Технологии – валюта современности
Сегодня вузовская наука становится все более серьезным игроком на рынке инноваций. В нашем городе ведущие университеты не только предлагают свои разработки государству и отечественному бизнесу, но и с успехом работают на экспорт. В том, что придумывают и как продают, корреспондент «БД» разбирался на примере одного из старейших вузов Санкт-Петербурга.
Знак качества
В ежегодный рейтинг лучших университетов мира QS World University Rankings в этом году попал еще один петербургский вуз – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (ЛЭТИ).
«Перспективные научные проекты отбираются по принципам востребованности, ответа на запросы жизни, общества, бизнеса. Эти показатели играют решающую роль и для самого университета, потому что научные проекты влияют на лидерские позиции вуза, развитие его научных школ, воспроизводство кадрового потенциала», – отметил ректор СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Виктор Шелудько.
По его словам, доход от прикладных исследований непосредственно связан с инновационной деятельностью университета. Пока вуз в основном зарабатывает, проводя исследования и опытно-конструкторские работы по заказу промышленных предприятий. В ряде случаев для производства конкретной продукции университет сам создает малые инновационные предприятия (МИП), которые обеспечивают полный цикл производства, от разработки до обслуживания. Вуз также является источником кадров для МИПов, а они для него – источником дохода.
«Сегодня востребован продукт высокой степени готовности: промышленный бизнес, как правило, не готов ждать, вкладываться в доведение разработок ученых до коммерческого использования. И здесь важны действия государства по поддержке этого перехода, по стимулированию бизнеса. Хорошим примером является постановление Правительства РФ, которое направлено на внедрение в серийное производство новых технологий, разрабатываемых университетами. ЛЭТИ – постоянный участник таких проектов, которые реализуются совместно с крупными промышленными корпорациями. Мы на этом заработали более 3 млрд руб.», – сказал Виктор Шелудько.
Солнечный товар
Одной из успешных разработок ЛЭТИ стал проект высокоэффективных кремниевых фотоэлектрических модулей и технологий сооружения солнечных электростанций.
«Традиционные солнечные элементы имеют КПД примерно 18%, наша разработка – 24%. В промышленных масштабах это дает значительное увеличение производимой энергии. Еще одно достоинство – отсутствие высокотемпературных процессов диффузии», – отметил доцент кафедры фотоники ЛЭТИ Георгий Коноплев.
Аналогов применяемой технологии в России пока нет. А уровень КПД близок к рекордным мировым значениям для данного типа изделий в массовом производстве. Также впервые в мире при переоборудовании производственных линий под новую технологию в «НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике», структурном подразделении компании «Хевел», удалось сохранить наиболее дорогостоящие технологические установки.
Одновременно с модернизацией завода при поддержке ФИОП РОСНАНО в вузе была реализована программа переподготовки сотрудников компании ООО «Хевел», а студенты, наоборот, отправились на практику на производство.
С начала XXI века темпы роста солнечной энергетики в среднем составляют 25% в год. В мировом масштабе ее совокупная мощность уже превысила количество энергии, вырабатываемой атомной энергетикой. Эксперты прогнозируют, что к концу столетия около 80% энергии будут получать именно от солнца.
Заместитель генерального директора «НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике», доктор технических наук Евгений Теруков рассказал, что в настоящее время предприятие успешно внедрило и применяет на своем заводе новую технологию.
«Более того, расширяем производство до гигаватта, собираемся строить новый завод. Разработка отечественных ученых дала нам возможность уверенно конкурировать с ведущими китайскими производителями в отрасли, – отметил Евгений Теруков. – Уже построены солнечные электростанции мощностью около 700 мегаватт, к 2022 году планируется ввести около 1,5 гигаватта. Кроме того, новая разработка ученых позволила увеличить экспортные поставки. У нас есть объекты в Казахстане, Таиланде, Венгрии и т.д.».
Дополнительным стимулом для развития отрасли стало принятие закона РФ о солнечной энергетике. Теперь солнечные модули мощностью до 1,5 киловатт можно устанавливать и в частных домах.
Точная диагностика всегда в цене
Группа ученых под руководством профессора кафедры телевидения и видеотехники ЛЭТИ Наталии Обуховой совместно с Корейским электротехнологическим исследовательским институтом (KERI) занимается разработкой и внедрением комплекса диагностики онкологических изменений шейки матки. По данным ВОЗ, от этого заболевания ежегодно умирают около 240 тысяч женщин, поэтому задача создания новых приборов, способных поставить диагноз на самых ранних стадиях, – одна из приоритетных.
Важнейший этап медицинского обследования для выявления изменений тканей шейки матки, в том числе и онкологических, – кольпоскопическое обследование, которое предоставляет врачу возможность визуального контроля. Сегодня достоверность результатов такого исследования определяется не столько качеством аппаратуры, сколько опытом и квалификацией врача.
Принципиально новые возможности мультиспектрального комплекса, созданного петербургского-корейской группой исследователей, позволяют определить различные степени выраженности онкологических изменений путем анализа полученных данных. Результаты диагностики предъявляются врачу в виде карты патологии и карты биопсий. Испытания оборудования показали высокое качество исследования. На данный момент комплекс прошел сертификацию в Korea Food and Drug Administration (KFDA) и передан в отдел коммерциализации KERI.
