Будущее уже здесь: 6 научно-технических идей Татарстана

Что такое нейромаркетинг, какой будет юриспруденция для роботов, за что казанские клиники получают президентские гранты, как мертвое становится живым

8 февраля отмечается День российской науки. "Реальное время" рассказывает об уникальных разработках, которые применяются или только готовятся сегодня к применению в Татарстане. Время сегодня диктует особое внимание к медицинской тематике — поэтому в нашей подборке есть исследование по COVID-19 и рассказ об уникальных операциях, которые делают только в Казани и больше нигде в мире. Но есть и другие интересные коллаборации коммерческих компаний с научными группами и передовые идеи — республика впереди по многим показателям, и в области научно-технических разработок тоже. Будущее уже здесь. А какое оно? Читайте в нашей подборке.

Ак Барс Банк и КФУ: нейромаркетинговая лаборатория

В Институте управления, экономики и финансов КФУ с недавних пор работает уникальная для России нейромаркетинговая лаборатория "Нейролаб". Этот проект совместно разработали и запустили КФУ, компания "Нейротренд" и Ак Барс Банк. "Нейротренд" разработала оборудование, Ак Барс Банк закупил его для университета, а ученые займутся исследованиями на этой уникальной технике.

Здесь изучаются прорывные технологии изучения потребительского поведения. Скорее всего, в недалеком будущем реакцию потребителя на те или иные продукты или услуги больше не будут оценивать методом банальных опросов: этим займутся умные технологии. Маркетинг становится точной наукой, а используются для этого физиологические реакции. В результате рождается нейромаркетинг — комплекс методов изучения эмоциональных и поведенческих реакций потребителя.

В лаборатории установлен комплекс профессионального нейрофизиологического оборудования и ПО, чтобы организовывать замеры неосознаваемых реакций респондентов на различные виды контента. Потом на основе этих замеров рассчитываются маркетинговые метрики. Итог — максимально честные и релевантные маркетинговые исследования: ведь даже если потребитель лукавит в процессе опроса, умное оборудование и датчики все равно прочитают его истинную реакцию.

Что же это за оборудование?

Ай-трекеры отслеживают направление взгляда и характерные движения глаз. Так можно оценить интерес потребителя, внимание, непрерывность восприятия сюжета (например, оценить, интересен ли человеку видеоролик, который он смотрит). HD-камера записывает мельчайшие изменения мимики и невербальные двигательные реакции. С ее помощью можно увидеть эмоции человека (удивление, страх, раздражение, радость, любопытство, отвращение и т.д.) — их распознает специальное программное обеспечение, которое тоже есть в комплекте лабораторного оборудования. Нейрогарнитура (беспроводной электроэнцефалограф) регистрирует изменение биоэлектрической активности в разных областях головного мозга. Эта методика позволяет оценить, как человек вовлечен в просмотр, какова когнитивная нагрузка на его мозг в процессе, насколько высок потенциал запоминания информации.

Для оценки результатов нейротестирования используются метрики — численные показатели, по которым оценивается эффективность маркетинговой коммуникации. В университетской нейролаборатории будут разрабатывать новые обучающие программы, научно обосновывать и проверять гипотезы маркетинговых метрик — причем не только для университета, но и для самых разнообразных коммерческих проектов.

— Синергетический эффект научной и финансовой сферы поможет развить рынок нейромаркетинга и нейрокоммуникаций в Татарстане. В рамках партнерской работы Ак Барс Банка и КФУ мы объединили научный и коммерческий потенциалы наших организаций для практического применения в экономике и маркетинге. С помощью этого инструментария возможно измерить реакцию человека на тот или иной маркетинговый стимул, получив объективную информацию о предпочтениях потребителей, в дальнейшем разработать стратегии и спрогнозировать потребительский выбор, — комментирует разработку председатель правления Ак Барс Банка Зуфар Гараев.

ДРКБ и КГМУ: биологические протезы сосудов сердца

Детский кардиохирург Леонид Миролюбов, профессор Казанского медицинского университета, заведующий кафедрой детской хирургии, со своей командой продолжает разрабатывать биологические трансплантаты сосудов сердца. В 2022 году, как он надеется, будет представлена новая разработка в рамках его уникальной методики.

Сердечно-сосудистая хирургия относится к разделу реконструктивно-восстановительной: патологически измененные сосуды сердца невозможно удалить, их можно только заменить. Сосудистые протезы могут быть изготовлены из биологических и синтетических материалов. ДРКБ сегодня — единственная клиника в мире, где маленьким пациентам вшивают протезы "Аллоплант". Их изготавливают из трупного материала, специальным образом обработанного. Протезы готовят в Уфе, в клинике Эрнста Мулдашева, который разработал "Аллоплант" для нужд офтальмологической хирургии. Леонид Миролюбов, соавтор методики, в свое время был первым и единственным, кто начал использовать этот материал для кардиохирургии. С 2008 года он пересаживает эти протезы детям первого года жизни, и по приживаемости и долговечности они показывают лучшие результаты в мире. На сегодняшний день ДРКБ — единственная клиника в мире, где проводят операции на сердце с использованием протезов на основе "Аллопланта".

