При подготовке перечня задач использованы результаты прогноза научно-технологического развития на период до 2030 года. Перечень сформирован на основании проработки более 770 предложений от заинтересованных федеральных органов исполнительной власти, технологических платформ, бизнеса, научных организаций, промышленных предприятий, образовательных организаций высшего образования и содержит 16 приоритетных научных задач.
Список этих задач таков:
1. Исследование, разработка и создание новых поколений систем, приборов, устройств и их компонентов на базе технологий нано- и микросистемной техники;
2. Исследование, разработка и создание гибридных, биоподобных и искусственных биологических материалов, структур и систем, в том числе медицинского назначения, а также интеллектуальных технических систем, устройств и их компонентов, включая нейроморфные;
3. Использование принципов программируемого управления сетью и виртуализации сетевых сервисов для формирования проблемно-ориентированных вычислительных сред, предназначенных для решения сложных прикладных проблем;
4. Мозг: когнитивные функции, механизмы нейродегенерации, молекулярные мишени для ранней диагностики и лечения;
5. Клеточная и регенеративная медицина. Трансплантация органов и тканей, созданных на основе технологии 3D-культивирования;
6. Мультиплексные платформы для молекулярной диагностики онкологических, сердечно-сосудистых, аутоиммунных и инфекционных заболеваний;
7. Персонализированная медицина социально значимых и орфанных заболеваний эндокринной системы;
8. Национальная коллекция экспериментальных моделей патологий человека и криобанк биологических материалов;
9. Разработка технологий интегральной оценки экологической безопасности регионов и городов России;
10. Повышение эффективности поиска и извлечения стратегических металлов из сырья природных и техногенных месторождений;
11. Разработка новых методов в биотехнологии твёрдых субстратов и возобновляемой биомассы;
12. Создание прорывных технологий в области разработки и производства пространственных и интегральных композитных конструкций для техники нового поколения;
13. Электрохимические накопители и преобразователи энергии для энергоэффективного и экологичного транспорта, робототехники, распределённой и возобновляемой энергетики;
14. Разработка перспективных технологий безопасной социально приемлемой ядерной и термоядерной энергетики;
15. Построение астрономического сегмента национальной системы противодействия космическим угрозам и развитие методов астрономических исследований;
16. Энергетика будущего. Развитие фундаментальных исследований поведения вещества при экстремальных параметрах.
Подробности
Так, задача, которая значится в списке под номером 2, и направлена на работу с биоматериалами, нацелена на исследование белковых структур, методов и технологий интеграции неорганических и биологических материалов, формирование гибридной компонентной базы, когнитивных процессов, познавательной деятельности, методов синтеза искусственных биологических объектов.
В число основных ожидаемых результатов входят создание принципиально новых гибридных и искусственных биологических материалов, в частности для регенеративной медицины (искусственные ткани и органы), фармакологии, новых приборов и устройств бионического типа; а также разработка и создание интеллектуальных технических систем, в том числе нейроморфных, включая интерфейсы «мозг-машина», биологические протезы органов человека, управляемые сигналами головного мозга, биологические вычислительные системы, биоподобные сенсорные системы, антропоморфные робототехнические системы, на основе принципиально новых гибридных, биоподобных и искусственных биологических материалов и приборной базы бионического типа.
Научные задачи, связанные с изучением мозга (4) направлены на решение проблемы увеличения продолжительности жизни человека с сохранением высокой работоспособности и умственной активности.
Основные ожидаемые результаты здесь таковы:
— разработка комплексов для коррекции психических и психосоматических расстройств (сложные формы депрессии, зависимости);
— ранняя диагностика и предотвращение развития нейродегенеративных болезней (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона);
— создание мозг-компьютерных интерфейсов, методик робот- и компьютер-опосредованной нейрореабилитации с направленной стимуляцией мозга при потере конечности;
— разработка экзоскелета для восстановления двигательной активности людей с параличами, ускоренной реабилитации после инсультов, травм спинного и головного мозга.
Исследования в клеточной и регенеративной медицине (5) будут направлены на решение проблемы увеличения продолжительности жизни человека с сохранением качества жизни, предотвращения инвалидности при невосстанавливаемых врожденных или приобретенных нарушениях внутренних органов, при повреждениях кожных покровов и элементов опорно-двигательной системы на основе разработки технологий тканевой инженерии для восстановления и замещения функционально не пригодных, «изношенных» тканей и органов человека, создания альтернативы пересадке донорских органов.
