С прогрессом в области информационных технологий и глобальной сети, парадигма Интернета вещей (IoT) набирает актуальность, открывая инновационные подходы к управлению инфраструктурой городов. Умные города представляют собой координированные пространства, где взаимодействие между устройствами и объектами, обмен данными и автоматизация управленческих процессов ведут к улучшению управления и повышению качества жизни населения. В настоящее время концепция Интернета вещей (IoT) играет все более важную роль в развитии городской инфраструктуры и повышении качества жизни граждан. С развитием технологий и распространением сетевого подключения, концепция Интернета вещей (IoT) стала актуальной и перспективной в области городской инфраструктуры. IoT позволяет связывать различные устройства и объекты в единую сеть, обмениваться данными и управлять ими, что открывает широкие возможности для создания умных городов. Применение IoT-технологий позволяет собирать данные с различных источников, анализировать их и принимать управленческие решения на основе полученной информации. Направление исследований данного проекта заключается в разработке и внедрении комплексной интеллектуальной системы, основанной на технологиях Интернета вещей (IoT) и анализе больших данных. Основной акцент сделан на интеграции различных источников данных и автоматизации процессов управления городской инфраструктурой, что позволяет достичь нового уровня управленческой эффективности и качества жизни населения. Проект предполагает создание мультидисциплинарной платформы, которая в реальном времени анализирует данные из множества источников, обеспечивая более глубокое понимание городских процессов и повышая эффективность управления ресурсами. В проекте используются следующие научно обоснованные методы: аналитика больших данных и машинное обучение для идентификации закономерностей и прогнозирования развития ситуаций; интеграция IoT для сбора данных в реальном времени о состоянии инфраструктуры и здоровье граждан; искусственный интеллект для создания интерактивных карт и визуализаций, улучшающих восприятие информации; и системы поддержки принятия решений для вовлечения граждан в процессы управления, что способствует демократичности и социальной активности. Эти подходы обеспечивают комплексное управление урбанизированными территориями, создавая устойчивое, безопасное и комфортное городское пространство. Исследование включает: - создание надежной системы сетевых устройств и сенсоров для непрерывного мониторинга качества воздуха в различных районах города, разработку интерактивных карт и приложений для визуализации данных о концентрации загрязнителей воздуха в режиме реального времени, анализ данных по идентификации основных источников выбросов вредных веществ, разработку методов расчета интегрального показателя загрязнения воздуха, разработку системы уведомления о состоянии окружающей среды и ее влиянии на здоровье. - разработку и внедрение системы управления микроклиматом, специально адаптированной для помещений изоляции больных особо опасными инфекциями. Эта система будет регулировать температуру, влажность и чистоту воздуха в режиме реального времени, используя датчики (IoT) и алгоритмы умного контроля. - разработку цифрового сервиса, которая позволит медицинским учреждениям эффективно управлять доступностью койко-мест, оптимизировать расписание приема пациентов и улучшить использование ресурсов стационара. - разработку прибора для экспресс-контроля качества воды и пищи на предмет наличия фармакологических субстанций, который, в отличие от известных аналогов, позволит проводить комплексную оценку анализируемых проб из различных объектов контроля и сочетает в себе такие датчики на современной элементной базе, как мутности, кислотности, кондуктивности, окислительно-восстановительного потенциала, температуры, солености и кислорода. - создание цифрового сервиса, который позволяет горожанам активно участвовать в обсуждениях, планировании и оценке городских проектов через интерактивные платформы и мобильные приложения. Это включает в себя функционал для сбора обратной связи, голосования, проведения опросов и общественных консультаций в режиме реального времени. - разработку концепции "Smart People" (Счастливые горожане), которая представляет собой стратегическую инициативу, направленную на повышение качества жизни граждан через интеграцию образовательных и социокультурных аспектов в повседневную урбанистическую среду. Эта концепция подразумевает создание условий для непрерывного обучения, развития профессиональных навыков и культурного обогащения граждан, что способствует формированию высоко квалифицированного и адаптивного населения. - разработку фундаментальных принципов и моделирование архитектуры интеллектуальных телекоммуникационных сетей ИТС, методологию внедрения интеллектуальных услуг и создание дорожной карты для планомерной интеграции 5G технологий. Ожидаемые результаты программы включают формулировку чётких стратегий внедрения, улучшение технологической инфраструктуры и укрепление научно-технического потенциала Казахстана. Программа направлена на достижение стратегических целей социально-экономического развития Республики, определённых в национальных планах и концепциях цифровой трансформации. Результаты исследований предполагается активно использовать для дальнейшей цифровизации экономики, улучшения управления урбанистической инфраструктурой и повышения качества жизни населения.

