Для медицины и армии. Молодые воронежские ученые представили свои наработки в области микроэлектроники

Проекты лаборатории медицинской кибернетики, инновационные разработки в области микросхем, методы обучения специальным предметам при подготовке специалистов радиоэлектроники и другие наработки представили студенты трех воронежских вузов – ВГУ, ВГТУ и ВГЛТУ – на ярмарке научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Мероприятие прошло в рамках работы двухдневного форсайт-форума «Воронежская микроэлектроника в национальном научно-производственном комплексе» на базе ВГУ 16 и 17 ноября.

Организаторами форума выступили региональный «Институт стратегического развития» и ВГУ по поручению правительства Воронежской области. Участниками стали сотрудники профильных факультетов воронежских вузов, представители РАН и других научно-исследовательских институтов электронной отрасли. В ходе дискуссий эксперты обсудили развитие микроэлектроники в современных средствах связи и радиоэлектронной борьбе, использование электронной компонентной базы в космической отрасли и медицине.

Руководитель секретариата губернатора Воронежской области Игорь Лотков отметил, что отрасль микроэлектроники является традиционно важной в нашем регионе. На протяжении многих десятилетий Воронежская область была одним из локомотивов микроэлектронной промышленности в национальном пространстве.

– Одна из задач форума – придать новый импульс развитию отрасли. Он неслучайно проходит в формате форсайта – прогнозирования перспектив развития на десять и более лет вперед. Это своего рода фора – чтобы через десять лет наши предприятия смогли оказаться конкурентоспособными и быть готовыми к современным запросам, – заявил Игорь Лотков.

Свои уникальные наработки в области микроэлектроники представили студенты-аспиранты ведущих местных вузов. Эти изобретения молодых ученых могут быть применены в разных сферах жизни – от медицины и военного комплекса до сельского хозяйства и даже космоса.

Протезы и интерфейсы для маломобильных людей

Студенты лаборатории медицинской кибернетики факультета компьютерных наук ВГУ занимаются разработкой и моделированием компьютерных интерфейсов. На ярмарке они представили несколько изобретений для маломобильных людей.

– Эти прототипы позволяют тестировать интерфейсы, чтобы узнать, как человек, допустим, без конечностей или с атрофированной группой мышц может с помощью новых методов взаимодействовать с компьютером и вычислительными системами. Для апробации системы был создан такой «испытательный стенд» на базе обычной инвалидной коляски. Мы ее электрифицировали, установили компьютер с программным обеспечением. Испытательный стенд, используя разные компьютерные интерфейсы – управление взглядом, дыханием, мышцами, – позволяет проверить работоспособность всех этих интерфейсов и выявить их наиболее сильные стороны, подходящие для выполнения конкретных задач. С помощью датчиков, закрепленных на мышцах руки, человек одним только взглядом или дыханием сможет управлять всей коляской, – объяснил один из авторов проекта, студент первого курса магистратуры Артем Миронкин.

Еще специалисты лаборатории разрабатывают протезы конечностей нового поколения. Ребята из ВГУ сейчас тестируют созданные на 3D-принтере протезы с системой обратной связи. В них человек, сжимая пальцами какой-то предмет, сможет ощущать его форму. Такие протезы также могут быть использованы в качестве тренажеров для реабилитации людей после инсульта. Датчики позволяют отследить, какие группы мышц у пациента задействованы в тот момент, когда он напрягает руку.

А вот самые обычные очки, которые молодые ученые «напичкали» электроникой и превратили в околографический интерфейс, позволяют через датчики отслеживать положение зрачка. Используя технологию обратной связи, на компьютер передается информация и производится его управление. При помощи такого интерфейса можно управлять дроном и системой самоходного шасси в военных целях. В перспективе студенты рассчитывают модернизировать интерфейс, чтобы можно было координировать и более сложные системы.

Оборудование для производства полупроводниковых материалов

Аспиранты ВГТУ кафедры полупроводниковой электроники придумали две установки для производства полупроводниковых материалов. Аспирант первого курса Дмитрий Пермяков разработал аппарат спрей-пиролиза, а его товарищ со второго курса Максим Белых – оборудование, работающее на методе погружения. Оба проекта получили грантовую поддержку студенческих стартапов в размере 1 млн рублей.

