Ваксина срещу тумор, рентген за атоми и как да се спрат наркокартелите – научните пробиви на 2024 г.
Falling Walls: иновации от цял свят събарят бариерите в науката в Берлин
Повече от 1000 предложения от 100 страни! Толкова са получили организаторите от Falling Walls – “Падащи стени”, тази година за конкурса “Научен пробив на годината”. (Как падат стените в науката - виж долу.)
Ваксината срещу мозъчен тумор на Майкъл Платен е избрана за “Научен пробив на годината” в областта на науките за живота и дава нова надежда за лечение на една от най-смъртоносните форми на мозъчни тумори - глиом. Според Платен имунната система на засегнатите индивиди може да бъде мобилизирана с помощта на иновативна ваксина, чрез която имунната защита на тялото се насочва към променените протеини, които стимулират растежа на тумора. “Вдъхновението ми идва от пациентите, които се борят с тази опустошителна болест всеки ден”, казва Платен, който работи в Германския център за изследване на рака (DKFZ) в Хайделберг.
Клиничните изпитания вече са потвърдили, че идеята му за активиране на имунната система срещу туморни клетки с помощта на ваксини работи
Това, което прави откритието на Платен забележително, е прецизността, с която имунната система може да атакува раковите клетки, след като бъде активирана от иновативните ваксини. Платен открива малки разлики между нормалните протеини и тези, чийто генетичен код носи мутации, причиняващи рак.
Като използват усъвършенствани инструменти за биоинформатика и молекулярна биология, Платен и екипът му разработват клетъчни имунотерапии, които потенциално биха могли да се използват не само срещу мозъчни тумори, но и срещу други видове рак. Идеята е, че мутациите присъстват във всички туморни клетки на пациента, което е решаващо за ефективността на ваксините.
Друго постижение, което ще бъде обявено за “Пробив на годината 2024” от Falling Walls, е в областта на физиката. Сау Уай Хла от университета в Охайо и Националната лаборатория в Аргон, САЩ, успява да постигне нещо, което доскоро изглеждаше немислимо. “От откриването на рентгеновите лъчи преди почти 130 години учените са мечтали да ги използват за изследване на отделни атоми”, казва Хла. Досега това е било възможно само за големи групи атоми - 10 000 или повече. Хла и неговият екип успешно откриват рентгеновия сигнал на един атом. Те постигат това с помощта на техника, наречена рентгенова сканираща тунелна микроскопия (SX-STM). При този метод рентгеновият лъч активира електроните на атома, което позволява да се идентифицира атомът и да определи химичното му състояние. “Нашият пробив е революция в рентгеновата спектроскопия”, казва Хла. Това може да доведе до по-прецизни диагностични инструменти, а при полупроводниците може да стимулира развитието на нови материали, по-ефективни технологии за енергийна ефективност, за скоростта и производителността на компоненти като транзистори и чипове.
Не по-маловажен е пробивът, обявен в областта на инженеринга и технологиите. Гуяхуа Ю от Тексаския университет в Остин, САЩ, разработва иноваторски технологии за пречистване на вода със слънчева енергия. Тези системи позволяват ефективно и рентабилно производство на чиста вода от източници като атмосферна влажност, морска вода и отпадъчни води. Изследванията на Ю имат потенциала да облекчат глобалния недостиг на вода и да насърчат устойчивото управление на ресурсите.
Технологията на Ю е насочена към разработването на хидрогелове,
които могат да абсорбират, съхраняват и освобождават големи количества вода с минимална енергия, без да се разтварят. Благодарение на своите уникални химически свойства тези хидрогелове ефективно абсорбират влагата от околния въздух и я освобождават, когато е необходимо. В захранваните със слънчева енергия системи за събиране на вода на Ю тези хидрогелове се използват за извличане на вода от атмосферата: те абсорбират влагата от въздуха и я освобождават чрез нагряване със слънчева енергия. След това водата може да се събира и използва. “Събирането на вода със слънчева енергия предлага новаторски начин за използване на огромните запаси от влага в атмосферата”, казва Ю. Този резерв е около 13 трилиона тона вода. Високоефективните материали, които Ю предлага, работят по екологичен и устойчив начин и според него са много по-ефективни от традиционните хигроскопични материали като зеолити или силициев диоксид.
Друго ключово изследване на Ю и екипа му е вързано с изпарението на морска или отпадна вода, която се активира от слънцето. Хидрогеловете, предложени от учения, абсорбират водата, докато солта и примесите остават на повърхността. Ю вече си сътрудничи с международни организации и учени за справяне с глобалната водна криза. Неговите технологии биха могли да бъдат животоспасяващи, особено в райони с недостиг на вода или райони на бедствия.
“Научен пробив на годината” в областта на социалните и хуманитарните науки за 2024 г. ще отиде при Рафаел Прието-Кюриел от Complexity Science Hub във Виена, Австрия, за
новаторската му работа върху динамиката на наркокартелите в Латинска Америка
Той използва публично достъпни данни за убийства, изчезвания и арести в Мексико за период от 10 г. и моделира взаимодействията между съперничещи си картели, за да разкрие тяхната сложна структура и вътрешна динамика. Неговите математически модели разкриват, че картелите продължават да растат въпреки значителните загуби от арести и насилие между членовете, защото могат да продължат да набират нови членове. Прието-Куриел изчислява, че картелите в Мексико наемат около 175 000 души, което ги прави петият най-голям работодател в страната.