Проект представляет собой инновационное мобильное приложение, направленное на повышение навыков чтения и развитие критического мышления у учащихся и студентов. В проекте используются элементы геймификации и искусственного интеллекта для создания увлекательного и образовательного чтения. Проект решает актуальные проблемы казахстанской системы образования, включая необходимость индивидуализации учебного процесса и повышения его эффективности с использованием современных информационных технологий. Основой проекта является разработка и внедрение комплексной облачной платформы, использующей алгоритмы машинного обучения и обработки больших данных для адаптации учебного контента и методик к индивидуальным особенностям каждого ученика. Цель программы заключается в разработке универсальной, масштабируемой и легко интегрируемой системы, предназначенной для эффективного управления образовательным процессом в школах и учебных заведениях. Эта система будет адаптироваться к индивидуальным потребностям и возможностям учащихся. Ожидается, что данная инициатива будет способствовать повышению качества образования, улучшению академической успеваемости и развитию ключевых компетенций учащихся, таких как критическое мышление, решение проблем и самостоятельное обучение. Основные задачи проекта включают: 1. Разработку алгоритмов предсказательной аналитики для оценки учебных достижений и адаптации учебных материалов. 2. Создание интерактивной платформы с персонализированными учебными планами и ресурсами. 3. Интеграцию системы с существующими образовательными базами данных, библиотеками и учебными порталами для обеспечения широкого доступа и лёгкой адаптации в различных учебных заведениях. 4. Обучение и поддержку педагогов и административного персонала для эффективного внедрения и использования системы. 5. Проведение пилотного тестирования системы в отобранных школах с последующим анализом результатов и масштабированием проекта на национальном уровне. Ожидаемые результаты проекта включают значительное улучшение качества образования посредством индивидуализированных учебных планов, повышение мотивации учащихся благодаря использованию интерактивных и ориентированных на пользователя образовательных технологий, а также создание устойчивой базы для непрерывного совершенствования образовательного процесса через систематический анализ собранных данных. В рамках проекта также планируется разработка рекомендаций по применению искусственного интеллекта в образовательной сфере, что будет способствовать дальнейшему технологическому и методологическому обновлению образовательной системы Казахстана. Кроме того, результаты проекта будут представлены в ряде научных статей, посвящённых исследованию и внедрению данных инновационных подходов в образовании. Проект будет реализован в тесном сотрудничестве с ведущими образовательными учреждениями, что обеспечит высокий уровень экспертизы и гарантирует успешное внедрение и функционирование системы в реальных условиях современных школ Казахстана. Проект предполагает активное участие всех заинтересованных сторон в процессе разработки и тестирования системы, что обеспечит максимальное удовлетворение потребностей конечных пользователей и будет способствовать формированию открытого и инновационного образовательного сообщества. Экономический эффект: Сокращение расходов на образование за счет эффективного использования цифровых ресурсов и повышения квалификации рабочей силы благодаря улучшенным навыкам критического мышления. Социальный эффект: Создание образованного общества с высоким уровнем критического и творческого мышления, улучшение доступа к качественным образовательным ресурсам для всех учащихся. Научно-технический эффект: Внедрение инновационных образовательных технологий и алгоритмов искусственного интеллекта, способствующих дальнейшим научным исследованиям и разработкам в области образовательных технологий. Разработанный интеллектуальный обучающий ресурс будет обладать высокой практической значимостью для системы образования. Он готов к коммерциализации и может быть использован для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан.

1. Аннотация Цель Программы: создание биотехнологического R&D центра, направленного на разработку и коммерциализацию биотехнологических продуктов, включающего собственные лаборатории для обеспечения продовольственной безопасности продукции аграрного сектора. Актуальность. Активное использование ХCЗР и минеральных удобрений в сельском хозяйстве способствует нарастанию загрязненных сельскохозяйственных территорий и продуктов, которая ставит под угрозу продовольственную безопасность и охраны окружающей среды. Тем не менее, из года в год в Казахстане растет субсидирование пестицидов для химической обработки сельскохозяйственных земель из местного и республиканского бюджетов, так как имеется тесная зависимость между динамикой объемов применения пестицидов и уровнем урожайности сельскохозяйственных культур. При этом львиная доля приходится на синтетические химические средства защиты растений. В противовес ХСЗР выступают различные виды биопестицидов, биофунгицидов и биоинсектицидов, которые избирательно действуют на сельскохозяйственные культуры и является безопасным для человека и природной среде. К ним можно отнести живых культур, специально отобранных полезных микроорганизмов с выраженным фитопротекторным и стимулирующим действием, которая обеспечивает эффективную профилактику и защиту растений от болезней, повышают продуктивность, улучшают качество и структуру урожая. Другим немаловажным фактором уменьшения ХСЗР может выступить стимулирование производства удобрений для органического земледелия с использованием гуминовых веществ, способствующих повышение их стрессоустойчивости и урожайности и обеспечивающие фитосанитарную безопасность в широком диапазоне внешних условий, а также использование возобновляемых источников энергии, в т.ч.биогумуса, полученного при производстве биогаза из осадка сточных вод и отходов животноводства. Что касается животноводства, около 40% мирового валового внутреннего продукта (ВВП) сельского хозяйства обеспечивает животноводство. Под влиянием роста численности населения, доходов и урбанизации спрос на продукцию животноводства постоянно растет. В промышленном животноводство широко применяются антимикробные препараты. Ими лечат больных животных и птиц, стимулируют их рост, сокращая сроки откорма и снижая затраты на корма, также антибиотиками пользуются для профилактики заболеваний или метафилактики. Однако, бесконтрольное применение антибиотиков в животноводстве приводит к развитию устойчивости к ним у бактерий и грибов, которые присутствуют на фермах и представляют опасность для человека. Повысить продуктивность животных можно не только с помощью классических стимуляторов роста, но и за счет использования современных кормовых добавок: ферментных препаратов, пробиотиков, пребиотиков, синбиотиков и др. Ожидаемые результаты: В рамках задач данного проекта будут разработаны 5 продуктов для увеличения урожайности культур, в т.ч. для масличных культур, обеспечивающие фитосанитарную безопасность в широком диапазоне внешних условий; технологии для биоремедиации почвы и восстановления их плодородия, эффективно работающих при очистке загрязненных территорий сельскохозяйственного назначения; ожидается повышение продуктивности животных и урожайности культур, за счет применения инновационных продуктов и технологий. Программа направлена на решение стратегически важной государственной задачи — повышение эффективности и устойчивости сельского хозяйства в Республике Казахстан. В Послании Главы Государства от 16 марта 2022 года «Новый Казахстан: путь обновления и модернизации» под пунктом 1 указана проблема обеспечения продовольственной безопасности страны, где основную роль играет сельскохозяйственная отрасль. В рамках этой задачи Президент РК Касым-Жомарт Токаев в своем Послании от 1 сентября 2023 года заявил о стратегической цели Казахстана – стать одним из ведущих сельскохозяйственных центров Евразийского континента, т.