Управлять материалами, заправляться водородом. Чем займутся новые Центры НТИ

В декабре 2021 года в России открылись пять новых Центров компетенций НТИ, которые будут работать над технологиями будущего в рамках национального проекта «Наука и университеты» Министерства науки и высшего образования РФ. Среди них — строительство водородных заправок, создание искусственных тканей и органов, новых материалов, лекарств и систем информационной безопасности.

Центры компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) — это подразделения в вузах и научных организациях, которые развивают сквозные технологии: создают новые приборы, программное обеспечение, инфраструктурные объекты, запускают собственные образовательные программы. До декабря в России работало 16 Центров НТИ по робототехнике, квантовым коммуникациям, искусственному интеллекту, VR/AR и многим другим направлениям.

Центры задуманы как платформа для развития кооперации университетского, научного и бизнес-сообщества с целью преодоления технологических барьеров и укрепления позиций российских компаний на глобальных рынках (подробнее об этом можно почитать здесь). Оператор программы — Фонд поддержки проектов Национальной технологической инициативы.

К существующим Центрам НТИ с конца 2021 года добавились еще пять. Новые Центры компетенций НТИ будут развивать сквозные технологии, которые отвечают на глобальные вызовы. В том числе помогут эффективнее защищать информацию, критически важные объекты, помогут быстрее создавать новые лекарства, улучшить экологическую ситуацию и др.

Разработки новых Центров компетенций помогут ученым быстрее реагировать на угрозы, создавая новые лекарства и новые тест-системы, помогая людям быстрее восстанавливаться, считает Песков. В свою очередь, водородные технологии нужны для сокращения углеродного следа. Над этой задачей бьются государства по всему миру, корпорации и экоактивисты.

Вузы и научные организации соревновались за право открыть у себя Центр НТИ и за грант на него — 650 млн руб. на каждый из пяти. Конкурсная комиссия Минобрнауки России определила, на базе каких учреждений будут открыты Центры. Одновременно стало известно, кто войдет в консорциум при этом же Центре компетенций, какие компании и вузы. Консорциум необходим для будущих совместных проектов.

Кто? Победителем, который откроет Центр компетенций НТИ по направлению «Водородные технологии», стал ФГБУН Федеральный исследовательский центр “Инститyт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук”.

Локация — Новосибирск

Проекты. Центр делает упор на разработку различных индустриальных технологий получения водорода с низким углеродным следом, также одним из ключевых проектов станет разработка технологий для строительства водородных заправок. Результаты работы Центра будут востребованы транспортными рынками НТИ (AutoNet, MariNet), а также в производственных технологиях и энергетике будущего (TechNet, EnergyNet).

Партнеры. «Газпромнефть-Промышленные инновации», «Татнефть», Салаватский катализаторный завод, «Инэнерджи», «Наука и инновации» и другие.

Кто? Центр компетенций НТИ по направлению «Молекулярная инженерия в науках о жизни» будет открыт на базе Федерального исследовательского центра “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук.

Локация — Москва.

Проекты. Центр будет развивать технологии и создавать платформы для молекулярного инжиниринга новых экспрессных диагностических систем, пищевых продуктов нового поколения, лекарств и биодобавок. Основными рынками НТИ, которые ждут разработок Центра, станут FoodNet и HealthNet.

Партнеры. “Эфко”, “ОХК “Уралхим”, “Генериум”.

Кто? Центр компетенций НТИ по направлению «Бионическая инженерия в медицине» по итогам отбора запустит победитель – ФГБОУ ВО “Самарский государственный медицинский университет” Минздрава России.

Локация — Самара.

Проекты. Команда Центра будет создавать бионические технологии, в том числе для цифрового моделирования искусственных тканей, органов и частей тела, а также для разработки сложнопрофильных эндо- и экзопротезов и персональных медицинских помощников. Основными рынками НТИ, заинтересованными в деятельности Центра, являются HealthNet и NeuroNet.

Партнеры. “Швабе”, “Моторика”, “3Д Биопринтинг Солюшнс” и многие другие.

Кто? Центр компетенций НТИ по направлению «Технологии доверенного взаимодействия» получил право запустить ФГБОУ ВО “Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники”.

Локация — Томск.

Проекты. Команда будет разрабатывать системы доверенного взаимодействия разного рода для применений на каждом из рынков НТИ. Среди разработок Центра - системы защиты искусственного интеллекта от злонамеренного воздействия извне, технологии защиты удаленного доступа, защиты передачи данных и работы с ними, а также кибербезопасность для интернета вещей.

Партнеры. «ИнфоТеКС», «ПКК Миландр, “СИБ” и «НПФ «ИСБ».

Кто? Центр компетенций НТИ «Технологии моделирования и разработки функциональных материалов с заданными свойствами» запустит победитель отбора ФГАОУ ВО “Новосибирский национальный исследовательский государственный университет”.

Локация — Новосибирск.

