Сделано в России: дайджест №50 новостей из мира ИТ, науки, космоса и технологий

Шорт-лист исследовательских трендов и прорывных концептов для будущих MVP: сделали подборку решений на стыке софта, математики и железа. Лови нетривиальные идеи для хакатонов и новые технологии от ведущих научных центров и IT-компаний.

Искусственный интеллект и цифровые технологии

Разгон алгоритмов на максимум: метод МФТИ сократил время навигации роботов до 30 миллисекунд, а Smart Engines запустила локальный OCR прямо в браузере.

Российские ученые создали ИИ-алгоритм Uni-Bond для перевода 3D-моделей молекул в химические формулы

Исследователи из Института AIRI, НИУ ВШЭ, Московского центра перспективных исследований, МГУ имени М. В. Ломоносова, ТГУ и УрФУ разработали алгоритм искусственного интеллекта Uni-Bond. Разработка, представленная на международной конференции ICML в Сеуле, переводит трехмерные координаты атомов в плоскую структурную формулу (молекулярный граф). Это позволяет соединить программы физического 3D-моделирования и алгоритмы машинного обучения, предсказывающие свойства химических веществ.

Ключевые особенности и преимущества алгоритма Uni-Bond:

• Система анализирует геометрию всей молекулы целиком, а не только расстояния между атомами, благодаря чему частота ошибок снизилась в 20 раз.
• Точность распознавания химических связей достигает 99,53%, что обеспечивает корректную работу со сложными объектами вроде таутомеров или кластеров воды.
• Модель распознает пять типов взаимодействий между атомами: отсутствие связи, одинарную, двойную, тройную и ароматическую связи.
• Алгоритм устойчив к пространственным шумам и искажениям, преодолевая ограничения классических методов, основанных на табличных расстояниях.

В дальнейшем разработчики планируют обучить Uni-Bond работе с радикалами и заряженными частицами, а также использовать его для проверки и улучшения молекулярных структур, сгенерированных другими нейросетями.

Почему это важно:

• Точное преобразование 3D-структур в химические графы существенно сокращает время виртуального скрининга перспективных лекарственных кандидатов.
• Валидация результатов с помощью Uni-Bond поможет автоматически отсеивать физически нереализуемые молекулы, созданные другими нейросетями.
• Связывание пространственного 3D-моделирования с алгоритмами предсказания свойств создает новый инструмент для цифрового материаловедения.
• Презентация проекта на крупнейшей международной конференции ICML подтверждает высокий авторитет российских научных школ.

Источник: ICML

Smart Engines ускорила распознавание документов в браузере за счет оптимизации технологии «зеленого» ИИ

Компания Smart Engines провела масштабную оптимизацию своей технологии «зеленого» ИИ GreenOCR 2.0 для работы в веб-среде. Обновление стало ответом на тренд перевода клиентских сценариев финансовыми и цифровыми компаниями в браузерные PWA и мини-приложения мессенджеров на фоне санкционного давления и риска блокировок в зарубежных магазинах приложений.

Ключевые результаты оптимизации:

• Скорость распознавания паспорта РФ в веб-приложениях выросла в два раза, а общая обработка документов ускорилась на 40%.
• Считывание QR-кодов в браузере стало быстрее на 40%, а извлечение платежных реквизитов — на 25%.

Архитектура решения основана на сверхлегких 4,6-битных и 8-битных нейросетях, векторных инструкциях и оригинальных методах квантования. Распознавание выполняется полностью локально на устройстве пользователя без отправки изображений документов на внешние серверы.

За счет применения векторных инструкций, оригинальных методов квантования и эффективного управления памятью нашим специалистам удалось радикально ускорить производительность в браузере всего нейросетевого стека. При этом обработка по-прежнему выполняется полностью локально на устройстве пользователя – без отправки изображений документов в облако. Фактически браузер перестает быть “облегченной” версией приложения и становится полноценным каналом взаимодействия с клиентом, облегчая запуск новых продуктов и освобождая от платформенной зависимости. 

Дмитрий Николаев, технический директор Smart Engines, д.т.н.

