на рынок. Но в плане разработок у нас все мощно и сильно — этим занимаются действительно увлеченные люди, которые работают не ради денег, а просто из своего интереса», — комментирует Дмитрий Иволга.

Материалы, которых нет в природе

Новый физтех на выставке представляли лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники (Perolab), которая занимается перовскитными материалами, и лаборатория прикладной радиофизики, которая специализируется на устройствах на основе метаповерхностей для МРТ. В частности, это проект MetaCoil — новое поколение высокочувствительных радиочастотных катушек для МРТ груди. Проект разрабатывается в сотрудничестве с Национальным медицинским исследовательским центром имени Алмазова и уже был участником множества выставок и конференций, а также был поддержан Правительством Санкт-Петербурга.

Другая разработка, напротив, показывается впервые — это специальная накладка из метаматериала для улучшения изображения брюшной полости в сверхвысокопольных МРТ-системах. Она должна решить проблему получения изображений у людей с большим индексом массы тела и у беременных женщин. Как рассказывает один из авторов проекта, студентка четвертого курса физического факультета Анна Калугина, она впервые участвует в подобной выставке.

«Это первый раз, когда мы показываем эту разработку на каких-либо выставках. Я не ожидала, что будет так много людей, которые просто приходят посмотреть, что они будут так заинтересованы. Все спрашивают, очень интересуются — и это хорошо, это значит, что люди интересуются технологиями, наукой», ― говорит она.

Первый раз в научно-популярной выставке участвует и разработка другой лаборатории Нового физтеха — Perolab. Ведущий инженер лаборатории Эдуард Даниловский привез для демонстрации одну из самых ярких и интересных разработок команды — «Умное окно» ― из элементов солнечных батарей, с прослойкой из люминофора (квантовых перовскитных точек на основе цезия) и модулем управления. Как рассказывает Эдуард, это один из семи стартапов, который лаборатория разрабатывает в сотрудничестве с Северо-Западным центром трансфера технологий.

«В лаборатории Perolab мы занимаемся синтезом новых материалов, которых нет в природе, и поиском их применения. На эту выставку я приехал с одной из таких разработок, которая демонстрирует возможности применения новых материалов — а именно квантовых перовскитных точек на основе цезия. Это очень хороший люминофор, благодаря его высокой эффективности мы смогли продемонстрировать это в разработке "Умное окно" — это светопроницаемый фотоэлектрический модуль с подсветкой. Разработка выполнена вместе с коллегами с факультета СУиР — они разработали модуль управления, который заряжается энергией из фотоэлементов. Например, такое устройство можно было бы применить для умных остановок транспорта, которые могли бы заряжать аккумулятор для информационного табло и включать подсветку в вечернее время суток», ― рассказывает разработчик.

Как отметили все члены делегации Университета ИТМО, участие в подобных масштабных выставках — это возможность не только пообщаться с людьми и рассказать им о том, что наука — интересная и захватывающая область, но и очень эффективный способ привлечь будущих абитуриентов и познакомить их с вузом.