- «Мы не должны отдавать принятие ключевых решений машинам»
- «После 2022 года разработка отечественных катализаторов стало очень актуальной»
- «Если знать, как происходит химический процесс, то волшебство исчезает»
«Мы не должны отдавать принятие ключевых решений машинам»
- У нас, кстати, самый молодой институт, более 60 процентов специалистов в котором в возрасте до 39 лет, - сообщил Денис Шамилевич. - Башкирия стала одним из первых российских регионов, где начали развивать цифровую химию. В частности, этим направлением занимается наша лаборатория математической химии. Цифровая химия — это использование методов искусственного интеллекта и математического моделирования. Она позволяет узнавать и исследовать механизмы химических реакций, то есть понимать химию на молекулярном уровне. Визуально можно провести опыт в пробирке, но вы должны понять, как взаимодействуют молекулы. Цифровая химия также позволяет установить, как молекулы взаимодействуют с белками различных вирусов, в том числе коронавируса.
По словам г-на Сабирова, результаты таких исследований могут быть использованы в фармакологии — для создания новых лекарств. Сначала химики тестируют молекулу на каких-либо объектах. Они должны понять, как она взаимодействует с разными структурами в организме, как улучшить свойства лекарства, как добиться максимального эффекта. И для этого применяются методы математического моделирования и цифровая химия.
- Мы закладываем в систему данные, которые берутся из эксперимента, - объясняет доктор химических наук. - Кроме того, используются научные статьи, которые сейчас выкладываются в сеть. Алгоритмы анализируют тексты научных статей в помощь ученому — а это такой массив информации, который человеческий мозг не сможет обработать, даже если ему дать бесконечное количество времени. Но благодаря искусственному интеллекту это возможно. Алгоритмам можно доверить создание формулы сложного органического соединения. Эту задачу может выполнить и команда химиков, но гораздо лучше, если они будут заниматься более творческими проектами.
Денис Сабиров напоминает, что сейчас идет очень много дебатов о том, смогут ли компьютеры заменить человека.
- Проблема носит даже философский и социальный характер, - отмечает он. - И уже есть профессии, в которых человек и искусственный интеллект работают вместе. Но ученых компьютеры точно не заменят. Искусственный интеллект выдает ответ, который все равно нуждается в человеческой обработке и доработке. Не секрет, что текстовая нейронная сеть деградирует и начинает выдавать чепуху, если она не взаимодействует с живым человеком, не ведет с ним постоянный диалог.
Химик считает, что сюжеты научно-фантастических романов, в которых искусственный интеллект уничтожает своего создателя, вряд ли когда-либо сбудутся.
- О законах робототехники первым написал фантаст Айзек Азимов, - говорит он. – Писатель считал, что первое правило – робот не должен причинять вреда человеку. Я думаю, что и сейчас применяется создание таких алгоритмов. Поэтому я думаю, что эта тема немножко ангажирована. Все в наших руках, мы не должны отдавать принятие ключевых решений машинам.
«После 2022 года разработка отечественных катализаторов стало очень актуальной»
Денис Сабиров напоминает, что задачи цифровой химии — анализ структуры молекул, химической информации и сложных механизмов реакций.
- Как раз в Башкирии разрабатываются такие алгоритмы, индексы, которые позволяют понять, как реагируют вещества, как изменяются молекулы, как связаны структуры, - объясняет он. - Цифровая химия — это междисциплинарная область, работая в которой желательно иметь знания в программировании, математике и химии. В нашем институте завершается концептуальный проект «Цифровая органическая химия», который был поддержан российским научным фондом и министерством науки и образования РБ.
По словам доктора химических наук, «в команде проекта, помимо химиков, математиков и программистов, заняты и другие ученые».
- Все они работают над решением комплексной проблемы, - поясняет он. — Это позволит получить стране технологический суверенитет.
Г-н Сабиров напоминает, что в Уфе занимаются не только разработками в области цифровой химии.
- У нас развивается такое направление, как создание катализаторов для промышленной химии, - говорит он. - Тема о том, что у нас нет отечественных катализаторов, звучала всегда, и ее градус после событий 2022 года постепенно нарастает. В решении проблемы заинтересовано не только государство, к нам приходят запросы из промышленности уже не просто что-то проанализировать, а доработать технологию, создать новую. Заготовки и ответы на эти запросы у нас есть.
Денис Шамилевич объясняет, что бизнесу всегда нужны быстрые решения, которых в науке и в промышленности не бывает.
- Для создания новой технологии нужен фундаментальный задел, - поясняет он. - К счастью, у института он есть. Институт как отраслевой создавался еще в Советском Союзе, а затем перешел в Российскую академию наук. Сейчас мы — в Уфимском научном центре, и эти компетенции не потерялись, у нас есть то, что можно быстро доработать: допустим, производство дизельного топлива, арктического топлива. Наш институт разрабатывает катализаторы для получения такого топлива, которое не замерзает при очень низких температурах.
До сих пор в России такое топливо производилось с использованием французских катализаторов, и они были закуплены с запасом. Но все же через три года запасы будут исчерпаны — тогда отечественные разработки будут очень кстати.
- Мы все еще ведем разработки с итальянскими, индийскими, китайскими научными группами, так что коллективный Запад — неоднородный, - говорит ученый. - Там, где не замешан бизнес или технологии, наука по большей части вне политики.
Наука в Башкирии, отмечает он, изначально формировалась из химии и геологии, потому что нужно было использовать недра региона наиболее рационально. Но постепенно из этих фундаментальных направлений выкристаллизовывались прикладные. Развитие науки в регионе ускорила эвакуация научных учреждений из западных регионов Советского Союза во время Великой Отечественной войны.
