Пять разработок Пермского университета, которые могут сделать мир лучше

Сорбционные модули для добычи золота

Ученые Естественнонаучного института ПГНИУ выяснили, что при добыче золота, значительная его часть (около 25%) остается в отвалах и техногенных водах, а извлечение драгоценного металла из остатков производства может быть выгодным.

Ученые предложили закладывать в такие отвалы модули с сорбционными ловушками металлов. Говоря простым языком, фильтрами, которые очищают техногенные воды и собираются крупицы золота в специальных «ловушках». По предварительным подсчетам, уже в первый год использования такого модуля полученная прибыль перекроет затраты втрое, при этом на одном отвале их можно устанавливать десятками.

По словам директора Естественнонаучного института ПГНИУ, профессора Владимира Наумова, сегодня мелкое, микро- и нанозолото занимает главные позиции, поскольку ресурсы планеты сокращаются с каждым годом. Поэтому авторы проекта предлагают старателям новый подход к добыче золота — не поиски новых месторождений, а их «выращивание», причём в не лабораторных условиях.

Пока что эта технология находится в стадии разработки. Ученые проводили опыты, которые показали практичность изобретения. Сейчас ученые создают прототип модуля, который можно будет использовать в промышленности.

Биосовместимые имплантаты

Пермским ученым удалось разработать технологию производства биосовместимых имплантатов мягких тканей, которые не отторгаются организмом и не провоцируют риск повторных операций. В отличие от более устаревших образцов, на имплантатах нового поколения не образуется коллагеновая оболочка, то есть не происходит реакции организма на инородное тело.

«Имплантат старого образца похож на занозу — организм постоянно сообщает о дискомфорте, в итоге велик риск отторжения. Это обусловлено тем, что клетки иммунной системы принимают только свои белки, на все остальное они реагируют подозрительно. У наших имплантантов нет белковых дыр, поэтому они успешно «врастают» в ткани организма и не нуждаются в дальнейшей замене», — поясняет директор ООО «Имбиоком» Вячеслав Чудинов.

Подобные имплантаты могут быть широко использованы в медицине для замены тканей организма и элементов жизненно важных внутренних органов — от сустава пальца до сердечного клапана. Над разработкой трудились около 10 лет.

К созданию биоматериала преложили силы ученые малого инновационного предприятия ПГНИУ — ООО «Имбиоком» — совместно с коллегами механико–математического факультета Пермского университета, Пермского государственного медицинского университета, Института механики сплошных сред, Института генетики и микроорганизмов УрО РАН и Университета Сиднея.

Нейросеть для лечения сердечно-сосудистых заболеваний

Как правило, современные врачи назначают лекарственные препараты своим пациентам, а затем наблюдают за их действием и, если не помогает, назначают другие препараты. По мнению профессора кафедры прикладной математики и информатики Пермского университета Леонида Ясницкого, в XXI веке такое экспериментирование на живых людях следует признать архаичным. Поэтому ученый предлагает прогнозировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний при помощи нейросети.

Сегодня эта технология в демо-режиме используется в пермской ГКБ №4. Сначала для каждого кардиологического больного создается математическая модель его организма, и на этой модели прогнозируются варианты протекания заболеваний. Таким образом врач не «ставит эксперимент» на реальном человеке. В ходе таких виртуальных экспериментов подбираются наиболее оптимальные курсы лечения, и только после этого больному даются назначения и рекомендации.

Базой обучения нейрости стали медицинские данные 569 пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и 100 анкет с данными людей, у которых диагноз сердечно-сосудистого заболевания был исключен.

Кстати, пройти диагностику сердечно-сосудистых заболеваний можно самостоятельно. Для этого нужно перейти по ссылке. Программа вычислит степень развития заболеваний вашей сердечно-сосудистой системы. Для получения первых результатов диагностики необходимо заполнить данные во вкладке: «Самостоятельное обследование». Более точные диагнозы будут получены по мере заполнения вкладок: «Первичное обследование» и «Специальное обследование».

Несмотря на то, что сейчас нейросеть функционирует, слепо полагаться на ее выводы не стоит. В ходе экспериментов были выявлены погрешности при выставлении диагноза. Однако некоторые заболевания нейросеть предсказывает с минимальным отклонением. Более того, результаты виртуальной диагности можно применить, чтобы узнать степень развития заболевания.

Погрешности постановки диагнозов

Однако будущее у микроигольных аппликаторов есть не только в косметологии, но и в фармацевтике. В случае успеха аппликаторы смогут доставлять лекарственные компоненты в организм пациента без инъекций.

По словам руководителя инновационного центра «МОЗГОВО» Николая Косвинцева, пермские микроигольные апплиакторы — это хороший пример инновационного наукоемкого продукта, который прошел путь от фундаментальной и прикладной науки до первых инвестиций и заказов.

«С 2012 года мы с компанией шаг за шагом проходили этот путь, преодолевая подводные камни и набираясь уникального опыта выращивания наукоемкого бизнеса в университетской среде. Я надеюсь, что эта история станет для исследователей, ученых, изобретателей и новаторов релевантным примером и стимулом к инновационной деятельности», — считает Николай Косвинцев.

Регулятор отопления для многоквартирных домов

В 2017 году сотрудники особого конструкторского бюро «Маяк» (подразделение ПГНИУ) разработали регулятор для систем водяного отопления, который «подстраивается» под температурные параметры дома и позволяет сэкономить до 30% стоимости тепловой энергии, и, соответственно, уменьшить счет на оплату коммунальных услуг.

Разработка пермских ученых (Вторичный теплоэнергоконтроллер ИМ2300) направлена на то, чтобы решить проблему, когда в многоквартирных домах часть людей живет в плохо отапливаемых помещениях, а другая вынуждена страдать из-за жары.

«Мы создали прибор, который самостоятельно измеряет значения температур и других тепловых параметров в подающем и обратном трубопроводах, а также температуру снаружи дома, чтобы выявить недостаток или переизбыток отопления и автоматически их отрегулировать», — доцент кафедры компьютерных систем и телекоммуникаций физического факультета ПГНИУ, главный конструктор ОКБ «Маяк» Александр Ощепков.

Стоимость установки общедомового прибора с учетом цены датчиков, исполнительных устройств и работ составляет около 100 тысяч рублей. По словам ученых эти деньги окупаются уже в первые месяцы использования прибора. Сейчас разработчики уже выпускают аппараты, но по индивидуальным заказам.