Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Приоритетные научные направления

Одним из важнейших условий обеспечения эффективного научно-технического развития университета является обоснованный выбор приоритетов и концентрация научного потенциала, финансовых и материальных ресурсов на их реализации.

ТУСУР в тесном сотрудничестве с ведущими университетами и высокотехнологичными предприятиями России принимает активное участие в выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по нескольким приоритетным научным направлениям.

Наноэлектроника

Структура направления

Наноэлектроника СВЧ

Основные направления фундаментальных исследований и разработок ТУСУРа в области СВЧ-электроники:

  • разработка и развитие технологий изготовления наногетероструктурных СВЧ-монолитных интегральных схем (МИС),
  • разработка методов измерения параметров наногетероструктур, характеризации СВЧ МИС и функциональных элементов,
  • создание библиотек моделей элементов для отечественных и зарубежных технологий изготовления СВЧ МИС,
  • разработка программного обеспечения для автоматизированного проектирования (синтеза) СВЧ-устройств и управления СВЧ-измерительными комплексами,
  • разработка и изготовление на базе современных наногетероструктурных технологий СВЧ МИС для радиоэлектронных устройств и систем различного назначения.

Научно-педагогические и научные коллективы ТУСУРа, занимающиеся исследованиями и разработками в области СВЧ электроники:

НОЦ «Нанотехнологии», НИИ систем электрической связи (СЭС), кафедры компьютерных систем управления и проектирования (КСУП), физики, физической электроники (ФЭ), сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники (СВЧиКР), электронных приборов (ЭП), радиоэлектроники и систем связи (РСС), телекоммуникаций и основ радиотехники (ТОР), лаборатория радиационного и космического материаловедения (РКМ).

ТУСУРом в 2008 году создан, а в 2009 запущен в эксплуатацию научно-образовательный центр «Нанотехнологии».

Задачи центра:

  • проведение научных исследований в области СВЧ-наноэлектроники, нанофотоники, нанотехнологий и наноматериалов,
  • подготовка кадров высшей квалификации и специалистов, преимущественно для производства СВЧ МИС.

Состав НОЦ:

  • участок нанотехнологий (включая нанолитограф с разрешением до 20 нм),
  • участок измерений параметров гетероструктур и СВЧ МИС,
  • дизайн-центр по проектированию СВЧ МИС,
  • учебно-исследовательские лаборатории,
  • участок инженерного обеспечения чистых комнат.

Измерительное оборудование НОЦ

Единственный в России уникальный, полностью автоматизированный комплекс для полной характеризации элементов МИС на частотах до 50 ГГц.

Технологическое оборудование НОЦ:

  • нанолитограф Raith-150 Two – электронный микроскоп с блоком для электронно-лучевого экспонирования, разрешение до 20 нм,
  • установка нанесения фоторезиста,
  • установка электронно-лучевого напыления,
  • установка отмывки пластин с системой мегазвуковой очистки пластин,
  • микроскоп Vistec (Leica) для контроля пластин и фотошаблонов в видимом и УФ-диапазонах излучения,
  • установка допроявления фоторезиста – отображение параметров обработки в реальном времени.

Основные сферы деятельности НОЦ:

  • проведение научных исследований в области СВЧ-наноэлектроники, нанофотоники, нанотехнологий и наноматериалов, подготовка кадров высшей квалификации и специалистов,
  • разработка технологий изготовления наногетероструктурных СВЧ-монолитных интегральных схем (МИС),
  • разработка методов измерения параметров наногетероструктур, характеризации СВЧ МИС и функциональных элементов,
  • создание библиотек моделей элементов для отечественных и зарубежных технологий изготовления СВЧ МИС,
  • разработка программного обеспечения для автоматизированного проектирования (синтеза) СВЧ-устройств и управления СВЧ-измерительными комплексами,
  • разработка и изготовление на базе современных наногетероструктурных технологий СВЧ МИС для радиоэлектронных устройств и систем различного назначения.

Конечные продукты НОЦ:

  • СВЧ МИС для радиоэлектронных устройств и систем различного назначения диапазона частот от 1 до 40 ГГц,
  • библиотеки моделей элементов для технологий изготовления СВЧ МИС заказчика,
  • интеллектуальная система автоматизированного проектирования (синтеза) СВЧ-устройств,
  • программы управления СВЧ-измерительными комплексами.

