Умники и умницы: ученые из Владивостока разрабатывают экзоскелет руки и мобильный буй для экологических наблюдений

Десять проектов молодых ученых Дальневосточного федерального университета одержали победу во всероссийском конкурсе грантов «УМНИК». Фонд содействия инновациям (ФСИ) выделил каждому победителю по 500 тысяч рублей на развитие своего проекта. Среди лучших инициатив — разработка подводного мобильного буя, экзоскелета верхней конечности и технологии высокоэффективного скрининга новых противоопухолевых препаратов, сообщает «Приморская газета».

Против опухоли
Одна из команд вуза представила на конкурсе «УМНИК» технологию поиска новых противоопухолевых соединений, в основе которой лежит использование клеточной тест-системы.

— Скрининг проводится с помощью специально созданных клеток, которые в обычном состоянии светятся зеленым светом. Однако если добавить к этим клеткам вещество, обладающее определенной противоопухолевой активностью, клетки перестанут светиться, и чем эффективнее будет тестируемое вещество, тем меньше будет зеленого цвета. Анализируя соотношение светящихся и несветящихся клеток после добавления исследуемого вещества, мы будем судить о его эффективности, — рассказала руководитель команды Валерия Михайлова. — Сейчас известны две тест-системы, аналогичные по принципу действия. Но у нашей разработки есть явное преимущество —  получить результаты можно через 5 дней, в то время как другие тест-системы позволяют получить результаты только через 14 дней. 

Тест-система уже сконструирована, проведены тесты нескольких веществ. Кроме того, ученые уже отобрали самые перспективные вещества для дальнейшего анализа. В ближайших планах команды — провести самостоятельный высокоэффективный скрининг веществ с помощью тест-системы и разработать технологический регламент по его проведению. Кроме того, студенты собираются оформить патентную заявку на разработку, а также наладить контакт с такими крупными компаниями, как  ХимРар, Merck, Р-ФАРМ, SkBiomed. 

— Не могу сказать, что это позволит полностью решить проблему доклинического поиска, ведь подходов к нему существует множество. Однако наша технология имеет важное преимущество по сравнению с другими методами поиска новых противоопухолевых соединений. Она, с одной стороны, может на ранних этапах сказать о механизме действия анализируемого соединения, а с другой — позволяет отобрать достаточное количество кандидатов. Это однозначно позволяет уменьшить время поиска, — отметила Валерия Михайлова. 

Под водой
Студенты Дальневосточного федерального университета разрабатывают подводный мобильный буй для измерения экологического состояния прибрежной акватории. По словам руководителя проекта Антона Толстоногова, подобные системы используются для экологических и гидрометеорологических наблюдений. Планируется, что буй, разработанный приморскими учеными, будет малогабаритным — его вес составит не более 15 кг. 
— Основная особенность нашего буя состоит в том, что он сможет активно перемещаться, сохраняя при этом энергоэффективность в пассивном состоянии. Фактически один наш активный буй может заменить десять обычных. Приведу пример: наш комплекс может находиться в спящем состоянии где-то рядом с морским портом или подводной газодобывающей станцией, затем при обнаружении следов загрязняющих веществ он начнет перемещаться в сторону увеличения их концентрации. Когда дойдет до источника, всплывет и передаст координаты, где находится опасность. Таким образом, инспектирующие службы намного быстрее узнают, например, где образовалась пробоина в подводной трубе или какой именно корабль сбрасывает загрязняющие вещества в залив. И чем раньше это будет известно, тем быстрее будут приняты соответствующие меры и, соответственно, окружающей среде будет нанесен меньший ущерб, — уточнил руководитель проекта Антон Толстоногов. 

 Кроме того, разработка приморских ученых может быть использована для постоянного мониторинга крупных рыбозаводческих ферм, а также в области научно-исследовательских изысканий.
— Наша основная задача состоит в том, чтобы разработать платформу для измерительного оборудования, специальный комплекс подводного базирования, который может обеспечить как активное движение по заданной программе или в поисках загрязнения, так и энергоэффективное ожидание. Мы не концентрируемся на конкретном измерительном оборудовании, предоставляя универсальные интерфейсы для подключения практически любого спектра устройств. На данный момент мы находимся на ранней стадии эскизного проектирования. Продумываем основные узлы и проводим стендовые испытания отдельных идей. 

Грант в размере полумиллиона рублей студенты планируют потратить на закупку необходимого оборудования и проведение стендовых испытаний. 
— Мы работаем в плотном сотрудничестве с Центром проектной деятельности ДВФУ. Кроме хорошей технической базы, они представляют нам самый важный ресурс — молодых и перспективных студентов, способных помочь нам в реализации нашей задумки и привнести в нее что-то новое, — акцентировал Антон Толстоногов. 

Пластика для мозга 

Также студенты ДВФУ занимаются разработкой реабилитационного экзоскелета верхней конечности. Ежегодно в России более 740 тысяч человек нуждаются в реабилитации с его помощью. Однако аппараты для лечения они получают далеко не всегда: экзоскелеты могут быть труднодоступны, ограничены в функционале или просто не подходить для стационарного использования. 

Модель будущего экзоскелета уже готова: в электронном виде и напечатанная на 3D-принтере. Средства гранта пойдут на создание прототипа и его тестирование.

— Аналогов нашему экзоскелету в мире довольно много — около 30. Однако наш отличается тем, что подходит как для стационарного использования, например, в реабилитационном центре, так и для персонального, то есть человек сможет арендовать аппарат у медицинского учреждения. Также важно, что наш экзоскелет будет небольшим и легким: не тяжелее 3 кг, в то время как аппараты, представленные на рынке, весят от 80 до 200 кг. Кроме того, по габаритам он не будет отличаться от руки. Человеку будет комфортно пользоваться таким средством реабилитации, а значит, он пойдет на поправку быстрее, — поделилась руководитель проекта Наталья Боева. 

Планируется, что в этом году студенты представят габаритно-весовую модель экзоскелета.  В 2019-2020 году разработчики подадут документы на получение патента. Производство промышленного образца запланировано на 2020-2021 годы, выход на рынок — на 2022-й. 

— Экзоскелет призван помочь людям, у которых есть руки, и даже с виду здоровые, но двигать ими они не могут. Такое происходит, например, при инсульте. Экзоскелет — это, скажем так, внешний каркас, который крепится к руке и двигает ею за пациента. На основе этих движений в мозге, благодаря такому его свойству, как нейропластичность, формируются новые нейронные связи. Человек заново учится двигать рукой, — рассказала Наталья Боева. 

Благодаря сотрудничеству ДВФУ с Фондом содействия инновациям наши молодые ученые создают технологии будущего. В числе проектов, получивших поддержку, несомненно, актуальные инициативы, в частности создание устройства для быстрого программирования промышленного робота, разработка высокопористой биокерамики для реконструктивной костной хирургии и другие оригинальные идеи. Желаю победителям конкурса дальнейшего развития своих начинаний.
 

Кирилл Голохваст,

проректор по научной работе ДВФУ

Читайте также:
Ученые ДВФУ предложили лечить онкологию при помощи растений острова Маврикия