Почему это важно:

• Высокая производительность браузерных решений снижает риски для бизнеса от блокировок и удаления нативных мобильных приложений из зарубежных магазинов.
• Выполнение вычислений строго на устройстве пользователя исключает передачу конфиденциальных сканов документов на внешние серверы и снижает риск утечек.
• Высокая скорость считывания реквизитов и паспортов делает работу с браузерными PWA-версиями сервисов удобной и неотличимой от традиционных мобильных приложений.
• Применение оптимизированных «зеленых» алгоритмов снижает нагрузку на процессор смартфона и экономит расход аккумулятора при распознавании.
• Ускорение считывания QR-кодов и документов облегчает интеграцию финансовых и антифрод-сценариев в мини-приложения мессенджеров.

Источник: Smart Engines

Ученые МФТИ и Уфимского университета создали алгоритм, ускоряющий поиск пути для роботов в 100 раз

Исследователи из МФТИ и Уфимского университета разработали новый математический метод построения траекторий для автономной техники, способный прокладывать и перестраивать маршруты за десятки миллисекунд. Решение основано на полной векторизации операций с использованием графов видимости и матричных вычислений, что позволяет системе анализировать все возможные отрезки пути одновременно, а не последовательно.

Вместо пошаговой проверки алгоритм моментально вычисляет матричные показатели и формирует Булеву маску видимости, мгновенно исключая пересекающиеся с препятствиями варианты. Применение алгоритма Дугласа-Пекера для упрощения полигональных контуров позволило сократить время построения графа препятствий более чем в 200 раз.

На полигонах с 10–12 препятствиями метод построил идеальный маршрут за 30 миллисекунд — до 100 раз быстрее аналогов при нулевом отклонении от кратчайшего пути. Корректировка траектории при изменении стартовой или целевой точки занимает всего 34–37 миллисекунд без необходимости полного пересчета всей карты.

Неважно, где вы находитесь – в маленькой комнате или в огромном ангаре с сотнями препятствий. Наш метод быстро находит безопасный кратчайший путь с минимальным отклонением от оптимальной траектории, даже если стартовая и целевая точки постоянно меняются. 

Александр Панов, директор Центра когнитивного моделирования Института искусственного интеллекта МФТИ

Почему это важно:

• Мгновенное построение оптимальных маршрутов позволяет оптимизировать трафик автономных погрузчиков в логистических хабах и устранить задержки при маневрировании.
• Перестроение траектории за доли секунды критически важно для предотвращения столкновений при резком изменении дорожной обстановки.
• Векторизация алгоритмов снижает нагрузку на вычислительные блоки роботов, позволяя использовать более доступную и энергоэффективную микроэлектронику.
• Быстрая навигация в плотной городской среде ускоряет перемещение роботов-доставщиков и повышает качество сервиса в реальном времени.
• Готовое решение для операционной системы ROS позволяет коммерческим компаниям оперативно внедрять технологию.

Источник: МФТИ

Postgres Professional выпустила обновленную платформу PPEM 2.7 с встроенным AI-ассистентом AskPostgres

Компания Postgres Professional представила новую версию платформы администрирования СУБД — Postgres Pro Enterprise Manager (PPEM) 2.7. Обновление превращает систему в единое рабочее пространство для корпоративных администраторов баз данных (DBA), позволяя решать задачи мониторинга, настройки резервного копирования и оптимизации производительности в одном интерфейсе.

Ключевые нововведения и технические улучшения версии PPEM 2.7:

• В интерфейс платформы встроен AI-ассистент AskPostgres, доступный в том числе в триальной версии, который в реальном времени помогает решать задачи по диагностике и оптимизации СУБД.
• Добавлен журнал истории изменений, автоматически фиксирующий появление новых кластеров, смену ролей узлов и динамику состояния здоровья инфраструктуры.
• Появился мастер настройки непрерывного WAL-архивирования на базе pg_probackup для упрощения подготовки системы к восстановлению на момент времени (PITR).
• Модуль диагностики производительности Active Session Engine (ASE) получил функцию просмотра плана выполнения конкретного запроса непосредственно из таблиц детализации.
• Внедрен раздел учета ресурсов с почасовой детализацией потребления CPU по каждому инстансу и реализована замена рефери-узлов в BiHA-кластерах без предварительного удаления.