Участки трупной аорты начали пересаживать пациентам еще в начале 50-х годов. Но со временем они подвергались фиброзу и кальцинозу, и протезы нужно было менять. С "Аллоплантом" такого не происходит, его секрет — в технологической цепочке определенных этапов обработки трупного материала. К сегодняшнему дню Миролюбов провел уже 55 операций по трансплантации протезов сердца на основе этого материала — и менять пришлось протез только у одного маленького пациента. Это феноменальные результаты, превосходящие все остальные мировые разработки.

Дело в том, что материал протеза быстро приживается в организме, и его ткань постепенно замещается собственной — а значит, она становится живой и, что самое важное, растет вместе с пациентом. Профессор Миролюбов объясняет, как это происходит:

— Протез сосуда, по сути, представляет собой своеобразную коллагеновую матрицу, которую мы ставим в организм. На нее приходят стволовые клетки, и начинается заполнение этого каркаса. Происходит своеобразное "поедание" этого трансплантата, а параллельно с этим на месте бывших его клеток нарастает собственная живая ткань. Происходит плавное замещение собственными клетками чужого каркаса, именно поэтому протез растет вместе с организмом и полностью в нем приживается. Пациенты, которым я сделал операции 13 лет назад, сейчас уже выросли, и их ничего не беспокоит. А мы продолжаем работать над совершенствованием и развитием методики. Пока не буду раскрывать подробности, но, думаю, в 2022 году, когда мы получим все необходимые документы, уже можно будет рассказать о нашей новой разработке.

КИУ им. В.Г. Тимирясова: циркулярная экономика, ESG, юридические аспекты робототехники…

Казанский инновационный университет имени В.Г. Тимирясова — один из серьезных центров социогуманитарных наук в Поволжье.

Инновационная научная школа, возглавляемая д.ю.н, профессором И.И. Бикеевым, занимается правовыми вопросами обеспечения национальной безопасности России. В их числе — противодействие коррупции, экстремизму, киберпреступности.

Отдельное направление, связанное с юридическими аспектами применения искусственного интеллекта и робототехники в вузе развивает старший научный сотрудник КИУ, к.ю.н. И.Р. Бегишев. Эта сфера бурно развивается сегодня, но и риски в ней огромные и разнообразные. Задача государственного масштаба — их оценка и минимизация. Разработки ученого используются в деятельности производителей роботов и федеральных органов власти. Например, разработанный им первый в России проект закона о регулировании робототехники не имеет аналогов в мире, и Совфед уже принял его в работу.

Кроме того, на базе КИУ создана уникальная научная школа профессора И.И. Антоновой в области управления качеством и организации производства. Здесь работают над направлением экономики замкнутого цикла, основанной на возобновлении ресурсов (циркулярной экономикой). Сегодня этот тренд — один из важнейших, который развивается в татарстанской и российской промышленности. Вместе с сотрудниками и студентами КИУ по этой теме работают и специалисты предприятий республики.

Совместно с рядом ведущих предприятий Татарстана на базе университета создается Центр ESG "Лидеры изменений". Его задачей будет решение проблем экологического, социального и корпоративного управления с целью оценки устойчивости и социального воздействия инвестиций в компанию или бизнес.

На базе университета работают федеральные инновационные площадки, которые решают задачу опережающей профессиональной подготовки кадров для циркулярной экономики и развития цифровых компетенций педагогов.

Особое внимание ученые КИУ уделяют вопросам сохранения и развития человеческого капитала. Научная школа профессора Д.З. Ахметовой "Системные основания педагогических инноваций и инклюзивного образования" исследует вопросы, связанные с ограничениями здоровья и нарушения интеллекта детей (дислексия, дисграфия, аутизм, тяжелые множественные нарушения развития). В рамках этой научной школы 16—18 марта 2022 года пройдет ставший традиционным международный форум "Преемственная система инклюзивного образования: теория и эффективные практики", который в очередной раз станет площадкой для научного общения множества отечественных и зарубежных исследователей.

Центр нанотехнологий РТ и КНИТУ: биоразлагаемая мульча

ООО "Экофилм" — проектная компания Центра нанотехнологий РТ. В сотрудничестве с кафедрой промышленной биотехнологии КНИТУ (КХТИ) здесь разрабатывают материал (компаунд) для производства мульчирующей пленки, которая полностью разлагается в почве по окончании использования.

Мульчирование — особый агрономический прием: почва сверху укрывается слоем специального материала, чтобы облегчить выращивание культур. Например, под мульчей плохо растут сорняки, а значит, она позволяет сократить количество используемых гербицидов, да и полоть такие грядки не нужно. В почве под ней сохраняется влага, быстрее созревают культуры, а качество урожая получается более высоким. Используют мульчирование уже много лет. И до сих пор на многих гектарах посадок в этих целях используется пластиковая пленка, которую приходится убирать с полей вручную по окончании вегетационного сезона.

