Окно в будущее. Как работают лаборатории НТШ

Новгородская техническая школа откроется в 2022 году. Она станет частью единой научно-образовательной системы наряду с Новгородским университетом и Инновационным научно-технологическим центром по интеллектуальной электронике. Лаборатории НТШ уже начали работать. Коллективы создают инновационные устройства и участвуют в грантовых конкурсах. Разработками вместе с сотрудниками занимаются студенты и школьники.

Экосистема инноваций

В Новгородской области формируется уникальная научно-образовательная экосистема. Часто результаты фундаментальных исследований не находят прикладного применения, а инновационные технологии не внедряют в производство. Создание Новгородской технической школы и ИНТЦ по интеллектуальной электронике обеспечит неразрывную связь академической науки, инновационных разработок и промышленности.

Университет, являющийся инициатором создания и НТШ, и ИНТЦ, остаётся центром фундаментальных научных исследований. Как правило, они очень дороги. Перспективы их прикладного использования и коммерциализации не совсем понятны. Но без них невозможны никакие практические разработки и стартапы. В Новгородской технической школе акцент делается на прикладных задачах. НТШ будет создавать прототипы и технические решения. ИНТЦ станет полигоном для доведения конкретной разработки до промышленного образца. Их будут передавать промышленным партнёрам уже в серийное производство.

Степан Буйкинзаместитель проректора по научной работе и инновациям

Превращением научного знания в прикладные технологии будут заниматься лаборатории Новгородской технической школы. Если классические университетские лаборатории объединяют фундаментальные научные группы, то лаборатории НТШ — группы практических разработок.

Сейчас эти коллективы формируются, а лаборатории оснащаются оборудованием. Создано уже 23 лаборатории. Они разместились в Политехническом институте, Институте электронных и информационных систем, Институте сельского хозяйства и природных ресурсов, а также Политехническом колледже НовГУ.

Первые разработки

Сразу три лаборатории — виртуальной и дополненной реальности, мехатроники и робототехники и нейротехнологий — объединил Центр ассистивных технологий и технических средств реабилитации. Он занимается созданием устройств комфортной жизни людей с ограниченными возможностями. Лаборатории находятся рядом друг с другом. Их сотрудники работают над совместными и внутренними проектами.

В лаборатории мехатроники и робототехники придумали автоматизированный доводчик для окон. Он должен защитить людей от табачного дыма, выхлопов и шума машин. Особенно это актуально для людей с ограниченными возможностями. Им непросто постоянно открывать и закрывать окна. Разработка может стать частью экосистемы «Умный дом».

— Устройство будет реагировать на сигнал с датчиков и автоматически открывать или закрывать окна, — рассказывает руководитель лаборатории Александр Рак. — Опционально оно может быть оснащено датчиками угарного газа, температуры, влажности и давления. Доводчик будет работать полностью автономно на солнечных панелях без дополнительного питания.

Разработчики изготовили прототип. С ним они участвуют в акселераторе «Технологии возможностей» и готовятся подать заявку на грантовый конкурс УМНИК.

Со своим проектом в этих же программах участвует и лаборатория новых методов реабилитации и нейротехнологий. Здесь работают над созданием носимого устройства, которое будет измерять уровень стресса. Внешне оно должно быть похоже на смарт-часы или фитнес-браслет. Сейчас эти гаджеты пытаются научить фиксировать стресс. Но используют для этого частоту сердцебиения. Новгородские разработчики предлагают использовать иной подход.

Пульс может изменяться по разным причинам. Мы предлагаем использовать кожно-гальваническую реакцию. При стрессе кожа человека начинает потеть. Есть несколько зон, которые активно откликаются на нервное напряжение. С помощью небольших датчиков сигнал удобно снимать с пальцев и ладоней.

Михаил Луковруководитель лаборатории новых методов реабилитации и нейротехнологий

Лаборатория изготовила прототип. По габаритам и дизайну он пока мало похож на смарт-часы, но полностью функционален. Грантовая поддержка позволит довести его внешние и внутренние характеристики до соответствия промышленным образцам.

На пути к экзоскелетам и нейромаркетингу

Подобными разработками в лабораториях планируют заниматься и в дальнейшем. Но сегодня они нужны коллективам, в первую очередь, чтобы набраться опыта перед более масштабными проектами.

