Nākotnes tehnoloģijas šodien: kā zinātnieki rūpējas par mūsu dzīves kvalitāti?
Zemūdene, ceļojums uz Mēnesi, helikopters – savulaik Žila Verna romānos lasāmas tiem laikiem fantastiskas idejas, kas laika gaitā īstenojušās. Autors ar savu futūristisko domāšanu spēja paredzēt daudzas tobrīd neticamas, taču šobrīd jau pilnīgi saprotamas lietas. Ar zinātni ir līdzīgi. Tas, ko mēs iztēlojamies kā zinātnisko fantastiku, kas varbūt kļūs par realitāti pēc gadu desmitiem, patiesībā jau ir šodiena un tiek pētīts un izstrādāts kādā laboratorijā vai zinātniekā institūtā.
Kas nosaka Tavas dzīves kvalitāti? Stipra veselība? Saticība ģimenē? Labs darbs? Ja šķiet, ka par savas dzīves kvalitāti rūpējies tikai Tu pats un Tev tuvie cilvēki, tad tā nebūt nav. Zinātnieki pasaulē, tai skaitā arī Latvijā, mums to pat nenojaušot, nepārtraukti strādā, lai veicinātu dzīves kvalitāti ikvienam no mums. Turklāt tik daudzās nozarēs, ka nezinātājam tas varētu šķist pat neticami un neiespējami.
Latvijas Zinātnes padome ik gadu administrē valsts pētījumu programmas, un ļoti bieži to īstenošana saistīta arī ar tādiem pētniecības virzieniem kā biomedicīna , fotonika, mikrofluīdika, robotika, sensori, lietu internets, viedie materiāli un enerģētika. Iespējams, daļa vārdu ir maz zināmi un šķiet kā no augšminētā autora grāmatām nākuši, lai neteiktu gluži sveši. Taču, neskatoties uz to, mēs ar to sniegtajām iespējām saskaramies teju ik dienu. Šajos virzienos veikto pētījumu rezultāti sniedz plašas iespējas tādās dzīves kvalitātei nozīmīgās jomās kā vide, veselība, drošība, sabiedriskā infrastruktūra, enerģētika, viedie materiāli, inženierzinātnes un, jā, pat kosmosa industrija.
Zinātnieku gadiem veiktie pētījumi rezultējušies ne vien akadēmiskos sasniegumos, bet arī reāli taustāmos rezultātos, piemēram, jaunās ārstniecības un diagnostikas metodēs, kā arī jaunu produktu un jaunu tehnoloģiju prototipos.
Valsts pētījumu programmas projekta “Fotonika un viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas” laikā no perspektīvām zinātnes idejām radīti jaunu tehnoloģiju un produktu prototipi vairāk kā 12 sabiedrības vajadzību risināšanai. Daži no šiem prototipiem ir cieši saistīti ar mūsu ikdienas dzīves vajadzībām. Piemēram, LU Cietvielu fizikas institūts, Latvijas Universitāte (LU) un Rīgas Tehniskā universitāte (RTU) izstrādā uz optiskajām šķiedrām balstītus sensorus, kas ļauj noteikt piesārņojuma līmeni ūdenī, piemēram, aktīvās farmaceitiskās vielas, slimību antivielas vai citu piesārņojumu. Tas noder gan monitoringam – lai saprastu vai un kādā apjomā noteiktā reģionā cirkulē vīrusi un infekcijas, gan attīrīšanas iespējām – lai lemtu par efektīvākajiem attīrīšanas veidiem, kas palīdz videi, notekūdeņiem, upju un visbeidzot Baltijas jūras ūdeņiem saglabāt nepieciešamo veselīgo ūdens tīrību. Projektā izveidotā sensoru platforma kalpo kā pamats dažādu ūdens, vides un tehnoloģisko procesu monitoringa risinājumiem. Šis zinātnieku darba virziens balstās uz Latvijā vēsturiski kvalitatīvi attīstījušos optiskās šķiedras tehnoloģiju pētniecību.
