Открывая собрание, председатель Отделения академик Валерий Чарушин подвел краткие итоги насыщенного академического Года науки и технологий, знаменательного для региона еще и тем, что исполнилось ровно полвека Уральскому научному центру АН СССР — предшественнику УрО РАН, назвал его основные события. Среди них — научная сессия, посвященная юбилею пилотируемой космонавтики, международные семинары по глобальному изменению климата, онлайн собрание созданной в Екатеринбурге Ассоциации научно-технического сотрудничества России и Китая, совместные с московскими коллегами выездные заседания президиума УрО в резиденции губернатора Свердловской области, в Челябинске и Архангельске. Обо всем этом «Наука Урала» подробно рассказывала. Особо Валерий Николаевич остановился на государственных наградах, полученных учеными УрО в 2021 году, последняя из которых, премия Правительства РФ в области науки и техники сотрудников Института промышленной экологии М. Васяновича и А. Екидина, как и другие — свидетельство высокой оценки властью трудов уральских исследователей. Собрание приветствовали министр промышленности и науки Свердловской области Сергей Пересторонин, говоривший о мерах поддержки науки руководством региона, и председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Пармон, поделившийся опытом восстановления позиций СО как научной организации.

— Родококки — одна из доминирующих групп микроорганизмов на антропогенно нарушенных территориях. Их характерная особенность — способность использовать углеводороды как единственный источник углерода и энергии. Это высокоэффективные биодеструкторы чужеродных для живых организмов химических соединений — ксенобиотиков, которые постоянно поступают в окружающую среду и накапливаются в ней. Родококки в силу исключительной гибкости обмена веществ минимально зависят от внешней среды, могут существовать в экстремальных условиях и почти не имеют «конкурентов» в способности разлагать органические загрязнители — экополлютанты — до неорганических продуктов или низкомолекулярных органических фрагментов, способных участвовать в природных циклах углерода.

Явление вызвано распространением тектонических напряжений, создающих дополнительную нагрузку в литосфере. В отечественной сейсмологии его принято называть «деформационными волнами», а в зарубежной — «передачей возмущений». Дополнительные напряжения могут служить спусковым крючком (триггером) сейсмичности, особенно в сегментах разломов с высокой концентрацией упругих напряжений.

Участок литосферы становится сейсмически активным, затем возмущение перемещается, и сейсмичность начинает проявляться в другом районе. Источником деформационных волн являются толчки, создаваемые в рифтовых зонах — крупных тектонических разломах в земной коре, которые характерны для срединно-океанических хребтов, где происходит процесс раздвигания литосферных плит.

Эта работа — итог взаимодействия сотрудников двух научных подразделений УдмФИЦ УрО РАН: лингвистов Удмуртского института истории, языка и литературы и специалистов в области искусственного интеллекта лаборатории машинного обучения и обработки «больших» данных производственных киберсистем. Такой результат стал возможным благодаря созданному учеными УдмФИЦ УрО РАН в 2019 году Национальному корпусу удмуртского языка, позволяющему широко использовать удмуртский в компьютерных технологиях (распознавателях и синтезаторах речи, навигаторах, автоматических переводчиках и т.д.).

Синтезатор удмуртской речи разработан на основе глубокой нейронной сети Tacotron. Для обучения нейросети были задействованы мощные ресурсы вычислительного кластера Института математики и механики УрО РАН (Екатеринбург) и использованы специально подготовленные тексты, озвученные Светланой Пикулевой — профессиональной ведущей радио «Моя Удмуртия». Таким образом, удмуртская речь, сгенерированная синтезатором, воспроизводится сегодня голосом известной радиоведущей.

— Пока мы говорим только о первой версии синтезатора, — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории машинного обучения и обработки «больших» данных производственных киберсистем УдмФИЦ УрО РАН Григорий Григорьев. — Данная нейронная сеть проста и хорошо обучаема. Она выдает приемлемый результат, но, возможно, пока еще не такой совершенный и естественный. Например, по синтезированным нейронной сетью предложениям на удмуртском языке можно определить, что говорит не человек, а программа. В дальнейшем мы планируем использовать более совершенную нейронную сеть следующего поколения, которая сможет генерировать искусственный голос, неотличимый от голоса реального человека. В настоящее время ведется работа по интеграции обученной нейронной сети синтезатора удмуртской речи и сайта Национального корпуса удмуртского языка. Уже вскоре синтезатор должен появиться в открытом доступе.

На Донском горно-обогатительном комбинате, филиале АО ТНК «Казхром» в Хромтау воплощается в жизнь стратегически важный для Казахстана проект по разработке месторождения хромитов, составляющего треть мировых запасов хрома. При строительстве вертикальных шахтных стволов возникли опасные геомеханические процессы, которые препятствуют освоению уникального месторождения, залегающего в сложных горно-геологических условиях на больших глубинах. За помощью казахские коллеги обратились к уральским ученым, с которыми их связывает многолетнее сотрудничество.

Почти 40 лет специалисты Института горного дела УрО РАН проводят регулярный мониторинг напряженно-деформированного состояния крепей и вмещающего породного массива в процессе строительства и эксплуатации вертикальных стволов шахт. Лаборатория геомеханики подземных сооружений ИГД ведет комплексные исследования, направленные на прогноз геомеханической ситуации, изменяющейся в областях влияния очистных горных работ при подземной разработке хромитовых месторождений.

