От новых антибиотиков до пилотируемой космонавтики — о чём рассказывали учёные на научной сессии Общего собрания членов РАН

На научной сессии Общего собрания членов РАН, которое состоялось 10 декабря в Москве, ведущие учёные России выступили с докладами по своим специальностям. Тематика охватила большой спектр научных направлений, объединённых общей миссией — решением проблем научно-технологического развития России. Исследователи рассказали о развитии атомной энергетики в России, борьбе с антимикробной резистентностью, искусственном интеллекте в медицине и химии, новой орбитальной станции, Стратегии пространственного развития городов и сёл России, о расширении исключительной экономической зоны страны и даже новой «Истории России». Подробности научных докладов — в нашем материале.

Будущее российской атомной энергетики

Аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, Чернобыльской АЭС, АЭС Фукусима-1 и отсутствие общепринятого решения по обращению с отработанным ядерным топливом привели к снижению доли генерации электроэнергии на атомных АЭС. С 1980 года показатель снизился с 18 % до 9 %, рассказал академик РАН Георгий Рыкованов.

При этом атомная энергетика имеет значительные преимущества по энергоёмкости. АЭС являются одним из наиболее безопасных источников энергии с точки зрения воздействия на здоровье человека, а по прогнозу рынка — к 2050 году в дружественных странах планируется создать от 190 до 320 ГВт атомных мощностей.

По сценарию формирования двухкомпонентной ядерной энергетики в России, ближайший этап 2025-2035 годов — это становление и проверка состоятельности технологии. Такие работы уже включены в нацпроект «Новые атомные энергетические технологии».

Развитие направления непременно сопровождается потребностью новых подходов к захоронению высокоактивных отходов. Об одном из них рассказал докладчик: «Идеология радиационно-миграционного захоронения привлекательна с точки зрения простоты технических решений и минимизации финансовых и технических подходов».

Разработанный метод предполагает размещение стеклянной матрицы с отходами в специальном контейнере, который будет «замурован» бентонитовой глиной, препятствующей выходу нуклидов на поверхность. К 2035 году в Красноярске будет построена специальная подземная исследовательская лаборатория, где планируется опробовать технологию.

Полный доклад академика Георгия Рыкованова смотрите в записи трансляции [01:01] Общего собрания членов РАН.

Антимикробная резистентность — глобальный вызов человечеству

Получение пенициллина признано одним из важнейших научных достижений в истории человечества. Благодаря антибиотикам, начиная со второй половины XX века, средняя продолжительность жизни людей увеличилась на 23 года, стало возможным лечение рака, развитие трансплантологии, операции на открытом сердце, снижение детской смертности и другое.

«Но уже через пять лет после начала применения пенициллина появились первые данные о развитии на него резистентности», — подчеркнул вице-президент РАН академик Михаил Пирадов.

Начиная с 1945-го по 1970-е годы наступила «золотая эра» антибиотиков — было открыто огромное количество новых классов. Но за последние почти 40 лет — ни одного. Дело в высокой стоимости их изготовления и росте антибиотикорезистентности.

«Стоимость создания одного антибиотика составляет в среднем $1 млрд, время на создание — от семи до десяти лет. А как только новый антибиотик выходит на рынок, через один-два года к нему развивается резистентность. Это приводит к тому, что крупнейшие фармацевтические компании мира отказываются заниматься производством новых антибиотиков», — пояснил академик.

Рост резистентности произошёл на фоне потребления антимикробных препаратов, миграции населения и пандемии COVID-19, которая ускорила рост резистентности к антибиотикам последней линии.

В 2023 году ВОЗ констатировала, что антимикробная резистентность (АМР) является одним из 10 главных глобальных угроз человечеству. При сохранении темпов роста устойчивости к противомикробным препаратам, к 2050 году материнская смертность вырастет в 50 раз, а смертность от АМР превысит показатели онкологических заболеваний, говорится в докладе.

Сегодня в клинической разработке находятся 97 антибактериальных препарата, два из них — в России. Это Фтортиазинон, разработанный в ФНИЦ эпидемиологии и микробиологии им. Н.В. Гамалеи, предназначенный для лечения и профилактики инфекций, вызванных антибиотикорезистентными бактериями, и Макозинона гидрохлорид, созданный в ФИЦ Биотехнологии РАН для лечения туберкулёза, включая его формы с лекарственной устойчивостью. Подробнее о разработках отечественных антимикробных препаратов — смотрите в этом фрагменте трансляции.