Foto: Latvijas Zinātnes padome
LU Cietvielu fizikas institūta vadošais pētnieks, direktors un šīs Valsts pētījumu programmas projekta vadītājs Dr. phys. Andris Anspoks atzīst, ka Latvijā jau šobrīd tiek ražoti augstas pievienotās vērtības medicīnas produkti, ko izmanto visā pasaulē, piemēram, medicīnā, vēnu operācijās. Šajā projektā izstrādāta jauna, lētāka un efektīvāka optiskās šķiedras dezinfekcijas tehnoloģija, kas uzlabos medicīnas produktu un citu medicīnas materiālu dezinfekciju.
Tāpat zinātnieku uzdevums ir uzlabot diagnostikas metodes, izmantojot optiskās šķiedras endoskopus, lai agrīnā stadijā identificētu dažādas, piemēram gremošanas un zarnu trakta, slimības. Zinātnieki šajā Valsts pētījumu programmas projektā strādā arī ar multispektrālās tehnoloģijas attīstību, ko izmanto dermatoloģijā, lai nodrošinātu lētāku un pieejamāku ādas slimību, tai skaitā vēža, diagnosticēšanu. Šie šķietami sarežģītie termini apzīmē risinājumus, kas vērsti uz aizvien precīzāku diagnostiku medicīnā un kas ļauj savlaicīgi pamanīt bīstamas slimības un uzlabot mūsu dzīves kvalitāti.
Vēl šajā projektā zinātnieki ir izstrādājuši sensorus, kas kalpo divām svarīgām funkcijām. Pirmkārt, tie ir pielāgoti izmantošanai pozitronu emisijas tomogrāfijas (PET) iekārtās, kas ir medicīnas ierīces, ko izmanto precīzai slimību diagnosticēšanai, analizējot ķermeņa iekšējos procesus. Otrkārt, šie sensori ir izstrādāti arī būvju monitoringam, kas nozīmē, ka tos var izmantot, lai uzraudzītu ēku un citu konstrukciju stāvokli, palīdzot noteikt iespējamos bojājumus vai strukturālas problēmas.
Projektā zinātnieki attīsta arī imobilizētu orgānu (organ-on-chip) tehnoloģiju zāļu testēšanai. Proti, tiek veidoti cilvēku šūnu modeļi zāļvielu ietekmes testēšanai uz veseliem un slimiem orgāniem, piemēram, zarnām, aizkuņģa dziedzeri, nierēm un aknām. Šie orgānu modeļi tiek izstrādāti sadarbībā ar LU Medicīnas fakultāti un ietver integrētus sensorus, kas ļauj reālā laikā novērot šūnu stāvokli un to reakcijas uz zālēm.
Nevar nepieminēt arī viedo materiālu izstrādi, piemēram, biopolimērus un materiālus kosmosa industrijai, kas jau ir devušies pirmajā kosmosa misijā. Šis var šķist “pilnīgs kosmoss”, bet tieši pētniecība un inovācijas kosmosa industrijā ir ļoti vērtīga un starptautiski atzīta Latvijas kā valsts kompetence. Latvijas kosmosa nozarei ir starptautiski zināmi panākumi, kas lielā mērā balstās uz mūsu zinātnieku un pētnieku darbu šodien, kas rada konkurētspējīgas un inovatīvas tehnoloģijas, aktīvu jaunuzņēmumu un ražotāju iesaisti šajā jomā un nozīmīgu vēsturisko mantojumu nozares pētniecībā.
Vēl daži piemēri, ko šajā projektā pētījuši un radījuši zinātnieki, lai uzlabotu mūsu dzīves kvalitāti. Elektronikas un datorzinātņu institūts (EDI) kopā ar RTU un LU izstrādājuši sensoru elektroniku un programmatūru, kā arī risinājumus robotikā un lietu internetā. Tāpat iegūts jauns ceļa seguma materiāls - bitumens ar lielu lignīna saturu. Tas ir krietni izturīgāks un risinātu Latvijā tik sasāpējušo jautājumu par slikto ceļu segumu stāvokli.
