Наука

Программа развития ЮУрГУ направлена на формирование фундаментальных знаний мирового уровня и разработку технологий в области интеллектуального производства, новых перспективных материалов и «зеленых технологий». Эти важные для нашего региона и страны направления заложены в основу стратегических проектов университета. Для их реализации в 2022 году были созданы научные лаборатории под руководством ведущих ученых – экспертов мирового уровня, в том числе молодежные конструкторские бюро и инжиниринговые центры.

Приборная база Научно-образовательного центра «Искусственный интеллект и квантовые технологии» ЮУрГУ пополнилась новым нейрокомпьютером.  В сентябре 2020 года первый на Урале нейрокомпьютер был установлен в Лаборатории суперкомпьютерного моделирования ЮУрГУ. Благодаря средствам гранта по программе «Приоритет 2030» в 2022 году университет приобрел новый, более мощный нейрокомпьютер стоимостью 40 миллионов рублей, который позволит проводить исследования мирового уровня.

Сегодня направление, связанное с разработкой и применением искусственных нейронных сетей для решения сложных задач в различных областях, становится одним из самых ключевых во всем мире. Нейрокомпьютер – это специализированная многопроцессорная система для создания искусственных нейронных сетей. Нейрокомпьютер обучает нейронные сети, это трудоемкий процесс, и он требует больших ресурсов.

Южно-Уральский государственный университет принял участие в престижном конкурсе и получил мегагрант от Правительства на три года в размере 90 миллионов рублей на проект «Инженерия состояний света для квантовых вычислений и сенсорики».

На эти средства в структуре университета будет создана уникальная экспериментальная лаборатория мирового уровня «Квантовая инженерия света» под руководством ведущего ученого, профессора кафедры квантовой электроники МГУ имени М. В. Ломоносова, доктора физико-математических наук Сергея Кулика. Автор более 200 научных статей, 13 патентов и многочисленных научных работ в настоящее время активно занимается развитием экспериментальных методов в области квантовой оптики, квантовой криптографии и оптических квантовых вычислений и является научным руководителем Центра квантовых технологий МГУ.

На фото: Сергей Кулик

В рамках конкурсного отбора по программе «мегагрантов» Министерства науки и высшего образования РФ поддержку получил проект коллектива ученых ЮУрГУ «Инновации для очистки воздуха и воды, снижения углеродного следа: наноматериалы и нанокомпозиты, фотокаталитические и электрохимические подходы». Исследование направлено на создание высокоэффективных наноматериалов для разложения трудноокисляемых загрязнений.

Научный коллектив Южно-Уральского государственного университета во главе с доктором химических наук, профессором Вячеславом Авдиным в партнерстве с сербским ученым Далибором Миодрага Станковичем работает над проектом в области экологии и рационального природопользования. В качестве решения ученые работают над созданием уникальных наноматериалов, которые позволят разлагать трудноокисляемые органические загрязнения в воздухе и воде.

Ученым ЮУрГУ удалось разработать гранулированный композитный фотокатализатор, состоящий из инертной основы и наночастиц со структурной формулой TiO2/SiO2. Эффективность наночастиц, входящих в состав гранул, в 5 раз выше самого продуктивного коммерческого аналога Evonik P-25. Д. Станкович руководит одним из направлений данного исследования – «Электрохимия в области экологии» и использует в своей работе в качестве «инструмента» наночастицы, которыми наполняет микроструктурированные электроды.

На площадке АО «Научно-исследовательский институт машиностроения» в октябре 2022 года были произведены демонстрационные пуски двигательной установки с центральным телом, состоящей из 16 ракетных двигателей, которые объединены в единую систему. Демонстратор ракетно-космического комплекса для возвращаемой многоразовой ракеты-носителя включает в себя системы управления и контроля с искусственным интеллектом и не имеет аналогов в мире. В прошлом году ученые удачно провели испытания на топливной паре спирт-кислород. В этом году после проведения большого объема расчетно-теоретической и конструкторской работы успешно прошли испытания демонстратора двигателя первой ступени на топливной паре кислород-водород, которая обеспечивает максимальную энергетическую характеристику для ракеты-носителя.

Команда инженеров и научных работников Южно-Уральского государственного университета продолжила работу над созданием новой конструкции топливного бака, фрагмент которого был продемонстрирован во время испытаний. Усовершенствованная стенка топливного бака для жидкого азота должна соответствовать жестким требованиям и иметь необходимые технические характеристики для использования по назначению. Вся конструкция состоит из материалов отечественного производства, технология разработана в ЮУрГУ. Задача команды – показать, как могла бы быть сделана стенка топливного бака большой ракеты, чтобы удерживать необходимую температуру в условиях космоса.

Кроме того, было продемонстрировано поднимание и опускание платформы, к которой присоединены элементы системы управления полетом и посадкой. Ученые испытывают разное положение двигателей и проводят расчеты, моделирующие движение ракеты в атмосфере на высоту до 100 километров. Их задача – узнать, можно ли стартовать на вертикальных двигателях и по мере опорожнения топливных баков снижать тягу.

