Новосибирск и Новосибирская область: свежие новости, объективный анализ, актуальные комментарии

Чувствительные антенны, искусственный интеллект для растений и энергия земных недр: в молодёжных лабораториях НГУ ставят смелые научные эксперименты.

Заведующий лабораторией технологии фотоники и машинного обучения Алексей Редюк и его сотрудники Илья Ватник и Анастасия Беднякова проектируют новый газоанализатор.

Современные университеты по своему функционалу всё больше начинают приближаться к научным институтам. Дополнительный импульс развитию науки в стенах Новосибирского госуниверситета дал 2021 год, когда здесь были созданы четыре молодёжные лаборатории по нацпроекту «Наука и университеты».

Даже самые совершенные методы досмотра не всегда помогают отследить перемещение взрывчатых веществ. Специалисты из лаборатории функциональной диагностики низкоразмерных структур для наноэлектроники предложили свои способы улучшения этих методов. Они работают с волнами в диапазоне от 0,1 микрона до 5 мм, создавая оптические элементы, которые позволяют спектрометрической технике работать в этих диапазонах.

— У каждого прибора есть своя чувствительность, создавая искусственным образом фильтры, мы отсекаем часть энергии облучаемого пучка, диапазон становится уже и чувствительность прибора возрастает раз в 10. На этой основе мы можем выдавать готовые продукты, которые будут полезны досмотровым структурам или в медицине, — рассказывает инженер лаборатории Павел Лазорский.

Другая тема лаборатории — изготовление матриц для активных фазированных антенных решёток, которые применяются в авиации и системах ПВО. Эти матрицы могут управлять фазами отражённого пучка, повышая чувствительность антенн в тысячу раз. Применяться такая матрица может и в «мирных» целях, например, для увеличения ширины канала сети мобильного интернета, если устанавливать антенны с этой матрицей для сотовой связи.

Аналогов таких матриц в России до сих пор нет. Что-то подобное, по словам Павла Лазорского, есть у американцев, но они основаны на других принципах, не связанных с использованием жидких кристаллов, как в Новосибирске.

Продуктами лаборатории интересуются промышленные предприятия, в частности, сейчас спектрометрическая линейка разрабатывается сотрудниками лаборатории совместно с НЗПП «Восток».

Заведующий лабораторией низкоуглеродных химических технологий Евгений Мостович за работой.

Мало кто задумывается над тем, что такое органические светодиоды (OLED), а между тем именно на их работе основано действие экранов наших смартфонов. Для изготовления этих светодиодов нужны специальные красители. В России их пока не производят, однако разработку таких красителей начала лаборатория низкоуглеродных химических технологий НГУ. Зелёный краситель, по словам заведующего лабораторией Евгения Мостовича, уже создан, сотрудники лаборатории сейчас договариваются о его тестировании, на очереди — более сложный синий.

В России свои OLED, по словам Евгения Мостовича, появятся только через 15 лет, а ведущим зарубежным производителям нет смысла организовывать производство этих светодиодов в России из-за сравнительно небольшого рынка. Лаборатория НГУ начинала свой стартап в Латвии, но по понятным причинам в 2022 году он подвис. Теперь разработчики красителей переориентируются на Азию, в частности, активно сотрудничают с Сингапурским университетом.

Другое направление работы лаборатории — нейроморфные технологии на основе органических транзисторов. Работа нейронов живого организма будет имитироваться на небольшом чипе, куда установят сенсоры, чувствительные к питательным веществам, влаге, температуре — и эти сенсоры станут своего рода искусственным интеллектом. Полученные в результате таких технологий «умные» сенсоры можно будет имплантировать в растение — и с их помощью оно научится «разговаривать» с человеком, сообщая ему о своих нуждах. «Представьте себе растение, которое будет анализировать своё жизненное состояние, говорить, чего ему не хватает, какие вещества нужно ему добавить. Через 10–15 лет такие сенсоры должны появиться, и эту технологию можно будет быстро вывести на рынок», — рассказывает Евгений Мостович.