«В рамках данного проекта научной группой кафедры телевидения и видеотехники СПбГЭТУ “ЛЭТИ” решен весь комплекс задач автоматического анализа кольпоскопических изображений с целью дифференциальной диагностики на основе современных технологий интеллектуального анализа данных», – сообщили в вузе.
Также научной группой ЛЭТИ был разработан мультиспектральный экспертно-консультирующий комплекс дифференциальной диагностики патологий шейки матки и автоматического контроля параметров фотодинамической терапии. Фотодинамическая терапия – метод на основе низкочастотного лазерного излучения. Она позволяет радикально и одновременно щадяще проводить лечение заболеваний шейки матки у пациенток репродуктивного возраста.
Сегодня эта вузовская разработка проходит апробацию в ряде клиник Санкт-Петербурга. Заинтересовался новацией и холдинг «Швабе».
Печать памятников
Технология 3D-сканирования востребована в самых разных сферах человеческой деятельности. На кафедре фотоники ЛЭТИ научились с помощью этой технологии проводить высокоточные обмеры памятников и получать компьютерные 3D-модели, представляющие собой их точные виртуальные копии. На западе подобные технологии тоже применяются для создания электронных аналогов наиболее известных памятников. Например, цифровая копия собора Парижской Богоматери была получена именно таким способом.
«После случившегося в прошлом году пожара компьютерная 3D-модель собора стала источником бесценной информации, которую можно использовать для восстановления утраченных элементов архитектурного убранства этого памятника», – рассказывает профессор кафедры фотоники ЛЭТИ Вадим Парфенов.
Неудивительно, что именно в Санкт-Петербурге, городе – музее под открытым небом, эта технология также оказалась востребованной. Но еще более перспективной с коммерческой точки зрения выглядит разработанная на кафедре методика т.н. лазерного бесконтактного копирования памятников.
«Речь идет о создании высокоточных физических копий произведений искусства с помощью компьютерного 3D-моделирования. В последние годы в Петербурге, с его суровым климатом и плохой экологией, создание копий памятников становится все более насущной потребностью», – говорит Вадим Парфенов.
Пока искусствоведы, музейщики и реставраторы во всем мире спорят, что лучше: дать разрушающемуся памятнику погибнуть на историческом месте или вовремя заменить его на копию, сохранив оригинал для потомков путем его перенесения в закрытое музейное помещение? В нашем городе на повестке дня стоит не этический, а скорее научно-практический вопрос: какие технологии здесь можно и нужно применять?
Дело в том, что в разные годы копии скульптурных памятников создавали из различных материалов. На протяжении столетий их изготавливали путем «ручной» рубки скульптур и барельефов из глыбы камня. Начиная с 1980-х годов широкое применение получил метод формировки, то есть получения «слепка» с поверхности скульптуры из формовочной массы. После этого изготавливается специальная форма, в которую производится отлив копии. В качестве «камня» нередко применяют синтетические материалы. Но такой способ копирования имеет множество недостатков. Во-первых, эти материалы проигрывают натуральному камню в долговечности и эстетических свойствах. Во-вторых, при формовке происходит существенное физико-химическое воздействие на поверхность оригинальной скульптуры. В частности, при съеме формы возможны механические повреждения в виде сколов и сломов мелких деталей памятника.
Альтернативой описанному выше традиционному способу копирования является инновационная технология, предложенная учеными с кафедры фотоники ЛЭТИ. Она основана на использовании лазерного 3D-сканирования в комбинации с камнеобрабатывающими фрезерными станками с числовым программным управлением (ЧПУ). 3D-модель переводится в специальные машинные коды, под управлением которых работает станок с ЧПУ. А дальше происходит небольшое чудо: станок-робот вырезает из каменной заготовки высокоточную копию памятника.
Основное достоинство такого метода копирования заключается в том, что он является бесконтактным, а значит, полностью исключает риск повреждения оригинала. Вдобавок копии скульптур можно создавать из исторического материала: мрамора, известняка, гранита.
Пока в рамках сотрудничества с ГМЗ «Царское Село» в тестовом режиме были изготовлены копии мраморного итальянского бюста XVIII века «Примавера» из коллекции музея. Тот же принцип применялся при создании копии мраморного бюста Петра I из коллекции ГМЗ «Петергоф». В 2017 году скульптура была преподнесена Франции по случаю 300-летия визита императора в эту страну.
Впрочем, профессор Парфенов уверен, что новую технологию стоит использовать не только для сохранения исторических артефактов, но и для их тиражирования. Так что у проекта хорошая коммерческая перспектива.
Эксперты:
«К сожалению, в России наблюдается довольно скромная ситуация с запросами конкретных бизнес-структур на разработки: их почти нет. Ни для кого не секрет, что во всем мире – от Китая до США – заказчиком технологических разработок и прикладных научных исследований выступает именно бизнес (порядка 70%). В России же – наоборот: 68% всех исследований финансируются государством, а остаток приходится на частные инвестиции», – говорит Владимир Васильев, ректор Университета ИТМО.
«Это наследие советской действительности, когда вузы не были заточены под реальную промышленность и тем более бизнес, которого фактически не было. Долгое время наши вузы продолжали так работать по инерции. Сейчас же они стараются двигаться по западному шаблону взаимодействия с бизнесом, хотя перевес госзаказа, особенно связанного с военно-промышленным комплексом, остается», – считает доцент кафедры экономики СЗИУ РАНХиГС, кандидат экономических наук Артем Голубев.
Андрей Сергеев