На этот раз командировка уральских ученых в Хромтау затянулась почти на месяц. Сотрудники института провели геомеханические исследования на шахтах Донского ГОКа, чтобы решить проблему устойчивости горных выработок Кемперсайских хромитовых месторождений. По мере усложнения горно-геологических и горнотехнических условий разрабатывались необходимые технические решения по совершенствованию процессов проходки и крепления выработок большого сечения, сопряжений и других ключевых участков объектов недропользования. Результаты исследований легли в основу разработки технологических схем проходки в тектонически напряженных низкопрочных массивах скальных горных пород на больших глубинах.

Дереворазрушающие грибы и лишайники служат сырьем для получения ХСК, которые могут использоваться в качестве источника пищевых волокон и энтеросорбентов, способных связывать токсические вещества в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Сегодня для выделения хитина из природного сырья традиционно применяется метод кислотно-щелочного гидролиза. Ученые Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН впервые применили метод сверхкритической флюидной экстракции (СКФЭ) для выделения ХСК из трутовых грибов вида Fomes fomentarius и лишайника вида Peltigera aphthosa. Этот метод позволяет также получать высококачественный экстракт, обогащенный полифенолами — антиоксидантными компонентами для создания биологически активных добавок.

В результате экстрагирования лекарственного сырья образуются жидкий экстракт и твердый кубовый остаток. Оба компонента обладают биологической активностью и могут иметь разные области применения (например, в биомедицине и ветеринарии). Экстракт обладает антиоксидантными, а кубовый остаток — энтеросорбционными свойствами. Хитинсодержащие комплексы абсолютно безвредны для человека и животных: они являются биологически разлагаемыми, биосовместимыми природными веществами. Не менее важно, что грибы и лишайники, предлагаемые архангельскими учеными в качестве сырья для получения ХСК, типичны для нашего региона и севера России в целом. Fomes fomentarius — один из самых распространенных дереворазрушающих грибов в Архангельской области, растущих на лиственных деревьях (преимущественно на березе и осине), а Peltigera aphthosa — наиболее быстрорастущий лишайник с высоким содержанием хитина.

В июле-августе экспедиция под руководством научного сотрудника отдела археологии Надежды Волокитиной провела раскопки археологического памятника Мартюшевская VIII в Троицко-Печорском районе. Эта стоянка, датируемая VI тысячелетием до н.э., обнаружена в 2013 году, и уже тогда подвергалась активному разрушению. Поэтому исследования 2021 года во многом носили характер спасательных работ и финансировались из средств Управления по охране объектов культурного наследия Республики Коми.

— Сегодня, — подчеркивает Н. Волокитина, — стоянка Мартюшевская VIII — единственный археологический памятник эпохи мезолита в Троицко-Печорском районе, обследованный на достаточно большой площади. Дальнейший анализ полученных данных позволит реконструировать новые факты из истории освоения верхней Печоры в древности. На территории стоянки выявлено, в частности, пятно размером 1 на 2,5 м, насыщенное углями и фрагментами костей животных. Собрана также представительная коллекция кремневых артефактов, в их числе — обушковый нож, выемчатые орудия, скребки, резцы, ретушированные пластины.

В Институте геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН подвели итоги нынешнего сезона полевых исследований, которые прошли в Княжпогостском, Сыктывдинском, Сысольском, Воркутинском, Усть-Цилемском, Усть-Вымском, Койгородском, Усть-Куломском, Троицко-Печорском, Печорском, Корткеросском, Интинском и Прилузском районах Республики Коми, а также в Ненецком и Ямало-Ненецком автономных округах.

На Приполярном Урале установлена стационарная сейсмическая станция локального и регионального уровней, оснащенная короткопериодными сейсмоприемниками СМ-3КВ и цифровым регистратором SDAS, — очередное звено сейсмической сети Республики Коми. Это позволит осуществлять мониторинг северных горнодобывающих районов. В Воркуте на основе результатов микросейсмического и вибрационного мониторинга определены потенциально опасные зоны для оползневых смещений в районе Шахтерской набережной и мостовой переправы через р. Воркута. Подтвердились аномально высокие значения объемной активности радона на Четдинской радоновой аномалии в зоне Вычегодско-Локчимского разлома. На территории Ненецкого автономного округа на поднятии Чернова в бассейне р. Сизимцелебейшор отслежены пористо-кавернозные интервалы — потенциальные коллекторы углеводородов.

Открыто местонахождение костных остатков позвоночных, в основном млекопитающих, позднего голоцена «Пижма-6» — грот высотой 2 метра, шириной 6 и длиной 3. Проведены раскопки на уже известном местонахождении Пижма-3, получен дополнительный материал, представленный костными остатками млекопитающих. Раскопки в покинутом гнезде пернатого хищника дали многочисленные сборы остатков мелких млекопитающих, а также птиц и других позвоночных, датируемых последними десятилетиями. Находка в отложениях кольца, которым в Великобритании была окольцована птица, ставшая добычей пернатого хищника, позволит с точностью до нескольких лет датировать отложения и оценить скорость осадконакопления в местонахождениях такого типа.

Доклад профессора Шийонг Сана из Юго-Западного университета науки и технологий Мяньяна был посвящен синтетическим минералам. Их создание — важная задача, решение которой способствует расширению спектра свойств природного минерального сырья и открывает новые возможности для развития современных технологий. Конкретно речь шла о разработке нанобиокатализаторов на основе алюмосиликатных минералов и соответствующих микрореакторов на основе микрокапсул с использованием глинистых минералов, графитоподобных и талькоподобных матриц в качестве строительных блоков.

В поликлинике Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН установлен новый цифровой рентгеновский аппарат взамен старого, служившего с 2004 г. У него более высокая разрешающая способность, он удобнее в работе, и лучевая нагрузка на пациента при его использовании меньше. Прибор приобретен в рамках программы обновления оборудования академической поликлиники, которую реализует ИВТЭ УрО РАН.