В PPEM 2.7 мы сделали шаг к более интеллектуальному администрированию СУБД. AI-ассистент AskPostgres помогает администраторам быстрее находить ответы на вопросы по диагностике и оптимизации, а новые инструменты истории изменений, WAL-архивирования и анализа активных сеансов делают эксплуатацию Postgres Pro Enterprise более прозрачной и эффективной. 

Борис Пищик, руководитель продукта Postgres Pro Enterprise Manager, Postgres Professional

Почему это важно:

• Использование специализированного AI-помощника ускоряет решение рутинных задач диагностики и снижает требования к опыту специалистов.
• Автоматизация настройки WAL-архивирования минимизирует риски потери информации и уменьшает вероятность ошибок.
• Детальное журналирование всех изменений в кластере упрощает расследование технических инцидентов и помогает поддерживать высокий уровень информационной безопасности.
• Завершение перевода интерфейса на английский язык облегчает экспорт платформы в дружественные страны и международные компании.

Источник: Postgres Professional

Медицина и биотехнологии

Новые стандарты реабилитации: СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создал умный шлем-навигатор с 3D-звуком для незрячих, а 3D-импланты от ТПУ в 4,6 раза быстрее восстанавливают костную ткань.

Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали прототип умного шлема-навигатора для незрячих людей

Исследователи Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали прототип навигационного устройства в формате умного шлема для помощи людям с нарушениями зрения. В отличие от распространенных ультразвуковых датчиков, которые не способны отличать статичный столб от едущего автомобиля и часто сбоят во время дождя или снега, новая система анализирует окружающую обстановку комплексно.

Принципы работы и ключевые возможности навигационного устройства:

• Закрепленные на шлеме оптическая камера и измеритель дальности непрерывно сканируют пространство вокруг человека.
• Встроенный гироскоп с высокой точностью отслеживает ориентацию головы пользователя при движении.
• Алгоритмы компьютерного зрения и сверточные нейросети классифицируют объекты, оценивая их габариты, массу, скорость и траекторию.
• Система анализирует не только стены и бордюры, но и динамику самого пользователя и окружающих пешеходов, корректируя маршрут на ходу.

Устройство в реальном времени формирует персональную зону безопасности и через модуль пространственного звука интуитивно предупреждает пользователя о статичных и движущихся препятствиях, динамически корректируя маршрут под изменяющиеся условия среды. 

Димитриос Палогианнидис, руководитель проекта, ассистент кафедры биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Почему это важно:

• Технология помогает людям с тяжелыми нарушениями зрения самостоятельно и свободно перемещаться по плотной городской застройке.
• Переход от ультразвука к мультисенсорной нейросетевой аналитике обеспечивает высокую точность навигации даже во время осадков или сильного снегопада.
• Оценка массы и скорости объектов позволяет вовремя предупредить незрячего пешехода об угрозе столкновения с быстрой техникой вроде электросамокатов и велосипедов.
• Проект подтверждает способность российских вузов разрабатывать конкурентоспособные цифровые медицинские и реабилитационные устройства.
• Использование трехмерного пространственного звука передает информацию о препятствиях естественно.

Источник: СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Ученые ТПУ разработали «умный» 3D-имплантат для ускоренного восстановления костей с помощью магнитного поля

Ученые Томского политехнического университета в составе международной исследовательской группы создали инновационный 3D-биоэлектрический имплантат для регенерации сложных дефектов костной ткани. Разработка решает ключевую проблему трансплантологии — необходимость прорастания нервных волокон и кровеносных сосудов в зону повреждения для полноценного восстановления кости.

Пористый 3D-скэффолд напечатан из биосовместимого гидрогеля на основе желатина со встроенными магнитоэлектрическими наночастицами типа «ядро-оболочка». Под действием внешнего переменного магнитного поля частицы генерируют слабые электрические импульсы, имитирующие естественные биоэлектрические сигналы живой костной ткани.

В ходе in vivo исследований стимуляция ускорила формирование нервов и сосудов в 3,1 раза, а образование костной ткани — в 4,6 раза по сравнению с контрольными группами. Беспроводной принцип работы устраняет необходимость применения физических проводов и аккумуляторов, существенно снижая инвазивность вмешательства.

