Золотой Меркурий Новосибирская марка

Тест на ковид за пять секунд и космическое будущее фотоники

Фото Павла Разуваева

Какие разработки новосибирских учёных преобразят нашу жизнь в ближайшем будущем.

Светлана, конечно, знала, что она коронавирусом не болеет, но не удержалась и решила воспользоваться предоставленной возможностью: больно уж фантастически выглядит прибор, определяющий по выдоху, болен ты или нет ковидом. Вся «операция» и минуты не занимает. Выдыхаешь в трубку, и на мониторе совсем скоро появляется диагноз. Нейросеть анализирует состав вашего выдоха практически мгновенно.

Этого чудо-терапевта изобрели в новосибирском Академгородке, в Институт автоматики и электрометрии СО РАН. Увы, этот институт не получает целевого финансирования из федерального бюджета. Но разработки в области фотоники сегодня крайне востребованы во всём мире. И изобретения учёных новосибирского института находят применение в самых различных областях промышленного производства: от космоса до, например, производства уникальных линз, заменяющих глазной хрусталик.

Исследования в области фотоники в нашей стране проводят научно-исследовательские институты в Москве, Санкт-Петербурге, Перми и Новосибирске. Но этого, признают специалисты, явно недостаточно.

Ирина Мануйлова

— К сожалению, России сейчас не хватает, как минимум, ещё одного серьёзного центра для максимально эффективных научных разработок в области фотоники, — рассказала заместитель губернатора Новосибирской области Ирина Мануйлова. – Его создание запланировано в рамках проекта «Академгородок 2.0». К сожалению, отечественное машиностроение переживает сегодня не лучшие времена. И пока вернуть уровень приборостроения доперестроечного периода нам не удалось. И наверное, не по всем направлениям нам это удастся сделать, потому что мир ведь тоже не стоит на месте. Но то, чем сегодня занимается Институт автоматики и электрометрии, — это так называемое производство полного цикла: от научной идеи до готового прибора. Яркий пример: прибор, который позволяет диагностировать коронавирусную инфекцию. Здешний научный центр – конкурентоспособен. И мы должны воспользоваться его возможностями. Тем более, что новосибирский центр внедряет в нашу жизнь системы искусственного интеллекта.

За последние десять лет Институт автоматики и электрометрии СО РАН трижды получал госпремию Новосибирской области. Таким образом поощрялось как раз внедрение научных разработок для решения конкретных проблем. От автоматизации новосибирского метрополитена до определения состава химических материалов, используемых в атомной промышленности.

Сергей Бабин

— Нам удаётся занимать свою уникальную научную нишу именно потому, что у нас взаимодействуют и развиваются два важнейших направления: фотоника (всё, что связано с фотонами и светом) и информационные технологии, которые включают в себя исследования по применению искусственного интеллекта, — говорит директор Института автоматики и электрометрии СО РАН Сергей Бабин. – Взаимодействие двух наук – фотоники и информатики – даёт принципиально новый результат. Третий кит, на котором держится наша работа, — взаимодействие с промышленными предприятиями.

Институт автоматики и электрометрии СО РАН готов стать основой для центра коллективного пользования по фотонике. На его создание уже выделяется более двух миллиардов рублей. Установлены и сроки реализации проекта – около трёх лет. Главная задача центра – наладить цепочку «изобретение – прибор – промышленность».

Старший научный сотрудник лаборатории оптических информационных систем Института автоматики и электрометрии СО РАН Иван Лобач наклоняет крыло модели самолёта и чуткий датчик тут же передаёт данные об этих изменениях на компьютер. Ещё одно направление сегодняшних забот учёных – сделать такие датчики для мини-спутников.

— Мы занимаемся разработкой всевозможных датчиков на основе элементов света и оптоволоконной оптики, — поясняет Иван Лобач. – Подобные датчики могут быть использованы для мониторинга мостов, тоннелей и других сложных технологических объектов. Например, такая система установлена на новосибирском стадионе Заря, чтобы отслеживать снеговую нагрузку на его сложную конструкцию.

Устройства, которые здесь изобретают, способны передавать информацию и на компьютер, и на планшет, и на смартфон. Их уже заказывают для авиации и космоса.

Максим Гаськов

— Этот прототип ещё нигде не летал, — представляет свою разработку магистрант Новосибирского госуниверситета, инженер-программист Института автоматики и электрометрии СО РАН Максим Гаськов. – Предстоит ещё превратить этот прибор в небольшой чип, который можно будет использовать для диагностики авиационной техники и космических аппаратов. Например, вмонтировать в спутник.

Институт автоматики и электрометрии СО РАН совместно с Центром микрохирургии глаза разработал технологию производства дифракционно-рефракционных интраокулярных линз. Их главное преимущество: они заменяют поражённый хрусталик глаза. Причём, человек начинает хорошо видеть как вблизи, так и в даль. Сейчас такие линзы уже выпускают с использованием разработок новосибирских учёных в Нижнем Новгороде.