е. региональным продовольственным хабом. Главным приоритетом Президент обозначил обеспечение населения доступным и качественным продовольствием. Также задачи программы соответствуют государственным стратегиям и программам, таким как "Цифровой Казахстан" и Национальная аграрная научно-образовательная стратегия. Программа включает создание образовательной онлайн-платформы и платформы Теле-Ветеринарии, что способствует развитию квалифицированных кадров и внедрению инновационных технологий в аграрный сектор. Степень влияния результатов исследований на соответствующую отрасль экономики Создание биотехнологического R&D центра с аккредитованными лабораториями для проверки на токсины, аллергены и другие вредные вещества в продукции аграрного сектора, гарантирует предоставление высококачественных и безопасных продуктов для потребления. Благодаря использованию разработанных биотехнологических продуктов увеличится эффективность сельскохозяйственных предприятий. Ожидается повышение продуктивности животных и урожайности культур, сопровождаемое снижением себестоимости производства. Это позволит не только обеспечить высокое качество и безопасность продуктов, но и значительно повысить конкурентоспособность сельскохозяйственных предприятий, что имеет важное значение для обеспечения продовольственной безопасности. Запуск онлайн-платформы для обучения и консультирования в регионах содействует развитию сельских территорий. Это, в свою очередь, снизит поток населения из деревень в города, поддерживая устойчивое развитие сельских регионов и укрепляя их экономики. Локальное производство и коммерциализация биотехнологических продуктов способствует импортозамещению в отрасли и повышению сырьевой независимости страны. Биотехнологический R&D центр будет привлекать квалифицированных специалистов и ученых в области биотехнологий. Развитие научных исследований в области биотехнологии не только расширяет фундаментальные знания, но и создает новые возможности для инноваций и развития в различных сферах экономики. Новые производства и создание рабочих мест: Разработка новых биотехнологических продуктов, поддерживаемая работой R&D центра, стимулирует создание новых проектов и Степень готовности для коммерциализации или для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития РК Из-за того, что получение биопрепаратов не требует дорогих оборудований, реактивов и технологических цепочек, не привязанности к импортируемому сырью Программа является легко коммерциализуемым. В рамках программы запланировано коммерциализация разработанных продуктов на общую сумму не менее 5% от общей суммы гранта к моменту завершения отчетного периода. Основные результаты исследования будут востребованы при создании подобных биопрепаратов в агрохимической отрасли.

Целью программы является разработка комплексной инновационной онлайн-платформы, объединяющей обучающий сервис для повышения юридической грамотности населения, автоматизированную систему юридической помощи и единую систему автоматизации работы юристов с интеграцией с образовательными учреждениями, государственными порталами и информационными системами, обеспечивающей бесплатный доступ к квалифицированной юридической помощи, обучению, консультациям, а также оптимизации работы юридических клиник, предоставления предиктивных прогнозов результатов рассмотрения дел и индивидуальных рекомендаций на основе искусственного интеллекта и машинного обучения в соответствии с требованиями Закона РК «Об информатизации» [1] и Закона РК «О персональных данных и их защите» [2]. На сегодняшний день большинство граждан Казахстана не знакомы со своими основными правами и обязанностями, закрепленными в Конституции и других законах. По данным опроса населения РК 65% респондентов не знали, как защитить свои права в случае нарушения [3], а исследование НИИ государства и права показало: 72% опрошенных предпринимателей не знали о своих правах при взаимодействии с государственными органами [4]. Люди часто не доверяют полиции и судам, что приводит к нежеланию обращаться за помощью в случае нарушения их прав, а также предпочитают решать проблемы вне рамок правовой системы, что может привести к несправедливости. Другой важной проблемой юридической сферы в Казахстане является Высокая стоимость юридических услуг: стоимость юридических услуг часто недоступна для людей с низким доходом, в то время как гарантированная государством бесплатная юридическая помощь зачастую остается невостребованной в связи с ограниченным количеством бесплатных юридических клиник и других организаций, предоставляющих бесплатную правовую помощь, а также низким уровнем информирования населения об их правах и возможностях для их защиты. Кроме этого, замечается географическая ограниченность доступности правовой помощи: в сельской местности доступ к правовой помощи для населения ограничен. Программа целиком направлена на решение данных проблем путем комплексного подхода, состоящего из исследовательской и практической работы с применением новых технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. Ожидается, что программа: 1. Повысить юридическую грамотность населения. Обучающий сервис обеспечит доступ к образовательным материалам, повышая уровень правовых знаний среди широких слоев населения. Это способствует снижению правовой неграмотности и повышению осведомленности граждан о своих правах и обязанностях. Использование искусственного интеллекта для анализа запроса и подбора подходящих юристов обеспечивает более точные и персонализированные рекомендации. Это помогает гражданам найти юриста с необходимыми компетенциями и опытом, что увеличивает шансы на успешное решение их юридических вопросов. Мобильное приложение с голосовым/текстовым помощником на базе ИИ предоставляет круглосуточный доступ к юридической информации, что особенно важно для тех, кто не имеет возможности обратиться к юристу в рабочее время или живет в удаленных регионах. Представление статистики и прогнозирования на основе ИИ и машинного обучения по делам, рассмотренным судьями, позволяет пользователям лучше понимать судебную практику и возможные исходы их дел. Это способствует более осознанному и подготовленному подходу к решению правовых вопросов. 2. Увеличит доступность квалифицированной юридической помощи: Автоматизированная система юридической помощи сделает юридические консультации доступными для всех, в том числе для социально уязвимых слоев населения, благодаря бесплатному онлайн-доступу к квалифицированной юридической поддержке. Платформа будет способствовать взаимодействию между юридическими клиниками, университетами, государственными органами и другими организациями. Это позволит создать единое информационное пространство для обмена данными и совместной работы, что повысит качество и оперативность юридических услуг. Единая система автоматизации облегчит административные и рутинные задачи, что позволит юристам сосредоточиться на решении более сложных и значимых вопросов. Это повысит эффективность работы юридических клиник и увеличит количество обслуживаемых клиентов. Использование искусственного интеллекта и машинного обучения для анализа правовых данных и предоставления предиктивных прогнозов исходов дел позволит юристам и гражданам принимать более обоснованные решения. Индивидуальные рекомендации улучшат качество юридической помощи и сократят время на поиск оптимальных решений. В исследовании для разработки комплексной инновационной онлайн-платформы будут использованы трансформерные модели, такие как GPT-4 и BERT, а также механизмы внимания (attention mechanisms), которые произвели революцию в области обработки естественного языка (NLP). Трансформерная модель GPT-4, одна из самых передовых моделей для генерации текста, способна понимать контекст и создавать осмысленные продолжения текста. Модель BERT, которая анализирует текст в обоих направлениях (слева направо и справа налево), позволяет лучше понимать контекст и нюансы значений слов [5]. Механизм self-attention, ключевой в трансформерных моделях, позволяет каждой части входного текста взаимодействовать с другими частями, помогая модели понять важность каждого слова в контексте всего предложения или абзаца, что значительно улучшает качество понимания и генерации текста. Механизм multi-head attention, расширение механизма self-attention, позволяет модели одновременно фокусироваться на разных частях текста с разных "углов зрения", улучшая её способность к многозадачному обучению и пониманию сложных текстовых структур [6]. Программа будет разработана в соответствии с Законом РК «Об информатизации» [1] и Законом РК «О персональных данных и их защите» [2], что обеспечивает законность и безопасность обработки данных пользователей. Это способствует формированию доверия к платформе и повышает ее авторитет среди населения и профессионального сообщества. Улучшение доступности и качества юридической помощи способствует защите прав и интересов граждан, что в свою очередь ведет к снижению правонарушений и конфликтных ситуаций. Это имеет положительное влияние на общественное благосостояние и экономическую стабильность. Таким образом, данная исследовательская программа имеет значительный практический потенциал, способствуя улучшению юридической грамотности, доступности и качества юридической помощи, а также оптимизации работы юридических учреждений и соблюдению законодательных норм.

