В конце июня в России отмечается День изобретателя и рационализатора. Он был задуман в СССР как «наш ответ Нобелевской премии»: ежегодно Академия наук отбирала лучшие изобретения, и их авторы получали государственные награды и почетные звания.

На стыке наук

То, что такой праздник появился именно в России, закономерно, ибо россияне являются авторами многих устройств, изменивших историю человечества: чего стоят механизмы и аппараты Ивана Кулибина, паровая машина Ползунова, лампа накаливания Лодыгина, радиоприемник Попова, электромагнитный телеграф Шиллинга, телевидение Розинга. Кстати, одно из имен, входящих в этот золотой фонд — имя обладателя первого в мире патента на изобретение электрической лампы Павла Яблочкова, — исторически связано с пензенским краем: изобретатель родился неподалеку от Сердобска, в центре этого города ему установлен памятник.

Сегодня открытия и изобретения рождаются не только в стенах научных лабораторий и НИИ: их новыми центрами становятся вузы. Так, в Пензенском государственном университете пять лет назад был создан Научно-исследовательский институт фундаментальных и прикладных исследований (НИИ ФиПИ). Он объединяет научные группы, работающие над прорывными технологиями, и большинство изобретений появляются на стыке наук — математики и лингвистики, химии и измерительной техники, приборостроения и медицины. «Сегодня ученые работают под конкретного заказчика: деньги на исследования с потолка не падают, это либо заказ производителя, либо средства научного гранта», — констатирует ректор ПГУ Александр Гуляков.

Беспилотник на бензине

Беспилотные автомобили, способные двигаться без человека, входят в нашу жизнь. При этом большинство моделей таких авто созданы на базе электромобилей. Это экологично и модно, но электромобили пока не получили большого распространения, в частности, в глубинке — часто ли вам приходится видеть Tesla на улицах Пензы? Сделать беспилотный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания — такую задачу поставили перед собой в ПГУ.

«С автомобилями, имеющими бензиновый двигатель, все сложнее, чем с электромобилями: нужно устанавливать сервоприводы на каждую систему — руль, коробку переключения передач, дроссельную заслонку, чтобы они осуществляли управление механизмами», — рассказывает аспирант Артем Никулин. Сложно? Да. Невыполнимо? Нет! Блок управления, который создают разработчики, можно будет установить в автомобиль готовой комплектации — и в путь. Причем, если сегодняшние авто без водителя передвигаются по четко заданному маршруту, то пензенский беспилотник будет действовать свободнее: систему конструируют так, чтобы по GPS задавать только координаты старта и финиша, запрограммированные датчики и нейросеть позволят системе самой оценивать местность и объезжать препятствия. Она даже сможет принимать решения, избегая ошибок, которые может допустить живой водитель.

Полезная виртуальность

Уникальная биотехническая система с обратной связью на основе адаптивной виртуальной реальности — изобретение пензенских ученых, которое может быть использовано для диагностики и лечения расстройств психики и выявления реакции на стрессовые состояния. Представьте себе человека, побывавшего в эпицентре ЧП или военнослужащего, вернувшегося из «горячей точки»: перенесенный стресс требует помощи психолога. И если раньше специалисты работали по шаблонам, с помощью карточек и картинок, то теперь достаточно погрузить человека в виртуальную реальность, замерить основные показатели его состояния, в том числе речевые реакции, и на основе этих данных поставить диагноз или провести коррекцию психики. Никакого напряжения и дополнительного стресса! Прибор, несомненно, будет востребован практикующими психологами и психиатрами, а в будущем даже планируется создать гаджет, который сможет приобрести любой человек.

Использовать эти VR-технологии можно также для реабилитации пациентов после инсульта и даже… для обучения выживанию в лесу. Студент ПГУ Кирилл Балаев выиграл грант в полмиллиона по программе «УМНИК-VR» в рамках нацпроекта «Цифровая экономика РФ». Проект, представленный Кириллом, называется «Разработка приложения под шлем виртуальной реальности для обучения людей основам выживания и ориентирования на местности». Сам изобретатель пояснил пользу своей разработки так: «Как подать сигнал, если ты заблудился в лесу, развести костер, найти воду, сохранить тепло — всему этому можно научить человека при помощи приложений для шлема виртуальной реальности. Не нужно посещать специальные курсы по выживанию — отрабатывать навыки можно у себя дома».

Два миллиона в год

Бесконтактный ультразвуковой уровнемер — уникальный прибор, сконструированный пензенскими изобретателями под руководством профессора Василия Ашанина, — принесет предприятиям региона ощутимую экономию. Это небольшое устройство, позволяющее управлять насосами канализационных и водоочистных сооружений, которые потребляют много электроэнергии, а электричество и вода — ресурсы, которые обходятся всем не дешево. Благодаря прибору эти расходы могут быть снижены не менее чем на 30%, в абсолютном выражении это экономия до 2 млн руб. в год! Бесконтактным прибором можно измерять уровень от проточных и сточных вод до измерения уровня сыпучих материалов — то есть всего, что необходимо держать под контролем во избежание аварийных ситуаций. « Это изобретение найдет применение в системах водоснабжения, канализации, нефтехимии, фармацевтике, горнодобывающей, цементной, химической промышленности. В отличие от имеющихся аналогов новый прибор работает в автоматическом режиме — это проще и дешевле», — говорит руководитель группы разработчиков. Бесконтактный уровнемер уже апробирован на объектах Пензенского горводоканала. 

По биению сердца

Военнослужащие и врачи, полицейские и учителя, водители и спортсмены — многие люди постоянно испытывают повышенное напряжение. И даже если такой человек приходит на прием к врачу, выявить первые симптомы нагрузки на психику бывает сложно, а из-за того, что помощь не оказывается вовремя, расстройство может прогрессировать и вызывать хронические заболевания.

Но теперь эту проблему можно решить с помощью диагностического оборудования, над которым работают ученые университета. Дело в том, что у всех пациентов, впервые обратившихся за психиатрической помощью, были выявлены схожие признаки — изменение электрической активности сердца и мозга. «Распознавать пограничные состояния психики поможет прибор, которым можно проводить замеры и давать оценку состоянию человека в условиях стресса или повышенных нагрузок», — говорит автор проекта, доцент Александр Тычков. Это несколько беспроводных датчиков, которые крепятся на лбу и запястьях, и два микрофона. Сигналы с датчиков обрабатывает специальная программа, а полученные данные позволяют создать алгоритм по диагностике психического состояния. Оборудование настолько просто в применении, что проводить исследование можно даже вне медицинских учреждений, дистанционно, а результаты отправлять в клинику, где пациенту назначат лечение.

Читайте материал в газете «Наша Пенза» » № 26 от 24 июня 2020 г. (стр. 8).
http://нашапенза.рф/upload/default/mod_archive/1592946000.pdf