Семь перспективных российских изобретений 2020 года

Медицина и фармацевтика традиционно самые активные сферы с точки зрения патентной активности. Только по фармацевтическим разработкам в прошлом году изобретатели подали 1575 заявок — на 22% больше, чем в 2019-м. «На протяжении многих лет в фармацевтике наблюдался рост числа заявок. Это общественно значимое и финансово привлекательное для инвесторов и разработчиков направление», — отмечает Татьяна Эриванцева, заместитель директора Федерального института промышленной собственности (ФИПС).

В 2020-м активность дополнительно подогрел COVID-19. Часть разработок, на которые подавались заявки, — это лекарства для лечения коронавируса. При этом число заявок выросло со стороны как российских, так и иностранных разработчиков. Соотношение отечественных и зарубежных заявителей составляет примерно 50/50.

По направлению «Беспилотные летательные аппараты» количество заявок в 2020 году увеличилось на 12,8%. Хотя их использование пока ограничено, потенциальный эффект от применения дронов в России составляет более $1 млрд, подсчитали в компании EY. Рост интереса к беспилотникам аналитики также связывают с пандемией. Дроны использовали для контроля масочного режима и соблюдения дистанции, обеззараживания поверхностей и экстренных доставок. На фоне карантина американский регулятор (FAA) стал выдавать экстренные разрешения на полеты за пределами прямой видимости. Таким образом ведомство пошло навстречу нефтяным компаниям, которые столкнулись с дефицитом сотрудников для инспекции трубопроводов.

С помощью беспилотников можно решать множество различных задач — от контроля территорий до доставки пиццы. Зачастую для каждой такой задачи требуется собственное техническое решение. Поэтому сейчас так много заявок на беспилотники.

Еще по двум направлениям — ИТ и космические технологии — количество заявок растет во многом благодаря господдержке. «В настоящее время реализуется масштабное субсидирование сферы информационных технологий. В России компании и организации массово переходят на отечественный софт», — объясняет Эриванцева. В прошлом году максимальный рост также отмечен по одному из самых перспективных ИТ-сегментов — по суперкомпьютерам. Здесь количество заявок увеличилось на 51,7% по отношению к уровню 2019-го. Тем временем космические технологии показали рост на 17,2%.

Экономика инноваций Пять факторов успеха инноваций и роль в них государства

Причем, если по фармацевтике российские и иностранные заявители показывали примерно одинаковую активность, то по последним трем направлениям прирост обеспечили именно отечественные изобретатели. По мнению Эриванцевой, это свидетельствует об интересе государства и бизнеса к этим сферам.

Топ-7 изобретений 2020 года по версии Роспатента

Фармацевтика

Сердечно-сосудистые заболевания, в том числе нарушение сердечного ритма, остаются главной причиной смертности в России и многих других странах. К примеру, у пациентов с инфарктом миокарда аритмия и фибрилляция желудочков регистрируются в 94% случаев. Как правило, именно они служат причиной летального исхода.

В целом нарушения сердечного ритма выявляют у каждого третьего пациента кардиологических клиник. Причем нередко эту патологию находят у тех, кто вообще не жаловался на проблемы с сердцем.

Лечить такие заболевания уже научились с помощью хирургических методов и установки электрокардиостимуляторов. Но фармацевтические средства все же остаются основным методом профилактики и терапии. В то же время большинство известных сегодня лекарств имеют целый ряд побочных эффектов. Поэтому бывает сложно подобрать для пациента подходящее безопасное средство.

Чтобы решить эту проблему, медики синтезировали новые карбоксамидные соединения. Они обладают, с одной стороны, высокой антиаритмической активностью, с другой — низкой токсичностью. На основе новой химической формулы можно создавать и производить современные лекарства от аритмии без серьезного побочного действия.

Во время пандемии медикам нужно было оперативно создавать препараты против COVID-19. Один из методов такого быстрого реагирования — перепрофилирование существующих лекарств, которые использовали для лечения других вирусов.

Основой антиковидного средства стал японский препарат фавипиравир. Он разработан для лечения гриппа, но воздействует и на некоторые другие РНК-содержащие вирусы. К этой категории вирусов относится и SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19.