Опустынивание, процесс, который снижает биологическую продуктивность засушливых и полузасушливых земель из-за естественных причин и в результате человеческих действий. Снижение производительности может быть результатом изменения климата, вырубки лесов, выпаса скота, бедности, политической нестабильности, практики неправильного орошения или сочетания этих факторов. Это также относится не только к физическому расширению существующих пустынь, но и к различным процессам, которые угрожают всем засушливым экосистемам, включая луга и кустарники. Это распространение засушливых регионов, вызванное различными факторами, такими как чрезмерное использование почвы и изменение климата, в результате деятельности человека. Засушливые земли занимают около 40-41% земного шара, где проживает более 2 миллиардов человек [1]. Опустынивание является серьезной экологической проблемой, которая может затронуть около 35% поверхности земли и около 32% населения мира [2]. Это явление относится к деградации земель в засушливых, полузасушливых и засушливых субгигантских регионах, включая ухудшение растительности, качество почвы и истощение питательных веществ. Ученые обнаружили, что ежегодно теряется 24 миллиарда тонн плодородной почвы, что в основном связано с нестабильностью методов ведения сельского хозяйства. Если это продолжится, к 2050 году 95% земель на Земле, вероятно, изнашиваются. Кроме того, 3,2 миллиарда человек во всем мире в сельских общинах, мелких фермерах и очень бедных странах страдают от деградации земель [3]. По статистическим данным Казахстана опустынивание и деградация земель составляют более 15% территории страны; степень крайней деградации 180 млн га пастбищных угодий достигла 27,1 млн га [4]. В 48,0 миллиона гектаров земли подвержены среднему и низкому износу. Таким образом, урожайность здесь снижается в 2-3 раза, содержание белка в кормах-на 3-6 процентов, а полезные растения вытесняются сорняками и ядовитыми растениями, а гумусовый слой почвы разрушается, что свидетельствует о снижении плодородия почвы [5]. Целью предлагаемого проекта является разработка новых рациональных и эффективных методов борьбы по опустыниванию и деградации почв вследствие неблагоприятных экологических условий и ежегодных перепадов температур на прикаспийских территориях. Поставленная задача достигнута путем нормирования опустыниваемых территорий путем комплексной оценки текущего состояния деградированных опустыниваемых почв в зоне Прикаспия, выращиванием специальных растений и деревьев способных расти в засушливых районах, проведения комплексных интегральных исследований степени опустынивания почв, разработки новых уникальных микробиологических биопрепаратов на основе микроорганизмов и штаммов, повышающих биологическую активность земель, предоставления технологии моделирования травосодержания и роста деревье рекультивируемых территорий в соответствии с конкретными почвенно-климатическими условиями в зависимости от специфики территории. Достижение поставленных целей возможно при рациональном исследовании следующих задач: 1. Изучение физических, физико-химических и биологических свойств почв с разной степенью проявления процессов опустынивания с проведением комплексной оценки современного состояния деградированных опустыненных почв (физическое, физико-химическое и микробиологическое состояние) прилагающих к территории Прикаспия. 2. Установление на основе статистического моделирования доминантных и косвенных показателей (индикаторов), отвечающих за возникновение, развитие и эволюцию процессов опустынивания на разных иерархических уровнях организации почв с установлением взаимозависимости между состоянием почвенных свойств и стадиями процессов опустынивания; 3. Установление лимитирующих факторов развития растений-фитомелиорантов в заявленных природно-климатических условиях с созданием базы данных лимитирующих факторов роста и развития растений фитомелиорантов для аридных условий на территориях Прикаспия; 4. Создание программы моделирования состава травостоя и роста деревьев в среде программирования, моделирование рекультивации восстанавливаемых территорий под конкретные почвенно-климатические условия с организацией питомника для вырашивания многолетних кормовых трав и деревьев способных расти в засушливых регионах на базах учебно-опытных хозяйств в университета; 5. Интегральная оценка видового разнообразия (богатство числа видов и равномерность их распределения) групп микроорганизмов в исследуемых почвах на основе генетического изучения микроорганизмов, обладающих свойствами оздоровления аридных экстремальных экосистем, в том числе и сельскохозяйственного назначения с выделением штаммов микроорганизмов, продуцирующих биологически активные вещества с широким спектром экологического влияния, обладающих полифункциональными свойствами; 6. Разработка новых биопрепаратов на основе штаммов абиригенной почвенной биоты и создание новых биопрепаратов повышения иммунитета специальных растений и деревьев способных расти в засушливых регионах; 7. Разработка комплексной технологии с использованием приемов фитомелиорации и обработки посадочного материала новыми биопрепаратами и проведение рекультивация опустыненных территорий с разработкой комплексных профилактических и защитных мероприятий. Результаты научных исследований, планируемых в рамках проекта, предполагается опубликовать в не менее 6 (шести) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти), 7 (семи) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО, 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя, 1 (одного) патента в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 1 (одного) зарубежного или международного патента, включенного в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 3 (трех) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.

