Магистрант 1 курса физического факультета ТГУ Анастасия Волокитина разрабатывает систему экспресс-тестирования продуктов питания на бактериологическое загрязнение. Ее проект выиграл грант Фонда содействия инновациям в направлении «УМНИК – Электроника». Всего же в 2020 году в конкурсе «УМНИК» победителями стали 8 студентов ТГУ. Их коммерчески ориентированные научно-технические разработки получат грантовую поддержку в рамках федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» национальной программы «Цифровая экономика РФ».
Анастасии Волокитиной помогают в работе ее научный руководитель – заведующий испытательной лабораторией технических систем и средств досмотра ФФ ТГУ Иван Лапин – и заведующий лабораторией новых материалов и перспективных технологий СФТИ Валерий Светличный.
– Выбранная нами тема – разработка SERS-подложек для экспресс-тестирования продуктов питания на бактериологическое заражения – актуальна по нескольким причинам. Бактерии являются возбудителями многих заболеваний. Например, до сих пор, по данным ВОЗ, кишечные инфекции занимают первое место в мире. Предупредить эти заболевания – наша основная цель для улучшения качества жизни человека и защиты его жизнедеятельности. SERS-спектроскопия может стать отличным инструментом для этой цели, – отмечает Анастасия Волокитина.
Для реализации проекта было выдвинуто предложение – создать на основе эффекта SERS (Surface enhanced Raman spectroscopy – гигантское поверхностно усиленная рамановская спектроскопия) недорогой и простой в использовании прибор. С помощью подложек на основе SERS-эффекта можно получать быстрый и качественный анализ различных веществ, включая продукты питания. Такой метод может ускорить проверку продуктов на бактериологическое загрязнение, особенно по сравнению с классическим бактериологическим анализом, который занимает больше времени и зависит от многих факторов. Также предложенный метод может найти применение и в других сферах, например, при диагностике заболеваний.
– Планируемый продукт должен стать приложением к спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия) для использования в научно-исследовательских лабораториях и лабораториях на предприятиях. В перспективе планируется создать компактный прибор на основе наших SERS-подложек для анализа на бактериологические загрязнения на месте, – добавляет Анастасия Волокитина.
Еще одной победительницей конкурса «УМНИК» стала студентка 2 курса бакалавриата РФФ Ирина Шульга. Проект, с которым она участвовала в конкурсе, называется «Разработка системы 3D-моделирования эвакуации людей в чрезвычайной ситуации», направление – «УМНИК – Цифровая Россия». В команде проекта также студенты РФФ Михаил Тугаринов и Екатерина Юрченко, научный руководитель, заведующий кафедрой информационных технологий в исследовании дискретных структур РФФ ТГУ Станислав Торгаев и консультант по вопросам 3D-моделирования Антон Ермаков.
Выбор темы, поясняет Ирина Шульга, связан с тем, что по статистике в России ежегодно растет число погибших при пожарах в зданиях. В разрабатываемой модели учитываются различные психофизические аспекты поведения тех, кто оказался в горящем строении: вес человека, состояние здоровья, темперамент. Учитывается также, насколько эгоистично, агрессивно либо испуганно проявляет себя человек в экстремальных условиях, как сильно он будет подвержен панике. Выстроить разные модели поведения человека в условиях ЧС разработчикам помогают психологи. Кроме того, в систему вносятся данные о потенциальной готовности человека к ЧС – знает ли он, как вести себя во время пожара, умеет ли обращаться с огнетушителем, ориентируется ли в эвакуационных планах и прочее.
– Система предполагает внесение определенных параметров по людям, которые условно должны эвакуироваться во время пожара. Введя все данные, на экране мы видим, как люди будут себя вести. В итоге программа покажет, сколько человек погибли бы, сколько получили бы травмы или отравление, а сколько успешно спаслись, – рассказывает о сути проекта Ирина Шульга. – Пока что мы ведем аналитическую работу. В перспективе наша программа в режиме виртуальной реальности могла бы помочь тем, кто хочет проверить, как поведут себя люди при ЧС, и учесть возможные ошибки.
Кроме того, разрабатываемая система будет полезна и архитектурно-проектным компаниям – в программу можно внести параметры конкретных зданий и узнать, как люди стали бы эвакуироваться оттуда в идеальных условиях либо при наличии паникеров и агрессоров.
Добавим, что победителями конкурса «УМНИК» в рамках федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» национальной программы «Цифровая экономика РФ» в 2020 году стали еще 6 студентов ТГУ:
Андрей Фескович (ИПМКН), «Разработка библиотеки для организации управлением ввода в AR-приложениях» (направление «УМНИК–VR/AR»);
Иван Щербаков (РФФ), проект «Разработка детекторного модуля для систем рентгеновской медицинской диагностики» (направление «УМНИК–Электроника»);
Александр Цымбалов (РФФ), «Разработка солнечно–слепых детекторов УФ–диапазона на основе полиморфных фаз оксида галлия», (направление «УМНИК–Электроника»);
Денис Павлов (ФТФ), «Разработка системы мониторинга состояния крупного рогатого скота технологии обработки цифровых сигналов с помощью нейросетей», (направление «УМНИК–Цифровая Россия»);
Михаил Южаков (РФФ), «Разработка сети мониторинга климатических данных на основе автономных агрометеозондов», (направление «УМНИК–Цифровая Россия. Томск»);
Даниил Егоров (РФФ), «Разработка физической лаборатории в виртуальной реальности», (направление «УМНИК–Цифровая Россия»).
Размер гранта, который получат победители, составляет 500 тысяч рублей; грант рассчитан на два года.
Напомним, в ноябре 16 молодых ученых ТГУ участвовали в XIX региональном смотре-конкурсе инновационных проектов студентов, аспирантов и молодых ученых, заявленных в программу «УМНИК» в Томске в рамках IX научно-практической конференции студентов «Наука и практика: проектная деятельность – от идеи до внедрения». Результаты регионального финала конкурса по программе «УМНИК» станут известны в декабре.
Федеральную программу поддержки талантливой молодежи «УМНИК» финансирует Фонд содействия малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия инноваций). В ТГУ этот конкурс впервые состоялся в 2006 году, тогда одним из первых «умников» стала Анна Васильева, которая сейчас организует отбор на «УМНИК» в университете.