Ученые из России дополнили японский препарат вспомогательными компонентами, чтобы усилить его активность против коронавируса. Они также особым образом измельчили исходное вещество, чтобы оно быстрее попадало в кровь из таблеток.

Индустрия 4.0 ВШЭ подсчитала число патентов на лекарства от коронавируса с 2010 года

В результате удалось создать первый в мире препарат против коронавируса. По словам разработчиков, он блокирует механизмы размножения SARS-CoV-2. Это позволяет облегчить симптомы болезни и сократить срок лечения вдвое по сравнению со стандартной терапией.

Сначала препарат начали использовать для пациентов стационаров. А в ноябре 2020-го Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ) объявил, что препарат доступен и для амбулаторного лечения по назначению врача. Тогда же фонд заявил о планах вместе с компанией «ХимРар» удвоить производство до 200 тыс. упаковок в месяц.

Несмотря на критику фавипиравира в прессе, сейчас новый препарат поставляют во все регионы России и 15 стран мира.

Беспилотники

По данным «Лиза Алерт», ежегодно в российских лесах теряются тысячи человек, сотни из них находят погибшими или не находят совсем. При этом поисковым отрядам работать в лесу сложнее, чем на других ландшафтах: видимость очень ограничена, и для прочесывания территории требуется много людей.

Но искать пропавших можно и с помощью дронов. Такую разработку представила компания «Альбатрос», которая выпускает беспилотники для различных целей — мониторинга объектов, видеонаблюдения и аэрофотосъемки.

Специалисты адаптировали свой беспилотный самолет «Альбатрос L5» для поиска пропавших людей с воздуха. Он может непрерывно находиться в полете до 4,5 часа, а на разворачивание комплекса требуется всего десять минут.

В дополнение к стандартной фотокамере для съемки с воздуха беспилотник оснастили бортовым миникомпьютером, рассказывает руководитель разработки Алексей Флоров. Размещенный на дроне компьютер обрабатывает снимки с помощью нейросети, которая ищет людей на сделанных фотографиях. Она способна распознать целевые объекты в кадре вне зависимости от времени суток, погодных условий и окружения. Радиус действия дрона составляет до 30 км.

Если на снимках есть признаки пропавших, беспилотник сразу передает на наземную станцию фото с координатами. Как только наличие объекта на снимке подтверждается, оператор может отправить дрон для более подробной съемки района. Одновременно координаты передают спасательным отрядам, чтобы они могли сократить зону поиска и выдвинуться в заданное место.

В расширенной версии воздушный поисковый комплекс имеет громкоговоритель и позволяет сообщить потерявшемуся человеку, что помощь уже идет. Для получения обратной связи комплекс оснащен высокочувствительным микрофоном.

Применять беспилотники для доставки биоматериала начали несколько лет назад. Но зачастую медикам приходилось использовать не предназначенные для этого дроны. Например, больницы в швейцарском Лугано перевозили пробирки с анализами на почтовых квадрокоптерах.

При этом сами контейнеры для биоматериала, как правило, не приспособлены для беспилотных перевозок. Чтобы использовать их на дронах, требуется дополнительное оборудование.

Российские разработчики сделали медицинский контейнер в виде обтекаемого цилиндра и соединили его с винтовым дроном. Для пробирок с биоматериалом предусмотрели надежные крепления.

Если целостность пробирок нарушается во время перевозки, биоматериал вытекает в нижнюю часть контейнера. Туда же сразу подается обеззараживающая жидкость. Это позволяет обезвредить содержимое пробирок и избежать рисков в случае, если биоматериал заражен — например, инфекциями или бактериями.

ИТ / вычислительная техника

Для защиты охраняемых территорий от проникновения разработано множество ИТ-систем. Но на рынке не хватает решений, которые помогали бы быстро оценить уровень защищенности и риски для отдельных участков. Результаты расчетов в существующих системах обычно громоздки и недостаточно наглядны, поэтому не позволяют службам безопасности оперативно и точно реагировать на угрозу.

В производственном объединении «Старт» создали решение, которое разделяет весь охраняемый периметр на отдельные участки. Для каждого из них определяется степень угрозы проникновения. Результаты отражаются в виде номограммы с интуитивно понятными цветами — красным, зеленым, желтым и их промежуточными оттенками.

