פריצות דרך מדעיות של מדענים רוסים בשנת 2025
בשנת 2025, המדע הרוסי יעשה צעדים גדולים אל העתיד הודות לתגליות חדשות. במאמר זה, Rambler ידבר על החשובים שבהם.
1) עוזר בינה מלאכותית לרופאים
מדענים מאוניברסיטת נובוסיבירסק (NSU) הציגו מערכת בינה מלאכותית חדשנית בשם "דוקטור פירוגוב", המסוגלת לסייע לרופאים לאבחן יותר מ-250 מחלות. כפי שדיווח שירות העיתונות של האוניברסיטה, פיתוח זה נועד להקל את העומס על הרופאים ולצמצם את זמני הפגישה לחולים מבלי לפגוע באיכות הטיפול הרפואי.
המערכת פועלת על עיקרון של עוזר וירטואלי: המטופל יכול לתאר את תלונותיו מראש, להעלות תוצאות של בדיקות, בדיקות ואפילו בדיקות גנטיות. בהתבסס על נתונים אלה, בינה מלאכותית מייצרת רשימה של אבחנות אפשריות – מהמסוכנות ביותר ועד פחות חמורות – ומציעה המלצות להמשך בדיקות וטיפול. יחד עם זאת, התוכנית לוקחת בחשבון את תאימות התרופות והתוויות נגד אפשריות, כך מדווח ב-Rusfonde.
"דוקטור פירוגוב" נוצר על בסיס אלגוריתמים של רשת עצבית ומאגר מידע נרחב של קשרים בין סימפטומים, מחלות ותרופות שמומחי NSU יחד עם מדענים ממכון SB RAS לציטולוגיה וגנטיקה אוספים כבר יותר מעשר שנים. המערכת נבדקת כעת לדיוק ויציבות. ניסויים קליניים ורישום עם Roszdravnadzor מתוכננים לשנת 2026. המפתחים מציינים כי עוזר AI כזה יהיה שימושי במיוחד עבור בתי חולים אזוריים ומרפאות חוץ, שבהם אין מספיק מומחים.
2) רובוטים מבצעים פעולות חילוץ
מדענים מהאוניברסיטה הפדרלית הדרומית (SFU) יצרו דור חדש של זרוע רובוט המסוגלת להבחין בין טמפרטורה, קשיות וסוג פני השטח. הפיתוח מבוסס על נוירוטכנולוגיות – שבבים הפועלים על פי עקרונות המוח האנושי. לפי "איזבסטיה" מערכת זו מדמה את תפקוד החושים וניתן להשתמש בה בפעולות תותבות וחילוץ.
ראש מעבדת נוירומן, ולדימיר סמירנוב, מסביר שבני אדם מבחינים בין חומרים בזכות זיכרון מישוש וכאב – אנו חשים חום, רכות או חספוס מבלי לחשוב על כך. טכנולוגיה חדשה מאפשרת לרובוטים לעשות את אותו הדבר: רשתות עצביות מנתחות אותות דומים לאלו שבבני אדם העוברים דרך קצות העצבים והנוירוטרנסמיטורים בעור. הודות לכך, המכונה מקבלת "תחושות" ומסוגלת להסתגל לסביבה החיצונית.
SFU יצרה זרוע רובוטית הפועלת במצב צל: אדם לובש כפפות עם חיישנים וזרוע מכנית שחוזרת על תנועותיו, תוך כדי כך לומד. לאורך זמן, מערכת כזו תוכל לפעול באופן עצמאי – ללא התערבות אנושית. חוקרים מאמינים שטכנולוגיה זו תהפוך לבסיס ליצירת רובוטים עוזרים ביתיים וגם תסייע לרוסיה לחזק את מעמדה בשוק ההייטק הבינלאומי.
שבע תגליות מדעיות מקריות שינו את העולם אחת ולתמיד
3) נוירונים לחקר המוח
מדענים מאוניברסיטת מדינת סרטוב על שם NG Chernyshevsky יצרו נוירון מלאכותי חדש – מכשיר אלקטרוני המחקה את הפעילות של תאי עצב חיים. פיתוח זה מכוון לחקר המוח, יצירת מערכות עצבים מלאכותיות ואינטליגנציה מלאכותית. על פי נתונים שפורסמו בכתב העת Chaos, Soliton & Fractal, הנוירון הזה פשוט וחסכוני יותר מהאנלוגים שלו: מדענים הסירו רכיבי מעגל מיותרים, תוך שמירה על העיקר – היכולת לייצר דחפים, כמו נוירונים אמיתיים.
סטודנט לתואר שני, לב טקאישווילי, אמר שההחלטה המרכזית הייתה להשתמש בדיודות, שמשפרות את פעולת המעגל והופכות אותו ליציב יותר. הצוות ביצע את כל מחזור הבדיקות – מהמודל ועד ליצירת אב טיפוס בפועל והרכבה של ארבעת המכשירים. לדברי פרופסור איליה סיסוייב, צורת האות יכולה להשתנות כדי להתאים לסוגים שונים של תאי מוח.