Разработки НОЦ «Наноэлектроника»

  • Первая в России опытная партия гетероструктурных МИС МШУ диапазона 8 – 12 ГГц создана совместно с ИСВЧПЭ РАН и НПФ «МИКРАН» (2007 год).
  • Первый в России комплект гетероструктурных МИС МШУ диапазона 8 – 12 ГГц с параметрами мирового уровня. Создан совместно с ИСВЧПЭ РАН (2008 год).
  • МИС МШУ диапазона 2 – 10 ГГц – универсальный усилительный блок. Разработан совместно с Лиможским университетом (2005 год).
  • МИС МШУ диапазона 27 – 31 ГГц для систем космической связи. Разработан совместно с Французским космическим агентством CNES и исследовательским институтом XLIM (2008 год).
  • МИС МШУ диапазона 0,3 – 1,2 ГГц для применения в радиоастрономии. Разработан совместно с Голландским астрономическим центром ASTRON (2008 год).
  • На данный момент активно развиваются технологии создания схем, такие как система на кристалле. Использование МЭМС-устройств, позволяет заменить полупроводниковые аналоги, что в значительной степени расширяет возможности использования СВЧ-схем. Разработка технологии формирования МЭМС-устройств с возможностью полной интеграции в технологический процесс изготовления СВЧ МИС, позволит создавать систему на кристалле для GaAs- и GaN-устройств с интегрированным СВЧ МЭМС переключателями.

В НОЦ «Нанотехнологии» ТУСУРа разработана интеллектуальная система автоматизированного проектирования (синтеза) СВЧ МИС, которая позволяет генерировать схемы и топологии устройств на основе принципов искусственного интеллекта, а также использовать точные модели монолитных элементов. В основу системы положены уникальные авторские методики сотрудников лаборатории интеллектуальных компьютерных систем (ЛИКС ТУСУРа), основанные на передовых исследованиях в области искусственного интеллекта и синтеза радиоэлектронных устройств. Система позволяет повысить производительность труда проектировщиков.

Совместная работа вузовских учёных и научно-производственных компаний как отечественных, так и зарубежных, позволила накопить опыт работы в режиме R&D, а также освоить технологии опытного производства МИС СВЧ. Выполнены проекты разработки изготовления МИС с Институтом СВЧ-полупроводниковой электроники РАН, ОАО «НИИПП», АО «НПФ «Микран», Исследовательский институт СВЧ- и оптической связи XLIM при Лиможском университете, г. Лимож, Франция, Голландский астрономический, центр ASTRON, г. Двингелоо, Нидерланды, Французское космическое агентство CNES, г. Тулуза, Франция.

Оптоэлектроника и нанофотоника

Основные направления исследований

  • Распространение, взаимодействие и самовоздействие световых волн в электрооптических кристаллах, фотополимерных материалах и в оптических волноводах на их основе.

Руководители: Станислав Михайлович Шандаров, Сергей Николаевич Шарангович
Кафедры: электронных приборов, сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники

  • Устройства управления лазерным излучением
  • Средства оптической обработки радиосигналов и информации с использованием акустоэлектронных, акустооптических и фоторефрактивных эффектов

Руководители: Алексей Викторович Пуговкин, Александр Владимирович Филатов
Кафедры: теоретических основ радиотехники, сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники, электронных приборов

  • Синтез устройств хранения, передачи и защиты информации на основе распределённых оптоэлектронных структур
  • Разработка и исследование радиоэлектронных средств мониторинга оптических излучений

Руководители: Михаил Иванович Курячий.
Кафедра: телевидения и управления

Плазменная эмиссионная электроника

В ТУСУРе на кафедре физики уже более тридцати лет существует лаборатория плазменной эмиссионной электроники, которая развивает традиционное направление – исследование эмиссии электронов из плазмы газового разряда и разработку плазменных источников электронов (ПИЭЛ).

В рамках общего научного направления сформировались две исследовательские группы, одной из которых руководит профессор Н. Г. Ремпе, а другой – профессор Е.М. Окс.