Главным преимуществом нового подхода к регенерации тканей является совмещение технологий 3D-печати и использование беспроводной электрической стимуляции в одной платформе, воспроизводящей внеклеточный матрикс поврежденных тканей человека и состоящей из биорезорбируемого полимерного материала на основе желатина и биосовместимых магнитоэлектрических наночастиц. 

Роман Сурменев, директор Международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ

Почему это важно:

• Беспроводная биоэлектрическая стимуляция открывает возможности для эффективного лечения сложных костных дефектов.
• Отказ от внешних источников питания и проводов сводит к минимуму риски возникновения инфекций и повторных хирургических вмешательств для извлечения электродов.
• Одновременная стимуляция роста кости, нервных волокон и сосудистой сети обеспечивает полноценное восстановление чувствительности и кровоснабжения поврежденных участков.
• Сочетание 3D-печати и магнитоэлектрических материалов позволяет создавать индивидуальные имплантаты для регенерации других органов и сложных мягких тканей.

Источник: ТПУ

Физика и космические исследования

Инженерия экстремальных сред: МФТИ и ИПМ РАН рассчитали перехват межзвёздных астероидов на солнечных парусах, а МАИ спроектировал шлюзовой модуль для лунной базы.

Ученые МФТИ и ИПМ РАН разработали гибридную систему перехвата межзвёздных объектов в Солнечной системе

Исследователи Московского физико-технического института и Института прикладной математики РАН предложили новый алгоритм сближения космических аппаратов с пролетающими через Солнечную систему астероидами и кометами. Новый подход снижает расход топлива примерно на 30% и позволяет перехватывать объекты независимо от направления их подлета. 

Поскольку транзитные объекты движутся с высокой скоростью и находятся в зоне видимости всего несколько месяцев, ученые предлагают заранее размещать на околосолнечной орбите сеть дежурных спутников с большими солнечными парусами. При обнаружении цели система в автоматическом режиме выбирает ближайший аппарат и рассчитывает оптимальную траекторию.

Основные особенности и механизмы работы предложенного алгоритма:

• Системным ядром разработки выступает гибридный алгоритм разгона, распределяющий нагрузку между ионными двигателями и солнечным парусом.
• Во время сближения с Солнцем аппарат динамически меняет наклон паруса, получая дополнительное ускорение от давления солнечного света.
• В моментах, когда парусное вооружение не способно дать требуемый вектор тяги, его недостаток мгновенно компенсируется включением ионных двигателей.
• Математическое моделирование и проверка вычислений проводились на примере траектории астероида Оумуамуа, пролетавшего через Солнечную систему в 2017 году.

На данный момент проект существует в виде математических моделей и алгоритмов. Практическая реализация миссий перехвата станет возможной с появлением ультралегких материалов нового поколения, которые позволят создать солнечные паруса примерно в 40 раз легче нынешних аналогов.

Почему это важно:

• Прямой перехват межзвёздных объектов позволит изучать вещество из других звездных систем без отправки сверхдолгих миссий за пределы Солнечной системы.
• Потребность в ультралегких солнечных парусах задает вектор для разработки перспективных сверхпрочных нанокомпозитов и тонкопленочных материалов.
• Околосолнечная сеть дежурных аппаратов с быстрым реагированием может быть адаптирована для мониторинга и нейтрализации потенциально опасных астероидов.
• Создание гибридных алгоритмов управления, эффективно комбинирующих световое давление и электрическую тягу, расширяет возможности маневрирования в глубоком космосе.

Источник: Министерство инвестиций, промышленности и науки

В МАИ спроектировали шлюзовой модуль для российской обитаемой базы на Луне

Ученые Московского авиационного института (МАИ) по заказу госкорпорации «Роскосмос» разработали проект прототипа шлюзового отсека для будущей лунной станции. Диаметр модуля составит 2,2–2,4 метра. Он станет ключевым элементам экспериментального макета, который построят в Москве с воссозданием реального лунного ландшафта из аналога реголита.