Периодически система проводит контроль уровня защищенности с помощью обобщенной компьютерной модели. Если уровень рисков того или иного участка меняется, она формирует новую актуальную номограмму и обновляет картинку.

В биометрические паспорта, которые в России начали выдавать в середине 2000-х, встроен специальный чип для хранения данных. Именно в нем содержится информация об отпечатках пальцев и сетчатке глаз. Похожее решение иногда используется в пропускных системах на режимных объектах: в пропуск встраивают чип с дополнительными данными о человеке.

Индустрия 4.0 Биометрия в банках: что это, зачем и к чему приведет

Но оказалось, можно обойтись без чипов. Изобретатели из ИТМО придумали, как поместить биометрическую информацию прямо в фотографию. Для этого фото раскладывают на цветовые слои, а в полутоновые элементы изображения встраивают QR-коды с данными о биометрии.

При этом сама информация остается защищенной. На фотографии QR-код нельзя заметить невооруженным глазом. А чтобы ее считать, нужно знать, по каким правилам генерировали коды.

Решение можно использовать в идентификационных и пропускных системах, в том числе на границе.

Космос

На околоземной орбите находятся несколько тысяч спутников. Но гарантировать их стабильную и долгую работу сложно. Естественная и техногенная космические среды создают риски для роботизированных и пилотируемых миссий.

Основные угрозы в околоземном пространстве — это космическая радиация и космический мусор. В верхних слоях атмосферы риски также связаны с природными электромагнитными явлениями.

МГУ уже десять лет запускает собственные спутники, которые служат космической лабораторией для студентов и исследователей университета. Так, с помощью спутника «Ломоносов» ученые исследовали экстремальные явления в атмосфере Земли, околоземном пространстве и дальнем космосе, в том числе радиационные пояса и гамма-всплески. Для этого на платформе спутника разместили специальное оборудование, включая прибор для определения рентгеновского и гамма-излучения.

Следующим этапом стал проект по созданию целой системы космических аппаратов, которые позволяют определять радиационную обстановку в режиме, близком к реальному времени. Размещать спутники планируется на двух круговых орбитах — на высоте 500–650 км и 1400–1500 км.

По словам ученых из МГУ, для создания системы можно использовать относительно бюджетные малые спутники формата CubeSat, а данные измерений обрабатывать на Земле.

Футурология Бизнес в космосе: предприниматели рассказали о трендах и будущем отрасли

Что дальше?

В 2021 году ФИПС ожидает роста патентной активности. Согласно нацпроекту «Наука», к 2024-му Россия должна занять пятое место в мире по количеству патентов, напоминает замдиректора института Татьяна Эриванцева. Пока мы находимся на восьмом месте, но все больше разработчиков задумываются об охране результатов интеллектуальной собственности.

«Изобретатели понимают, что патент — это не то, что висит в кабинете в красивой рамочке, — объясняет Эриванцева. — Это нематериальный актив, который можно продать или «сдать в аренду» по лицензионному договору. Патент все чаще рассматривают как инструмент коммерциализации созданной разработки».

Она прогнозирует, что в 2021–2022 годах увеличится патентная активность в сфере биотехнологий: количество исследований в этом направлении постоянно растет. По данным Global Market Insights, к 2025 году мировой рынок биотехнологий достигнет $775 млрд, прибавляя почти по 10% ежегодно.

При этом фармацевтика останется на лидирующих позициях, предполагает эксперт. А медицинские изобретения все теснее будут связаны с информационными технологиями.

«Например, искусственный интеллект способен за короткое время обработать огромный массив информации и с высокой степенью достоверности выдать заключение о предполагаемом диагнозе. Одновременно ИИ используется для создания лекарственных препаратов и решения задач, которые позволят повысить качество лечения и медобслуживания», — говорит замдиректора ФИПС.

Количество патентных заявок по ИТ и космическим технологиям, как ожидается, продолжит расти благодаря господдержке и инвестициям. В свою очередь, направление беспилотников будет развиваться в рамках прикладных задач. Разнообразие аппаратов позволит решать такие задачи в условиях, которые были недоступны для устройств под непосредственным управлением человека, заключает Эриванцева.