В лаборатории мехатроники и робототехники в будущем планируют создавать экзоскелеты и искусственные мышцы. Здесь уже установлен комплекс компьютерного анализа движения человека. Он выявляет нарушения функций стабилизации в пространстве. С помощью подвижной платформы и датчиков можно оценить, например, удобство и функциональность протеза ноги. Можно на ней будет тестировать и устройства, которые разработает лаборатория.

Нейротехнологи собираются создавать гаджеты для оценки психического и физиологического состояния человека в реальном времени. Совместный проект по постинсультной и психотерапевтической реабилитации прорабатывается с лабораторией AR/VR. Также в планах — нейромаркетинговые исследования.

— С помощью комплекса датчиков можно отследить реакцию человека, например, на баннеры, — говорит Михаил Луков. — Такое исследование позволяет точно определить, задерживается ли взгляд на логотипе бренда. Для привлечения внимания на баннер помещают, например, фото красивой девушки. Мы можем отследить, обращает ли человек внимание на сам бренд, или он фокусируется только на картинке.

Лаборатории НТШ будут сотрудничать и с классическими университетскими лабораториями. Нейротехнологи, в частности, обсуждают совместный проект с лабораторией магнитоэлектрической электроники. С помощью датчиков, которые разрабатывает коллектив профессора Мирзы Бичурина, можно измерять мозговую активность.

— Когда мы снимаем электроэнцефалограмму, сигналы мозга рассеиваются по всей поверхности головы, проходят через черепную коробку, кожу и волосы, — констатирует Михаил Луков. — На выходе они очень шумные и неточные. Магнитные поля, напротив, проходят практически без помех. Если удастся их уловить, получится точный сигнал с хорошим временным и пространственным разрешением. Мы уже разговаривали о сотрудничестве. Лаборатории должны взаимодействовать, а не существовать по отдельности.

Открытое пространство

К исследованиям на базе НТШ может присоединиться любой интересующийся разработками человек. Уже сейчас в лабораториях работают студенты. Свои проекты приносят школьники.

В лаборатории мехатроники и робототехники два лаборанта. Один из них — Никита Соснин — учится в Политехническом институте, второй — Егор Саволюк — окончил школу, но в университет ещё не поступил. Егор занимается развитием собственного проекта — культесканера.

Это пример того, как человек может прийти к нам со своей разработкой и стать частью лаборатории. С одной стороны, он может продвигать собственный проект, а с другой, параллельно развивать нашу материальную базу, создавая новые устройства и привлекая финансирование на их совершенствование.

Александр Ракруководитель лаборатории мехатроники и робототехники

В лаборатории новых средств реабилитации и нейротехнологий инженером работает студент-магистрант кафедры информационных технологий и систем Егор Земнухов. Кроме того, развивать свой проект здесь решили учащиеся 36 школы. Ребята заняты разработкой системы коррекции когнитивных нарушений с помощью трансляции бинауральных биений.

Целая группа студентов и школьников занимается в лаборатории автономного транспорта. Её возглавляет аспирант НовГУ Николай Петров. В 2018 году он стал победителем конкурса УМНИК. Николай работает над проектом парктроника для автопоездов. С помощью комплекса датчиков и технологии машинного зрения фуру сможет парковать автопилот.

Студенты выполняют роль инженеров и программистов. Весь рабочий процесс сейчас — в компьютере. Идут кодинг, анимация. Ребята учатся и параллельно вместе со мной делают проект. Парктроник для грузовика, соответствующий уровню парктроника для легковой машины 2015 года выпуска, у нас уже есть. Мы хотим всё сделать максимально современно.

Николай Петровруководитель лаборатории автономного транспорта

В проекте проявляют заинтересованность сразу два потенциальных инвестора. Один из них — владелец компании-грузоперевозчика. В парке компании около 100 фур. Также потенциальными партнёрами могут стать страховые компании. Парктроник для автопоездов может снизить уровень аварийности. Это должно заинтересовать страховщиков. Разработки сотрудников НТШ уже сегодня имеют хорошие перспективы коммерциализации.

Постепенно лаборатории наполняют оборудованием. Совсем скоро в них появятся нейроинтерфейсы последнего поколения, промышленные 3D-принтеры, обрабатывающие станки с числовым программным управлением, а также расширенные программные продукты для новых разработок. Когда здание Новгородской технической школы на Великой улице будет готово к вводу в эксплуатацию, простаивать его помещения не будут. В НТШ будет работать слаженная и опытная команда.

Фото: Светлана Разумовская, архив Николая Петрова.