Есть биодеградируемые полимерные пленки, которые распадаются самостоятельно, убирать ее не нужно. Но период деструкции довольно внушительный, а в почве при этом накапливаются неразлагаемые фрагменты микропластика. Идеальный вариант — пленка из биоразлагаемого полимера, который в естественной среде под воздействием бактерий за год распадается на безопасные вещества: воду, углекислый газ и органические вещества, которые послужат удобрением. Этому и посвящен один из проектов Центра нанотехнологий РТ, который реализовывается вместе с учеными-биотехнологами из КНИТУ.

Руководитель проекта, Наталья Галкина, рассказывает:

— Наша задача — совместно с кафедрой промышленной биотехнологии КНИТУ синтезировать на основе крахмала достойную альтернативу популярным на рынке биоразлагаемым мульчирующим материалам. Вместе с научным коллективом под руководством доцента Елены Перушкиной мы уже разработали первые образцы, которые сейчас тестируем в лаборатории. Предполагаем, что через 6—7 месяцев уже получим состав компаунда и начнем испытания с пленками. Реализация идеи проекта позволит составить конкуренцию компаунду зарубежного производства, который сейчас используют для изготовления мульчирующей пленки.

РКБ и КГМУ: сохранение здоровья пациентов с иммуновоспалительными болезнями после ковида

26 декабря 2021 года был опубликован приказ о том, что научная школа КГМУ под руководством профессора Дианы Абдулганиевой, главного внештатного специалиста — терапевта МЗ РТ, заведующей кафедрой госпитальной терапии, выиграла грант президента РФ как ведущая научная школа на 2022—2023 годы. Научный проект, который выполняется в рамках этого гранта, является очень актуальным в настоящее время, потому что он сформулирован в актуальное для нас время: "Разработка технологий здоровьесбережения пациентов с иммуновоспалительными заболеваниями в период пандемии COVID-19".

Потому что мы все хорошо знаем: COVID-19 — это особое заболевание, которое имеет и вирусный механизм поражения, и влияет на иммунные механизмы в организме человека. Пациенты, страдающие иммуновоспалительными заболеваниями (ревматоидный артрит, болезнь Бехтерева, псориатический артрит, язвенный колит, болезнь Крона), крайне уязвимы. И не только по течению острого ковида, но и по состоянию в постковидном периоде. Поэтому именно комплексная разработка технологии здоровьесбережения — крайне важна и актуальна для этих групп пациентов.

Почему эта работа проводится на базе Республиканской клинической больницы? Во-первых, кафедра госпитальной терапии многие десятки лет базируется на ее территории и все научные разработки проводятся совместно с отделениями РКБ. Во-вторых, на базе РКБ концентрируются пациенты с иммуновоспалительными заболеваниями и COVID-19. И дальше, по прохождении периода острого ковида, есть возможность наблюдать их как на амбулаторном этапе в поликлинике, так и на стационарном этапе в РКБ.

Диана Абдулганиева рассказывает:

"Платформа Третье Мнение": искусственный интеллект для диагностики снимков КТ, МРТ и рентген-исследований

В пилотном режиме алгоритмы искусственного интеллекта компании "Платформа Третье Мнение", резидента ОЭЗ "Иннополис" и фонда "Сколково", применялись в 3 больничных учреждениях Республики Татарстан, и помогли рентгенологам проанализировать и описать тысячи медицинских диагностических изображений, КТ, МРТ, и рентген-исследований грудной клетки.

Системы поддержки принятия врачебных решений "Третье Мнение", объединенные под направлением AI Диагностика, в автоматическом режиме интерпретируют медицинские диагностические исследования (визуально демонстрируют врачу признаки патологий, составляют описание исследований) для отделений лучевой и лабораторной диагностики, офтальмологии, стоматологии. Модули компьютерного зрения на основе технологии искусственного интеллекта уже работают в десятках больниц в 9 регионах России. Для их обучения компания привлекла врачей-экспертов из самых известных клиник России. Разметив датасеты из миллионов рентген-снимков и других видов исследований, они обучили нейросети определять различные виды патологий.

Эти сервисы в автоматическом режиме обработали сотни тысяч диагностических исследований, снизив кратно возросшую нагрузку на отделения лучевой диагностики на пиках пандемии.

Кроме того, в арсенале компании — система видеоаналитики для предупреждения неблагоприятных событий, травм и осложнений, возникающих с пациентами в медицинских учреждениях, и оптимизации работы медицинского персонала. Эта система внедрена в различных частных клиниках России.

Модули искусственного интеллекта, разработанные компанией, состоят в реестре российского ПО и зарегистрированы Росздравнадзором как медицинские изделия по третьему наивысшему классу риска потенциального применения медизделий.