Savukārt citā šīs pašas Valsts pētījumu programmas projektā, kas fokusējas uz biomedicīnu, medicīnas tehnoloģijām un farmāciju, ir parakstīta vienošanās par pastāvīgas biomedicīnas pētījumu platformas BioMedPharm nodibināšanu. Šī projekta vadītājs, Latvijas Organiskās sintēzes institūta vadošais pētnieks un direktora vietnieks Dr. chem. Osvalds Pugovičs šo izceļ kā īpaši nozīmīgu platformu mērķtiecīgai un efektīvai nozaru zinātnieku sadarbībai nākotnes medicīnas veidošanai Latvijā.
BioMedPharm misija ir uzlabot ārstniecības pieejamību, lai mazinātu mirstību un saslimstības rādītājus, un veicinātusabiedrības vispārējās veselības stāvokļa uzlabošanos. Zinātnieki to var panākt, izstrādājot pacientiem būtiskus ārstēšanas risinājumus, kā arī atbalstot Latvijas farmācijas nozari un veicinot jaunu zināšanu radīšanu. BioMedPharm ir nacionāla mēroga pētniecības alianse, kurā apvienojies savstarpēji papildinošs partneru loks biomedicīnas jautājumu risināšanai plašas sabiedrības interesēs.
Zinātnieku darbs jau vainagojies ar komercializējamu jeb ražošanai piemērotu risinājumu izveidi. Proti, Paula Stradiņa Klīniskā Universitātes slimnīcā testē jaunu izlietnes prototipu, kas novērš bakteriālā piesārņojuma rašanos, tādējādi samazinot infekciju izplatību, uzlabojot higiēnu un drošību, atvieglojot tīrīšanu un aizsargājot medicīnas personālu.
Zinātnieki izstrādājuši arī poliģenētisko risku kalkulatoru. Tas ir rīks, kas ļauj prognozēt iespējamu ģenētisku saslimšanu. Notiek arī efektīvs darbs ar biomateriāliem vēža ārstniecībai – piemēram, ļaundabīga audzēja skarto kaulu atjaunojot ar biomateriāliem, kas pamazām izdala pretvēža vielas.
Sasniegts ir milzum daudz. Visu uzskaitīt nemaz nav iespējams, šeit minēti piemēri tikai no vienas Valsts pētījumu programmas. Līdz zinātnisko pētījumu rezultātu nonākšanai pie lietotājiem gan vēl jāpaciešas - abi pētnieki, kuri vadījuši šos Ekonomikas ministrijas uzdevumā finansētos Valsts pētījumu programmas projektus uzsver, ka sabiedrība labumu no veiktajiem pētījumiem nejutīs tagad un tūlīt. Lai izgudrojumu ieviestu un pielietotu dzīvē, paiet vismaz 5-7 gadi. Medicīnā tas notiek vēl ilgāk, jo drošuma un efektivitātes pierādīšanai nepieciešami ilgi klīniskie pētījumi. Bet tie nenoliedzami ir būtiski sasniegumi, kas vainagosies ar mūsu dzīves kvalitātes uzlabošanas iespējām.
Kā norāda zinātnieki, projektos visvairāk interesējošais un aizraujošais elements ir tā īstenošanas process, kas balstās uz ciešu sadarbību starp Latvijas vadošajiem pētniecības centriem un kopīgu radošumu, veidojot integrētu ekosistēmu, izstrādājot inovatīvus risinājumus, apmaiņu ar resursiem un zināšanām, kas veicina ideju attīstību un atvieglo jaunu tehnoloģiju komercializācijas procesu. Galu galā - vislielākais gandarījums ir redzēt, kā ieceres realizējas taustāmos rezultātos, labumu no kuriem gūst visa sabiedrība.
