Три проекта научных групп ЛЭТИ – победители конкурса на получение грантов РНФ по проведению научных исследований

Российский научный фонд подвел итоги конкурса на получение грантов по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности РНФ «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки».

В число 454 проектов-победителей вошли три проекта научных групп СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Первый проект под руководством профессора кафедры радиотехнических систем (РС) Михаила Игоревича Богачева посвящен созданию основ бесконтактной диагностики живых систем. В рамках него планируется разработка гиперспектрального регистратора, который станет технической базой для концепций «цифровой чашки Петри» и «цифровой биопсии». Главное инженерное отличие разработки – перенос спектральной селекции с приемника на источник света. Цифровое управление узкополосными светодиодами позволяет отказаться от громоздкой оптики, сделав прибор недорогостоящим и компактным, а обработка изображений осуществляется алгоритмами машинного зрения.

«Мы создаем универсальный оптический инструмент, который способен в реальном времени фиксировать микробное биообрастание имплантов, скрытые воспаления и некрозы тканей, а также грибковые поражения растений. Это позволит врачам и агрономам получать точный диагноз мгновенно, без долгих лабораторных анализов и физического вмешательства в живую систему».

Начальный этап проекта будет нацелен на создание и калибровку прототипа. В дальнейшем, в кооперации с биологами из Института фундаментальной медицины и биологии КФУ и медиками из НМИЦ им. Алмазова, технологию адаптируют для решения задач медицины, ветеринарии и растениеводства, а также интегрируют в системы микроскопии.

Второй проект (руководитель: профессор кафедры РС Александр Сергеевич Красичков) направлен на создание интеллектуальной платформы, с помощью которой можно подбирать короткие пептидные молекулы – «ключи», избирательно связывающиеся с белками-маркерами конкретных заболеваний. Затем эти пептиды встраиваются в портативные импедиметрические нанобиосенсоры (высокочувствительные аналитические устройства, которые преобразуют биологические взаимодействия в электрический сигнал). В качестве первой мишени выбраны тяжелые воспалительные заболевания кишечника, для которых критически важно постоянно отслеживать активность воспаления по уровням специфических белков.

«Наша практическая задача – создать метод, который позволит регулярно и точно измерять уровень маркеров воспаления без сложных лабораторных процедур. Сейчас мы переходим от фундаментальных наработок к системной инженерии: с помощью инструментов искусственного интеллекта мы анализируем 3D-структуры белков и моделируем селективные к ним пептиды, а затем уже проводим их экспериментальное тестирование в лаборатории с помощью наноструктурированных сенсоров. Мы последовательно решаем задачи от компьютерного моделирования до создания работающего прототипа биосенсора».

Сейчас команда находится на стартовом этапе: идет сбор данных о структурах целевых белков-маркеров, обучение алгоритмов и подбор наноматериалов для чувствительных площадок. Итогом работы должен стать полноценный лабораторный прототип мультимодальной биосенсорной системы.

Третий проект, которым руководит профессор кафедры лазерных измерительных и навигационных систем ЛЭТИ Владимир Юрьевич Венедиктов, посвящен разработке ударо- и виброустойчивых инерциальных сенсоров – гироскопов и акселерометров, измеряющих параметры движения, вращения и ускорения объектов.

Ключевая задача проекта – создание приборов, сохраняющих высокую точность в экстремальных условиях: при сильных вибрациях, механических ударах и перепадах нагрузок. Такие сенсоры востребованы в самых разных областях – от носимой медицинской техники и систем реабилитации до навигационных комплексов робототехники, беспилотных летательных аппаратов, транспорта и специальной техники, работающей в сложных условиях эксплуатации.

Разработки ведутся с учетом перспектив их применения как в гражданских, так и в специальных областях, где от стабильности навигационных систем зависит корректная работа всей техники.

Исследования научных групп ЛЭТИ ведутся в русле научно-исследовательской политики программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет-2030», национального проекта «Молодёжь и дети» и инициативы Десятилетия науки и технологий.