Лаборатория физики программируемых функциональных материалов под руководством нобелевского лауреата Константина Новоселова — первый проект Центра изучения мозга и сознания. Кроме того, она уже получила первое финансирование — 500 миллионов рублей пришли от миллиардера Владимира Потанина. Indicator.Ru поговорил с ним и основателями лаборатории о ее целях и задачах — о новых «умных» материалах, которые помогут заглянуть в мозг, а в конечном итоге и в сознание человека. 

Изучение мозга началось еще в Древнем Египте — с довольно грубых процедур вроде проделывания дыр в черепе страдающего головной болью или безумца. В наши дни дыры еще проделываются, но строго по показаниям и в контролируемых условиях. Теперь методы стали менее травматичными и более информативными, и все благодаря развитию науки и технологий. Большинство основаны на «просвечивании» человека и анализе разницы в оптических свойствах участков его мозга или же активности и перемещения меченых соединений.

Новейшие разработки стремятся к максимальной цифровизации, компьютеризации и использованию очень точных сенсоров, если не внедренных в мозг и тело человека, то как минимум расположенных на его коже. Такие подходы часто обыгрываются в фантастике, например в нашумевшем Cyberpunk 2077. В реальной жизни киборги тоже встречаются, взять хотя бы пользователей кохлеарных имплантов. В перспективе (разработки уже есть) интерфейс человек — компьютер поможет парализованным людям хоть немного приблизиться к нормальной жизни, упростит работу на ПК и прочее, и прочее — применений можно придумать великое множество. 

В этом направлении как раз и планируют вести разработки сотрудники создаваемой в МФТИ на базе Центра изучения мозга и сознания лаборатории физики программируемых функциональных материалов. Создателем ее стал Нобелевский лауреат Константин Новоселов; премию он получил в 2010 году вместе со своим учителем Андреем Геймом за «передовые опыты с двумерным материалом — графеном». У Новоселова множество наград, более 320 научных публикаций, индекс Хирша более 120, а еще он увлекается искусством, в частности рисует в китайском стиле, но с щепоткой науки — графеновыми чернилами. 

Фантастические технологии требуют таких же фантастических материалов, и, поскольку Константин Новоселов занимается их изучением и разработкой, у него есть идеи, как воплотить сенсоры и невероятные интерфейсы и компьютеры в жизнь.

«В последние несколько лет происходило активное развитие нового направления в физике и науке о материалах — синтез материалов с заданными свойствами. Теперь мы не ограничены теми, что предоставила нам природа, — мы можем создавать новые, с заданными, порой очень нетривиальными, свойствами. Одной из платформ для получения таких материалов стали двумерные кристаллы и гетероструктуры на их основе. В нашей лаборатории мы идем еще дальше: разрабатываем "умные материалы", которые могут менять свою структуру и свойства в зависимости от внешних параметров», — рассказал нам нобелиат. 

Двумерными называют очень тонкие плоские кристаллы с самыми разными электрическими свойствами: некоторые могут проводить электричество, другие нет, а способности третьих (полупроводников) зависят от внешних условий и их состава. Первым хорошо изученным двумерным кристаллом стал графен, теперь же разброс значительно расширился. Сами по себе двумерные кристаллы очень хрупкие, а потому их чаще сочетают с другими, более толстыми материалами. Интереснее создавать гетероструктуры — поместить на некоторую подложку слоями сразу несколько видов кристаллов. Это позволяет тонко настраивать свойства материалов для разных целей — особые условия позволяют изменять подвижность носителей заряда (и тока), преломление света и многое другое. Сюда относятся и системы с изменяемым фазовым состоянием, которые окажутся полезными в нейроморфных компьютерах, в которых воплощена логика и структура человеческого мозга, а также лягут в основу сверхчувствительных сенсоров нового поколения. 

 
 
 
Тагир Аушев
Пресс-служба компании «Интеррос» 

Подходы не останутся лишь в стенах лаборатории, ими смогут пользоваться в своих исследованиях все сотрудники Центра изучения мозга и сознания. Задача очень амбициозная и требует привлечения специалистов самых разных направлений: от физики и математики до биологии и психологии. Это понимает и руководитель центра Тагир Аушев — российский ученый, работающий в области фундаментальной физики, а именно физики элементарных частиц.

«Мое личное убеждение, что самые большие прорывы в XXI веке будут сделаны именно в области изучения мозга и сознания, — считает Аушев, профессор и член-корреспондент РАН. — Для реализации в этом направлении и был основан наш Центр. Это долгосрочная программа, и в лаборатории Новоселова будет создаваться инструментарий для изучения мозга: сначала сенсоры для снятия сигналов и интерфейсы, а позже и нейроморфные компьютеры. Очень важно, что это все финансируется на частные деньги, они дают большую свободу и возможность большей концентрации на сутевых вещах, а не формальных. Мы занимаемся фундаментальной наукой, которая будет давать результаты уже следующим поколениям. Прекрасно, что бизнесмены начинают об этом задумываться, по крайней мере, самые прогрессивные из них». ​

 
 
 
Владимир Потанин
Пресс-служба компании «Интеррос» 

Таким предпринимателем стал Владимир Потанин, богатейший человек России по версии Forbes и основатель одного из первых в стране частных благотворительных фондов. Лаборатории Новоселова он выделил из личных средств 500 миллионов рублей — эта сумма покроет нужды подразделения на ближайшие пять лет.