Наименование темы Программы: Интегрированное развитие устойчивой строительной отрасли: инновационные технологии, оптимизация производства, эффективное использование ресурсов и создание технологического парка. Цель программы. В рамках программы предусмотрены 3 потенциальные цели, обеспечивающие полный цикл реализации концепции «от идеи до конечного продукта»: - исследования и разработка новых технологий производства перспективных строительных материалов; - стимулирование и содействие росту технологических предприятий путем создания среды, способствующей инновациям, сотрудничеству и предпринимательству через создание технопарка; - создание совместного предприятия по выпуску новых и перспективных строительных материалов. Актуальность. В настоящее время в Республике Казахстан отсутствует технологический парк, который бы позволил научному сообществу выполнять задачи, возникающие в строительной отрасли. За счет объединения исследователей, предпринимателей и инвесторов, технопарки позволят стимулировать развитие новых идей и технологий, которые могут привести к прорывным инновациям, а также благодаря наличию компетенций заявителя могут быть коммерциализированы, и выведены на рынок. Хранение и складирование отходов горно-металлургического комплекса (ГМК) оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду в области их размещения. Поэтому очень важно решить эту проблему путем разработки новых технологий утилизации, которые позволят получить перспективные строительные материалы и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Для уменьшения нагрузки на окружающую среду необходимо активно исследовать и разрабатывать методы переработки отходов ГМК. Путем внедрения новых технологий утилизации можно превратить эти отходы в ценные и полезные строительные материалы. Это может включать различные процессы, такие как использование золошлаковых отходов для производства бетонных смесей, газобетона, портландцемента, а также их применение в дорожном строительстве и для производства сплитерных блоков. Подобные инновационные подходы позволят не только утилизировать отходы ГМК, но и создать новые экологически устойчивые строительные материалы, сократив тем самым негативное влияние на окружающую среду. Ожидаемые результаты и их применимость. По итогам реализации программы ожидается ряд новых строительных материалов и изделий, производимых на предприятиях комплекса из отходов РК по новым и усовершенствованным традиционным технологиям, так и новые функциональные компоненты известных строительных материалов. Целевыми потребителями полученных результатов являются научно-исследовательские организации и группы ученых, занимающиеся изучением строительных материалов, предприятия по производству строительных материалов, строительная индустрия и частный строительный сектор РК и СНГ. Полученные результаты программы в рамках проведенных исследований будут применяться в строительстве научно-исследовательского хаба в рамках Государственного инвестиционного проекта (технопарк, общежития, учебные корпусы, спортивно-оздоровительные центры) университета в качестве строительного материала. Социально-экономического и научно-технического развития. В рамках создания технологического парка ожидается экономический рост и создание новых рабочих мест за счет внедрения новых технологий, продвижения инноваций, трансферта передового опыта, парк будет способствовать внедрению новых технологий повышающие эффективность, производительность и конкурентоспособность отрасли. Новое производство по выпуску строительных материалов позволит увеличить налоговые отчисления в бюджет страны, создать новые рабочие места.

Горно-металлургический комплекс (ГМК) – это один из ключевых, наиболее конкурентоспособных и динамично развивающихся секторов промышленности, играющий важную роль в экономическом развитии и социальном благополучии Казахстана. В настоящее время горные работы на предприятиях горно-металлургической отрасли РК ведутся на больших глубинах, поэтому изучение характеристик горных пород является актуальной темой для обеспечения требований безопасности и производительности рудников. На многих горнодобывающих предприятиях мира параметры буровзрывных работ (БВР) принимаются на основе опытных данных, а выемочно-погрузочные работы выполняются без учета качества и сложности структуры руд в развале взорванных пород. Они требуют своего экспериментального подтверждения и научно-технического обоснования на базе открытия и последующей аккредитации лаборатории цифрового, компьютерного моделирования технологий добычи руд из сложно-структурных блоков. Обеспечение безопасного производства горных работ при приближении обнажений горных выработок к их предельному состоянию можно достигнуть при наличии в Казахстане собственной аккредитованной лаборатории геомеханики и геотехнологий по определению прочностных и упруго-деформационных свойств горных пород на различных глубинах. Физико-механические свойства пород, в том числе прочностные и деформационные характеристики являются исходными данными для проектирования открытых и подземных горных выработок. Определение этих свойств – важнейший элемент в комплексе изыскательских работ при обосновании технических решений и прогнозе геомеханических процессов. Адекватное моделирование геомеханического состояния объекта (карьер, подземная выработка, земная поверхность) невозможно без достоверного определения свойств массива горных пород и грунтов. С точки зрения развития механики горных пород как науки, испытание образцов за пределом прочности является основой для разработки новых деформационных моделей, адекватно описывающих поведение пород на конкретном участке месторождения. Разработка новых инновационных ресурсосберегающих, энергогенерирующих технологий добычи и переработки широкого спектра полезных ископаемых, приводящих к максимально возможному полному извлечению всех ценных компонентов на базе аккредитованных специализированных лабораторий (химико-аналитических исследований; исследования руд на обогатимость; пиро- и гидрометаллургических методов исследования; металлургических процессов, теплотехники и порошковой металлургии; нанотехнологий и наноматериалов; экологического мониторинга в ГМК) позволит, с одной стороны, расширить ассортимент получаемых материалов и продуктов с высокой добавленной стоимостью, новых конструкционных материалов, с другой стороны решать проблемы, связанные с охраной окружающей среды и промышленной экологии. Так как большинство предприятий ГМК расположено в черте населенных пунктов и их деятельность может загрязнять почву, поверхностные и подземные воды тяжелыми металлами и химическими реагентами, представляющим угрозу экосистеме и здоровью людей. Некоторые процессы в горнодобывающей промышленности способствуют значительным выбросам парниковых газов, таких как углекислый газ (CO2) и метан. Это способствует глобальному потеплению и изменению климата. Цель программы – создание инновационного