Модуль предназначен для испытания комплексных методов очистки экипировки от микроскопической лунной пыли с острыми краями, вредной для здоровья человека и опасной для механизмов. Отсек оснастят системами подключения скафандров к бортовому питанию, компрессии и декомпрессии, поддержания температуры и глубокой очистки воздуха.

Однако пыль в переходной камере из-за слабой лунной гравитации будет висеть часами. Поэтому необходимы комплексные решения, которые также включают очистку воздуха перед тем, как космонавты откроют внутренний люк и войдут в базу. Эти технологии специалисты будут проверять на экспериментальном модуле. 

Александр Белявский, руководитель проекта, и.о. заведующего кафедрой 614 «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности» МАИ, профессор

Конструкторы проверят технологии сухой чистки и удаления заряженных частиц пыли с помощью подачи переменного тока на внешнюю оболочку скафандров. На базе наземного стенда исследователи также протестируют способы защиты от радиации, методы аварийного спасения и системы регуляции внутреннего давления.

Согласно проекту, полноразмерная лунная база в начальной конфигурации будет состоять из трех соединенных в форме буквы «Т» модулей — жилого, лабораторного и складского. Для защиты от жесткого галактического излучения конструкции заглубят в лунный грунт на 1,5–2 метра. База рассчитана на постоянное проживание трех человек или временное размещение до шести космонавтов.

Почему это важно:

• Нейтрализация агрессивного воздействия реголита и космического излучения является критическим условием для долгосрочного пребывания людей на поверхности Луны.
• Отработка технологий борьбы с пылью предотвращает быстрый износ скафандров, стыковочных узлов и сложной механики.
• Наземное тестирование инженерных решений в имитаторах реголита позволяет выявить дефекты до проведения дорогих космических запусков.
• Проектирование стандартизированных модулей формирует технологический базис для создания постоянно действующих внеземных научных станций.
• Технологии замкнутой очистки воздуха и защиты от экстремальных факторов могут найти применение при освоении Арктики и других суровых регионов Земли.

Источник: МАИ

Ученые РКЦ, ИТМО и МФТИ научились исследовать квантовые «материалы будущего» с помощью света

Исследователи из Российского квантового центра, Университета ИТМО и МФТИ впервые показали возможность бесконтактного оптического наблюдения за коллективным поведением электронов в атомарно тонких материалах. 

Технические результаты исследования:

• Ученые зафиксировали образование вигнеровского кристалла — регулярной решетки, в которую выстраиваются отталкивающиеся электроны при охлаждении и снижении плотности частиц.
• Эксперимент проводился на монослое диселенида вольфрама — полупроводнике толщиной менее нанометра, что в 100 тысяч раз тоньше человеческого волоса.
• Структуру электронного кристалла определили по оптическому отклику (спектрам отражения) при температуре ниже 26 K (-247 °C) без использования сильных внешних магнитных полей.

Двумерные гетероструктуры — одна из самых перспективных платформ для изучения квантовых состояний вещества. В ИТМО мы разработали теоретическую модель и экспериментальный протокол, которые позволяют извлекать информацию о структуре электронного кристалла из оптических измерений. Это важный шаг к тому, чтобы проводить такие исследования в твердотельных системах. 

Иван Иорш, главный научный сотрудник Нового физтеха ИТМО

Бесконтактный оптический метод избавляет от необходимости подводить к образцу множество сложных электрических контактов. Технология станет базой для создания твердотельных квантовых симуляторов, способных моделировать поведение сложных материалов без суперкомпьютеров.

Почему это важно:

• Замена громоздких систем на ультрахолодных атомах доступными твердотельными аналогами снижает стоимость экспериментов.
• Использование двумерных структур позволит вычислять свойства химических соединений и перспективных материалов.
• Понимание коллективных электронных эффектов необходимо для проектирования высокотемпературных сверхпроводников и сверхбыстрых микросхем.
• Оптический анализ позволяет изучать чуткие квантовые состояния вещества без риска искажения структуры внешними электрическими полями.

Источник: ИТМО

Подписывайся на наш Telegram-канал — там мы рассказываем о главных достижениях России в IT, науке, космосе и инженерии. Если у тебя есть интересные новости о российских технологиях, присылай их на support@codenrock.com.