В январе 2023 года Роспатент отобрал 10 лучших изобретений (по мнению патентного ведомства). Традиционно в их число вошли изобретения в области медицины, которые в последние годы лидируют по количеству поданных заявок, а также некоторые разработки в области телеметрии, информационных технологий и ядерных исследований.
Способ лечения туберкулеза
В течение последних 20 лет распространенность туберкулеза в России стабильно снижается. По сравнению с 2001 г. заболеваемость уменьшилась почти в 3 раза. Однако в то же время увеличились темпы развития туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью. В 2020 г. доля таких пациентов составила более 13%.
Современные схемы лечения этой болезни далеки от совершенства: пациенты должны длительное время принимать большое количество противотуберкулезных лекарственных средств, многие из которых обладают высокой токсичностью.
Микобактерии туберкулеза хорошо приспосабливаются к изменению условий внешней среды. В результате у них вырабатывается устойчивость к противотуберкулезным препаратам, а бактериовыделение у больных не прекращается. Эта проблема создает большую угрозу для борьбы с заболеванием. Поэтому поиск альтернативных способов лечения является очень актуальной проблемой.
Более 20 лет проводятся исследования по применению клеточных вакцин на основе дендритных клеток, которые модифицируют иммунный ответ у больных туберкулезом. Использование этого способа лечения поможет решить и сопутствующую проблему – вторичную иммунную недостаточность, которая возникает при данном заболевании.
Российские ученые запатентовали в 2022 году аутологичную композицию (патент № 2 771 843) из дендритных клеток, которые активированы специфическими туберкулезными антигенами. Композицию получают из крови самого пациента с добавлением 10% человеческой сыворотки от доноров с IV группой крови.
После обработки композиции 1 мл вакцины вводят больному человеку 1 раз в неделю. Клинические исследования показали хорошую эффективность такого способа лечения: прекратилось бактериовыделение, наблюдается положительная динамика на рентгенологическом обследовании.
Инсулин в таблетках
Одна из сложностей в лечении сахарного диабета – это необходимость ежедневного введения инъекций инсулина, что является болезненной процедурой. В естественной физиологии инсулин вырабатывается в поджелудочной железе, а затем по кровотоку попадает в печень. Закономерно было бы предположить, что прием инсулина в пероральной форме (в виде таблеток, капсул) подходит больше. Однако вещество разрушается под воздействием ферментов желудочного сока и плохо всасывается в кишечнике.
Перспективным направлением для решения этой задачи является использование наночастиц на основе хитозана для доставки инсулина в организм человека. Хитозан безопасен и не токсичен.
В 2022 г. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского запатентовал изобретение, в котором применяется такая технология (патент № 2 753 018). Аналогичная разработка была отмечена Роспатентом и в 2021 году, однако тогда исследователи предложили другое решение: «зашить» инсулин в микрокапсулы гидрогеля из белка утиных яиц.
Разработанное лекарство действует так же быстро, как и традиционная подкожная инъекция.
Система защиты цифровых радиосигналов от утечки информации
Цифровая радиосвязь в России начала внедряться относительно недавно, когда в 2012 году была выделена полоса радиочастот 148,5-283,5 кГц для создания сетей цифрового радиовещания по стандарту DRM.
В первую очередь цифровую радиосвязь планируется использовать в военных целях, при чрезвычайных ситуациях и спасательных операциях, на строительных полигонах. Эта технология поможет обеспечить коммуникации при сбоях сети и электричества, и, возможно, решит проблему перегруженности радиочастотного спектра.
Российские ученые концерна «Созвездие» (предприятие специализируется на разработке средств связи для ВС РФ), разработали новую технологию защиты от перехвата информации по цифровым радиолиниям. Угроза утечки снижается за счет использования нескольких несущих частот, измененных модуляцией (патент № 2 774 743).
Цифровые данные разбивают на фрагменты, содержащие определенное число информационных символов. Сигнал модулируют частотным или фазовым сдвигом в соответствии со входной бинарной последовательностью данных.
Система оповещения путевых рабочих
Существующие системы обнаружения подвижного ж/д состава имеют большой недостаток: нужны сигналисты, которые обеспечивают ограждение ремонтных или строительных работ. Руководитель таких работ сначала сообщает по радио о приближении поезда сигналисту, который находится на расстоянии тормозного пути. Сигналист передает машинисту поезда звуковые, оптические или радиосигналы, оповещая о необходимости остановки состава.
Разработчики «НИИ информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» предложили автоматизированную систему телемеханики, которая устраняет влияние человеческого фактора (патент № 2 763 069).
Система состоит из микропроцессорной централизованной системы автоблокировки, коллективного переносного сигнализатора, который формирует сообщение и передает его по радиоканалу через радиостанцию. Система автоблокировки сопоставляет полученную информацию в режиме реального времени.
Гибкий высокотемпературный сверхпроводник
Исследователи из российской компании «С-Инновации» предложили новую технологию гибких высокотемпературных сверхпроводников для их использования в компактных реакторах термоядерного синтеза (патент № 2 761 855).
Для управления термоядерными реакциями требуется создание сильных магнитных полей, которые используются для «удержания» частиц. Однако с повышением напряженности магнитного поля ухудшаются показатели проводников, используемых в реакторах.
Для решения этой технической проблемы разработаны провода 2-го поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), которые представляют собой ленты многослойной структуры. Плотность тока в таких проводниках зависит от их структуры.
Эксперименты показали, что для обеспечения высокой проводимости ВТСП должен содержать дефекты размером всего в несколько нанометров. Эта величина близка к диаметру вихрей магнитного поля. В то же время эти дефекты не должны быть концентраторами больших механических напряжений.
