Томский политехнический университет запустил в 2014 году сразу несколько крупных проектов – ученые вуза создадут новые материалы для освоения космоса, инновационные препараты для диагностики и лечения онкологических заболеваний, системы связи для уникальных «подводных роботов» и многое другое. О прорывных разработках политехников рассказывает проректор вуза по научной работе и инновациям Михаил Сонькин.
— Михаил Аркадьевич, сколько мегапроектов запускает ТПУ и по каким направлениям?
— В ТПУ реализуется шесть крупных проектов, которые мы по-другому называем мегагрантами. Мы считаем, что вместо финансирования десятков небольших проектов необходимо сконцентрировать средства на крупных направлениях, соответствующих актуальным и перспективным исследовательским трендам в мире.
Содержание мегагрантов соответствует кластерам созданного в ТПУ сетевого междисциплинарного центра превосходства в области ресурсоэффективности: «Медицинская инженерия», «Устойчивая энергетика», «Безопасная среда обитания», «Ресурсы планеты», «Когнитивные системы и телекоммуникации» и «Социально-гуманитарные технологии инженерной деятельности». Мегагранты направлены на разработку прорывных технологий по этим направлениям. Идея каждого мегапроекта - довести разработку до законченных инновационных продуктов и технологий.
— Один из мегагрантов ТПУ связан с так называемыми подводными роботами…
— Да, это проект «Телекоммуникационные системы мониторинга и управления для автономных подводных роботов». В его рамках у нас есть мощный партнер - Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (г. Владивосток), которым, к слову, руководит выпускник ТПУ Леонид Наумов. В этом институте исследуются и разрабатываются и производятся автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА).
Цель мегапроекта — создание различных аппаратно-программных комплексов для нового поколения АНПА. Финансирование мегапроектов предполагает софинансирование до 50% из средств хозяйственных договоров университета.
Почему ТПУ, находящийся далеко от всех морей, решил заняться этой темой? Потому что мы хорошо разбираемся в информационных технологиях, кибернетике, телекоммуникациях.
АНПА – это подводный аппарат, который может без экипажа опускаться на глубину до шести километров и перемещаться под водой. АНПА оснащён устройствами для беспроводной передачи информации и изображения оператору в центре управления.
Естественно, с развитием технологий хочется, чтобы эти автономные аппараты могли опускаться на большую глубину, передавать больше информации. Хочется, чтобы можно было управлять не одним, а десятками этих аппаратов одновременно.
Мы не будем производить сами АНПА, но мы будем совершенствовать для них телекоммуникационные системы, сенсорные комплексы, математическое и программное обеспечение, и создавать новые. Уверены, что с помощью ТПУ в России будут созданы подводные комплексы нового поколения, которые будут лучшими в мире.
В рамках проекта в ТПУ уже создана новая научно-исследовательская лаборатория телекоммуникаций, приборостроения и морской геологии. В ней будут решаться задачи по повышении эффективности существующих и созданию «подводных роботов» нового поколения. В настоящее время формируется коллектив лаборатории: там будут и ученые, и конструкторы, и инженеры.
— Расскажите о мегагранте «Медицинская инженерия».
— ТПУ является обладателем уникального оборудования — это наш исследовательский ядерный реактор. Нами разработаны уникальные технологии, которые позволяют получать препараты на основе радиоактивных нуклидов для диагностики и лечения различных болезней. Перед нами стоит задача создания новых радиофармпрепаратов, устройств и методик для диагностики и терапии, прежде всего, онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. Мы намерены разработать и внедрить технологии повышения продолжительности жизни людей, создать интернациональную платформу в области инженерной медицины.
Как известно, сердечно-сосудистые и онкологические заболевания лидируют в статистике смертности. Использование радионуклидной диагностики с применением короткоживущих и ультракороткоживущих радионуклидов позволит повысить эффективность неинвазивной диагностики ишемической болезни сердца на 15%, увеличит в 3-4 раза число органосохранных хирургических вмешательств при ряде злокачественных новообразований, повысит доступность лечения онкологических заболеваний для населения.
Проект сложный. Вещества препаратов с использованием радиоактивных компонентов разрабатывают ученые ТПУ. Клинические испытания, сертификация медпрепаратов, сама разработка, сертификация и тестирование этих препаратов — это все идет через наших партнёров, медицинские учреждения.
— Нобелевский лауреат Дан Шехтман, который возглавляет Международный научный совет ТПУ, во время своего визита в Томск в апреле отмечал, что большой интерес представляет мегапроект вуза по созданию новых материалов для работы в экстремальных условиях. Что именно разработают учёные университета?