Группа, которой руководит Н. Г. Ремпе, ставит и успешно решает задачи, связанные с формированием остросфокусированных электронных пучков в устройствах с плазменным катодом. Результаты этих исследований позволили выйти на уровень изготовления не имеющих аналогов образцов электронно-лучевого оборудования, успешно применяемого как в научных лабораториях, так и в производственных цехах. Достоинства этого оборудования заключаются в высоком уровне автоматизации. Автоматическая поточная линия для электронно-лучевой сварки, оснащённая источниками с плазменным катодом управлении режимами обработки с помощью компьютера и в возможности генерации электронного луча в тяжёлых вакуумных условиях, обусловленной исключительной надёжностью самого электронного источника. Эта надёжность обеспечивается прежде всего отсутствием в его конструкции накалённых узлов, обычно применяемых в подобного рода устройствах. Указанные особенности дали возможность применять разработанную аппаратуру для сварки металлов, для электронно-лучевой наплавки твёрдых материалов на ответственные узлы и детали машин, а также на элементы оборудования сталелитейного производства. Оригинальной областью применения в научных исследованиях стала визуализация газовых потоков.

Группа, работающая под руководством профессора Е. М. Окса, занимается решением вопросов, связанных с формированием электронных пучков в форвакууме, то есть вакууме, достигаемом применением механических форвакуумных насосов. Научная привлекательность этого направления объясняется наличием эффектов, не наблюдаемых в области традиционных более низких давлений. Возможная техническая эффективность связана с несомненным упрощением собственно вакуумного оборудования, а следовательно, его удешевлением и повышением надёжности. Форвакуумный электронный источник позволяет в значительной мере решать те же задачи, что и традиционные источники, работающие при более низких давлениях. В то же время промышленная установка для наплавки покрытий для него открываются и новые возможности. Одна из них – применение электронного пучка для обработки непроводящих материалов: стекла, кварца, керамики. Эта возможность обеспечивается стеканием электрического заряда, приносимого электронным пучком, через плазму, образованную электронным пучком при его распространении в газе. Проведённые к настоящему времени эксперименты продемонстрировали возможность электронно-лучевой плавки, размерной обработки и сварки керамических материалов. Другое возможное применение форвакуумного электронного источника – генерация плазменного образования с большой (до 1 кв. м) площадью поверхности. Экспериментально продемонстрирована возможность осуществления в таком образовании плазмохимических реакций разложения и синтеза, а также осаждения покрытий, в частности углеродных. Варьирование режимов позволяет изменять характер осаждаемых слоёв от алмазоподобных до фуллеренов и нанотрубок.

Электронная компонентная база

Построение моделей элементов СВЧ МИС

НОЦ «Нанотехнологии» ТУСУРа – единственный в России центр, где на систематической основе разрабатываются библиотеки элементов наногетероструктурных СВЧ МИС, и имеется лицензионное программное обеспечение.

Создание моделей монолитных активных и пассивных элементов позволяет выполнить точное проектирование СВЧ МИС.

Модели строятся на основе специализированных высокоточных СВЧ-измерений и электродинамического моделирования.

Единственная в России уникальная полностью автоматизированная установка обеспечивает возможность прецизионных измерений и характеризации СВЧ МИС до частот 50 ГГц.

Разработано программное обеспечение для автоматического построения моделей монолитных элементов в виде многомерных полиномов.

Построены модели СВЧ-монолитных элементов для отечественных и зарубежных GaAs MESFET- и pHEMT-технологий.

Радиотехнические информационно-телекоммуникационные системы

Структура направления

Системы радиолокации, телевидения, радиосвязи, радиометрии и распространения волн радиочастотного и акустического диапазонов

Основные направления исследований

  • Радиотехнические системы
  • Технологии создания интеллектуальных систем навигации и управления

Сопряжённые задачи исследования тропосферного распространения ультракоротких радиоволн и проектирования радиолокационных систем, включая:

  • пространственно-временные и поляризационные структуры радиосигналов, отражённых от сложных распределённых объектов,
  • банки радиофизических данных для проектирования систем радиолокационного обнаружения, измерения и селекции целей на сложном фоне.

Руководитель: Денисов Вадим Прокопьевич
Кафедры: радиотехнических систем, средств радиосвязи.

Радиолокация
Прикладная электродинамика и поляризационная радиолокация

  • Исследования в области поляризации радиолокационных сигналов при рассеянии сложными радиолокационными объектами, исследования в области повышения радиолокационного контраста.