Здесь ожидается создание эквивалентов кожи для восстановления покровов при хронических язвах, псориазе, ожогах, пластике после удаления опухолей; построение матричных каркасов для хирургического лечения пациентов с тотальным поражением трахеи, выращивание новых сосудов на каркасах; получение заселенных клетками организма самого пациента заместителей органов мочеполовой системы с восстановлением функций; выращивание клеточных культур, корректирующих нарушения ритма работы сердца, замещая рубцы после перенесенного инфаркта.
Национальная коллекция экспериментальных моделей патологий человека и криобанк биологических материалов (8) создаются с целью решения проблемы моделирования заболеваний человека на животных с учётом этнических особенностей геномов граждан России. Это должно позволить осуществить построение моделей нейродегенеративных, онкологических, сердечно-сосудистых, аутоиммунных и эндокринных заболеваний, предназначенных для поиска лекарств; получение генетических линий лабораторных животных, модифицированных в соответствии с требованиями пользователей федеральных центров коллективного пользования к моделированию этнических особенностей течения заболеваний; создание криобанка образцов крови и тканей от здоровых доноров и от пациентов, страдающих различными патологиями.
Создание прорывных технологий в области разработки и производства пространственных и интегральных композитных конструкций для техники нового поколения (12) предполагает создание научно-технических основ разработки и производства композитных конструкций нового поколения с 3D-армированной структурой и высокой степенью интегральности, повышение эффективности транспортной техники и ракетно-космических систем.
Основные ожидаемые результаты — это создание научно-технологического задела в области разработки высокопрочных и сверхлёгких элементов конструкций транспортных средств и космической техники; разработка прототипов композитных конструкций для новой конкурентоспособной техники; создание технологической базы для реализации концепции интеллектуальных композитных конструкций, в том числе самодиагностирующихся и самоадаптивных, а также повышение технического уровня транспортных и космических систем, снижение затрат на их эксплуатацию.
Разработка перспективных технологий безопасной социально приемлемой ядерной и термоядерной энергетики (14) направлена на разработку перспективных термоядерных технологий, обеспечивающих безопасную, стационарную работу термоядерных энергетических реакторов, а также создание безопасных и безотходных гибридных реакторов «синтез-деление». Здесь, в частности, должны быть осуществлены разработка технологии вывода продуктов горения термоядерной плазмы через специально разработанные интерфейсы диверторного типа; создание и тестирование эффективных материалов и конструкционных элементов защиты первой стенки термоядерного реактора, стойких к облучению плазмой и нейтронами; создание научной основы конструирования источника термоядерных нейтронов для перспективных гибридных систем преобразования ядерной энергии, сочетающих преимущества атомной и термоядерной энергетики.
Еще одна задача (15) направлена на изучение фундаментальных проблем Вселенной, а также создание эффективной системы противодействия космическим угрозам, включая своевременное обнаружение и информирование о них. В число ожидаемых результатов входят возможность обнаружения опасных небесных тел и явлений; получение наблюдательных данных о компактных релятивистских объектах, источниках сверхмощных гамма-всплесков, других спонтанных ограниченных по времени явлениях, которые позволят изучить поведение материи в условиях, пока недостижимых в земных лабораториях; изучение проблемы происхождения и развития жизни во Вселенной, а также обнаружение и исследование астрономическими методами планет, находящихся вне Солнечной системы, со свойствами, схожими с земными.
Наконец, задача в сфере энергетики будущего (16) направлена на изучение быстропротекающих процессов при предельных значениях давлений и температур, обнаружение новых фаз вещества с необычными свойствами и создание энергонасыщенных материалов, использование которых обеспечит прогресс энергетики. От ученых ждут, в частности, разработки основ новых технологий создания мощных импульсных энергетических устройств различного назначения, основанных на принципах прямого преобразования химической энергии в электрическую, включая устройства для обеспечения защиты энергетических объектов; а также создания новых образцов принципиально новых энергетических, энерготехнологических, энергодвигательных установок различного назначения.
Иллюстрация: кадр из фильма «Человек-амфибия»