— Речь идет о создании целой линейки материалов и изделий, которые могут работать в широком диапазоне температур с очень высокой физической нагрузкой и, соответственно, отвечают серьезным требованиям по прочности.
Сложность освоения и изучения сред и территорий с низкими или высокими температурами, высоким давлением и радиацией определяются множеством факторов и демонстрирует уровень текущего технологического развития человечества. Это – космическое пространство, Крайний Север. Функционирование изделий в экстремальных условиях предъявляет особые требования к свойствам материалов, из которых они изготовлены.
В рамках реализации проекта будут разработаны два основных класса материалов. Первый — для работы в условиях космоса. Это конструкционные материалы космических аппаратов на основе современных легких, высокопрочных стекло- и углепластиков и радиационно-стойких защитных материалов и нанопокрытий для защиты электроники космических аппаратов.
Второй — для работы в условиях Крайнего Севера: ресурсоэффективные нанонаполненные композиционные полимерные конструкционные материалы. Совместно с Институтом науки города Бангалор (Индия), входящим в Корпорацию Instron, будет создан и оснащен не имеющий аналогов в России Международный научно-образовательный центр ресурсных испытаний и технической диагностики изделий и конструкций для экстремальных условий.
— Какие результаты ожидаются по другим мегапроектам?
— Проект «Технологии и комплексы томографического неразрушающего контроля нового поколения». В его рамках, в частности, ученые ТПУ создадут томограф нового поколения для использования в авиационной, космической промышленности и точном машиностроении. В настоящее время в этой сфере используются зарубежные разработки. Мы же создаем российские томографы, работающие на различных физических принципах.
Речь идет о термографических и ультразвуковых томографах, которых нет в мире пока. Создаем томографы на основе уникальных источников излучения – бетатронах – разработке ТПУ.
В ТПУ за несколько десятилетий была создана целая линейка специальных устройств в этой сфере. Они, грубо говоря, «просвечивают» насквозь предметы, не разрушая их. У нас разработан самый малогабаритный в мире томограф, который позволяет производить неразрушающий контроль. На его основе можно сделать различные комплексы. Например, досмотровые комплексы, в которые может заехать целый автомобиль или вагон, где с использованием безопасных методов технику будут «просвечивать», определять наличие взрывчатых и иных опасных веществ. Сегодня это достаточно востребовано в нашем взрывоопасном мире. Мы хотим один из таких томографов в малогабаритном исполнении поставить на подводный аппарат с тем, чтобы, например, производить исследование корпусов подводных лодок, других судов, а также портовых сооружений. А это уже сетевое взаимодействие с мегапроектом по «подводным роботам». Так никто не делал в мире, это прорывная технология.
Следующий проект — «Комплексное исследование нетрадиционных коллекторов нефти и газа». К работе над проектом привлекаются партнеры из зарубежных университетов, включая специалистов Института нефтяного инжиниринга университета Хериот-Ватт (Великобритания), университета Оклахомы (США) и университета Калгари (Канада). Наши исследования в этой области позволят повысить эффективность разработки сложнопостроенных нетрадиционных месторождений нефти и газа, таких как, например, сланцевых. Мы создадим методику подсчета запасов углеводородов в нетрадиционных коллекторах. Будет создана международная научно-исследовательская лаборатория по этому направлению.
Ещё один проект – «Гибридное моделирование и управление в интеллектуальных энергосистемах». Электроэнергетические системы (ЭЭС) нуждаются в усовершенствованных противоаварийных системах управления. Разработка таких систем позволит значительно снизить количество аварий. Создать новую систему невозможно без точного моделирования ЭЭС, поскольку натурные эксперименты в данном случае проводить нереально. ТПУ является мировым лидером в области гибридного моделирования ЭЭС. Поэтому нам под силу создание новых, опережающих мировой уровень инновационных технологий для интеллектуальных энергосистем и новых электротехнических устройств.
Что мы получим в итоге? Новые системы противоаварийной автоматики, использующие инновационные технологии в принятии решений по противоаварийным воздействиям.
— Какова роль зарубежных партнёров в мегагрантах ТПУ?
— Здесь без кооперации никак невозможно. Международный опыт ничем не заменить. Наши партнеры — люди, которые являются экспертами в своей сфере. Их присутствие вдохновляет нас на то, чтобы мы создавали разработки мирового уровня. Кроме всего прочего, они являются носителями других технологий, другого отношения к работе, и у нас есть возможность сравнивать. Есть возможность самосовершенствоваться, а это необходимо для эффективной работы.
Элеонора Черная, РИА Томск