инжинирингового центра энергогенерирующих технологий для ГМК. Организация такого инжинирингового центра дает возможность проводить комплексные научно-исследовательские работы в различных областях, включая химию, физику и материалы. Лаборатории будут дополнять друг друга своими междисциплинарными исследованиями и органично позволят проводить глубокие исследования в области термодинамики и кинетики сложных химико-металлургических систем, уникальные исследования по изучению физико-химических свойств и поверхностей раздела между различными многокомпонентными фазами. Для эффективного решения поставленных задач необходимо оснащение лабораторий высокоточным современным оборудованием и приборами нового поколения, которые дали бы возможность проведения научно-исследовательских работ на мировом уровне. Формирование научных школ по направлениям горных наук и обогащению полезных ископаемых, металлургии, материаловедению, химико-аналитическому сопровождению и экологическому мониторингу в едином инжиниринговом центре на базе лучшего технического университета страны крайне необходимо и важно для конкурентоспособного развития горно-металлургического комплекса Казахстана, который должен выполнять роль локомотива всей экономики и нуждается в создании современного облика. Научные лаборатории должны заниматься вопросами освоения недр с позиций обеспечения совокупной конечной эффективности, объединяя вопросы систем разработки, буровзрывных работ, переработки руды и отходов, получения концентрата, металла и материалов многофункционального назначения, охраны окружающей среды и промышленной экологии. При выполнении исследований будут применяться современные цифровые технологии, сканирование выработок, стохастические модели, нейронные сети (OpenAI), аналитический, графо-аналитический методы, методы гибридного моделирования, методы дискретно-конечных элементов, численные компьютерные технологии, современные языки программирования (C#, Python), технологии 3D визуализации (OpenGL) и параллельных вычислений (OpenCL, CUDA), атомно-абсорбционный, масс-спектральный анализы, растровая электронная микроскопия и энерго-дисперсионный анализ, жидкостная хроматография; способы гравитационного, флотационного и магнитного обогащения, обжига, термического разложения, выщелачивания, сорбции, концентрирования редких металлов; термообработка; турбидиметрия, нефелометрия, метод определения температуры плавления и деструкции полимера. Деятельность создаваемого инжинирингового центра позволит: повысить эффективность буровзрывных и выемочно-погрузочных работ в подготовительных и очистных выработках карьеров и шахт на основе инновационных методов автоматизированного проектирования рациональных параметров технологий добычи в месторождениях твердых полезных ископаемых Казахстана различной сложности строения; оказывать услуги недропользователям по определению прочностных и упруго-деформационных свойств горных пород с оценкой напряженно-деформированного состояния обнажений горных выработок при производстве работ в условиях их предельного состояния; проводить для всех заинтересованных лиц комплексные исследования по определению вещественного и минерального состава самого широкого спектра рудного сырья и продуктов его переработки; оказывать услуги по исследованию руд на обогатимость; разрабатывать технологии переработки руды, промпродуктов и отходов пиро- и гидрометаллургическими методами с получением товарных продуктов; разработать технологию получения редких металлов из ванадийсодержащего сырья и получить порошок окисленного железа; разрабатывать технологии комплексной переработки отходов с получением полупроводниковых, полимерных, био- и наноматериалов и композитов; разработать технологии очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод для предприятий ГМК. Полученные результаты научно-исследовательской работ имеют высокий потенциал при коммерциализации и позволяют увеличить степень использования природного и техногенного сырья, расширить ассортимент выпускаемой продукции, повысить геоэкологическую безопасность.

В мировой практике наблюдается увеличение доли месторождений с труднодоступными запасами нефти, включая и Казахстан. В связи с этим, внедрение различных методов интенсификации добычи становится ключевым для повышения эффективности процесса разработки. Одним из таких методов является контроль и регулирование добычи, которые совместно с другими инновационными подходами способствуют улучшению технологических решений в разработке месторождений [1- 7]. Аналитические и цифровые исследования играют важную роль в поиске закономерностей и разработке подходов к решению проблем, связанных с обводненностью скважин и пластовым давлением. Через проведение критического анализа существующих методов контроля и эффективности регулирования разработки нефтяных объектов, возможно проведение экспериментальных исследований, направленных на применение полимерных растворов различной концентрации для довытеснения нефти, разработку инновационного гидроударника для оптимизации бурения скважин, а также модификацию теоретического расчета парафиновых отложений и создание антикоррозионных полиуретановых покрытий для защиты инфраструктуры [8-12]. Проект по разработке инновационного гидроударника для бурения скважин решает несколько проблем, связанных с технологией бурения, а также способствует повышению объема добычи нефти. Этот гидроударник способен создавать сильные гидравлические удары, преодолевающие твердые горные породы, которые не могут быть пробурены традиционными методами. Также он позволяет увеличить скорость бурения и обеспечивает более точное управление процессом, обеспечивая оптимальное размещение скважин для максимальной добычи ресурсов [13,14]. В ходе реализации данной программы предлагается произвести модификацию корреляций температур, заложенных в расчеты свойств плавления, которые в свою очередь используются в термодинамических прогнозных моделях отложений твердых веществ, а именно парафиновых отложений. Модификация теоретического расчета выпадения вышеуказанных отложений существенно позволят более точно охарактеризовать флюид и усовершенствовать прогнозную модель отложений парафина для определенной Казахстанской нефти [15-19]. Для проведения геолого-технических мероприятий применяют тампонажные композиции на основе двух компонентов: (1) высокомолекулярное вещество и (2) ацетат хрома в соотношении 10:1. При этом содержание первого вещества может доходить до 3 %. К сожалению, эта композиция даёт положительный результат только в определённом диапазоне благоприятных пластовых условий. Опыт показывает, что данные тампонажные рецептуры уязвимы к синерезису и не обеспечивают достаточного сопротивления фильтрации жидкости, особенно в широких трещинах (2-4мм). В работе будет использован синергетический эффект от комбинированного использования природных и синтетических полимеров, а также различного рода наполнителей. Для этого будут проведены измерения вязкости, времени гелеобразования, синерезиса и прочности гелей. Кроме того, будут проведены испытания на моделях трещин различной ширины [20-26]. Замеры градиентов давления закачки гелей в трещины и для прорыва воды через них позволят оценить эффективность рецептур, а также выработать рекомендации для их применения на практике.