Интерес к научному потенциалу НГУ проявляют и такие «зубры» российского рынка, как «Газпромнефть». Эта компания несколько лет назад открыла в университете своё структурное подразделение — НОЦ «Газпромнефть-НГУ», а в ноябре 2022 года в его составе заработали лаборатории систем оптимизации добычи углеводородов и обработки и анализа сейсмических данных. Первая из них разрабатывает математические модели и алгоритмы разных процессов, связанных с добычей нефти и газа.

Главная цель лаборатории, по словам её заведующего Дмитрия Тайлакова, — создавать гидродинамические модели нефтеносных пластов и добиваться импортозамещения программного обеспечения в нефтегазовой промышленности: сейчас доля зарубежного ПО достигает в этой отрасли 70%. У многих продуктов уже истёк срок лицензии, но пользоваться ими приходится — других нет.

— Это только со стороны кажется, что для выкачивания нефти ПО не нужно. Количество данных, которое ежеминутно генерируется на месторождениях России, измеряется терабайтами, но их никто не обрабатывает и не анализирует, хотя это могло бы повысить эффективность добычи и уменьшить количество ошибок при бурении — одно отклонение скважины в другой пласт может обойтись в миллионы долларов, — поясняет Дмитрий Тайлаков.

По мнению Дмитрия, чтобы добиться полного импортозамещения «нефтегазового» ПО, около 70 человек должны ежедневно работать на протяжении семи лет. Чтобы заместить хотя бы 80% самого важного оборудования, нужно не менее пяти лет.

А в лаборатории обработки и анализа сейсмических данных будут создавать ПО для обработки данных сейсморазведочных работ. Как поясняет руководитель лаборатории Ирина Медведь, её команда изучает закономерности сейсмического процесса в различных геодинамических обстановках. Результаты исследований пригодятся для создания ПО, которое, в свою очередь, будут применять и для изучения районов с геотермальными источниками. Это пригодится для перехода России к экологически чистой энергетике. В лаборатории уже собраны данные по Кавказскому региону, Центральной Камчатке и курильскому острову Парамушир.

Заведующий лабораторией технологии фотоники и машинного обучения Алексей Редюк с собранным в 2022 году прототипом газового сенсора, который может найти применение в шахтах и сельском хозяйстве.

Молодёжные лаборатории в стенах вузов — это не просто «кружки по интересам», а, как отмечает министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев, один из инструментов приближения университетов к реальному сектору экономики. Их основная задача — встроить вуз в научно-техническую повестку сегодняшнего дня, и НГУ обладает для этого самыми лучшими условиями благодаря тесной связке с институтами СО РАН. Каждая лаборатория в год привлекает от 3 до 5 млн рублей — и это не предел.

По мнению вице-губернатора Новосибирской области Ирины Мануйловой, НГУ органично вписался в нацпроект «Наука и университеты», став участником проектов «Приоритет 2030», «Передовые инженерные школы», «Молодёжные лаборатории» и других.

— Для каждой молодёжной лаборатории уже сегодня можно говорить об индустриальных партнёрах. Важно понимать, что наука сегодня — это и фундаментальная, которая готовит задел на десятилетия вперёд, и прикладная, за конкретными продуктами которой приходят индустриальные партнёры. Несколько лет с НГУ тесно сотрудничает «Газпромнефть», работая с новыми лабораториями, все серьёзные концерны химической промышленности тоже участвуют в кооперационных связях с вузом, — отмечает Ирина Мануйлова.

КОММЕНТАРИЙ

Михаил ФЕДОРУК, академик РАН, ректор НГУ, депутат заксобрания НСО:
— Наши дальнейшие планы зависят от федеральных. Мы будем поддерживать молодёжь, готовы «приземлять» перспективных ребят в университете. Университет нельзя рассматривать в отрыве от экосистемы Академгородка: институты СО РАН, Академпарк, высокотехнологичные предприятия — это фактически единое целое. Институты не смогут развиваться без НГУ, а он — без них. И вдохнуть в эту систему новую жизнь, придать ей свежее дыхание — очень важно.