С одной стороны, в борьбе с АМР применяются самые современные подходы — инновационные диагностические системы, большие данные и математическое моделирование. С другой, есть ряд ограничений, связанных с зависимостью от импортных технологий, дефицитом кадров, недостатком приборной базы и другими. Для решения проблем нужны координация со стороны РАН и государственная поддержка, подчеркнул академик.

Одна из существующих мер — ФНТП «Противодействие резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам». В её разработке участвовали отделения медицинских наук, биологических наук, химических наук, сельскохозяйственных наук РАН и Научный Совет «Науки о жизни».

Цель программы — опережающие НИРы и НИОКРы, создание научно-технологических заделов для здравоохранения, сельского хозяйства и промышленности. Результаты работы войдут в нацпроект «Биоэкономика». Сроки реализации ФНТП — 2025–2030 годы.

Полный доклад академика Михаила Пирадова смотрите в записи трансляции [1:24] Общего собрания членов РАН.

ИИ в персонализированной медицине

Переход к персонализированной медицине официально закреплён в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, подчеркнул академик РАН Евгений Шляхто. Кроме того, постановлением Президиума создан Совет РАН по соответствующей тематике.

«Мы должны переходить от доказательной к персонализированной медицине, где учёт индивидуальных рисков, особенностей развития заболевания, индивидуальных предпочтений является главным при принятии решения», — сказал академик.

Усилить подходы персонализированной медицины способны технологии искусственного интеллекта. В России 37 зарегистрированных изделий с ИИ, 28 из них — медицинские. Они, в частности, предназначены для анализа радиологических изображений, цифровых ЭКГ, электронных медицинских карт и другого.

Например, НЦМУ «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» Института персонализированной кардиологии разработан метод определения нарушения сердечного ритма и дисфункции миокарда по данным ЭКГ. Данные, собранные у 1,5 млн пациентов, позволили прогнозировать развитие систолической дисфункции у больных с нарушениями ритма и выявлять нарушение фибрилляции предсердий.

Этим же центром создана платформа для детектирования гипертонической ангиоретинопатии по цифровым изображениям глазного дна с применением методов ИИ и цифровой сервис для поддержки принятия врачебных решений при диагностике стенозов коронарных артерий — «Виртуальный ФРК».

Уникальным является московский эксперимент по использованию компьютерного зрения для анализа медицинских изображений и дальнейшего применения этих технологий в системе здравоохранения. Автономная сортировка результатов флюорографии (mosmed.ai) на основе данных 13 млн пациентов показала точность 99,92 % и доказала применимость технологии в клиническом исследовании.

Сейчас в НМИЦ им. В.А. Алмазова идёт регистрация пяти медицинских изделий на основе ИИ, включая программу анализа эндоУЗИ с применением искусственного интеллекта для повышения точности диагностики опухолей поджелудочной железы и нейросетевой алгоритм для диагностики рака шейки матки.

Кроме того, НМИЦ им. В.А. Алмазова и Сбер закончили обучение большой языковой модели GIGACHAT, которая успешно сдала экзамены по специальности «Лечебное дело». «Мы рассчитываем, что эта модель станет основой для создания цифровых двойников, платформенных решений для умной клиники и основой для внедрения ИИ в реальную клиническую практику», — сказал докладчик.

Полный доклад академика Евгения Шляхто смотрите в записи трансляции [1:39] Общего собрания членов РАН.

Плодородие земель и сельские территории в продовольственной безопасности России

По результатам реализации Доктрины продовольственной безопасности РФ виды продуктового питания по абсолютному большинству показателей превышают пороговые значения. Проблема сохраняется только по фруктам и ягодам, однако за последние три года площадь садов на территории страны увеличилась почти на четверть, — начал своё выступление академик Виктор Хлыстун.

При этом есть значимые внутренние риски, на которые следует обратить внимание. Академик констатировал отставание в уровне технологического развития аграрного комплекса, снижение доходности сельского хозяйства и инвестиционной привлекательности, ухудшение демографии на сельских территориях, снижение плодородия земель и ветеринарные и фитосанитарные риски.