Кроме того, будут проведены эксперименты по определению снижения проницаемости горных пород по нефти. Новые формулы дадут возможность уменьшить количество дорогих реагентов в 1.5–2 раза, сохраняя при этом прочность гелевых структур. В дополнение к этому применение добавок-наполнителей замедлит разрушение гелей, что способствует увеличению долговечности обработок скважин и снижению расходов. Использование антикоррозионных полиуретановых покрытий для защиты инфраструктуры, такой как трубопроводы и емкости, предотвращает нежелательные химические взаимодействия между металлическими поверхностями и агрессивными средами, что продлевает их срок службы и снижает необходимость в регулярном обслуживании и замене [27-31]. Внедрение инновационных подходов к контролю и регулированию добычи, таких как применение полимерных растворов, разработка гидроударников, модификация расчета отложений и использование антикоррозионных покрытий, способствует оптимизации процессов разработки нефтяных месторождений в Казахстане. Эти технологические решения помогают повысить эффективность добычи, улучшить качество и безопасность процессов, а также уменьшить негативное воздействие на окружающую среду [32-36]. Решение поставленных целей в рамках программы полностью соответствуют озвученному плану развития науки Казахстана в Последнем послании Президента РК к народу о создании и развитии новых технологических решений в области наук о Земле, Стратегии «Казахстан-2050», Национального плана развития Республики Казахстан до 2025 года, Национального проекта «Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций», Концепции развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023 – 2029 годы, протокола заседания Национального совета по науке и технологиям при Президенте Республики Казахстан от 12 апреля 2023 года и других стратегических и программных документов. В ходе выполнения поставленных задач программы согласно Техническому заданию №23 запланировано к опубликованию: - не менее 8 (восьми) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти). - не менее 12 (двенадцати) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО. - не менее 3 (трех) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств; - не менее 2 (двух) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 2 (двух) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 5 (пяти) объектов интеллектуальной собственности, зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан. Успешная реализация программы будет способствовать повышению и совершенствованию научно-теоретической и прикладной-практической значимости исследований в области разработки фундаментальных основ, развитию новых научных направлений в Республике Казахстан. Получение новых фундаментальных знаний позволит внести существенный вклад в развитие и укрепление авторитета казахстанской школы Petroleum engineering на базе НАО «Казахского национального исследовательского технического университета» имени К.И. Сатпаева которая является ведущей в стране в данном направлении.

Быстрорастущая экономика Казахстана, интенсивное освоение природных ресурсов, рост городов и недостаток систем контроля генерируют острые проблемы, связанные загрязнением окружающей среды. Сжигание угля, транспорт, миграция пыли, лесные пожары и некоторые виды производств снижают качество атмосферного воздуха. Загрязнители влияют на климатическую систему, гидрологический цикл и во конечном счете на здоровье населения. Грязный воздух повышает риски развития рака легких, ишемической болезни сердца, цереброваскулярной болезни, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и других инфекций органов дыхания. Концентрация основных загрязняющих веществ (PM10, NO2 и SO2) во многих городах Казахстана превышает годовые предельные значения Европейского союза (ЕС). Экономический ущерб, связанный с экологическими нарушениями, складывается из трех составляющих: штрафы, накладываемые на предприятия, выплаты за выбросы в окружающую среду и прямой ущерб здоровью населения. Согласно данным Комитета по статистике Министерства национальной экономики Республики Казахстан основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух осуществлялись промышленными предприятиями, доля которых в 2018 году составила 84,9 % от всех выбросов. По данным OECD выплаты за выбросы в окружающую среду в 2020 году в Казахстане составили 240 млн. долларов. Увеличение затрат на здравоохранение данным Всемирного банка (2013 году) в связи с загрязнением воздуха по 4-м отобранным областям Казахстана, составило 1 341 миллионов 600 тысяч долларов США. Приведенные цифры говорят об остроте проблемы, однако, до сих пор проведено лишь ограниченное количество исследований загрязненности городских агломераций Казахстана. Государственное регулирование в области охраны окружающей среды предусматривает проведение выборочных и внеплановых проверок предприятий, но по методике проведения экологического мониторинга проверка предприятий с высокой степенью риска проводится в среднем 2 раза в год. В результате количество собранных данных недостаточно для полноценной поддержки принятия решений регулирующими органами. Остается неразвитым сектор мониторинга экологически важных городских объектов, таких как: парковые зоны, древесные насаждения и пр.; состояние которых является неотъемлемой частью экологического состояния мегаполиса. Вместе с тем международный опыт показывает, что применение беспилотных летательных аппаратов позволяет значительно сократить уровень загрязнения благодаря более частому мониторингу и отслеживанию источников загрязнения, развитию зон отдыха и природных резерватов. Возможность проведения мониторинга предельно допустимых концентраций и выбросов веществ с помощью БПЛА на систематической круглогодичной основе позволит лучше контролировать деятельность предприятий на соответствие экологическому законодательству и регистрировать правонарушения в режиме, близком к режиму реального времени. Применение систем интеллектуальной обработки собранных данных на базе методов искусственного интеллекта позволит выполнять распознавание источников загрязнения, прогнозировать распространение загрязняющих веществ, осуществлять мониторинг экологически важных городских объектов и картировать полученные результаты. Калибровка данных БПЛА на доступную спутниковую информацию (оперативную и архивную) позволит сразу перейти к относительным оценкам без необходимости проведения многолетних наблюдений для накопления релевантных архивов. Все это позволит не только сократить расходы, связанные с экологическими нарушениями и выплатам за выбросы в окружающую среду, но и