Руководитель: Виктор Николаевич Татаринов
Кафедра: конструирования и производства радиоаппаратуры

  • Пикосекундная радиоэлектроника
  • Радиолокационная томография неоднородных сред
  • Сверхширокополосные усилители мощности

Руководители: Авдоченко Борис Иванович
Кафедра: радиоэлектроники и систем связи

  • Широкополосные системы радиосвязи и радиометрии
  • Системы радиосвязи с использованием OFDM и шумоподобных сигналов. Радиометрия

Руководители: Алексей Викторович Пуговкин, Александр Владимирович Филатов
Кафедры: телекоммуникаций и основ радиотехники, сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники

  • Сверхширокополосные устройства и антенны систем связи и измерений
  • Теория многопроводных связанных линий с неуравновешенной электромагнитной связью
  • Cинтез устройств СВЧ и антенн

Руководители: Николай Дмитриевич Малютин, Эдуард Валерьевич Семёнов, Алексей Викторович Фатеев, Андрей Александрович Гельцер.
Кафедры: телекоммуникаций и основ радиотехники, радиоэлектроники и систем связи, НИИ электронного технологического оборудования и средств связи

  • Радиотехнические и телевизионные системы
  • Создание прецизионных телевизионно-вычислительных средств кодирования, декодирования, передачи и хранения видеоданных
  • Разработка и исследование радиоэлектронных средств мониторинга радиоизлучений

Руководители: Алексей Викторович Фатеев, Андрей Александрович Гельцер, Михаил Иванович Курячий
Кафедры: кафедра радиоэлектроники и систем связи

Импульсные и радиочастотные измерения
  • Измерение параметров устройств при импульсном воздействии сложными синтезированными сигналами

Руководители: Андрей Александрович Гельцер, Николай Дмитриевич Малютин, Эдуард Валерьевич Семёнов.
Кафедры: телекоммуникаций и основ радиотехники, радиоэлектроники и систем связи, НИИ электронного технологического оборудования и средств связи

Преимущество использования импульсных и сверхширокополосных сигналов при наличии нелинейных искажений сигналов, исследуемым объектом. В этом случае его характеристики зависят от параметров воздействующего на него сигнала, поэтому важным становится исследование характеристик систем по отношению к сигналам, с которыми они реально работают. Методы измерений характеристик нелинейности при импульсном воздействии защищены патентами РФ. На базе этих методов разработаны векторный импульсный измеритель характеристик цепей и Р4-И-01 и регистратор электромагнитных и акустических сигналов РЭМАС-1.

Создание интеллектуальных систем управления

Результаты исследования и создания интеллектуальных автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ), полученные коллективами кафедр ТУСУРа, были отмечены государственной премией России в области науки и техники (1993 год). Эти исследования являются фундаментальной базой создания различных систем оборонного и промышленного назначения. Основные результаты работ в области АСОИУ кратко представлены ниже.

  1. Проведено обобщение оптимизационных систем навигации движущимися объектами и управления технологическими процессами; разработаны основы теории систем навигации и управления подвижными объектами в условиях полной и неполной информации о внешней среде; разработаны компьютерные технологии для реализации систем навигации и управления транспортными роботами, систем экстремальной радионавигации, систем экстремальной коррекции навигационных систем наземных подвижных объектов.
  2. Разработаны методы математического моделирования оптимального или локально оптимального и безопасного функционирования управляемых механических систем в произвольных рабочих средах.
  3. Созданы методы и средства идентификации изображения лица человека на основе морфологического анализа формы изображения и принятия решения по отклонению от опорной гиперплоскости анализируемого класса изображений. Обоснована и доказана возможность формализованного представления изображения лица человека в виде вектора центральных моментов изображения.
  4. Разработан новый метод синтеза оптимальных в смысле заданных критериев качества алгоритмов идентификации моделей стохастических систем, названный непараметрическим методом аналогов, разработаны устойчивые алгоритмы идентификации линейных и нелинейных стохастических систем и решен широкий спектр прикладных задач.
  5. Обобщены результаты многолетних исследований в области математического моделирования молекулярного поглощения и переноса тепловой радиации. Выполнен анализ современных компьютерных моделей пропускания и радиации газовой среды. Предложены и исследованы алгоритмы обнаружения газовых примесей в атмосфере на основе данных лазерного мониторинга газового состава. Разработано несколько пакетов программ для моделирования и обработки данных лазерного и аэрокосмического мониторинга атмосферы.
  6. Разработаны алгоритмы и программы для расчёта статистических характеристик регистрируемой радиометром мощности суммарного излучения очага пожара и фона, включающего рассеянное системой облачная атмосфера – подстилающая поверхность» солнечное излучение, восходящее ИК-излучение подстилающей поверхности, атмосферы и облаков в спектральных интервалах 3,55 – 3,93 и 10,3 – 11,3 мкм в условиях разорванной облачности.
  7. Созданы автоматизированные программные комплексы для разработки компьютерных учебных программ EduCAD, тестирования знаний студентов и проверки компьютерных программ. На базе созданных комплексов разработано 6 мультимедийных учебников по различным дисциплинам.