«Мы живем в эпоху искусственного интеллекта, появления новых, совершенно фантастических материалов и технологий, и очень важно, чтобы в этом стратегическом направлении науки Россия оставалась в первых рядах. Тем самым мы создаем важный задел на будущее для нашей страны и россиян. Будущие поколения смогут воплотить полученные новые знания в технологии для реальной экономики», — считает бизнесмен. ​

Источники

Константин Новоселов создает лабораторию "умных" материалов в МФТИ
Коммерсантъ. Новости информ. центра, 10/02/2021
"Мы создаем важный задел на будущее для нашей страны и россиян"
Нейроновости (neuronovosti.ru), 10/02/2021
Потанин вложил 500 млн рублей в создание лаборатории "умных материалов" на базе МФТИ
ТАСС, 10/02/2021
Потанин инвестировал 500 млн руб. в лабораторию нобелевского лауреата
РБК (rbc.ru), 10/02/2021
Лаборатория "умных" материалов нобелевского лауреата Константина Новоселова получит 500 млн рублей
Вести ФМ, 10/02/2021
Владимир Потанин выделил 500 млн рублей для лаборатории "умных материалов" нобелевского лауреата Константина Новоселова
Телекомпания ТВ-21, 10/02/2021
"Мы создаем важный задел на будущее для нашей страны и россиян"
Индикатор (indicator.ru), 10/02/2021
Потанин выделил 500 млн рублей на исследования Нобелевского лауреата Новоселова
Новые Известия (newizv.ru), 10/02/2021

Похожие новости

  • 16/02/2021

    Ключевые результаты в сфере науки Алтайского края в 2020 году

    Научный комплекс Алтайского края сегодня представлен 4 научно-исследовательскими институтами, в числе которых 2 учреждения Сибирского отделения Российской академии наук и Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий.
    326
  • 22/12/2020

    Сибирские ученые расширят знания о магнитном резонансе

    ​Международный томографический центр СО РАН получил мегагрант на изучение ядерной спиновой гиперполяризации в многократно переключаемых полях. Руководителем проекта, запланированного на три года, является крупнейший в мире специалист в области магнитного резонанса Джеффри Боденхаузен.
    311
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    1153
  • 15/02/2021

    Наука - великая поэзия...

    Великая поэзия нашего века — это наука с удивительным расцветом своих открытий, своим завоеванием материи, окрыляющая человека,чтоб удесятерить его деятельность. Э. Золя  День российской науки учрежден Указом Президента Российской Федерации от 7.
    193
  • 01/12/2020

    Годы научно-технического сотрудничества выведут отношения Китая и России на новый уровень

    Председатель КНР Си Цзиньпин и президент России Владимир Путин 26 августа 2020 года поздравили друг друга с открытием китайско-российских Годов научно-технического и инновационного сотрудничества. Научные и технологические коллективы двух стран используют эти годы, чтобы благодаря конкурсам, совместным исследованиям, занятиям в университетах и другим проектам вывести китайско-российские отношения на более высокий уровень.
    526
  • 09/02/2021

    В день российской науки красноярские ученые рассказали о важных итогах работы прошлого года

    В 1999 году был подписан указ Президента РФ о праздновании дня российской науки. Его отмечают 8-го февраля, в день создания Российской академии наук. Традиционно в этот день академические институты открывают свои двери для всех желающих, ученые рассказывают о результатах последних исследований.
    292
  • 15/02/2021

    Сдано в печать. Уникальные биоразлагаемые имплантаты изготовят на 3D-принтере

    Когда-то в деревнях пилили медный пятак и давали порошок травмированному человеку, чтобы кости у него быстрее срослись. С тех пор выяснилось, что «строительным материалом» для костей является не только и не столько медь.
    218
  • 03/03/2021

    Учёный НГУ создал нейросеть для газоанализатора, помогающего выявлять коронавирус

    Один из способов оперативной диагностики состояния организма разработан учеными Института автоматики и электрометрии СО РАН совместно с компанией ScientificCoin. С помощью созданного ими газоанализатора Healthmonitor можно с точностью до 85 % определить наличие в организме коронавирусной инфекции.
    222
  • 10/02/2021

    Учёные подвели научные итоги 2020 года и дали прогноз на 2021

    ​Российская академия наук и телеканал «Наука» подвели итоги серии экспертных интервью с российскими учёными. Эксперты рассказали о научных итогах 2020 года, а также о своих ожиданиях от 2021 года.
    242
  • 12/02/2021

    Эксперты выделили точки роста для сотрудничества РФ и КНР в инновациях

    ​Лидеры России и Китая приняли решение о проведении Годов российско-китайского научно-технического и инновационного сотрудничества в 2020-2021 годах. Церемония их открытия в прошлом году прошла в видеоформате, была подписана дорожная карта российско-китайского сотрудничества в области науки, технологий и инноваций на 2020-2025 годы.
    417