כפי שציין פרופסור ולדימיר פונומרנקו, נוירונים כאלה יכולים לשמש בתותבות עצביות ובמודלים של צורות חיים פשוטות. מדענים מקווים שבעתיד טכנולוגיות כאלה יוכלו ליצור "חיות מלאכותיות" המדמות מערכות עצבים אמיתיות. העבודה בוצעה בתמיכת קרן אידאה והקרן למדע הרוסי (RSF).
4) מקור האור הקטן ביותר
מדענים מאוניברסיטת ITMO יצרו חומר ננו-מבנה חדש המאפשר לסיליקון לספוג ולפלוט אור ביעילות פי 10,000 מבעבר. תגלית זו סוללת את הדרך להתקנים אופטיים מהירים וחסכוניים יותר באנרגיה המשמשים בתקשורת, רפואה, מחקר מדעי ותעשייה.
הפיתוח בוצע בהדרכת דמיטרי זואב, חוקר מוביל במחלקה לפיזיקה של ITMO. מקור האור החדש מבוסס על metasurface, מבנה ננו-חלקיקים מלאכותי המורכב ממצע זהב ושכבות מתחלפות של סיליקון וזהב. עיצוב זה, כך נאמר, יוצר "מלכודת" של פוטונים, משפר את האינטראקציה שלהם עם סיליקון ומגביר את עוצמת הקרינה. לדברי החוקר ארטם לרין, חומר זה מסוגל לפלוט אור לבן רחב פס, כולל כל צבעי הספקטרום וחלק מהטווח הקרוב לאינפרא אדום, שהוא בעל ערך במיוחד עבור מערכות מחשוב אופטי וננו ספקטרוסקופיה.
הגיאומטריה המיוחדת של הננו-מבנה מאפשרת למקד את האור בחלל שבין סרט הזהב לדיסק הסיליקון, ולעורר מעברים אופטיים בטווח הנראה. זה הופך את הסיליקון לא רק למקלט אלא גם למקור אור שניתן לשלב בשבבי מיקרו באמצעות טכנולוגיית ליתוגרפיה סטנדרטית. לדברי החוקרים, טכנולוגיה זו תהפוך לבסיס ליצירת דור חדש של ננו-משדרים וחיישנים המסוגלים לפעול במערכות תקשורת, מכשור רפואי ומכשירי מיקרוסקופ קרוב לשדה.
5) מאגר של חומרים חיוניים לשיפור השינה
מדענים מהמכון הרפואי של אוניברסיטת סיקטיבקר על שם פיטירים סורוקין יצרו את מאגר המידע הראשון בעולם של כרונוביוטיקה – חומרים המשפיעים על הקצב הצירקדי של האדם: שינה, ערנות, ריכוז, מצב רוח ואפילו חילוף חומרים. הפרויקט בוצע בתמיכת הקרן הרוסית למדע כחלק מהתוכנית "יצירת מסד הנתונים התרופתי הראשון בעולם של מאפננים קצב יממה". פיתוח זה נועד לעזור לרופאים ולחוקרים להבין טוב יותר את המכניקה של "השעון הפנימי" של הגוף ולבחור בצורה מדויקת יותר טיפולים לנדודי שינה, עייפות כרונית והפרעות שינה אחרות.
בסיס הנתונים החדש, שנקרא ChronobioticsDB, משלב מידע על יותר מ-300 חומרים שנחקרו בפרסומים מדעיים במהלך העשורים האחרונים. זה כולל גם תרכובות טבעיות – למשל, מלטונין ורזברטרול – וגם תרופות סינתטיות. עבור כל כרונוביוטיקה, נוצר תג נפרד כדי לתאר את תכונותיו, השפעותיו על הגוף, תופעות הלוואי הפוטנציאליות וסטטוס האישור על ידי סוכנויות רגולטוריות בריאות. לדברי מוביל הפרויקט, המועמד למדעי הביולוגיה איליה סולוביוב, ChronobioticsDB מאפשר לך למצוא במהירות מידע על המבנה הכימי של חומר, כמו גם הגנים והחלבונים איתם הוא מקיים אינטראקציה, מה שהופך את מסד הנתונים לכלי חיוני למחקר מדעי וקליני.
מסד הנתונים משולב עם פלטפורמות התרופות המובילות בעולם כגון PubChem ו-DrugBank, ומספק גישה למחקרים הבינלאומיים העדכניים ביותר. המפתחים מאמינים כי ChronobioticsDB יהפוך למשאב חשוב עבור רופאים שיוכלו לבחור בצורה מדויקת יותר תרופות לטיפול בהפרעות שינה, כמו גם עבור רוקחים וביואינפורמטיקאים המחפשים גישות חדשות לטיפול בהפרעות קצב צירקדי. פרויקט זה הופך את המדע הרוסי לאחת המדינות המובילות בתחום חקר השעון הביולוגי האנושי.
סיפרנו בעבר כיצד מלון ישן עזר לגילוי אנטיביוטיקה.