Зарубежные партнёры

  • Космическое агентство Японии
  • Итальянский центр лазерных исследований
Автоматизированные системы обработки информации и управления, информационная безопасность

Основные направления исследований

  • Технические системы защиты информации

Руководители: Роман Валерьевич Мещеряков
Кафедра: кафедра безопасности информационных систем

  • Системы криптографической защиты информации
  • Защищённый электронный документооборот в компьютерных сетях
  • Системы мониторинга компьютерных сетей для анализа угроз информации
  • Безопасность автоматизированных систем

Руководители: Александр Александрович Шелупанов
Кафедра: комплексной информационной безопасности электронных вычислительных систем

  • Распределённые информационные технологии территориального управления
  • Основы формирования и обеспечения доступа к автоматизированным информационным ресурсам
  • Геоинформационные системы
  • Моделирование режимов функционирования территориально-распределённых инженерных сетей
  • Методы моделирования взаимосвязей и параметров функционирования многоуровневых организационных структур непроизводственной сферы.

Руководители: Юрий Поликарпович Ехлаков, Олег Игоревич Жуковский
Кафедра: автоматизации обработки информации, отдел «Интегрированные информационные системы» НИИ автоматики и электромеханики

  • Автоматизация и оптимизация систем обработки информации и управления
  • Технологии реализации интеллектуальных автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ)

Руководитель: Анатолий Михайлович Кориков
Кафедра: автоматизированных систем управления

Интеллектуальная силовая электроника

Структура направления

Системы контроля и наземного испытания космической техники

НИИ АЭМ ТУСУРа много лет создаёт комплексы предстартовых испытаний систем электропитания космических аппаратов, а также системы управления и измерения для тепловакуумной и термобалансной отработки бортового спецкомплекса и его составных частей. Они позволяют испытывать летательные аппараты в условиях, приближённых к космическим. Система обеспечивает автоматизацию всех измерений и управления различными имитаторами нагрузок. В состав этой аппаратуры входят имитатор солнечных батарей, имитаторы аккумуляторных батарей. Такие комплексы позволяют серьёзно ускорить испытания и запуск космических аппаратов.

Основные заказчики оборудования

  • ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» (Москва)
  • Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦКБ-Прогресс» (Самара)
  • ОАО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва (Железногорск)

В России конкурентов в этой области ТУСУРу нет.

Поставки осуществляются на космодромы «Байконур», «Плесецк», «Свободный», «Восточный», NASA (США).

Стоимость работ – свыше 200 миллионов рублей в год.

Системы высокочастотного преобразования параметров электрической энергии в промышленности

Основные направления исследований

  • преобразователи для высокочастотного индукционного нагрева металлов,
  • импульсно-подмагничиваемые ферромагнитные устройства регулирования напряжения и тока,
  • сильноточные и высоковольтные импульсно-модуляционные преобразователи параметров электрической энергии,
  • моделирование динамических систем энергетической электроники,
  • комплектные электроприводы для электромобилей и транспортных средств.

Данным направлением занимаются на кафедре промышленной электроники, в НИИ автоматики и электромеханики.

В НИИ АЭМ ТУСУРа разработаны уникальные высокочастотные индукционно-нагревательные установки и комплексы, которые позволяют:

  • снизить энергозатраты на технологическую операцию в 3 – 5 раз,
  • её себестоимость в 3 и более раз,
  • снизить вес установки в 5 – 10 раз,
  • повысить уровень автоматизации при проведении технологического процесса и электробезопасность при проведении работ,
  • снизить энергозатраты в 3 – 5 раз по сравнению с другими способами нагрева,
  • снизить в десятки раз материалоёмкость.

Высокочастотные индукционно-нагревательные установки и комплексы успешно используются в таких отраслях, как железнодорожный транспорт, машиностроение, энергетика, металлургия, нефте- и газодобывающая промышленность. Они также находят применение в химической промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и в строительной индустрии.

В настоящее время выпускается более 50 типов установок высокочастотного индукционного нагрева, и постоянно разрабатываются установки для нового применения. По результатам опытной эксплуатации производится модификация установок и создание готовых рабочих мест с полной механизацией и автоматизацией всех технологических процессов.

