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.

Как известно, композиционные материалы имеют значительные перспективы для применения в энергетике и промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Они состоят из двух или более компонентов, которые сочетаются и позволяют создать материал с улучшенными характеристиками. Это, в частности, позволяет создавать легкие конструкции с высокой прочностью при небольшой массе, повышает термическую стабильность, коррозионную стойкость и прочие важные параметры материалов. Разработка таких материалов для современных отраслей энергетики и промышленности является важной задачей для индустриального и технологического развития страны. Поэтому целью представляемой научной программы является: «Разработка технологических решений в области создания новых композиционных материалов для энергетического сектора и топливного цикла, их характеризация и испытания в условиях моделирующих условия их реальной эксплуатации, а также моделирование процессов высокотемпературной деструкции и газового распухания». Программа направлена на разработку технологических решений по получению различных ранее не исследованных материалов: от бериллидов различного состава, формы, и способов изготовления до созданных жидко-металлических материалов, заключенных в пористые системы из тугоплавких металлов и сплавов, а также будут предложены технологические решения по созданию высокопрочных композиционных керамических материалов на основе соединений нитрида кремния и диоксида циркония, обладающих большими перспективами использования в ядерной и альтернативной энергетике. Данные исследования будут направлены на получение рекомендаций и заключений о возможности применения исследуемых материалов в энергетике и промышленности, с учетом возможности их производства в Республике Казахстан. Представляемая программа включает в себя четыре основных научных направления, нацеленных на решение наиболее актуальных и перспективных задач, что позволит достичь уникальных результатов, способных внести большой вклад в развитие технологических решений в области создания материалов для ядерно-физических установок и водородной энергетики, а именно: – Проведение испытаний новых материалов на основе двойных систем бериллия для современных установок водородного цикла, с ориентацией на возможности их промышленного производства на предприятиях РК; – Проведение испытаний и определение свойств жидкометаллических композитных материалов, заключенных в капиллярно-пористые структуры из металлов и сплавов; – Разработка технологии создания высокопрочных композиционных материалов на основе окси-нитридных соединений, обладающих повышенной коррозионной устойчивостью и прочностными характеристиками; – Моделирование эффектов газового распухания при взаимодействии с водородом в топливных элементах на основе циркалойных соединений. В предлагаемой программе планируется исследование различных новых композиционных материалов (часть из которых ориентирована на возможное промышленное производство в РК, в частности на базе АО «УМЗ»). Этот аспект важен с точки зрения экономического эффекта программы для РК и согласуется не только с Посланиями Президента Республики Казахстан: от 10 января 2018 года «Новые возможности развития в условиях четвертой промышленной революции», «Казахстан в новой реальности: время действий» (2020 г.); законом Республики Казахстан от 18 февраля 2011 года № 407-IV «О науке»; но и отвечает задачам национального плана развития Республики Казахстан до 2025 года; а также концепции по вхождению Казахстана в число 30-ти самых развитых государств мира. В научной программе будут исследованы новые материалы на основе двойных систем бериллия, полученные опытно-промышленным способом по технологиям АО «УМЗ». Будут определены их свойства с точки зрения оценки перспектив их применения в водородной энергетике. Также будут исследованы перспективные жидколитиевые композиты, спектр применения которых достаточно широк (от ядерных и термоядерных приложений), до их возможного использования в водородной энергетике (например, для систем высокоемкого хранения водорода). Здесь будет проанализирован не только различный состав материалов, но и оценена контролируемость свойств материалов в зависимости от размеров пор и их распределения. Исследования в области тестирования композиционных керамик на основе окси-нитридных соединений, направленные на создание высокопрочных, обладающих высокой устойчивостью к высокотемпературной деградации, а также коррозионной стойкостью к различным средам, позволят расширить спектр потенциальных материалов, планируемых в использовании в качестве инертных матриц дисперсного ядерного топлива. Использование дисперсного ядерного топлива, размещенного в инертных матрицах, позволит увеличить КПД выгорания ядерного топлива, а также снизить радиационную нагрузку на ключевые узлы активной зоны ядерных реакторов за счет высокой поглощающей способности. Использование высокопрочных керамик в качестве материалов инертных матриц позволит перейти на плутониевое топливо, которое при эксплуатации производит гораздо меньше долгоживущих отходов отработавшего ядерного топлива, а также повысить эффективность выгорания и температуру активной зоны ядерно-энергетических установок нового поколения. Изучение процессов газового распухания и наводораживания в топливных элементах на основе циркалойных соединений позволит внести ряд новых фундаментальных знаний в общее понимание процессов деструкции при накоплении водорода в составе керамик топливных элементов, а также установить их влияние на изменение устойчивости к деградации и сохранению стабильности работоспособности топливных элементов в процессе эксплуатации. Интерес к данным исследованиям обусловлен не только получением фундаментальных знаний, но и практическим применением полученных результатов, позволяющих в дальнейшем прогнозировать эффективность использования стабилизирующих добавок в циркалойных соединениях для увеличения сроков эксплуатации и борьбы с газовым распуханием.