Използвайки система от така наречените свързани диференциални уравнения, Прието-Куриел анализира динамиката между набирането на нови хора, лишаването от свобода и насилието сред други. Резултатите му показват, че удвояването на броя на арестите не води до пропорционално намаляване на насилието сред членовете на картела. Изследователят допуска, че справянето с набиране на нови членове може да намали картелите и свързаното с тях насилие много по-ефективно. Тоест предотвратяването на набиране на нови членове би могло да бъде по-обещаващо от правоприлагането, а фокусирането върху социални програми може да бъде по-ефективно, отколкото само правоприлагането. Според журито това изследване предоставя модел, който може да се приложи за борба с други форми на организирана престъпност, като например екстремистки групи в Африка.
Любопитно е, че Прието-Куриел започва кариерата си в в полицейското управление в Мексико Сити, където разработва модели за прогнозиране на престъпността. Днес той ръководи изследователски групи по миграция и престъпност и консултира големи международни организации като ОИСР и Световната банка по въпроси, свързани с престъпността и насилието.
Научният пробив в областта на изкуството и науката е на Тианге Уанг и Ай Янг Хуанг, основатели на VLab в Кеймбридж, САЩ, които създават мултисензорни преживявания от климатични данни. Техният проект DataWagashi използва вкус, мирис и докосване, за да направи сложната информация за околната среда по-достъпна, по-разбираема и по-ангажираща за публиката.
Пробивът на годината в областта на женското здраве е на Инге Катрин Херман от ETH Цюрих и Цюрихския университет. Тя разработва медицински технологии, насочени към здравословни проблеми на жените като ендометриоза и гинекологични ракови заболявания. Нейната програма W-HEALTH предоставя достъпни решения за здравни предизвикателства, които засягат жените в световен мащаб.
Как в Берлин падат стените в науката
Спиращи дъха пионерски изследвания, иновативни идеи, техлидери, научни стратези и мислители от бъдещето, революционни презентации, решения, които рушат бариери и отварят врати към хайтех прогрес, провокиращи интерактивни дискусии, които чертаят бъдещето на науката и движат глобалния прогрес. Falling Walls се провежда в германската столица всяка година от 2009 г. насам точно преди годишнината от падането на Берлинската стена през 1989 г.
Едни от най-амбициозните умове от цял свят се събират в Берлин, за да обявят кои са следващите стени за събаряне и какъв е техният личен пробив. В този инкубатор на международната иновационна система лидерите в академичния свят, бизнеса и публичния сектор говорят по всякакви теми. Как ще нахраним света през 2050 г.? Каква ще е енергията на бъдещето? Докъде може да стигне изкуственият интелект? Какви са последните иновации в медицината?
Срещата, която събира впечатляващ брой участници – поне 1000 на живо и около 15 000 – пред компютрте по цял свят, е нещо като прочутите разговори TED, нещо като Хайдпарк, нещо като хъб, но за наука, от наука, с наука и към наука.
Но това не е всичко. Събитието е предшествано от Вerlin science week - Седмица на науката в Берлин – 300 събития, пръснати на 120 места из германската столица, на които около 700 лектори с новаторски идеи се борят за интереса на публиката.
Какво точно се случва зад тайнствените стени на “Падащи стени”?
Срещата е набор от различни формати.
Сред най-интересните са така наречените pitches – платформи за споделяне на идеи. Те са разделени в 3 потока в завсимост от същността си.
Falling Walls Lab например е състезание за представяне на гениални хрумвания на студенти, млади изследователи и учени в началото на кариерата. Всеки участник има 3 минути да представи идеята си и да впечатли публика и жури. За да стигнат дотук, изгряващите таланти са извървели дълъг път. Те са подбрани от международна мрежа със същото име, която има 78 хъба в 63 страни по света. За съжаление, България все още не се е включила, а най-близкият хъб е в Албания.
Как работи мрежата?
Реномирани академични институции от цял свят стават домакини от март до септември всяка година на локални събития, в които млади учени - пак само за 3 минути, представят пред жури и връстници свои идеи за решения на предизвикателни проблеми – как да разбият стените на фалшивите новини, да спрат петролните разливи и вечните химикали, как да се произвежда и съхранява зелен водород, и т.н. Местното жури подбира най-иновативните умове в своя регион и ги изпраща на глобалния финал в Берлин. Казаното се оценява по това доколко е новаторско, какво е потенциалното му въздействие, колко подходяща е идеята за прилагане в конкретната дисциплина, колко убедително я представя кандидатът.
На глобалния финал националните победители на “Падащи стени” представят своите идеи пред международно жури водещи експерти, светила на науката, бизнеса и правенето на политики и се състезават за званието “Научен пробив на годината” в категорията “Нови таланти”. Тази година битката е била между повече от 1000 предложения от 52 страни. А жури обявява своя победител в т. нар. Ден на пробив - Breakthrough Day, който винаги е на 9 ноември – деня на падането на Берлинската стена през 1989 г.