В ТУСУРе разработаны источники тока компактные управляемые источники постоянного тока модульного типа. Работа источника основана на высокочастотном преобразовании параметров электрической энергии. Основное применение: системы электропитания термодинамических технологий выращивания кристаллов кремния и сапфиров и энергоснабжения гальванических линий, также могут использоваться для точного управления тепловыми режимами процессов нагрева, стабилизации температуры и термического отпуска путём плавного регулирования мощности.

Разработанный в ТУСУРе комплектный тяговый электропривод представляет собой электромеханический преобразователь на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами на роторе и силового импульсного преобразователя с системой управления. Привод предназначен для применения в составе электромобилей следующего назначения: погрузочно-разгрузочных, выставочных, уборочно-очистительных, ремонтных и транспортных городских служб. Силовой преобразователь с широтно-импульсной модуляцией обеспечивает плавное изменение напряжения по амплитуде и частоте в соответствии с требуемыми алгоритмами функционирования, обеспечивает реверс, плавное регулирование тягового момента и устойчивую работу электропривода при частоте вращения вала электродвигателя от 250 оборотов в минуту. Реализован плавный режим рекуперативного торможения.

Энергосберегающие системы транспортировки, распределения и потребления электроэнергии

Разработаны новые методы преобразования параметров электроэнергии, на основе которых создаются силовые управляющие устройства с кардинально перестроенной системой электроснабжения.

Преобразование энергии с помощью изделий интеллектуальной силовой электроники позволяет преобразовывать энергию эффективно, то есть реализовать энерго- и ресурсосбережение.

В ТУСУРе на базе средств интеллектуальной силовой электроники разработана система энергообеспечения и управления бесконтактными магнитогидродинамическими (МГД) технологиями в цветной и чёрной металлургии для получения новых расплавов и материалов.

Среди крупных проектов по энергосбережению – создание зоны высокой энергетической эффективности на базе водогрейных и паровых котельных томского водоканала.

Также на базе средств интеллектуальной силовой электроники создаются средства очистки электросетей от помех. Выигран грант на разработку компенсатора реактивной мощности и мощности искажений – устройство, которое позволит сократить потери в электросетях, создаваемые различными электропотребителями.

Системы контроля и управления питанием

По заказу ПАО «Сатурн» НИИ АЭМ ТУСУР разработал и изготовил «Модуль контроля и управления (МКУ)» литиевой аккумуляторной батареи, работающей на борту космического аппарата. МКУ обеспечит выравнивание напряжения на всех элементах аккумуляторной батареи, что продлит срок её службы. Выравнивание и поддержка одинакового напряжения обеспечит батарее максимальную выработку мощности и увеличит срок её эксплуатации. МКУ автоматически определяет напряжение отдельных элементов и в случае необходимости подзаряжает их. Вес готового модуля не превышает 4 кг. Электроника самого модуля потребляет минимальный объём энергии. В составе батареи модуль может обеспечить нормальное функционирование космического аппарата сроком не менее 15 лет.

В настоящее время данное направление получило своё развитие. Специалисты Научно-исследовательского института автоматики и электромеханики ТУСУРа подключились к прорывному отечественному проекту по созданию первого мобильного автономного косморобота для обслуживания внешней поверхности Международной космической станции (МКС). Робот возьмёт на себя 80 % рутинных действий, которые сейчас выполняют космонавты, выходя на орбиту для выполнения регламентных работ. Разработкой косморобота занимается ЦНИИ робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК, Санкт-Петербург), аккумуляторную батарею изготавливает ПАО «Сатурн» (Краснодар). НИИ АЭМ изготовит систему контроля и управления для аккумуляторных батарей отечественного мобильного автономного косморобота. Первый опытный образец модуля системы контроля и управления аккумуляторной батареей косморобота будет изготовлен в 2019 г.

Инноватика

Структура направления

Управление процессами создания наукоёмкой продукции

В ТУСУРе по направлению «Инноватика» проводятся исследования и аналитические работы в области образования, перспективных форм организации науки и взаимодействия с бизнесом и властью с целью построить эффективную систему управления образовательным процессом и НИОКР.

Основным результатом проведённых исследований стало создание и эффективное применение на практике модели взаимодействия инновационного пояса предприятий и университета, в соответствии с которой построен учебно-научно-инновационный комплекс ТУСУРа и действует одна из лучших в стране инновационных инфраструктур. В течение 2006–2007 годов из стен первого в России студенческого бизнес-инкубатора выпущено более 50 предприятий наукоёмкого бизнеса, 23 предприятия создано в соответствии с ФЗ № 217, привлечено 420 миллионов рублей инвестиций. Объём исследовательских работ за 2006–2017 годы составил более 3,5 миллиардов рублей.