В особенности опасения у специалистов вызывает состояние плодородия земель. «Сколько бы мы ни добивались успехов в технологическом продвижении, если мы не остановим процессы деградации земли — мы не решим проблему продовольственного устойчивого обеспечения», — подчеркнул академик.

Так, сокращение площади земель сельскохозяйственного назначения после 2000-х годов составило 26,9 млн га, сельскохозяйственных угодий, подвергнутых эрозии — 1266,6 млн га, земель, подвергнутых опустыниванию в 5 субъектах РФ — 4,2 млн га.

«Страна без развивающихся сельских территорий нормально развиваться не может», — заметил Виктор Хлыстун.

Учёные подготовили проект закона о социальном развитии села, который в дополнение к государственной программе развития сельских территорий рассчитан на создание социальной и инженерной инфраструктуры села.

«Мы должны создавать возможности для труда сельских жителей, в том числе молодой их части. Теряя сельское население, мы теряем и земельный потенциал, национальные традиции и культуру, которая во многом связана с селом», — сказал академик.

Полный доклад академика Виктора Хлыстуна смотрите в записи трансляции [1:55] Общего собрания членов РАН.

Перспективы развития пилотируемой космонавтики

Первый научно-энергетический модуль Российской орбитальной станции должен полететь в конце 2027 года. «Мы стараемся не допускать космического долгостроя, и в 2032 году планируем завершить строительство станции, которая летает по полярной орбите», — рассказал академик Владимир Соловьёв и подробнее остановился на преимуществах РОС.

Так, Российская орбитальная станция имеет открытую модульную архитектуру, большую энергетическую мощность и может служить базовой станцией для формирования «роя» управляемых малых космических аппаратов.

По сравнению с другими орбитальными станциями, РОС даёт возможность полного обзора поверхности Земли, включая Арктический и Антарктический регионы, и позволяет выходить в открытое межпланетное пространство, за пределы магнитосферы Земли, и изучать его.

«Но конечно, за удовольствие быть на полярной орбите нужно платить. На полярной орбите довольно сложная радиационная обстановка», — отметил академик.

В связи с этим РКК «Энергия», ИКИ РАН и ИМБП РАН полагают, что нужно ограничить продолжительность полёта экипажа РОС, и разрабатывают специальную защиту для людей и обитаемого отсека.

«Новая орбита предполагает много новых научных исследований. Мы предложили Академии наук проработать предложения по проведению фундаментальных и научно-прикладных экспериментов на базе Cовета по космосу», — заключил докладчик.

Чтобы узнать подробности, смотрите доклад академика Владимира Соловьёва в записи трансляции [2:11] Общего собрания членов РАН.

Границы и природа континентального шельфа в Арктике — исключительной экономической зоны России

За последние 20 лет в Арктическом регионе выполнено множество работ по изучению геологического строения дна Северного Ледовитого океана. В результате Россия увеличила свою исключительную экономическую зону в этом регионе на 1,2 млн кв. км, рассказал академик Кирилл Дегтярёв.

«Для включения этих территорий в состав континентального шельфа России необходимо было доказать, что они имеют континентальную кору и являются естественными продолжениями и компонентами подводной Евразийской континентальной окраины», — пояснил учёный.

Сперва доказательства собирались методами глубинного сейсмического зондирования и опробования пород морского дна с помощью драгирования.

Затем опробование проводилось с научно-исследовательской подводной лодки. И эти данные уже наверняка доказали континентальную природу коры поднятия Менделеева и хребта Ломоносова. «Аналогичные по составу и возрасту породы широко распространены на островах континентального шельфа России», — сказал академик.

Кроме того, учёные разработали модель, которая показывает совместную эволюцию континентальной части Чукотки, российского шельфа и области центральных арктических поднятий и прогибов на протяжении 400 млн лет.

Подробнее смотрите в записи трансляции [2:30] Общего собрания членов РАН.

ИИ в химии и материаловедении

Около 80 % процессов химической промышленности требуют использования катализаторов. 35 % мирового ВВП обеспечивается вкладом катализа. Однако проблема разработки новых каталитических процессов заключается в низкой скорости обработки данных, отметил академик РАН Валентин Анаников.