улучшить здоровье населения городов за счет лучшего администрирования экологическими объектами города, что в конечном итоге также приведет к положительному экономическому результату за счет повышения производительности труда и уменьшению затрат по нетрудоспособности. Вместе с тем, использование БПЛА и методов искусственного интеллекта для контроля загрязнений и состояния экологических объектов в городских агломерациях находится на ранней стадии разработки. Таким образом возникает потребность в разработке беспилотных летательных платформ для применения в городе, разработке или модификации, в соответствии с условиями предметной области, методов обработки собираемых данных, анализе возможностей применения беспилотных платформ в различных погодных условиях и выполнении сопряжения разновысотных данных дистанционного зондирования, включая орбитальные платформы. Это позволит предложить комплексное решение для оперативного контроля экологической обстановки в пределах городской агломерации и на прилегающих территориях. Настоящая программа направлена на создание основных программно- аппаратных компонентов подобного комплекса. В результате его выполнения будут получены следующие результаты: разработаны опытные образцы БПЛА и сопутствующего наземного оборудования для мониторинга в городской среде; разработаны методы, алгоритмы и программное обеспечение для обработки данных и изображений, поступающих с борта БПЛА и спутников Земли, для решения задач планирования полетов, мониторинга, картирования в процессе экологического сопровождения в городской агломерации; разработаны рекомендации по реализации технологических решений мониторинга городской среды; разработана техническая документация, документация пользователя по использованию системы; развиты соответствующие компетенции в сфере экологического мониторинга с использованием интеллектуального анализа гетерогенных данных об экологическом состоянии городской агломерации.

Казахстан располагает значительными ресурсами твердых полезных ископаемых, достаточными для устойчивого развития геологической отрасли. Одной из важных задач, требующих своего решения, является поиск и разведка новых месторождений в Казахстане. Применение инновационных технологий позволяют на начальном этапе при минимальных затратах средств в короткие сроки локализовать перспективные площади для постановки детальных поисковых и оценочных работ. Использование космических данных повышает эффективность исследований на всех без исключения этапах и стадиях, включая разведочные, прогнозные и эксплуатационные работы, а также позволяет актуализировать архивную «бумажную» геолого-картографическую информацию, существенно уточнить и получить новые данные об особенностях геологического строения площадей, значительно локализовать рудо-перспективные площади. Цель данного проекта заключается в разработке прогнозно-поисковой технологии для геологического картирования рудных залежей на основе методов ДЗЗ. По результатам проекта ожидаются: на первый год - база дистанционных, геолого-геофизических и картографических данных, набор спектральных библиотек для месторождений полезных ископаемых, базы эталонных участков для выявления ведущих параметров, эталонные участки; на второй год – первичный каталог спектральных подписей полевыми измерениями, база данных собранных подписей и совместное дешифрирование со спутниковыми данными, репрезентативная выборка для утверждения основных оценочных параметров, методика дешифрирования мультиспектральных данных для выделения горных пород по составу; на третий год - инновационная и неинвазивная гиперспектральная методология на основе БПЛА для локальных участков модели оценки прогнозных ресурсов, методика дешифрирования гиперспектральных данных для выделения горных пород по составу; окончательные спектральные подписи по данным полевых измерений, опубликованная библиотека спектральных подписей в международных базах данных, а также карты оценки перспективности территорий по клюевым показателям. Решение поставленных задачи имеет непреходящее значение, так как позволяет получить результаты, во многом обеспечивающие успешность прогноза месторождений с выделением потенциальных территорий. Неоднородность геологической среды в строении существенно затрудняет получение однозначного результата. Данная работа позволяет снизить это путём использования технологии обработки данных ДЗЗ, полевых измерений спектральных характеристик минералов и лабораторных исследований. Выбор потенциально прогнозно-разведочной территории затрудняется отсутствием чётких критериев, что обуславливает затратность горнодобывающей отрасли с высоким риском неполучения ожидаемых результатов. Прикладная значимость программы позволит позволит на практике расширить представления о пространственной локализации и морфологии перспективных территорий твердых полезных ископаемых, что, в конечном счете, определяет эффективность достижения поставленной цели и, как следствие, социальный спрос и индустриальную заинтересованность. Разработанная в ходе реализации программы прогнозно-поисковая технология может использоваться геологическими службами на мало изученных территориях для локализации перспективных участков, что позволяет определить высокую значимость как в национальном, так и в международном масштабах. Предложенная технология разработки является авторской и обладает научной и практической новизной. Результаты выполненных исследований позволят оконтурить наиболее перспективные площади, без больших финансовых и временных затрат на геофизические наземные методы. Новизна исследования заключается в комплексном использовании разнообразных методов и данных, включая геолого-геофизические, аэрокосмические с мульти- и гиперспектральных сенсоров в одну комплексную поисковую модель, что позволяет разработать уникальное решение для поиска новых месторождений и геологического картирования рудных залежей. Мультиспектральные снимки применяются для создания карт геологических структур, определения различных трещин, разломов и других, мониторинга изменения земного покрова, растительности и т.д., а гиперспектральные снимки для диагностики преобладающих минеральных видов в поверхностных образованиях на основе спектральных характеристик, индексов. Лабораторные исследования спектральных отражательных способностей минералов и полученные в полевых условиях с портативного спектрометра данные по измерениям спектров диффузного отражения в Ultraviolet-Visible-Short-wave infrared (UV-Vis-SWIR) будут применены для верификации результатов обработки с мульти- и гиперспектральных сканеров при создании библиотеки спектральных подписей. В ходе выполнения проекта будет произведено совместное использование спутниковых и ГИС технологий, а также наземной информации для картирования закономерной зональности околорудных изменений и построения прогнозно-поисковых карт. Полученные результаты данного исследования будут способствовать повышению на более высокий уровень.