К конкурентоспособным и значимым проектам на межрегиональном, российском и международном уровнях относятся разработка и внедрение в университетский учебно-научно-инновационный комплекс технологии трансфера результатов студенческих проектов.

Разработанная технология связывает в едином цикле несколько сотен проектных групп студентов (ежегодно 250-300 проектов), 15-20 лучших из них, имеющих потенциал коммерциализации, на конкурсной основе размещаются в студенческом бизнес-инкубаторе, где получают финансовую, юридическую, консультационную поддержку. Технология позволяет выводить инновационные проекты на мировые рынки уже со студенческой скамьи. Создание такой технологии, разработка регламентов, привлечение инвесторов с соблюдением интересов университета, бизнеса и страны является нетривиальной задачей, а её решение представляется значимым вкладом в развитие теории и практики инноватики.

Деятельность университета по направлению «Инноватика» направлена на решение проблемы создания саморазвивающейся инновационной системы мирового уровня, обеспечивающей на практике формирование кластера высокотехнологичных предприятий, специализированных по перспективным направлениям развития университета.

Экономические и организационные основы продвижения новых идей, разработок и производств в конкурентной среде

В ТУСУРе по направлению «Инноватика» разрабатываются технологии трансфера результатов исследовательской деятельности по наноэлектронике, радиотехнике, информационно-коммуникационным системам и интеллектуальной силовой электронике. В частности сформулированы подходы к построению системы интегральной оценки социально-экономического развития регионов, и получен ряд моделей, эффективно используемых при построении инновационных систем. Развиты основные теоретические положения маркетинга в части рынка прикладного программного обеспечения: сформулированы особенности промышленного рынка программных продуктов, определены роли его участников, предложены методики сегментирования рынка потребителей, позиционирования и продвижения в сети Интернет. При внедрении полученных результатов в практику, например, удалось в 2009 году организовать силами студентов и аспирантов ТУСУРа экспорт на рынок США программного обеспечения в объёме 200 тысяч долларов.

В исследованиях по направлению «Инноватика» принимают участие научно-педагогические коллективы Института инноватики, кафедры управления инновациями, прикладной математики и информатики факультета дистанционного обучения, автоматизации обработки информации, телевидения и управления, экономической математики, информатики и статистики.

Робототехника и мехатроника

Структура направления

Образовательная и игровая робототехника

Более двадцати лет ТУСУР развивает образовательное и игровое направление робототехники. Участвуя в чемпионатах по футболу роботов RoboCUP сначала как индивидуальный участник, ТУСУР со своими командами неоднократно добивался высоких результатов. Так в 2013 г. команда ТУСУР заняла 1 место в Японии на соревнованиях RoboCup Japan Open, в 2015 г. в Германии на аналогичном чемпионате RoboCup German Open 2 место. в 2016 году ТУСУР стал инициатором создания национальной лиги RoboCUP в России и организовал проведение национального этапа международных соревнований по робототехнике RoboCup Russia Open. С тех пор Томск ежегодно становится официальной площадкой этого чемпионата. На последнем чемпионате в 2018 г. ректор ТУСУР А.А. Шелупанов отметил: «Мы за несколько лет проделали очень большую работу и уже пользуемся отечественными робототехническими системами. Надо понимать, что никто из других стран не даст нам алгоритмов, программного обеспечения: нам могут дать только готовые продукты. Наша задача – чтобы интеллектуальная собственность, которая составляет основную стоимость продукта, принадлежала нам».

Руководители: Евгений Станиславович Шандаров, Лаборатория робототехники и искусственного интеллекта

STEM-центр ТУСУР, созданный при поддержке компании Intel сотрудниками кафедры КИБЭВС, проводит большую работу по привлечению и обучению основам конструирования, моделирования и программирования со школьниками. Проекты школьников, курируемые STEM-центром ТУСУРа, становятся лауреатами конкурсов инженерно-технических проектов, занимают высокие места на всероссийских и международных соревнованиях, а также хорошо известны в школах Томской области, где организовано обучение как для школьников, так и для преподавателей, разработаны оригинальные робототехнические комплекты. Например, в 2017г. Ученики STEM-центра ТУСУРа и детско-юношеского центра «Звёздочка»  - Команда StarsTomsk под руководством студентов и преподавателей факультета безопасностиТУСУРа попала в топ-10 команд России и вышла в полуфинал чемпионата Zero Robotics High School Tournament (USA & ESA). В этом конкурсе школьники 9 – 11 классов соревнуются в написании программ для экспериментальных спутников-роботов Spheres. В этом же году на конференции Startup Village в Сколково, проект STEM-центра  ТУСУРа «Система управления протезами дистальных отделов конечностей» стал финалистом конкурса лучших стартап-проектов, вошел в число 5 отобранных проектов.

