Отечественные вузы представили свои перспективные разработки Министерству образования и науки

Дата публикации: 07.12.2015

На форуме «ВУЗПРОМЭКСПО-2015», прошедшем 2-4 декабря в Технополисе «Москва», помимо выставки достижений вузов, круглых столов, лекций и студенческих соревнований, прошла научно-практическая конференция, которая была посвящена итогам реализации в 2015 году научных исследований и экспериментальных разработок по приоритетным направлениям развития науки. В формате публичных защит ученые российских вузов, в том числе Университета ИТМО, рассказали о тех работах, что они ведут в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России 2014-2020 годы».

Каждому приоритетному направлению ФЦП была посвящена отдельная секция конференции. Всего их было пять: организаторы конференции выделили разработки в области индустрии наносистем, информационно-телекоммуникационных систем, наук о жизни, рационального природопользования, транспортных и космических систем, энергоэффективности, энергосбережения и ядерной энергетики. 

Университет ИТМО выступил с четырьмя устными научными докладами и постером «молодого проекта». 

Новые оптические материалы и «сверхвыносливые» светодиоды 

На конференции в рамках «ВУЗПРОМЭКСПО» заведующий кафедрой оптоинформационных технологий и материалов, директор НИИ нанофотоники и оптоинформатики Николай Никоноров рассказал о работе ученых Университета ИТМО над созданием материалов, которые обладают особыми оптическими и электронными свойствами. Добиваются они этого с помощью легирования, добавляя примеси – например, квантовые точки, наночастицы, ионы редкоземельных элементов – в стекла, кристаллы, керамику и стеклокерамику. Подробнее о результатах исследования можно узнать здесь. 

Еще один, совсем новый проект, возглавляемый профессором Никоноровым, был представлен в рамках постерной сессии. Работа по созданию нового поколения люминофоров (веществ, способных преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение) для светоизлучающих диодов, а  также светодиодных линеек и матриц ведется всего лишь месяц. 

«На сегодняшний день обычный люминофор делается при помощи полимера и самого люминофора, который представлен кристаллами алюмоиттриевого граната, активированного церием, – рассказывает Николай Никоноров. – Полимеры под действием мощного синего излучения кристалла диода деградируют, что, естественно, сокращает срок их службы. Мы хотим заменить полимер на стекло и инкорпорировать в него кристаллы алюмоиттриевого граната, активированного церием. Стекло более стойко к температурным перепадам, ультрафиолетовому излучению, оно обладает лучшей теплопроводностью. А возможность управлять показателем преломления стекла и люминофора поможет нам уменьшить вклад рассеяния света, что, в свою очередь, повысит эффективность светодиода».

Проект реализуется совместно с  Гамбургским технологическим институтом (Германия) и Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (Швейцария). Коллеги из Швейцарии делают нанопорошки для алюмоиттриевого граната, который будет инкорпорирован в разрабатываемое учеными Университета ИТМО стекло. Немецкие же ученые занимаются расчетом всей оптики. 

Николай Никоноров считает, что такие светодиоды будут востребованы на рынке, поскольку они превысят срок службы ныне используемых источников света и смогут выдержать мощные световые и термические нагрузки. Они конкурентоспособны в деле освещения автомобильных магистралей, железнодорожных путей, взлетно-посадочных полос, аэропортов, вокзалов, стадионов, больших помещений. На этих объектах, где светильники устанавливаются на большой высоте, частая смена светодиодов – довольно затратное и непростое занятие, поэтому их владельцы скорее предпочтут изначально установить более надежные, долгоживущие и эффективные источники света. 

Робот-змей 

Другой проект, рассчитанный на внедрение новых технологий в производство, представил проректор по учебно-организационной и административной работе Юрий Колесников. Это исследование коллектив кафедры систем и технологий техногенной безопасности Университета ИТМО реализуют совместно с компанией «Диаконт», которая является давним партнером вуза. Проект подразумевает разработку робототехнического комплекса, который позволит проводить измерительный контроль в трубопроводах и заблаговременно выявить дефекты металла трубы, предотвратив ее разрыв. Змеевидный робот  способен производить необходимые измерения в трубах малого диаметра в условиях повышенной температуры, наличия «водяных карманов» и усложненной конструкции трубы. Обнаружить дефекты ему не помешает даже слой коррозийных и шлаковых отложений –  в предварительной подготовке поверхности трубы не нуждаются.

«Сейчас мы успешно завершили три этапа реализации проекта из пяти, – рассказывает Юрий Колесников. –  Мы представили 3D-модель робототехнического комплекса, впереди – непосредственно разработка продукта и его передача индустриальному партнеру, который займется его продажей и распространением». 

Хранение и обработка  сверхбольших данных 

Разработкой быстродействующей кластерной системы хранения и обработки сверхбольших объемов данных занимается коллектив кафедры высокопроизводительных вычислений Университета ИТМО под руководством профессора Александра Бухановского. На данный момент, по словам аспиранта кафедры высокопроизводительных вычислений Николая Бутакова, современные сценарии и среды обработки сверхбольших объемов данных имеют ряд несовершенств. Среди них наличие сложного сценария исполнения для каждого приложения, состоящего из множества зависимых друг от друга задач, неоднородность времени поступления и объема вычислительной нагрузки и так далее. Ученые Университета ИТМО нацелены повысить эффективность обработки сверхбольших данных за счет управления составом и характеристиками облачных ресурсов поверх хранилища данных и повышения скорости доступа к данным на основе гибридного хранения. 

Перспективы применения системы широки. Ученые считают ее полезной при обработке данных телемедицины – система позволит повысить скорость обработки данных пациентов, что может быть важным для больных в критическом или предкритическом состояниях. Кластерная система хранения данных также пригодится в урбанистике при анализе потоковых данных и при обработке данных систем раннего предупреждения: скорость обработки информации позволит выиграть время при прогнозировании и предотвращении катастроф. 

Современные оптические аналогово-цифровые преобразователи

Четвертый проект, который представили ученые Университета ИТМО на «ВУЗПРОМЭКСПО», связан с разработкой компонентной базы для радиофотоники, которая позволит создать современные оптические аналогово-цифровые преобразователи.

Преобразование аналоговых сигналов, что непрерывны во времени и определены во все его моменты, в цифровые – те, что дискретны во времени или в пространстве, – является крайне важной задачей. Ведь устройства с цифровой системой, например компьютер, не способны выполнить обработку аналогового сигнала – сначала его нужно преобразовать в цифровой. Переход от аналоговых к цифровым сигналам является ключевой задачей радиофотоники на ближайшие годы. Ученые Университета ИТМО под руководством Владислава Бугрова создают компонентную базу как раз для создания таких устройств – лазеров с пассивной синхронизацией мод и PIN фотоприемников. Внедрение разработок и промышленная реализация возложены на индустриального партнера проекта – ОАО «РТИ», который имеет опыт внедрения и использования новых технологий в области радионавигационной аппаратуры, радиоаппаратуры дистанционного управления и систем связи.

Ульяна Малышева,
Редакция новостного портала Университета ИТМО