Предлагаемая к реализации комплексная исследовательская программа направлена на продвижение инклюзивности и многоязычия в Республике Казахстан за счет развития малоресурсных возможностей казахского языка на основе последних достижений в области информационных технологий [1-3], обработки данных на естественном языке (NLP) [4-6] и машинного обучения [7,8]. Сосредоточив особое внимание на казахском языке, который исторически был недостаточно представлен в цифровом ландшафте, исследование сталкивается с рядом лингвистических вызовов, решение которых имеет решающее значение для технологического развития и цифровой инклюзивности региона. Эта прорывная программа направлена на исследование и решение сложных задач в области NLP, связанных с малоресурсными языками, межъязыковым обучением, адаптацией предметной области, абстрактивной и экстрактивной суммаризацией, а также с автоматическим извлечением информации для создания робастного графа знаний [9]. Эти задачи имеют фундаментальное значение, учитывая разнообразный языковой ландшафт Казахстана и необходимость цифровой адаптации и содействия широкому использованию казахского языка в различных областях. Чтобы продвинуться в этих областях, наши исследования будут использовать и совершенствовать современные методы машинного обучения. Для эффективного извлечения знаний будет использоваться сочетание неконтролируемых [10-17], полуконтролируемых [18,19] и слабо контролируемых методологий обучения. Эти методы будут особенно эффективны для выявления скрытых семантических структур и взаимосвязей в текстовых данных, что необходимо для понимания и генерирования (порождения) текстов на естественном языке в автоматическом режиме. Параллельно с этим проект будет включать широкое использование передовых методов оптимизации в сочетании с соответствующими метриками оценки для создания и тонкой настройки новых алгоритмов, предназначенных для эффективного решения задач NLP. Этот подход обеспечит разработку высокопроизводительных моделей способных решать сложные задачи, справляться со сложностями низкоресурсных языков, таких как казахский [20-26]. В исследовании также будет задействован революционный потенциал трансформерных моделей [27-29] и attention механизмов [30,31], которые произвели революцию в области NLP [32]. Используя эти передовые подходы, предлагаемая программа направлена на улучшение задач машинного перевода [33,34], генерации текста [35-37] и суммаризирования [38,39], предлагая значительные улучшения качества и эффективности этих приложений. В части практических результатов, данная исследовательская программа направлена на получение усовершенствованных NLP моделей, которые могут эффективно справляться со сложностями казахского языка и других малоресурсных языков. Это, в свою очередь, позволит создать в Казахстане более богатую и инклюзивную цифровую экосистему. Кроме того, проведенная работа будет способствовать созданию всеобъемлющего графа знаний, построенного на основе информации, извлеченной из неструктурированных текстовых данных, который можно использовать для различных приложений включая семантический поиск и вопросно-ответные системы. Помимо подходов к автоматическому пониманию языка, программа будет сосредоточена на адаптации этих моделей для конкретных предметных областей в различных секторах, от здравоохранения и права до финансов и образования. Этот акцент обеспечит применимость и полезность разработанной технологии во множестве применений, тем самым способствуя цифровой трансформации различных секторов экономики. Данная программа согласуется с ключевыми государственными стратегическими и программными документами Республики Казахстан, в том числе с Национальным проектом "Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций", Национальным планом развития Республики Казахстан до 2025 года, инициативой 1.5 «Цифровизация образования". Таким образом, результаты проекта окажут существенное влияние не только на экономику и социальные отношения, но и на более широкое научное сообщество, способствуя развитию инноваций и цифровых технологий в регионе. Учитывая фундаментальную роль языка в социально-экономическом развитии, цифровая инклюзивность, которую продвигает этот проект, может повлиять на многие аспекты жизни общества, от делового общения до образования. Коммерческий потенциал результатов исследований значителен так как будут предоставлены ценные инструменты и технологии, которые могут быть непосредственно применены для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Проект подчеркивает важность сохранения и продвижения казахского языка в цифровую эпоху, повышения доступности цифровых ресурсов, улучшения межъязыкового общения и сохранения культурного наследия, воплощенного в казахском языке.