- Многие ученые остались здесь и своими наработками создавали вокруг себя новые фундаментальные научные школы, - рассказывает г-н Сабиров. - И в 90-е годы, когда интерес государства и бизнеса к науке был не столь высок, как сейчас, наука выживала за счет фундаментальных разработок. Развитие прикладной науки невозможно без фундаментального пласта: представьте себе кипящий котел, пусть это будет фундаментальная наука, идеи. Ты доводишь этот котел до кипения, идет пар — вот этот пар и есть прикладные разработки.
«Если знать, как происходит химический процесс, то волшебство исчезает»
По словам Дениса Сабирова, современная наука далека от обывательских представлений о «сумасшедшем химике с колбой в руках».
- Сейчас химик — это профессионал, который не только умеет работать с лабораторной посудой, - уверен Денис Шамилевич. - Мы приводим детей, студентов в наш приборный парк и показываем, насколько дорогое там оборудование: спектрометр ядерного магнитного резонанса, где молекулы приводятся в возбужденное состояние. Это настолько сложное оборудование, что требует специального дополнительного обучения. И детям нравятся высокотехнологичные процессы. Мне кажется, химия выгодно отличается от физики, математики и, может быть, даже от биологии тем, что предоставляет все возможности. Если ты хорошо работаешь руками, ты можешь найти себя в работе с колбами. А есть направления, которые связаны с искусственным интеллектом. Есть фотохимия, когда реакции происходят под воздействием света. И обратная химия — когда вещества заставляют генерировать свечение во время химических реакций.
Г-н Сабиров сообщил, что сегодня в институте химии работают над проектом, связанным с агропоникой, который решает задачу по выращиванию растений в регионах, где недостаточно солнечного освещения, в той же Арктике.
- В России холодных регионов хватает, - констатирует он. - Решение такое: вы обрабатываете растения специальным составом — он простой и безвредный — который позволяет собирать свет при недостаточной освещенности, потому что спектр поглощения становится шире. Но здесь есть нюансы: для культур, которые употребляются в пищу, этот способ все-таки не подойдет. Но для общего озеленения — да. Это звучит как чудо, но на самом деле никакого чуда нет. Если объяснить, как происходит химический процесс, то ощущение волшебства исчезает.
По мнению Дениса Сабирова, многие из разработок фундаментальной науки в будущем могут найти прикладное применение, но на это потребуется время.
- Бизнес при решении задачи мыслит менее долгосрочными перспективами, чем ученые, - пояснят он. - У ученых кругозор шире, они знают, что происходит в Великобритании, Франции, США, Китае, Индии, и часто предлагают инновационные способы решения каких-то проблем. У нас в стране занимаются крекингом нефтепродуктов — это когда вы при высоких температурах заставляете большие молекулы нефти превращаться в маленькие. Есть низкотемпературный крекинг — я думаю, может быть, мы займемся этим.
Сегодня в институте также разрабатываются технологии доставки в опухолевую клетку препаратов с изотопами. Чтобы радионуклиды не распадались, их помещают в специальный нанотранспорт. Существует технология использования ультразвука для активации реакции — таким образом получается снизить вред окружающей среде.
- Запрос на это появился у экологов, которые сказали, что использовать органические растворители в промышленных масштабах неэкологично и предложили переходить к водным средам, - поведал доктор химических наук. - А органику очень сложно растворить в воде — и ультразвук поначалу начал использоваться для того, чтобы разбить и распределить в водной среде органические молекулы. Потом ученые подумали: а почему бы не использовать его для растворения одних веществ в других? Примерно так все происходило.
Еще одна разработка — защита деревьев от непарного шелкопряда, который причиняет существенный вред лесам Башкирии. Уфимские химики создают ловушки для вредителей. Необходимо выделить действующее вещество, определить структуру и по возможности синтезировать его в промышленных масштабах. Те же ученые разрабатывают вещества для регуляции различных биологических процессов у пчел.
- Химия — вот она, мы ее можем потрогать, - призывает Денис Сабиров. - Мы ее едим, она на нас надета. В магазине смотрим, какой основной ингредиент, интересуемся, что это такое. В обществе есть фобия всяких добавок. Я думаю, что не нужно бояться этих вещей, просто все должно быть в меру.
Химики, по его словам, знают, что используемые в добавках вещества не представляют опасности, и относятся к ним спокойно. К тому же большинству людей нравятся продукты с усилителями вкуса.
- В аграрном университете проходили фокус-группы, когда студентам и преподавателям давали вслепую попробовать различные продукты, полностью натуральные и с добавками, - вспоминает химик. - И выяснилось, что произвести полностью натуральный продукт не только очень дорого, почти нерентабельно, так еще и фокус-группы предпочитают продукты с усилителями вкуса.
Сейчас ученые активно работают над популяризацией науки в обществе. Так, в Уфе прошел всероссийский фестиваль науки NAUKA 0+, организатором которого выступила Академия наук РБ.
- Мне было отрадно видеть, что на этот фестиваль пришли с родителями школьники пятого-шестого класса, которые еще не проходят физику, биологию и химию, - вспоминает Денис Сабиров. - То есть родители берут на себя ответственность за выстраивание дальнейшей карьеры ребенка, смотрят, что ему интересно. И мы им показываем, что жизнь ученого — это не колбы, пробирки и вечно грязный прожженный халат, а, в том числе, и очень высокотехнологичное оборудование.