Спрей-пиролиз – это метод получения металлооксидных и любых других материалов, основанный на процессе попадания аэрозоля на раскаленную поверхность, после чего происходит быстрая химическая реакция и образование интересующего нас слоя. Прежде всего спрей-пиролиз используется для производства солнечных батарей, жидкокристаллических дисплеев, сенсорных экранов и защитных покрытий.

– Основное преимущество моей установки – ее цена. Она примерно в десять раз ниже по сравнению с существующим китайским магнетронным распылителем. Сам же опытный образец обошелся мне примерно в 10 тыс. рублей, – рассказал Дмитрий Пермяков.

Его коллега Максим Белых заметил, что разработанная им установка получилась еще дешевле, ведь она не требует мощных нагревательных элементов. Принцип ее работы простой: необходимая деталь опускается в раствор, например, зол-геля или другой вязкой жидкости, может, даже краски. После медленного вытягивания образца из жидкости на нем остается тонкий слой необходимого вещества. Далее деталь проходит этап сушки, в результате которой вещество затвердевает. Метод погружения при производстве полупроводниковых материалов может быть использован в разных отраслях – от полупроводниковой промышленности до биомедицины.

Оптический телефон

Изобретение студентов факультета радиоэлектронных систем и комплексов ВГТУ – оптический телефон «Луч» – хорошая альтернатива рации. Разработчики аппарата считают, что его вполне можно применять в боевых действиях.

– Это аппарат оптической связи, практически телефон. Только в отличие от обычных раций, работающих на электромагнитных волнах, наш образец передает звуковые сигналы за счет инфракрасного диапазона – света, невидимого глазу. Таким образом, враг не сможет увидеть и перехватить наш сигнал. Единственный недостаток оптического телефона – небольшой радиус действия, всего 300 м. И для его хорошей работы нужна прямая видимость. Если на пути будет какой-то объект, сигнал пропадет. Сейчас мы работаем над модификацией устройства, чтобы с его помощью можно было передавать данные, отправленные еще и через компьютер, – пояснил четверокурсник Станислав Распопов.

Ректор ВГУ Дмитрий Ендовицкий отметил, что в результате форума будет принято решение о создании резолюции, адресованной в первую очередь правительству Воронежской области. Ее цель – в создании кластера электронной промышленности при участии региональных вузов и управляющей компании, которая бы координировала работу индустриальных площадок и научно-исследовательских коллективов вузов для оперативной подачи заявок на федеральное и региональное финансирование, а также грантов. Минувшим летом губернатор Александр Гусев поддержал идею создания научных лабораторий в вузах Воронежской области и поручил запустить проект с 2023 года.

– Мы хотим попросить главу региона, чтобы первые такие лаборатории были созданы именно в интересах микроэлектроники и базовых предприятий – допустим, научно-исследовательского института электронной техники или концерна «Созвездие». И определить ту узкую область, для которой нужна соответствующая научно-лабораторная техника.

Дмитрий Ендовицкий

ректор ВГУ

Руководитель департамента предпринимательства и торговли Сергей Корчевников согласился с участниками форума, что микроэлектроника – одно из приоритетных направлений развития.

– Мы активно работаем со студенческим коллективом, чтобы вовлекать молодежь в научную деятельность. По поручению губернатора Александра Гусева мы сегодня применяем инструменты поддержки к представителям МСП, связанным с электронной промышленностью, не только регионального уровня, но и федерального. По работе с федеральными фондами наш регион стоит на одном уровне с ведущими субъектами РФ. Эта поддержка действует в форме долгосрочного освобождения от налогов, плюс дает серьезные гранты.

Сергей Корчевников

руководитель департамента предпринимательства и торговли Воронежской области

Руководитель секретариата губернатора Воронежской области Игорь Лотков добавил, что в условиях санкционного давления очень важной становится тема импортозамещения, особенно для отрасли микроэлектроники. Данный форум, по его убеждению, внесет серьезный вклад в достижение этой цели.