Проекты. В этом Центре будут создаваться новые материалы, свойства которых будут определены за счет целенаправленного создания и управления структурой такого материала на микроуровне. Центр займется разработкой широкого спектра материалов, а также технологиями управления производством материалов, в том числе, с использованием цифровых методов. Разработки Центра могут применяться практически на любых рынках НТИ.

Партнеры. "Оксиал Аддитивс Нск", "Информационные спутниковые системы" и ряд сибирских заводов.

В арсенале у Центров компетенций НТИ 250 проектов. Над большей частью проектов работа еще продолжается, а около 50 из них уже завершены. Обо всех сразу рассказать в одном тексте невозможно, поэтому мы выбрали несколько самых интересных и прорывных (буквально — многие из них выиграли премию “Технологический прорыв 2020” и “Технологический прорыв 2021”).

Первая межвузовская квантовая сеть из пяти узлов, расположенных в корпусах НИТУ «МИСиС» и МТУСИ, была запущена в октябре 2021 года. Она имеет открытую архитектуру и масштабируется по мере появления новых участников. Ими могут быть вузы, госорганы, компании, которые хотят протестировать свои разработки именно на квантовой сети. Доступ к сети бесплатный. Проект по созданию открытой квантовой сети реализуется участниками консорциума Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации», созданного на базе НИТУ «МИСиС».

На оптоволокне между доверенными узлами реализуется метод квантового распределения ключей (КРК) со скоростью 30 кбит/с, что позволяет подключить более 10 высокоскоростных шифраторов одновременно. Уже сейчас можно удаленно управлять роботом-манипулятором по оптическому каналу связи, защищенному от атак с помощью технологии квантового распределения ключей.

Первую в России автономную водородную заправочную станцию, которой не требуется баллонный водород, изобрели в Центре компетенций Национальной технологической инициативы «Новые и мобильные источники энергии» при ИПХФ РАН. Заправка находится там же, где и Центр — в подмосковной Черноголовке.

Изначально заправочная станция была разработана и построена в Германии для ЦК НТИ по российскому техническому заданию в 2020 году, она использовала дорогой баллонный водород. Сейчас к заправке подключен электролизный генератор сверхчистого водорода, созданный партнером Центра НТИ - компанией «Поликом».

В Центре компетенций НТИ «Новые производственные технологии» на базе Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) разработан и изготовлен первый предсерийный образец электромобиля на основе технологии цифровых двойников и CML-платформенных решений. Электромобиль называется «КАМА-1», он разработан «с нуля» и без ДВС-предшественника, причем всего за 2 года — в рекордные сроки.

Максимальная скорость «КАМА-1» составляет 150 км/ч, время заряда — 6 часов 20 минут на быстрой зарядке, а запас хода — до 250 км. Презентация электромобиля «КАМА-1» состоялась в конце 2020 года в рамках выставки ВУЗПРОМЭКСПО-2020. Сейчас проект продолжает развиваться, но уже не в Центре НТИ, а у партнера ПАО “КАМАЗ”. Подробнейший репортаж про электромобиль здесь.

Ученые Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис создали посадочную платформу для беспилотных летательных аппаратов - систему автономного мониторинга территорий. Она самостоятельно проводит съемку и передает специалистам снимки/3D-модели.

Сейчас дронопорт выполняет мониторинг в соответствии с нуждами г. Иннополис, уже есть договоренности с крупными агрохолдингами и горнодобывающими предприятиями для дальнейшего тестирования. Главное преимущество дронопорта — он мониторит объекты автоматически, дрон после облета сам может вернуться на станцию и подзарядиться.

На территории «Сколково» запустилась и успешно работает пилотная сеть 5G с российским ПО и оборудованием в сети реального мобильного оператора. Проект реализует Центр компетенций НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернета вещей. Пилотная зона предназначена для тестирования отраслевых сценариев 5G и содействия созданию отечественных перспективных индустриальных продуктов и сервисов с привлечением резидентов Сколково и индустриальных партнеров Сколтеха.

Мультикамерная платформа - вычислитель для нейронных сетей с несколькими ADAS видеокамерами. Команда Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии сенсорики» на базе НИУ МИЭТ обеспечивает попадание картинки со всех камер в память компьютера в течение 0,06 секунд, что позволяет спрогнозировать аварию и предотвратить ее (с помощью специального сигнала водителю).

Модуль технического зрения успешно протестировали в Сколково осенью 2021 г. на автомобиле Toyota Prius. В ноябре прошли испытания на площадке «КАМАЗ» в г. Набережные Челны на грузовиках. ПО для проекта разрабатывает «КАМАЗ». Планируется запустить серийное производство платформы на базе мощностей калужского завода "Автоэлектроника" в марте 2022 года.