Руководители: Лобода Юлия Олеговна, Лаборатория безопасных биомедицинских технологий ЦТБ КИБЭВС

Факультет инновационных технологий реализует магистерскую программу по направлению «Мехатроника и робототехника». Большой объем практических задач и проектов выполняется в лаборатории мультикоординатной электромехатроники. Здесь разработаны уникальные высокоточные линейные электроприводы. С применением таких электроприводов изготовлены устройства для измерения напряженности электромагнитного поля в безэховой камере, высокоточные принтеры для создания электронных компонентов методом 2D печати. Крупногабаритный 3D принтер для печати строительной смесью стены строящегося здания и др.

Руководители: Олег Юрьевич Осипов, Лаборатория робототехники и искуственного интеллекта (ЛРИИ), Михаил Евгеньевич Антипин , кафедра управления инновациями

Исследования и разработки в области робототехники

Робототехника – комплексная прикладная наука, требующая знаний и компетенций в самых разных областях от механики и электроники до информатики и радиотехники. Поэтому крупные робототехнические проекты выполняются часто не одним коллективом, а сообществом, консорциумом, объединяющим наиболее знающих специалистов, каждый в своей области.

НИИ АЭМ ТУСУР участвует в проекте создания косморобота, решая задачу создания системы интеллектуального управления аккумуляторной батареей, питающей все подсистемы робота. Другие участники проекта ЦНИИ РТК, Санкт-Петербург и ПАО «Сатурн» (Краснодар) решают свои задачи.

ТУСУР в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» реализует два крупных проекта с общим консолидированным бюджетом более 500 млн. руб. по тематике «Разработка прототипов передовых технологических решений роботизированного интеллектуального производства электронной компонентной базы и энергоэффективных световых устройств» совместно с ООО «Руслед» (г. Томск), научный руководитель проф. Туев В. И.

Основные направления научных исследований
  1. Автоматизация и оптимизация систем обработки информации и управления.
  2. Автоматизация, моделирование и проектирование сложных технических устройств и систем.
  3. Взаимодействие проникающего и оптического излучений с твердым телом.
  4. Гуманитаризация инженерного образования в техническом вузе.
  5. Методы и системы защиты информации, информационная безопасности.
  6. Общество как система. Социальные отношения и процессы.
  7. Организация, психолого-педагогические, методические основы и комплексное информационное обеспечение открытого профессионального дистанционного образования.
  8. Плазменная эмиссионная электроника (эмиссия заряженных частиц из низкотемпературной плазмы).
  9. Прикладная электродинамика и поляризационная радиолокация.
  10. Радиотехника, включая радиотехнические и телевизионные устройства систем безопасности и контроля.
  11. Радиотехнические системы.
  12. Радиоэлектронные и оптические информационно-измерительные системы и средства защиты информации.
  13. Разработка эффективных параллельных алгоритмов для решения задач математического моделирования, включая задачи глобальной оптимизации.
  14. Разработка, изучение и внедрение в клиническую практику новых методов топической диагностики и аппаратуры для хирургического лечения.
  15. Распределенные информационные технологии территориального управления.
  16. Сверхширокополосные устройства и антенны систем связи и измерений.
  17. Создание технических средств контроля качества материалов, изделий и окружающей среды.
  18. Средства и системы управления энергонасыщенными объектами и технологическими процессами.
  19. Университеты как центры развития инновационной экономики России.
  20. Управление в социальных и экономических системах.
  21. Физические принципы функционирования базовых элементов оптических информационных и телекоммуникационных систем.
  22. Широкополосные системы радиосвязи и радиометрии.
  23. Электронные процессы в тонкопленочных диэлектриках при воздействии сильных электрических полей.
  24. Безопасность и противодействие терроризму. Рациональное природопользование. Биоинформационные технологии, биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных, технологии.
  25. Информационно-телекоммуникационные системы.