В День российской науки рассказываем о самых заметных в медиасреде исследованиях и разработках ученых ЛЭТИ за 2022 год.
08.02.2023
День российской науки был учрежден указом президента РФ в 1999 году. Этот праздник приурочен к дате основания Российской академии наук, учрежденной по повелению Императора Петра l указом правительствующего Сената от 28 января (8 февраля по новому стилю) 1724 года.
Сегодня трудно переоценить роль и значимость науки в развитии государства. Именно она является фундаментом для обеспечения технологического суверенитета и безопасности страны. Все сферы нашей жизни пронизаны наукоемкими и цифровыми технологиями.
На протяжении всей своей истории СПбГЭТУ «ЛЭТИ» вносит заметный вклад в развитие отечественной и мировой науки по самым разным направлениям. Сегодня ЛЭТИ – ведущий технический вуз России и участник программы «Приоритет 2030» – задает тренды развития новой электроники, искусственного интеллекта, беспроводных технологий, портативных медицинских систем.
Так, в 2022 году сотрудники кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) под руководством Александра Анатольевича Семенова ведут исследования материалов, которые в ближайшее время могут использоваться в массовом производстве электроники на новых физических принципах. Исследователи кафедры выступили участниками фундаментального научного обзора о перспективах развития на ближайшее десятилетие магноники – актуального сегодня раздела физики, который может быть использован при создании более энергоэффективных и быстродействующих видов вычислительных устройств. Кроме того, ученые ЛЭТИ предложили технологию изучения данных материалов, которая позволит повысить качество их получения.
«Материалы для фотонной электроники, которые мы изучаем – это монокристаллы высокоэффективных полупроводников, на основе которых можно создавать компактные устройства площадью 1 кв. мм и даже меньше. Однако для их прикладного применения необходимо изучить широкий спектр характеристик, что крайне сложно сделать ввиду малого размера образцов. Поэтому для исследования таких материалов мы используем уникальное оборудование – полуавтоматическую зондовую станцию, которая позволяет проводить исследования прямо на кристалле размером в два человеческих волоса».
Работа ученых кафедры ФЭТ ведется в рамках флагманского стратегического проекта «Наногетероструктурная электроника, фотоника и радиофотоника» программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».
Ученые кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) под руководством Николая Николаевича Потрахова разработали первую в России рентгенографическую установку, которая позволяет врачу быстро и точно определить, полностью ли удалена опухоль при проведении хирургической операции на тканях молочной железы.
«Чтобы понять, что опухоль вырезана полностью, как правило, ее удаляют вместе с небольшим контуром из здоровых клеток, а затем эти ткани отправляют на химический анализ в специализированную лабораторию. Процедура диагностики занимает много времени. Мы разработали рентгеновскую установку, которая позволяет оперативно непосредственно в ходе операции определить, полностью ли удалена опухоль, и, в случае необходимости, повторить хирургическое вмешательство». – Заведующий кафедрой электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Николай Николаевич Потрахов
Кроме того, ученые кафедры ЭПУ создали уникальный компактный рентгеновский аппарат для оперативной диагностики боевых травм. Сейчас обе разработки находятся на стадии внедрения в профильных организациях.
В условиях нарастающей потребности РФ в импортозамещении электронного оборудования ученые кафедры ЭПУ разработали линейку отечественных высоковольтных источников питания для рентгеновского оборудования. «Созданный нами источник питания может использоваться в рентгенографических комплексах, которые применяются в медицине, промышленности, в изучении археологических находок и произведений искусства, а также многих других сферах», – отмечает инженер-разработчик рентгеновской техники кафедры ЭПУ Юрий Николаевич Потрахов.
Другая научная группа кафедры ЭПУ применяет рентгенографические технологии для изучения предметов древности. С их помощью удалось определить биологический возраст мумии скифской девочки, найденной на территории Тувы в раннескифское время (VIII-VI вв. до н.э.).