1. Аннотация Наименование темы научной, научно-технической программы: «Автономная система энергообеспечения отдаленных регионов Казахстана на базе ВИЭ». Целями программы являются: 1. Разработка методологии мониторинга и прогнозирования эффективности генерирующих энергоустановок с солнечными преобразователями; 2. Создание инновационной ветроэнергетической установки с горизонтальной осью вращения для энергоснабжения отдаленных потребителей энергии; 3. Разработка высокоэффективной микрогидроэлектростанции (микроГЭС) на основе использования инновационного метода преобразования энергии воды. Описание проблем: Сегодня назревает необходимость в недорогих преобразователях энергии малой мощности, которые могут быть использованы на территориях, где отсутствуют сети централизованного энергоснабжения. Кроме того, большинство территории нашей страны имеет среднегодовую скорость ветра менее 6 м/с, а поступление солнечной энергии на горизонтальную плоскость составляет от 1280 до 1870 кВт/ч на 1 кв. м, и в таких местностях расположены основные потребители электрической энергии. Поэтому повышение эффективности преобразования энергии ветра и солнца в электрическую энергию является актуальной проблемой. Идея программы: Разработка методологии создания автономных систем эффективного преобразования возобновляемых источников энергии в элекро- и тепловую энергию для бесперебойного энергообеспечения децентрализованных регионов страны. Принципиальным отличием идеи программы от существующих аналогов является разработка установки по преобразованию энергии ветра в электрическую энергию, которая способна вырабатывать энергию при низких скоростях ветра в сочетании с преобразователями энергии солнца и воды. Экономический эффект: Развитие конкурентных преимуществ, благоприятное влияние на развитие отрасли будущего применения, расширение существующих и появления новых рынков, снижение стоимости и повышение качества продукции, рост производительности труда, создание заделов для точек роста Индустрии 4.0. По результатам исследований планируется опубликовать: - не менее 5 (пяти) 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 7 (семи) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО. - не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств. - не менее 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, зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан. Разработанные рекомендации по изготовлению опытно-промышленного образца применимы для дальнейшей коммерциализации.

Целью данной программы является построение актуальной модели геоида на территорию РК, также создание эталонного, аккредитованного гравиметрического полигона для проведения ежегодных поверочных работ гравиметров. Концепция модернизации системы государственного геодезического обеспечения РК реализуемая в рамках масштабного проекта Национальная инфраструктура пространственных данных (НИПД) государственной программы «Цифровой Казахстан» включает в себя создание геоцентрической системы координат. Переход к новой геоцентрической системе координат обуславливает необходимость развития также нивелирных и гравиметрических сетей. В мировом опыте развитие государственных геодезических сетей включает определение локальной модели геоида. Создание высокоточной модели геоида для страны несет не только научно-практическую значимость, но и считается более экономически целесообразным. Для Казахстана данная проблема очень актуальна, так как не существует высоты геоида на территорию страны, которая соответствовала бы по точности геометрическому нивелированию. Таким образом, построение модели геоида для Казахстана точностью до нескольких сантиметров позволит заменить дорогостоящее, трудоемкое геометрическое нивелирование на более дешевые ГНСС методы. Планируется составление гравиметрических карт, где будут отображаться результаты вычисления аномалий силы тяжести, которые потребуется при создании актуальной модели геоида. По сей день, Казахстан не имеет собственного эталонного аккредитованного гравиметрического полигона, что усложняет процесс эксплуатации гравиметров надлежащим образом, создавая проблемы каждый год, как зависимость получения услуг по поверке инструментов от соседних стран. Данная обстановка негативно сказывается на производство организаций, занимающихся гравиметрической разведкой, научным организациям каждый раз создавая неудобства при использовании гравиметров, дополнительно подвергая экономическим затратам, потери времени из за логистики. Чтобы избавиться от внешних факторов и зависимостей, остро стоит вопрос о создании собственного эталонного аккредитованного гравиметрического полигона. Одна из ключевых задач направлена на определение основных естественных параметров и их степени влияния на расчеты гравитационной постоянной. Гравитационная постоянная представляет собой физическую константу, которая определяет силу гравитационного притяжения между двумя массами. Для определения естественных факторов, влияющих на гравитационную постоянную, потребуется проведение научных исследований и экспериментов. Данный процесс также позволит выявить теоретические связи, в подтверждение или в оправдание которых будут проведены экспериментальные исследования. Анализ полученных данных в ходе экспериментов позволит определить факторы, влияющие на значения гравитационной постоянной и интерпретировать результаты в новые теории. Планируется разработка методики гравиметрических измерений на основе современных исследований и международного опыта, а также рекомендации для внедрения на институциональном и государственном уровнях в Казахстане. План действий включает анализ международного опыта, определение потребностей Казахстана, разработку методик, эксперименты, формирование рекомендаций и подготовку программы внедрения. Процесс потребует согласованной работы различных структур и поддержку от государственных органов и заинтересованных сторон для успешной реализации методов гравиметрических измерений в стране. Также предусмотрена разработка рекомендаций по снижению стоимости проведения полевых гравиметрических работ, которые включают оптимизацию процесса сбора данных, использование эффективного оборудования, улучшение организационных аспектов работы. План действий включает анализ затрат, определение ключевых факторов, внедрение современных технологий, оптимизацию маршрутов, обучение персонала, партнерства, стандартизацию процессов, оптимизацию использования оборудования и автоматизацию обработки данных. Реализация рекомендаций позволит сократить расходы на гравиметрические исследования, повысить конкурентоспособность и эффективность проектов. По полученным результатам научно-практических работ планируется разработка программы по проведению серии семинаров, тренингов по повышению осведомленности в использовании результатов актуальных исследований по направлению гравиметрии для заинтересованных лиц, частных и государственных секторов.