Виктор Корольков

— Сейчас мы на нашей установке производим матрицы, которые затем используются для тиражирования линз, — рассказывает замдиректора Института автоматики и электрометрии СО РАН, руководитель Центра коллективного пользования «Спектроскопия и оптика» Виктор Корольков. – Наш прибор позволяет формировать трёхмерный рельеф с очень высокой точностью. Причём, с высокой скоростью. Аналога такому оборудованию в мире нет. Во всём мире подобные линзы производят путём алмазного обтачивания полимера. Это приводит к тому, что зачастую полимерный материал рвётся, и через несколько лет на линзе может вновь вырасти катаракта. Наша технология исключает такую проблему в принципе.

Волшебство создания матриц будущих линз происходит в стерильной комнате, заполненной красным светом. Такой цвет нужен, так как процессы, происходящие в ней, сродни фотолаборатории, в которой могла бы засветиться фотобумага. Кто помнит, как печатали снимки в не столь уж и далёком прошлом, поймёт, о чём речь.

Применяется новая технология, разработанная специалистами института, и в других областях. К примеру, при изготовлении телескопов с дифракционной оптикой. Линзы, изготовленные в результате научных достижений сотрудников института автоматики и электрометрии, очень лёгкие и тонкие. Они отлично подходят для оснащения мини-спутников. Новосибирский приборостроительный завод также использует установки, изобретённые в институте, для выпуска прицелов и другой оптики. А для Новосибирского государственного технического университета институт разработали изготовил установку лазерной 3-D печати. С её помощь в НГТУ разрабатывают новые материалы. Аналогичная установка используется и в Институте химии твёрдого тела и механохимии СО РАН.

— Нами накоплен уже достаточно большой и успешный опыт управляемой микрообработки различных материалов, — говорит Виктор Корольков. – И не только с помощью лазеров. Сейчас уже появилось новое направление, когда необходимые объекты строят микрокаплями.

Институт автоматики и электрометрии уже много лет сотрудничает с Центром подготовки космонавтов. Именно в Новосибирске создают тренажёры для предполётных тренировок.

Ещё одно удивительное для обывателя направление сегодняшней работы института – изучение свойств материалов при воздействии лазера. В лаборатории физики лазеров, в частности, исследуют нелинейно-оптические полимеры, которые могут быть полезны для разработки новых фотонных устройств.

— Такие методики позволяют обеспечить быстрое управление светом, — поясняет руководитель лаборатории Сергей Микерин. – Здесь же у нас проводятся работы по исследованию наноструктур, которые возникают на поверхности металла под действием лазерных импульсов. В результате, например, металлическую поверхность можно сделать не смачиваемой никакими жидкостями. Эта область пока только-только развивается. Но теоретически могу предположить, что таким образом металл, например, можно защитить от коррозии или можно изменять свойства летательных аппаратов при взаимодействии с потоками воздуха.

Вот так, в прямом смысле слова на наших глазах, сокращается разрыв меду научным открытием, изобретением и промышленным производством необходимых инновационных изделий. В Институте автоматики и электрометрии мощная научная база, можно сказать, изначально, ещё с советского времени, была нацелена на конечный результат: новые технологии и новые продукты.

 

Иван Шелемба

— Сейчас в институте работает амбициозная молодая команда специалистов, которой нравится идея взяться за какой-либо научный задел и довести его до серийного производства, рассказывает замдиректора Института автоматики и электрометрии по работе с промышленностью Иван Шелемба. — Понятно, что это далеко не всегда просто. Ведь изобретения, научные разработки могут быть одни, а запросы у промышленников – совершенно другие. Поэтому приходится менять парадигму мышления специалистов института, чтобы они начинали разрабатывать те технологии, которые будут востребованы сегодня, через три, пять, десять лет.

Вернёмся к Светлане, с эксперимента которой начали рассказ. Прибор, определяющий наличие коронавирусной инфекции в выдохе человека, работает, основываясь на принципах оптической эмиссионной спектроскопии. Его можно применять для диагностики и других заболеваний. Но и это не всё.

— Очень большой интерес проявляется по использованию этого прибора в спортивной медицине и в фитнес-центрах, — рассказывает научный сотрудник Института автоматики и электрометрии Александр Кугаевских. — С его помощью можно определять эффективность тренировки. Но сейчас, конечно, довести до промышленного производства оборудование, которое будет моментально определять, болен человек ковидом или нет.

Так какой же диагноз «поставил» нейро-терапевт Светлане?

— Ковид – семь процентов, — выдала результат машина.

Это значит, что она коронавирусом не болеет.

Поделиться:

Добавьте нас в источники на Яндекс.Новостях

Если вы хотите, чтобы ЧС-ИНФО написал о вашей проблеме, сообщайте нам на SLOVO@SIBSLOVO.RU или через мессенджеры +7 913 464 7039 (Вотсапп и Телеграмм) и социальные сети: Вконтакте, Фэйсбук и Одноклассники

Новости партнеров:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *