Научные разработки и исследования

Инновационные разработки профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Московского государственного университета приборостроения и информатики (МГУПИ) проводятся в научных центрах и лабораториях.

Научно-учебный центр «Каскад» осуществляет:

• подготовку и аттестацию специалистов в области неразрушающего контроля (НК) и разрушающих испытаний (РИ) (Свидетельство Ростехнадзора № НОАП-0033 от 27.02.2009);
• научные исследования и разработка средств, методик и НТД в области НК и РИ;
• НИР в области контроля и диагностики сверхпроводящего материала для электромагнитов (андронный колайдр);
• создание интеллектуальных сканирующих систем НК;
• др.

Научную школу МГУПИ в области НК образуют ученые двух кафедр.

На кафедре «Метрология, сертификация и диагностика» под руководством заведующего кафедрой академика РАН Клюева В.В. с привлечением потенциала МНПО «Спектр» разработаны уникальные диагностические приборы.

Особенно следует отметить приборы вихретокового, тепловизионного, рентгеновского и магнитного контроля, вибродиагностики и др.

На кафедре Электротехники и электроники под руководством профессора Шкатова П.Н. и Заслуженного деятеля науки и техники РФ Шатерникова В.Е.создано роботизированное устройство «ЗОНД – КРОТ» для комплексного неразрушающего контроля ротора паровой турбины со стороны осевого канала.

Оригинальная  российская  разработка, не имеющая аналогов по функциональным возможностями достоверности, позволяющая контролировать состояние металла под слоем грязи, ржавчины, окалины толщиной до 3 мм.

В Центре инновационного приборостроения ведутся научные исследования по созданию современной приборной базы и технологий, в работе которого задействованы ученые трех кафедр.

На кафедре Приборов и информационно- измерительных систем под руководством профессора Слепцова В.В. и доцента Величко А.П. создан приборный комплекс дистанционного контроля окружающей среды, позволяющий измерять скорость падения дождевых капель, ветра, воздушных полевых потоков, а также быстролетящих обьектов с погрешностью 1-5%.

На этой же кафедре разработан микропроцессорный датчик давления МС-3000, получивший ряд наград на всероссийских и международных выставках и выпускаемый серийно.

Большая работа проводится на кафедре «Информационные технологии в приборостроении, микро- и оптоэлектронике» под руководством д.т.н., профессора Кондратенко В.С. по созданию технологии и приборных установок для прецизионного разделения неметаллических материалов микро- и оптоэлектроники. За эти работы научный коллектив под руководством Кондратенко В.С. был удостоен премии Правительства РФ в области науки и техники. Профессор Кондратенко В.С. за способ резки хрупких неметаллических материалов (патент № 2333163)  был награжден в номинации «100 лучших изобретений России» Федеральной службой по интеллектуальной собственности и товарным знакам.

На кафедре проводятся работы по созданию твердотельного освещения - белых светодиодов, которые должны заменить традиционные стеклянные источники излучения.

Разработанные профессором Кондратенко В.С. прогрессивные технологии в области приборостроения внедрены на ряде российских и зарубежных предприятий и приносят ощутимую прибыль.

На кафедре «Инновационные технологии в приборостроении и микроэлектронике» под руководством Лауреата Государственной премии СССР профессора Вигдоровича Е.Н. разработано установка для реализации технологии получения материалов для высокоэффективных приборов оптоэлектроники и СВЧ техники.

Упругие элементы являются необходимыми деталями для многих приборов. Особенно ответственная роль упругих элементов в измерительных приборах, если они применяются в качестве чувствительных элементов, воспринимающих измеряемую величину. На кафедре «Материаловедение и технологии материалов и покрытий»  (руководитель работ зав. каф. Фигуровский Д.К.) разработаны технологии, обеспечивающие повышение эксплуатационных характеристик и надежности упругих элементов приборов для измерения и регулирования давления. Разработан способ и технология изготовления гофрированных мембран из сплава ВТ-16 (титановый сплав) для упругочувствительных элементов приборов – глубинных датчиков давления, работающих в условиях морской среды более 100000 часов.

В Центре современных технологий машиностроения коллективом ученых под руководством д.т.н., профессора кафедры «Теплофизические приборы и аппараты» В.А. Комарова была разработана прогрессивная импульсная теория резания деталей приборных конструкций из алюминиевых сплавов, позволяющая оптимизировать процессы обработки металлов резанием без применения охлаждающей жидкости и создавать новые технологии. Это инновационное направление разработок ученых университета легло в основу создания совместной с США научно-исследовательской лаборатории «МГУПИ – GM». Лаборатория оснащена современным оборудованием, в частности обрабатывающим центром VIF фирмы НААС, который был поставлен корпорацией «GM». Совместная лаборатория позволяет проводить не только исследовательские работы по заказу «GM» и российских предприятий, но и вести учебный процесс. Используя самое современное оборудование и новейшие достижения науки в этой лаборатории, университет готовит высококвалифицированное, с новым уровнем компетенций, поколение конструкторов и технологов для наших приборостроительных предприятий. Данное научное исследование позволило «GM» получить существенный экономический эффект.

Ректор МГУПИ проф. Голубятников И.В. (справа) и представители

компании GM на открытии научной лаборатории "МГУПИ-GM"

В Центре наноматериалов под руководством заведующего кафедрой Наноматериалов д.ф-м.н., профессора Глезера А.М. проводятся фундаментальные и прикладные исследования по применению магнитно-мягких материалов, свойства которых во многих случаях определяют параметры и возможности приборов. Существующие аморфные и нанокристаллические сплавы на основе железа и кобальта существенно превосходят кристаллические аналоги по параметрам магнитной проницаемости.  В то же время намагниченность насыщения нанокристаллических сплавов очень низка.

Обнаруженный сотрудниками МГУПИ  эффект существенного возрастания намагниченности насыщения после низкотемпературной  интенсивной деформации аморфного сплава на основе Fe-Ni-Co-Si-B позволяет существенно повысить магнитные параметры нанокристалдлических магнитно-мягких сплавов. Новый нанокристаллический сплав с такими магнитными параметрами найдет эффективное применение в различных областях электроники и высокочастотной электротехники.

Интересна разработка наноматериала для антикоррозийного покрытия металлических поверхностей д.х.н., профессора Крашенинникова А.И. Созданный в МГУПИ наноматериал и предлагаемая технология эффективно решает комплекс проблем, возникающих при производстве очистных и окрасочных работ:

• повышение качества наносимых на металлоконструкции лако-красочных покрытий (ЛКП) – повышение в 2 раза срока службы ЛКП;
• экологическая безопасность (устранение большого количества пыли при производстве очистных работ, использование экологически безопасных материалов (биоразлагаемые водорастворимые полимеры);
• улучшение условий труда;
• повышение производительности труда.

В проблемной лаборатории «Молекулярная акустика» университета под руководством д.ф-м.н., профессора Пасечника С.В. проводятся фундаментальные исследования физических свойств анизотропных гетерогенных сред на основе жидких кристаллов. Полученные результаты находят применение при разработке датчиков на новых принципах, создании и совершенствовании жидкокристаллических дисплеев в телекоммуникационных сетях. Также, ведется разработка новых прецизионных акустических и оптических методов контроля гетерогенных сред с микро- и нано- неоднородностями, что необходимо для создания новых нанотехнологий. Работы ведутся в рамках международной кооперации с ведущими мировыми исследовательскими центрами, в частности с Центром Дисплейных Технологий Университета Науки и Технологии Гонконга.

Коллективом ученых, возглавляемым заведующим кафедрой «Физика» Заслуженным деятелем науки РФ, д.ф-м.н., профессором Белановым А.С. на базе Научного центра волоконной оптики при ИОФ им. А.М. Прохорова РАН, совместно с академиком Е.М. Диановым (ФИАН) проводятся исследования волоконно-оптических систем обработки и передачи информации, получившие признание в нашей стране и за рубежом.

Проблема с освоением технологий параллельных вычислений в настоящее время заключается в явном недостатке аппаратных средств реализации. В МГУПИ на кафедре «Персональные компьютеры и сети» под руководством профессора Баканова В.М. разработан персональный вычислительный кластер для целей самостоятельного освоения технологий параллельных вычислений (как аппаратной так и программной частей). Область применения таких систем – овладение технологиями параллельных вычислений, создание и отладка параллельных программ (в т.ч. проблемно-ориентированных пакетов и библиотек), модельная прогонка разработанного ПО.

В Лаборатории Наукоемкого высокотехнологического приборостроения под руководством Лауреата Государственной премии СССР, Заслуженного деятеля науки и техники РФ, д.ф-м.н., профессора Кубарева Ю.В. ведутся уникальные исследования по созданию электрических двигателей для долговременных полетов в космосе, генераторов низкотемпературной плазмы и снятию статического электричества с орбитальных космических летательных аппаратов.

Одним из важнейших направлений подготовки выпускников университета является участие в инновационных научных разработках студентов, которые широко представлялись на различных научных форумах:

1. Международный фестиваль «Мобильные роботы» им. проф. Девянина Е.А., 2005 г. и 2006 г. призовые места; 2007 г., 2008 г. и 2009 г.  – 1-ое место.
2. Фестиваль наук МГУ. «Интеллектуальный мобильный робот» 2006 г., 2007 г. и 2008 г. – почетные дипломы, 2010 г. – первое место.
3. Почетный приз в Политехническом музее на выставке «Каникулы роботов» (Москва) 2007 – 2009 гг.
4. VII, VIII, IX, X, XI Международные Салоны промышленной собственности «Архимед 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 и 2010». - золотые медали и дипломы.
5. На 5, 6, 7, 8 и 9-ом Международном форуме «Высокие технологии XXI века» 2004, 2005, 2006, 2007 и 2008 г. - золотые медали и дипломы.
6. На III и IV Международном Форуме «Оптические приборы и технологии» «OPTICS-EXPO 2007 и 2008» – почетные дипломы.
7. На выставке «ЧИП ЭКСПО»-2008 г., 2010 г. - почетный диплом.
8. На V и VI выставке-смотре интеллектуальной собственности ВАО г. Москвы за разработку различных приборов и систем были получены 2 золотые медали и 8 почетных дипломов.
9. Участие в выставках НТТМ – 2004, 2005, 2006, 2007, 2008,2009, 2010 гг. – медали и почетные дипломы.

Необходимо отметить, что большинство студенческих научных разработок выполнено на высоком профессиональном уровне. Особенно хотелось бы выделить направление НИРС, связанное с созданием в МГУПИ интеллектуальных мобильных роботов, являющихся сложной инженерной разработкой, включающей систему технического зрения, систему навигации и интеллектуального управления и управляемые цифровые электромеханические приводы.

В 2009 году третий раз подряд, в упорной борьбе в первую очередь с командами Франции, Южной Кореи, Туниса, МГУ им. М.В. Ломоносова, Институтом Прикладной математики им. М.В. Келдыша, МЭИ и др.  команда студентов МГУПИ завоевала первое место на Международном Фестивале «Мобильные роботы» им. Профессора Е.А. Девянина.

Научно-технические разработки студентов МГУПИ в области построения интеллектуальных технических систем оказались лучше и совершеннее разработок, представленных в последние годы на Международных фестивалях «Мобильные роботы» им. проф. Девянина Е.А.  другими командами.

Студенческие команды – участницы Фестиваля мобильных роботов

Роботы на старте

В настоящее время для подготовки полета на Марс в рамках программы Российской академии наук «Марс – 500» студентами, под руководством ученых МГУПИ (кафедра Компьютерных информационно-управляющих систем), создан мобильный робот, оснащенный приборным комплексом, который может, управляясь по радиоканалу по информации, поступающей от 6 видеокамер передвигаться по «марсианскому» грунту и передавать информацию об окружающей среде (температуру, давление, состав атмосферы, уровень радиации и др.). Робот с названием «ТУРИСТ» - телеуправляемый робот исследователь сухопутных территорий снабжен управляемой рукой-манипулятором. Он успешно проявил себя в экспериментах по обследованию «поверхности Марса» во время «высадки» космонавтов.