Пробивът на годината в тази категория през 2023 г. бе на Джоузеф Бедард, канадски учен, наскоро завършил докторска степен в университета “Далхаузи”, който впечатли журито с революционните си изследвания за алтернативните пластмаси. (За пробива на Бедард – виж надолу.) Второто място отиде при Язху Ю от Кеймбридж за пробив в справянето с деменцията, а третото – при Ема-Ан Карлсен от Австралия за “разбиване на стената” на съпротивата при терапия на рак.
Вдъхновяващите идеи обаче далеч не са достатъчни във времената, в които живеем. От Falling Walls вярват, че в науката има сериозен предприемачески потенциал. Затова са създали и друг формат - Falling Walls Venture. Това е
мястото, където науката среща бизнеса
Цяла година университети и изследователски институти от цял свят са поканени да номинират стартъпи, базирани на научни изследвания.
Биотехнологии, данни и изкуствен интелект, чисти технологии, нови материали, инженерство, здравеопазване, храни и селско стопанство са част от областите, в които се търсят млади компании. Единственото условие е да не са сновани преди повече от 5 години и да са създали обещаващи бизнес модели.
Жури избира 25-има финалисти, разделени в 3 клъстера - Устойчивост, Инженеринг на бъдещето и Здравни решения. Те представят работата си пред международни експерти, инвеститори и лидери в корпоративните иновации. Жури избира по един победител във всеки клъстер, а от тях – един, който получава приза “Научен пробив на годината” в категория “Научни стартъпи”. И този победител представя своята бизнес стратегия на главната сцена на Falling Walls на исторческата дата, на която падна Берлинската стена – 9 ноември. Оттук нататък и победителят, и конкурентите му могат да разширят мрежата си към потенциални инвеститори и бизнес партньори.
Тази година 25-те най-добри стартиращи научни компании, които се представят на Falling Walls, са избрани от 124 кандидатури от 36 държави. Техните фирми са разработили решения в сферите на биотехнологиите, енергетиката и чистите технологии, храните и селското стопанство, медицинските технологии, новите материали, квантовите технологии, мобилността и транспорта. Базирано на ДНК съхранение на данни, разработка на нови лекарства с помощта на изкуствен интелект, микророботизирани устройства, които могат да бъдат вмъкнати в кръвоносни съдове, устойчиво извличане на литий, ускорители на частици с размер на стая, лечения за понастоящем нелечими форми на рак, иновативни подходи за директно улавяне на въздух, машини, които имат обоняние, са само част от темите, по които са работили стартиращи научни компании.
Falling Walls Engage пък е глобална платформа за научно ангажиране, която насърчава преодоляването на пропастта между науката и обществото. Създателите на формата вярват, че доверието в науката може да помогне за промени в политиките, а това да доведе до обществено благополучие. Иначе казано - ако хората, които не се занимават с наука, вземат решения, основани на наука, това може да реши много всекидневни проблеми.
В тази платформа говорят хора от цял свят, които са намерили ефективни, креативни и вдъхновяващи методи да демонстрират науката по привлекателен начин. Опазване на морето, STEM образование, медицински технологии, управление на околната среда, електронни отпадъци, театър, космически технологии, изменение на климата, глобално здраве са част от темите, които привличат интереса на иноваторите.
Тази година 20-те най-добри проекта в тази група са избрани от 130 кандидатури от 60 държави. За да стигнат дотук, кандидатите са представили своите идеи в един от 9-те Science Engage хъба по света - Аржентина, Австралия, Канада, Гърция, Япония, Кения, Мексико, Южна Африка и Швеция. За първи път, откакто съществува форматът, проектите на победителите се фокусират върху адаптиране към изменението на климата. В Берлин те ще представят иновативни идеи за коралови разсадници, мобилни здравни клиники, захранвани със слънчева енергия, биоремедиация, воден театър и разговори с международната космическа станция.
Във Falling Walls Engage възприемат всякакви формати за взаимодействие между наука и общество - от съвместни изследвания и публични разговори до различни форми на изкуство или забавни подходи с една единствена цел – науката да излезе от лабораториите и да отиде при хората.
Канадец измисля пластмаса без нефт
Победителят в миналогодишното издания на Falling Walls за изгряващи таланти Джоузеф Бедард се занимава с критичния въпрос за зависимостта на производството на пластмаса от нефтохимикалите. Чрез разработването на полимери, използващи азот и фосфор, иновативният подход на Бедард опитва да създаде по-екологични и функционални материали, в които не се изисква използването на изкопаеми горива в производството на пластмаси.
Спечелването на международния приз и участието в Falling Walls Science Summit оказа значително влияние върху бъдещите планове и възможности на младия мъж. С него по време на конференцията, а и впоследствие се свързват хора от различни страни. “Проучваме възможността да комерсиализираме нашите технологии и да стартираме компания”, разкри Бедард. Той признава, че подобно начинание е било немислимо за него само 6 месеца по-рано.