«Это большой и волнительный шаг в нашем проекте, потому что топливная пара кислород-водород — это очень взрывоопасная смесь, мало кто в мире умеет работать с такими двигателями: Россия, США и Китай. Сейчас мы переходим на новый этап, только эта топливная пара обеспечит выполнение всех поставленных задач. Поэтому мы изначально ставили задачу перехода к кислороду и водороду, было много сомнений, потому что это очень сложно. Не все сразу получилось, но запуск состоялся, центральное тело охлаждаемое, уже отработало. Без преувеличения, это мировой уровень. Нет ни одной научной публикации, которая бы описывала пуск демонстратора двигателя с охлаждаемым центральным телом на кислороде и водороде, поэтому можно сказать, что эти два пуска, которые состоялись, – первые в мире. Задачи, которые стоят перед нами сейчас, – повышение энергетики и экспериментальное подтверждение верности наших расчетов», – говорит Сергей Ваулин, проректор ЮУрГУ по научно-образовательным центрам и комплексам.

В марте 2022 года в Якутске прошли экспериментальные испытания прототипа арктического автобуса, который планируется использовать в экстремальных условиях при температурах ниже минус 50 градусов. Это совместный проект ученых Южно-Уральского госуниверситета, МГТУ им. Баумана и автозавода «Урал».

На сегодняшний день в России есть необходимость в такой технике. Обычные вахтовые автобусы не могут передвигаться в условиях снежных заносов Арктики, а гусеничные вездеходы не могут перевозить нужное количество пассажиров. В создаваемом арктическом автобусе будет жилой модуль, который обеспечит полное автономное жизнеобеспечение пассажиров при аварийных ситуациях. Он рассчитан на сутки пребывания в нем до 20 человек. Кроме того, автобус сможет держаться на воде в течение часа для эвакуации пассажиров и водителя.

«В модуле можно разместить кабинеты терапевтов и узких специалистов, а также учебные классы. Опытные модели пройдут испытания на севере Якутии в конце 2022 и в начале 2023 года», − уточнил директор Научно-исследовательского института опытного машиностроения, кандидат технических наук Рамиль Закиров.

Ученые ЮУрГУ проводят работу по мониторингу городских транспортных потоков. Инновационная система мониторинга количества выбросов, загрязняющих веществ от автотранспорта на основе нейронных сетей позволяет в режиме реального времени получать данные. Данная система подтверждена свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ.

В Политехническом институте ЮУрГУ были проведены исследования, направленные на оценку пропускной способности городских дорог и прогнозирование количества выбросов загрязняющих веществ от транспорта. Исследования были осуществлены при помощи системы мониторинга количества выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в режиме реального времени (AIMS-Eco).

Интеллектуальная система мониторинга количества выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в режиме реального времени (AIMS-Eco) построена на основе нейронных сетей и обеспечивает обнаружение и оценку количества транспортных средств, отслеживание скорости перемещения и траектории их движения.

В апреле 2022 года в Челябинске состоялся Международный научный культурно-образовательный форум «Евразия-2022: социально-гуманитарное пространство в эпоху глобализации и цифровизации», который принял на свои площадки более 6000 участников из 22 стран мира.

«Форум “Евразия-2022” – это большое достижение г.Челябинска. Без этого общения наука, культура, образование не могут двигаться вперед. Так что очень важно то, что на Форуме состоялось всестороннее, многоаспектное обсуждение насущных вопросов взаимодействия. На Площадке 12 Ассамблеи народов Евразии мы услышали интереснейшие доклады по всем направлениям гуманитарной и социальной проблематики. И это способствовало развитию и укреплению нашей интеграции. На Форуме мы объединили усилия в том, чтобы все объективные точки зрения прокладывали себе дорогу к правде и миру», – прокомментировал ректор ЮУрГУ Александр Шестаков.

В ноябре 2022 года Южно-Уральский государственный университет стал главной площадкой мероприятия, где представители министерств и ведомств, научные сотрудники, ученые, представители реального сектора экономики обсудили актуальные вопросы научно-технологического развития региона.

Участники  первой панельной дискуссии отметили, что неотъемлемой частью развития науки остаются проекты Уральского межрегионального научно-образовательного центра (УМНОЦ), которые являются импортозамещающими и должны стать лидерами в мировой экономике.