В сложившейся парадигме объём данных, задействованный в химии при создании новых каталитических систем, и скорость, с которой эти данные можно обрабатывать вручную, не соотносятся.

Поэтому химики обращаются к цифровым технологиям. Например, в рамках проекта «Цифровые технологии в химии» учёные подключили к задачам полностью определённого катализа специально обученные для химии алгоритмы ИИ.

Полноразмерный анализ массива данных с помощью алгоритмов машинного обучения занял несколько часов, аналогичный анализ в традиционном режиме занимает от трёх до пяти лет. «Алгоритмы значительно ускоряют разработку химических процессов и помогают выведению продуктов на рынок», — сказал академик.

Полный доклад академика Валентина Ананикова смотрите в записи трансляции [5:11] Общего собрания членов РАН.

Академическая «История России»

«В обществе назрела потребность в полномасштабном издании, учитывающем результаты исторических исследований последних десятилетий <…> За последние 30 лет изменилась наша страна и мир, но полномасштабной достоверной научной истории страны ещё не создано», — отметил директор Института российской истории РАН Юрий Петров и подробнее рассказал о подготовке многотомника «История России».

Над серией трудилось более 400 учёных из 11 регионов России из 52 научно-исследовательских организаций, что позволило «получить полный свод достижений современной исторической науки». Перед авторским коллективом стояла задача как обобщения известных научных данных, так и получения новых знаний по наиболее актуальным проблемам современности.

За последние 30 лет произошли «важные перемены в исторической науке, совершены многие археологические открытия, которые меняют наши представления об истории человечества и нашей страны, открылись архивные документы, прежде недоступные для исследователей, что даёт повод говорить об этом периоде, как об „‎архивной революции“», — заметил Юрий Петров.

Кроме того, отметил докладчик, история призвана противостоять псевдонаучным концепциям и представить достоверную картину прошлого.

Издание включает 20 томов в 30 книгах и охватывает периоды с появления человека на территории Российской Федерации до начала СВО. Выход в свет всех томов издания намечен на 2026 год, публикацию осуществляет издательство «Наука».

Подробнее о многотомнике «Истории России» можно узнать в записи трансляции [5:26] Общего собрания членов РАН.

Стратегия пространственного развития России 2030

Основная новация готовящейся Стратегии пространственного развития России до 2030 года — это свежий взгляд на пространство, считает профессор РАН Ольга Кузнецова.

Действующая Стратегия пространственного развития станы основана на модели поляризованного развития с опорой на ограниченное число ключевых центров экономического роста — крупных и крупнейших городских агломераций.

«Эта модель не лишена логики, поскольку вложение средств в наиболее перспективные территории может дать серьёзную и быструю отдачу. Но долго основываться на этой модели нельзя, потому что результатом её является гипертрофированный рост крупнейших агломераций, массовые миграционные потоки в крупнейшие города, потеря населения периферийными территориями, недоиспользование их потенциала и снижение экономического роста в стране», — пояснила профессор РАН.

Оптимальной для России является сбалансированная модель, считает докладчик, которая предполагает поддержку территорий с существующим потенциалом экономического роста — «точек роста». Расширение географии экономического роста обеспечивается за счёт широкой географии таких точек роста и их разноплановости. Именно эта идея заложена в новую Стратегию пространственного развития страны.

В проекте Стратегии предполагается формирование единого перечня опорных населённых пунктов, которые будут отличаться по людности, специализации и перспективам развития.

Однако есть ряд проблем, связанных с опорными населёнными пунктами: отсутствие в федеральном законодательстве чёткого разграничения между городскими и сельскими населёнными пунктами, что «ставит под угрозу поддержку сельской местности»; трудности с выделением опорных населённых пунктов в слабозаселённых регионах; отсутствие иерархии центров предоставления услуг и другие.

«Многие коллеги говорят о том, что нужно создать научно-исследовательский центр, который бы занимался вопросами пространственного развития под руководством Российской академии наук <…> Безусловно, важны междисциплинарные исследования по вопросам пространственного развития, особенно связанные с системой расселения, социально-экономическим развитием геостратегических территорий и целым рядом вопросов», — добавила Ольга Кузнецова.

Подробнее о теме — в записи трансляции [5:43] Общего собрания членов РАН.