В Центре компетенций НТИ «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» для решения задач обследования объектов создан суперзащищенный дрон, который обладает улучшенными прочностными характеристиками и высокой удароустойчивостью. Все благодаря структуре тенсегрити, карбоновым трубкам и кевларовым нитям. Такой дрон может заменить специалиста при инспекции на заводах, в шахтах, при разрушениях, когда человек не может попасть в труднодоступное место. Это первый в мире стабильно летающий аппарат данного типа. Сохраняет работоспособность даже после падения с высоты 20 м.

В мае 2021 г. получен российский патент по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники». В перспективе Tensodrone способен изменять форму и облетать пространства с большим количеством препятствий. Стоимость серийного Tensodrone в комплекте с пультом управления и камерой для съемки в высоком разрешении оценивается в 1,5 млн руб., что вдвое меньше швейцарского аналога.

Центр компетенций НТИ по направлению «Квантовые технологии» на базе физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и компания ИнфоТеКС разработали «квантовый» телефон, который входит в комплекс ViPNet Quantum Security System (ViPNet QSS). Для шифрования система используются квантовые ключи, которые генерируются на двух концах оптоволокна в специальных устройствах. Система исключает возможность того, что кто-то может узнать ключ даже при полном доступе к оптоволокну, поэтому переговоры по квантовому телефону абсолютно конфиденциальны.

Квантовый телефон предназначен для крупных компаний, органов государственной власти и организаций, которым требуются надежные каналы передачи информации. Он будет востребован в первую очередь на предприятиях и в организациях с высоким уровнем секретности, где защита данных от третьих лиц критически важна. Сейчас комплекс проходит процедуру сертификации для выхода на рынок.

В Центре компетенций НТИ «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис создали программу, с помощью которой хирурги могут рассмотреть органы человека в 3D через очки смешанной реальности, оценить риски и исключить ошибки во время операции. Для этого хирургам необходимо сделать 3D-модель органа, видео и изображения на основе данных МРТ, сохранить в «облаке» и с помощью программы загрузить на очки смешанной реальности нужные модели и файлы.

Возможность вращать и увеличивать 3D-органы помогает при подготовке и проведении лапароскопической операции. Такой же алгоритм возможен при любом хирургическом вмешательстве. «Цифровую операционную» уже протестировали на более чем 30 операциях при урологических и онкологических заболеваниях, в том числе, в Университетской клинике урологии МГМСУ им А.И. Евдокимова.

Специалисты Медицинского центра Дальневосточного федерального университета и Казанского федерального университета в коллаборации с клиникой Mayo (Рочестер, США) провели 4 операции по имплантации нейростимулятора для эпидуральной стимуляции после травмы спинного мозга. Работа над реабилитацией пациентов со спинальной травмой продолжается в рамках проекта Центра компетенций НТИ по направлению «Нейротехнологии, технологии виртуальной и дополненной реальности» на базе ДВФУ.

“В России пока только в ДВФУ проводят операции для улучшения реабилитации, — рассказал Артур Биктимиров, врач-нейрохирург Медицинского центра ДВФУ, эксперт центра НТИ по AR/VR и нейротехнологиям ДВФУ. — Мы устанавливаем электрод в центр шаговой активности и наблюдаем за изменениями. У пациентов улучшается чувствительность, выносливость, баланс, а также появляется двигательная активность, которой раньше не было. Для здоровых людей может показаться мелочью, но для пациентов с осложненной спинномозговой травмой любое улучшение — новые возможности". Подробнее о проекте и о впечатлениях пациентов рассказали здесь.

В Центре компетенций НТИ «Искусственный интеллект» на базе МФТИ разработали программно-аппаратный комплекс для планирования морской сейсморазведки в реальном времени. Он позволяет проанализировать самые разные факторы, которые могут влиять на качество проводимых работ, а также выдает анализ ситуации с рисками и оценками - за это отвечает экспертная система.

Проект позволяет эффективнее и на 20% дешевле планировать и проводить сейсморазведочные работы, оценивать трудозатраты и бюджет. Комплекс осенью 2021 года испытали в акватории Охотского моря совместно с индустриальным партнером проекта АО «МАГЭ». Испытания проходили в пределах Южно-Киринского газоконденсатного месторождения. В 2022 году Центр НТИ на базе МФТИ рассчитывает начать продажи лицензий на ПО с технической и экспертной поддержкой и продажи программно-аппаратного комплекса – беспроводной системы передачи данных и ПО.

В Центре компетенций НТИ “Технологии управления свойствами биологических объектов” на базе ИБХ РАН разработали тест-систему, которая определяет нейтрализующую активность антител к коронавирусу. В России это первый подобный тест. Он дает ответ на главный вопрос: насколько человек защищен от заражения, нужно ли вакцинироваться или ревакцинироваться. Ведь при одинаковом количестве антител их активность может различаться до пяти раз, считают в Центре компетенций.

Разработчики направили тест-системы в Центральную клиническую больницу РАН для испытаний. Уже протестировано 160 образцов крови от людей, сдававших анализ на антитела IgG к коронавирусу. Сейчас ученые готовятся к регистрации тестов в Росздравнадзоре.