1. Химики и «меч джедаев»
«Как в жизни», ― часто говорим мы при просмотре фильмов. Сценаристы и режиссеры и вправду многое берут из простого наблюдения за повседневностью. Но есть жанр фантастики, где все наоборот: иногда киноленты вдохновляют ученых создавать необычные предметы. Так, например, химики МГУ воплотили в жизнь артефакт вселенной «Звездных войн».
Световой меч создали сотрудники кафедры аналитической химии. Они соединили лазерную указку с фокусирующими линзами, которые превратили луч в подобие «меча джедаев». «Внеземное» свечение изобретению придало базовое свойство лазерного излучения ― ослабление в растворе. Однако разработку создали не просто так.
Исследователи поместили в измерительную трубку растворы и запустили лазер. По силе излучения они определяли концентрацию вещества. Например, витамина B2 в инъекционных растворах или ацетилсалициловой кислоты и гидроксида магния в препаратах для сердечно-сосудистой системы. Чем слабее становилось излучение и укорачивалась его длина, тем выше была концентрация. Так же можно, например, отличить оригинальные спиртные напитки от подделки ― по силе излучения, которое меняется в зависимости от состава.
«В опубликованном исследовании химики-аналитики определяли действующие вещества в лекарственных препаратах — рибофлавин (витамин B2) в инъекционных растворах, ацетилсалициловую кислоту и гидроксид магния в антиагрегатном средстве, используемом для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний», ― рассказали в МГУ об исследовании доцентов Кирилла Осколока, Оксаны Моногаровой и младшего научного сотрудника Андрея Гармая.
При этом точность «меча джедаев» в разы выше тест-средств и инструментального анализа, а стоимость прибора на порядок ниже.
2. Механики и собака-робот
В НИИ механики МГУ совместно с проектом «Братья Вольт» придумали собаку-робота. Но это не просто интерактивный питомец, а инновационное средство обучения. Чудо-пес был создан специально для того, чтобы стать помощником для студентов на практикумах по прикладной механике и теории управления.
Робота создали в 2021 году, а через два года усовершенствовали ― улучшили его корпус и координацию, а также добавили управление с помощью джойстика и возможность подключения дополнительного оборудования.
3. Биологи и робот-огородник
Еще одним роботом, в паспорте которого напишут «место рождения ― МГУ», стал робот-огородник AGRO-BOT. Это разработка Центра молодежного инновационного творчества «Цифровой дом» (ЦМИТ).
Целый месяц Вася, как его назвали разработчики, работал в ботаническом саду МГУ «Аптекарский огород» ― планировал посадки, высаживал с точностью до миллиметра семена растений, точечно их поливал и, конечно, выпалывал сорняки.
4. Биоинженеры и регенерация, как у ящериц
Когда говоришь об огороде, сразу вспоминаешь его маленьких жителей ― ящериц. Как в детстве ты караулил их и пытался схватить, а они, откидывая оказавшийся в ловушке хвост, непременно убегали, оставляя тебя с носом. Ой, извините, с хвостом.
Ученые МГУ попробовали «подарить» эту суперспособность человеку. Сотрудники биологического факультета научились с помощью магнитоактивных материалов влиять на регенерацию.
Представьте, приложил магнит ― и кость срослась. Звучит, как магия, но такие материалы, которые заставляют костную ткань восстанавливаться, действительно существуют.
Биосовместимые полимеры бактериального происхождения стали тем самым «волшебным» материалом. Они обладают такими же пьезоэлектрическими свойствами (то есть способностью генерировать на поверхности электрический заряд, который и нужен для регенерации), что и костная ткань человека. Под действием магнитного поля полимеры стимулируют рост костей. Для получения усиленного эффекта ученые МГУ добавили к полимеру наночастицы магнетита и оксида графена.
«Полученные результаты можно использовать в таких перспективных направлениях биоинженерии, как разработка новых имплантируемых пьезоактивных биоматериалов для тканевой инженерии, создание пьезоактивных костных имплантатов для регенерации костной ткани, создание биореакторов со стимулируемым магнитным полем выращиванием клеток животных на биополимерных носителях, создание управляемых магнитным полем биосенсоров и других областях», — отметил доцент кафедры биоинженерии МГУ Антон Бонарцев.
5. Медики и чемоданчик для сдачи анализа дома
Коллеги по еще одному направлению исследований МГУ работают над развитием цифровой медицины. Карманная лаборатория с удаленным наблюдением за пациентами и читающим медкарты роботом ― вот одно из многочисленных достижений медицинского факультета.
Чтобы пациенты могли сдавать анализы не выходя из дома, сотрудники университета создали портативный диагностический чемоданчик. У него уже есть зарубежные аналоги, но российский ― действительно самый крошечный. При этом его функционал максимально разнообразный: термометр, тонометр, электрокардиограф, глюкометр, спирометр (измерение объема и скорости воздуха), пульсоксиметр, а также целое устройство для комплексной оценки сердечного ритма во взаимосвязи с дыхательной и двигательной активностью.
Что же касается лабораторных анализов, то для них в чемоданчике есть портативная лаборатория. ИИ анализирует тест-полоску и выдает результат в мобильном приложении. Более того, все данные автоматически отправляют в медкарту пациента, чтобы с ними мог ознакомиться врач. К тому же робот, который ведет карты, исключает ошибки, допускаемые при ручном заполнении.
Особенно полезной разработка может оказаться для фельдшерских пунктов в отдаленных районах.
6. Кибернетики и суперкомпьютер в вашем ноутбуке
Вы наверное слышали про уникальный суперкомпьютер «Ломоносов». Но это большой массивный агрегат, который точно не поместится в квартире, а тем более в рюкзаке. Сотрудники факультета вычислительной математики и кибернетики (ВМК МГУ) нашли выход. Они разработали метод, который позволяет решать ресурсозатратные задачи на обычных компьютерах.
«Структура этих задач и возможности их автоматизированного представления при помощи более легких и маломерных ― объект нашего изучения. В сообществе набор приемов, позволяющих найти искомую “легкую” маломерную структуру, называется методами редукции размерности модели, их развитие может оказаться весьма полезным как для экономии вычислительных ресурсов, так и для общего понимания структуры рассматриваемых задач», ― рассказывал доцент ВМК МГУ Сергей Матвеев.
7. Физики и шагающее колесо
Физик из МГУ запатентовал систему движителя для наземного транспорта. Разработка обеспечит устойчивость, а также позволит нивелировать неровности дороги. Представьте: автобус перешагивает ямы или поднимается по лестнице.
«Новые колеса» действуют на основе соединения двух принципов движения ― колесного и шагающего. То есть шагает, катясь, или катится, шагая.
«Оказывается, лучше переваливаться. Изобретение объединяет колесный и шагающий принципы передвижения, в связи с чем и решается вопрос о преимуществах той или другой формы движения», ― рассказывал изобретатель Алексей Осокин.
Механизм состоит из двух дисков, которые под прямым углом соединяются в одной точке на обводах или части общего радиуса. Движение осуществляется попеременно: то по одному краю, то по другому ― таким образом превращаясь в переваливание.