Исследователи Молодежного НИИ под руководством Дениса Николаевича Бутусова уже несколько лет пытаются научить робота писать картины так, чтобы он был способен при помощи красок и кисти передать черты стиля, присущие какому-либо художнику или художественному течению. В 2022 году ученые впервые научили робота-живописца писать цветные картины – до этого он умел рисовать только черно-белыми красками.
На кафедре микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры, которую возглавляет проректор вуза по научной работе Виктор Анатольевич Тупик, ведутся работы, направленные на производство новых более эффективных компонентов для отечественных телекоммуникационных систем. В частности, в 2022 году ученые создали адаптирующуюся к условиям антенну 5G. «Созданный образец представляет собой компактную антенную решетку, которая состоит из элементарных ячеек. Каждая ячейка – это, по сути, отдельно взятая антенна, а антенная решетка объединяет между собой эти элементы. В саму антенную решетку встроен управляющий элемент – полупроводниковый диод для изменения излучающих характеристик. Для его контроля существует отдельная плата управления», – рассказывает доцент кафедры МИТ Павел Анатольевич Туральчук.
Кроме того, сотрудники кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», заведующим которой является Сергей Анатольевич Тарасов, занимаются фундаментальными исследованиями работы с оптическими (световыми) сигналами, а также созданием различных устройств на их основе. В прошлом году, ученые презентовали уникальную программируемую фитолампу, с помощью которой удалось достичь роста урожайности салата почти на 60%. «В ходе экспериментов с использованием фитолампы мы смогли увеличить урожайность салата на 59%, а также в 2,5 раза снизить количество воды, расходуемой на образование 1 г сухого вещества по сравнению с контрольными образцами. Также использование устройства позволит снизить затраты на электроэнергию, благодаря возможности получения необходимых параметров пространственного распределения потока излучения, его интенсивности и спектрального распределения в зависимости от стадии роста и типа растения», – делится разработчик, аспирант кафедры фотоники Мария Романович.
На кафедре телевидения и видеотехники (ТВ), которую возглавляет декан факультета радиотехники и телекоммуникаций Наталия Александровна Обухова, ученые разрабатывают системы и методики их применения для изучения самых разных предметов. В частности, в ЛЭТИ создан гиперспектральный сканер, который позволяет получать изображения любого объекта в 224 каналах видимого и инфракрасного диапазона (для сравнения человеческий глаз видит только в трех – красном, зеленом и синем). Полученная картинка несет в десятки раз больше информации. С помощью этого устройства исследователи восстановили утраченные чертежи здания Сестрорецкого курорта начала XX века.
«Данное исследование является примером конкретного применения гиперспектральных технологий для решения задач в архивной сфере. В результате обработки удалось превратить малоконтрастные угасающие чертежи в изображения, позволяющие реконструировать исторический облик утраченных объектов. Первые результаты анализа изображений гиперспектральными методами позволяют надеяться на полное восстановление угасающих изображений и получение информации, которая необходима для восстановления архитектурного ансамбля Сестрорецкого курорта».
Кроме того, для применения гиперспектральных технологий в самых разных сферах в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создана молодежная исследовательская лаборатория в рамках программы «Приоритет 2030» по стратегическому проекту «Новые технологии информационной связанности объектов и территорий».
Современные информационные системы зачастую подвергаются серьезным кибератакам. Для защиты от подобных угроз ученые кафедры информационных систем (ИС) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» под руководством Владислава Владимировича Цехановского ведут разработки программного обеспечения, которое позволит аналитикам более эффективно выявлять аномалии в информационных системах.
Сегодня разработки ученых ЛЭТИ активно применяются не только в различных сферах нашей жизни на Земле, но и для освоения космоса. Так, исследователи кафедры радиотехнических систем, возглавляемой президентом ЛЭТИ Владимиром Михайловичем Кутузовым, разработали отечественное оборудование, которое поможет дистанционно отслеживать важнейшие показатели здоровья человека в скафандре при имитации невесомости. Созданная система является результатом многолетней исследовательской работы ученых «ЛЭТИ» по созданию оборудования для контроля физиологических параметров космонавта для проведения тренировок.
Разработки соответствуют научно-исследовательской политике университета в рамках программы развития «Приоритет 2030».