Российские изобретатели провели широкомасштабные исследования: было изготовлено более 600 км ВТСП-проводника. В качестве дефектных элементов использовали наночастицы оксида иттрия. Благодаря этой разработке в ближайшие 5-10 лет появятся компактные реакторы термоядерного синтеза, в которых для удержания плазмы будет создаваться магнитное поле более 10 Тл.
Система распознавания DeepFake
Технологии на базе искусственного интеллекта используются не только для технического развития, но и для различного рода спекуляций. Например, синтез изображений нашел применение для изготовления фейковых видеороликов. В них достаточно достоверно показаны люди, которые на самом деле не совершали изображаемые поступки. По аудиозаписям может быть скопирован и голос человека. Этот вид мошенничества получил название «Deepfake».
Использование искусственного интеллекта в незаконных целях создает целый ряд моральных, юридических и управленческих проблем. Самообучающиеся нейросети могут предсказать, как будет выглядеть лицо жертвы информационной диверсии в разных ситуациях. А воспользоваться такими технологиями может практически любой: в Интернете в свободном доступе есть ряд программ, позволяющих сделать дипфейк.
Так, например, жертвой Deepfake недавно стал Дмитрий Мацкевич, основатель ряда других технологических стартапов. Мошенники сделали 2 видео, в которых он продвигает систему заработка на основе искусственного интеллекта. В этих видео опубликовано приглашение на ресурс, доменное имя которого имитирует реальный сайт компании, а на самом деле перенаправляет на другую страницу.
Разработчики ПАО «Сбербанк» запатентовали способ, который позволяет определить дипфейки (патент № 2 774 624).
Технология разбивает фейковое видео на множество фреймов с изображением человеческого лица, извлекает компоненту R палитры RGB каждого пикселя в фрейме; составляет массив значений красного спектра для каждого пикселя; рассчитывает ΔR между текущим и следующим фреймом для каждого пикселя и формирует массив, отображающий интенсивность изменения пикселей.
Если выявляется значительный разрыв между отображением пикселей в красном спектре, то это свидетельствует о подмене изображения.
Запись информации внутри кристалла алмаза
Компания «Алроса» и ООО «Микролазер» разработали технологию записи оптически проницаемых изображений внутри алмазов (патент № 2 750 068). Такая информация может использоваться для разных целей. Например, для установки меток, идентифицирующих алмазы, без ущерба для качества кристалла.
По технологии, сначала делают подготовку поверхности алмаза, потом создают его цифровую модель при помощи 3D-сканера или рентгеновского микротомографа, исследуют на наличие трещин, минеральных включений и пустот. Эту трехмерную модель можно использовать в дальнейшем для огранки алмаза.
Для записи уникальной метки внутри алмаза применяется излучение ультракоротких лазерных импульсов, которое воздействует на дефекты в кристаллической решетке кристалла. Это могут быть включения химических элементов или вакансии в кристаллической структуре.
Дефекты являются центрами, проявляющими физическую активность при записи и считывании информации. Маскирование части лазерного луча позволяет влиять на геометрию фокальной области, формировать нужное изображение.
Атомная электростанция с керамическим реактором на быстрых нейтронах
На Обнинском НПП «Технология» им. А.Г. Ромашина разработали модель атомной электростанции с керамическим реактором на быстрых нейтронах (патент на изобретение № 2 755 261).
Предложенное техническое решение обладает целым рядом преимуществ:
- керамический композиционный материал для реактора, обладающий высокой прочностью при высоких температурах, радиационно-стойкий и инертный к другим материалам;
- аргон в качестве теплоносителя второго контура АЭС, исключающий возможность контакта щелочного металла с водой (как это бывает на станциях с натриевым теплоносителем), снижение пожароопасности и риска аварийных ситуаций;
- поток нейтронов высокой энергии, который эффективно «сжигает» опасные долгоживущие радионуклиды, образующиеся в отработанном ядерном топливе;
- замкнутый топливный цикл, обеспечивающий безопасную технологию получения энергии.
Реакторы на быстрых нейтронах в настоящее время являются наиболее эффективными. Исключение циркония, натрия, свинца и воды из внутриреакторного пространства позволит повысить безопасность АЭС.
Экологичный радионуклидный источник питания
«Ядерные батарейки», или автономные радиоизотопные источники питания (АИП), обладают одним большим преимуществом: рекордным сроком службы в несколько десятков лет. Один из электродов АИП содержит радиоизотопный источник бета-излучения с длительным периодом полураспада. В процессе его распада и происходит самозарядка источника питания.
В бытовых условиях, конечно, такие батарейки использовать нельзя. А вот там, где замена обычных источников питания затруднена, они незаменимы. Например, на отдаленных месторождениях Крайнего Севера, в морских глубинах, в космосе. Такие источники питания выдерживают широкий диапазон температур (от -65 до +130 градусов).
Разработчики акционерного общества «Наука и инновации» (оно управляет НИИ атомной отрасли) создали АИП, который обладает повышенной радиационной безопасностью (патент № 2 777 413). В качестве рабочего электрода в устройстве используется полимерная матрица с включениями радионуклида, а в качестве электролита – ионные жидкости.
Введение радионуклида в состав полимера исключает диффузию опасного радиоактивного элемента в электролит и окружающую среду, а также обеспечивает высокие суперконденсаторные свойства, большую электрическую емкость батарейки. Предполагаемый срок службы источника питания – более 20 лет.
Рассказываем про интеллектуальные права, кратко освещаем важные новости для бизнеса и делимся результатами своей работы. Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Другие статьи, которые могут быть вам интересны:
Лучшие изобретения российских ученых, запатентованные в 2021 году
Как запатентовать идею в России
Сколько стоит патент на изобретение, полезную модель, промышленный образец