«Университет вносит значительный вклад в развитие региона и становление приоритетных отраслей. Получено более 800 результатов интеллектуальной деятельности, которые имеют разный уровень технологической готовности и потенциал внедрения. Подготовлено более 850 кандидатов и докторов наук. В своей программе развития Университет опирался на запросы предприятий региона и стратегию экономического развития ЧО. В качестве примера можно привести один из стратегических проектов вуза – “Экосреда постиндустриальной агломерации”. В Челябинской области создана уникальная система экомониторинга, которая не имеет аналогов. Данные со стационарных и мобильных станций интегрированы в общую информационную систему, которая синхронизируется с данными геомониторинговых служб. Это позволяет создавать математические объекты, моделировать, разрабатывать новые технологии, предсказывать их влияние на экологическую среду и прогнозировать распространение загрязнений», – рассказал и. о. ректора ЮУрГУ Александр Вагнер

Участники круглого стола «Интеллектуальное производство» обсудили вопросы развития технологий Индустрии 4.0 на предприятиях металлургии, машиностроения и приборостроения в условиях внешних санкционных ограничений. Среди участников – представители институтов машиноведения, физики металлов, металлургии Уральского отделения Российской академии наук, а также профессора, докторант и аспирант ЮУрГУ. Модератором выступил президент вуза Александр Шестаков.

«Мы работаем с Магнитогорским металлургическим комбинатом в области диагностического оборудования, цифровых двойников, создания беспроводных сетей и применения методов искусственного интеллекта, чтобы решать задачи, связанные, в первую очередь, с прогнозированием нормальной работы оборудования. Вторая тема, которая у нас сейчас активно разрабатывается, – экологический мониторинг, – рассказал Александр Леонидович. – Встретились с металлургами и машиностроителями Уральского отделения РАН. Видно, что оно проводит серьезные изыскания в области интеллектуального производства, наши работы тоже на хорошем уровне. Наметили точки соприкосновения для того, чтобы результаты сотрудничества были наиболее эффективными».

Речь шла, в частности, об исследованиях в области механики, диагностики и прогнозирования ресурса материалов и конструкций, первопринципном моделировании, цифровых моделях доменного производства, цифровых двойниках машиностроительных конструкций.

А на круглом столе «Новые перспективные материалы» прошло обсуждение вопросов разработки новых перспективных материалов для обеспечения технологического суверенитета государства, включая новые материалы для двигателестроения, сенсорики, металлургии и химической промышленности.

В ежегодной выставке Иннопром 2022, которая прошла в Екатеринбурге, приняли участие около 500 экспонентов из более 30 стран. ЮУрГУ представил свои разработки на двух площадках: стенд университета и стенд НОЦ Урал в рамках Челябинской области.

«Экспонатов очень много, все они показывают результаты ведущих проектов нашего университета. Это и совместные разработки с нашими индустриальными партнерами. Есть и собственные разработки ЮУрГУ, которые актуальны для нашего региона и нашей страны. Они имеют высокий потенциал внедрения и импортозамещения. В наши дни актуальность этих разработок многократно увеличилась. Мы представляем проекты в области экологии, пищевых технологий, аэрокосмической отрасли. Надеюсь, что мы сможем завершить их в самое ближайшее время и начать внедрение», – отметил и. о. ректора ЮУрГУ Александр Вагнер.

Посетители выставки увидели результаты одного из ведущих проектов Уральского межрегионального НОЦ мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ) по созданию демонстраторов двигателя для ракетно-космического комплекса с многоразовой одноступенчатой ракетой-носителем. На собственном стенде университет представил разработки в рамках стратегических проектов по программе «Приоритет 2030».  

Южно-Уральский государственный университет представил результаты своих прорывных проектов на II Конгрессе молодых ученых в г. Сочи. В том числе посетители Конгресса смогли увидеть демонстратор двигательной установки, на котором впервые была успешно испытана топливная пара водород-кислород.

Участники конгресса обсудили глобальные вызовы и возможности ответа на них со стороны науки, технологические решения для отечественной промышленности, сельского хозяйства, медицины и экологии, смогли познакомиться с новейшими достижениями в области научно-технологического развития. В рамках Конгресса прошла выставка достижений по приоритетам научно-технологического развития и инициативам Десятилетия науки и технологий.

Выставка «Территория НОЦ» наглядно продемонстрировала, каких реальных результатов можно добиться, объединив науку, образование и бизнес.

«Разработки молодёжного конструкторского бюро ЮУрГУ представлены на Конгрессе молодых ученых, который проходил на базе Сириуса с 1 по 3 декабря. Решения ученых ЮУрГУ не оставляют равнодушными даже самых "изысканных" экспертов отечественной науки и образования. В целом делегация нашего университета выстроила плодотворную дискуссию с разными потенциальными партнерами, представляющими наукоемкий бизнес, ведомства, соседние и новые субъекты страны», – отметил исполняющий обязанности ректора ЮУрГУ Александр Вагнер.

Вице-премьер Дмитрий Чернышенко посетил стенд УМНОЦ на II Конгрессе молодых учёных. Он ознакомился с разработками и заинтересовался тем, как идёт сотрудничество трёх областей, инициировавших создание центра: Свердловской, Челябинской и Курганской. Зампред российского правительства одобрил развитие межрегиональной кооперации Уральского НОЦ.

Стратегические проекты

 

Проекты в рамках 220 Постановления Правительства

Проекты в рамках 218 Постановления Правительства

 

Малые инновационные предприятия и рейтинги

 

Реализуемые проекты