Южный федеральный университет — победитель исследовательского трека программы академического лидерства «Приоритет 2030», участвуя в которой вуз получает ежегодное дополнительное финансирование для проведения прорывных научных работ, создания наукоемкой продукции, технологий и наращивания кадрового исследовательского потенциала. Недавно команда ЮФУ отчиталась о сделанном на заседании Совета по грантам Министерства науки и высшего образования РФ.
«Войдя в число 18 исследовательских вузов, мы чувствуем огромный импульс и ответственность за те результаты, которые от нас ожидает страна, — заявила ректор ЮФУ Инна Шевченко. — Мы должны закрыть потребность по критическим технологиям, обеспечить бесшовный переход на отечественные разработки там, где ранее опирались на зарубежный технологический продукт. Поэтому в 2022 году особое внимание мы уделили оперативному запуску стратегических проектов, институциональным изменениям во имя настройки системы управления и формирования культуры исследовательского университета».
В своей программе развития ЮФУ сформулировал пять стратегических проектов, которые должны помочь ответить на глобальные долгосрочные вызовы. Так, в рамках стратегического проекта «Экспериментальные полигоны» разработан демонстратор цифрового двойника многосредного испытательного полигона для телекоммуникационных систем на базе отечественного программного обеспечения для отработки сценариев, моделей и алгоритмов. В университете создается унифицированный имитационно-моделирующий комплекс, который позволит значительно снизить сроки и стоимость разработки перспективных типов систем и приборов. Пока от начала разработки до внедрения новых материалов в высокотехнологичное производство проходит около 15-20 лет.
Проект «Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов низкоуглеродной экономики под управлением искусственного интеллекта» позволил разработать демонстраторы самоуправляемых лабораторий на основе компактных микрофлюидных автоматизированных систем для химического синтеза.
А благодаря стратегическому проекту «Управление почвенными ресурсами и агроклиматология» созданы технологии биореставрации почв, прототип метагеномной карты почв, запущена автоматизированная ин-формационно-аналитической система «Интеграл» для расчета почвенного плодородия и т. д. Кроме того, благодаря продуманному пересечению работ сразу по двум инновационным проектам «Приоритет 2030» «Управление почвенными ресурсами и агроклиматология» и «Экспресс-дизайн материалов», поддержанному Минобрнауки, ученые ЮФУ разработали бюджетный способ очистки воды. Притом что более 70% поверхности Земли покрыты водой, пресная вода составляет только несколько процентов от этих мировых запасов. Это делает ее одним из самых ценных и исчезающих ресурсов. Для увеличения их в ЮФУ придумали недорогую технологию очистки воды с помощью пористых материалов — цеолитов.
Важным направлением коллектив ЮФУ считает проект «Форсаж материалов». Суть его — нанодиагностика веществ путем рентгеновской спектроскопии (международный термин — XANES) синхротронного излучения. Этот проект позволит ускорить создание новых функциональных наноструктурированных материалов. Пока ученые ЮФУ могут продемонстрировать созданный ими лабораторный прототип автоматизированной компактной микрофлюидной системы ускоренного синтеза, макетный образец ультразвукового преобразователя для реализации сонохимического подхода к экспресс-синтезу новых материалов. Сонохимия, или звукохимия, изучает влияние акустических волн на химические и физико-химические процессы и возникающие при этом эффекты в материалах и средах.
Кроме того, с помощью синхротронного метода XANES было установлено, в какой степени окисления находятся ионы тяжелых металлов, в частности, свинца. Результаты исследования могут быть применены в промышленности для очищения загрязненной воды прямо в месте образования отходов. В будущем ученые планируют усовершенствовать микрофлюидные системы для тестирования составов фильтров и геометрии потока воды.
Коллектив ученых Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ провел цикл исследований, посвященных решению актуальных задач автоматизации и интеллектуализации отдельных рутинных работ на производстве, исполняемых сегодня человеком-экспертом. Так, искусственный интеллект или, другими словами, «умные» устройства для комплексной оценки качества сварных соединений на основе уникальной интеллектуальной технологии должны прийти на смену экспертам по оценке качества сварки. Созданный в ЮФУ прототип программно-аппаратного комплекса уже успел продемонстрировать отличный уровень производительности, высокую точность и достоверность получаемых результатов. В своей работе исследователи сосредоточились на решении проблем неразрушающего контроля дефектов сварных соединений. Это — способ выявить дефекты металла без физического вмешательства и нарушения целостности изделия, а также получить данные о структуре материала и его физико-химических свойствах. Такие технологии позволят сократить временные и ресурсные затраты, а также повысить качество проводимых работ.
Уже готов программно-аппаратный прототип устройства, реализующего данную технологию. Ученые моделировали продвинутую версию когнитивных функций эксперта, которого заменила вычислительная машина с цифровыми «глазами» и «ушами», значительно превосходящие человеческие. В процессе разработки были использованы методологические и технологические концепции глубокого обучения, компьютерного зрения, интеллектуального анализа данных, а также устройства умных сенсоров и датчиков.
Как отметила Инна Шевченко, прорывных результатов в программе «Приоритет 2030» добиться можно, только ведя мультидисциплинарные исследования. Для решения таких важных вопросов, как обеспечение продовольственной и экологической безопасности или ускоренная разработка новых материалов, необходимо объединение знаний, навыков и опыта физиков и биологов, химиков и IT-специалистов. А также привлечение молодых умов. Ученики Специализированного учебного научного центра ЮФО, молодые ученые, студенты и аспиранты ЮФУ в рамках программы «Приоритет 2030» разрабатывают десятки проектов. Росту этой научной активности способствуют развитие университета в вуз магистерско-аспирантского типа, а также тиражирование собственных образовательных стандартов для «загоризонтных» профессий.
В стадии завершения создание инфраструктуры Парка наукоемкого приборостроения. В нем планируют изготавливать опытные образцы разрабатываемых установок, партии отечественных микрофлюидных чипов и оборудование для экспресс-синтеза материалов под управлением искусственного интеллекта.
Благодаря взаимодействию с крупными высокотехнологичными компаниями в рамках технологических платформ и инновационных кластеров, сетевой научно-инновационной и информационной инфраструктуры, центров коллективного пользования уникальным научным оборудованием на базе ЮФУ формируется ядро инновационной системы Южного федерального округа. Оно станет базой для проведения фундаментальных исследований и прикладных разработок на основе конвергенции наук, генерирования новых знаний и создания инновационных технологий. Трансформация процессов для новых форм проведения исследований и разработок, развитие кадрового потенциала — главный итог первого года реализации программы «Приоритет 2030» в ЮФУ.
Подготовил Андрей СУББОТИН
Нет комментариев