Проект организации гибких творческих коллективов с привлечением ведущих мировых ученых для выполнения опережающих исследований запущен в Южно-Уральском государственном университете в рамках «дорожной карты» Проекта 5-100. В 2016 году под руководством авторитетных иностранных специалистов в ЮУрГУ создано восемь международных научных лабораторий.
Лабораторией многомасштабного моделирования полифункциональных соединений руководит доктор Артём Эдуардович Масунов из Университета Центральной Флориды (США), Лабораторией молекулярной электроники – профессор Дармштадского технического университета (Германия) Вольфганг Хаазе. Ученый из Карлтонского университета (Канада) доктор Джефф Сахадео возглавляет Лабораторию миграционных исследований, а доктор Шириш Сонован из Национального технологического института Варангала (Индия) – Лабораторию синтеза и анализа пищевых ингредиентов.
Лаборатория нейрогепатологии работает под началом профессора Джулио Лицинио из Университета Флиндерса (Австралия), Лаборатория механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий – доктора Филиппа Бертрана из Национальной инженерной школы Сент-Этьена (Франция). Исследования в Лаборатории технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем ведутся под руководством доктора Мануса Генри из Оксфордского университета (Великобритания), Лабораторию проблемно-ориентированных облачных сред возглавляет профессор Центра научных исследований и высшего образования в Энсенаде (Мексика) Андрей Николаевич Черных.
Cтратегическое развитие Высшей школы электроники и компьютерных наук связано с разработкой направления «цифровых двойников» – это комплексный проект, включающий задачи, связанные с информационной безопасностью, автоматизацией технологических процессов, анализом больших данных.
– В этот проект отлично вписываются задачи, связанные с облачными вычислениями, – поясняет куратор Лаборатории проблемно-ориентированных облачных сред, директор ВШЭКН ЮУрГУ Глеб Радченко. – Основная цель, которую мы поставили перед собой в рамках работы международной лаборатории, – это анализ и проектирование методов управления вычислительными ресурсами в облачных вычислительных средах для выполнения так называемых цифровых двойников – это вычислительные модели, реализуемые в виде отдельных вычислительных сервисов. Они могут быть разного качества – например, конечно-элементные, статические или основанные на цифровой обработке больших данных. Каждая из них способна использовать только конкретные типы вычислительных ресурсов. Наша задача – выявить, какие ресурсы мы можем предоставить каждой из этих моделей, для того чтобы облачные вычислительные ресурсы использовались максимально эффективно при решении задач, связанных с проектированием «цифровых двойников».
Идеи проекта «цифровых двойников» лежат в одной плоскости с развитием технологий Индустрии 4.0 и поэтому вызвали огромный интерес у председателя Международного научного совета Эдварда Монсера. Президент корпорации Emerson предложил в дальнейшем рассмотреть варианты возможного сотрудничества с ЮУрГУ по данному направлению.
– Высшая школа электроники и компьютерных наук занимается исследованиями практически по всем аспектам Индустрии 4.0. Однако не менее важный результат нашей работы – активизация международного сотрудничества: руководитель лаборатории профессор Черных дважды приезжал в наш университет и читал лекции, специалисты ЮУрГУ с ответным визитом посещали лабораторию Центра научных исследований и высшего образования в Энсенаде. По результатам исследований три научных статьи уже вышло, две находятся на рассмотрении в высокорейтинговых международных журналах, а к концу нынешнего года, возможно, появятся еще три публикации, – рассказывает Глеб Радченко.
Промежуточные итоги работы Лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий осветила ее куратор, руководитель Ресурсного центра спецметаллургии ЮУрГУ Марина Самодурова.
– Научное направление международной лаборатории – создание многофункциональных и градиентных покрытий методами лазерной наплавки детонационного напыления, порошковая металлургия, – рассказывает Марина Николаевна. – В ходе работы удалось увеличить публикационную активность – научным коллективом опубликовано пять статей. Для студентов магистратуры и бакалавриата введены новые курсы: «Аддитивные технологии», «Обработка давлением цветных, порошковых и композиционных материалов», «Прогрессивные технологии обработки металлов», «Специальное оборудование для обработки порошковых материалов». В сотрудничестве с крупнейшими российскими предприятиями реализованы совместные проекты – в том числе «Создание роботизированного гибкого производственного комплекса лазерной и механической обработки», «Разработка режимов лазерного легирования (в части лазерной наплавки) при получении объёмных заготовок деталей сложной формы из специальных сплавов и на основе алюминида титана».
Основные направления работы Лаборатории многомасштабного моделирования полифункциональных соединений – компьютерное моделирование, дизайн материалов и веществ и предсказание их полезных физико-химических свойств, а также моделирование структуры эффективных материалов.
– Мы моделируем как молекулярные структуры, так и монокристаллы, – объясняет куратор международной лаборатории, профессор Екатерина Барташевич. – Моделирование молекулярных структур – обычное дело для науки последних пятидесяти лет; моделирование структуры кристаллов – актуальная и более сложная задача. Именно этот вызов мы и приняли. Наша лаборатория развивается одновременно по двум направлениям. Во-первых, это фундаментальные исследования. Во-вторых, это решение специфических узколокальных задач, связанных с проблематикой эффективной структуры и свойств материалов, которые актуальны сегодня для ведущих мировых компаний химической отрасли.
С докладом об итогах работы международной Лаборатории гепатологии в ЮУрГУ выступил ее куратор, профессор Вадим Цейликман. Ученый поделился с академическим сообществом результатами последних исследований состояния оси «головной мозг – печень» в условиях экспериментального синдрома посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на примере лабораторных крыс. Исследования выполнялись совместно с научными коллективами Центра генетических ресурсов лабораторных животных «SPF – виварий», Института цитологии и генетики СО РАН, Института общей патологии и патологической физиологии, Института морфологии человека и Витебского государственного медицинского университета.
– Во-первых, мы разработали новую модель ПТСР. Она сконструирована путем множественного воспроизведения сигнализации угрозы для жизни крысы в виде контакта с ароматами хищника – кошки. В отличие от остальных, новая модель воспроизводит не только поведенческие расстройства, но и поражение печени, надпочечниковую недостаточность, гипотонию, нарушение сердечно-сосудистого тонуса и другие нежелательные последствия для здоровья. Во-вторых, установлено, что непосредственными поведенческими реакциями на действие множественных стрессорных воздействий являются пассивно-оборонительная и активная: «борьба – бегство». Для крыс с активной поведенческой реакцией характерен сниженный уровень кортикостерона, а для животных с низким уровнем кортикостерона – снижение объемного кровотока в сонной артерии, уменьшение содержания N-ацетиласпартата в гиппокампе, – объясняет Вадим Эдуардович.
При дальнейших исследованиях ученые лаборатории сделали выводы о снижении в результате ПТСР уровня дофамина и серотонина при одновременном повышении уровня норадреналина в гиппокампе («обонятельном мозге»).
Руководитель международной Лаборатории синтеза и анализа пищевых градиентов Шириш Санован в режиме онлайн рассказал об итогах работы команды ученых ЮУрГУ во главе с куратором лаборатории, профессором Высшей медико-биологической школы Ириной Потороко.
– Результатом наших исследований стал пилотный проект создания кисломолочных продуктов, богатых биологически активными веществами, и хлеба с растительной добавкой из водорослей, которые могут стать открытием в современной диетологии, профилактике и коррекции стресса, – отметил профессор Санован.
Лаборатория занимается развитием методов синтеза и модификации пищевых ингредиентов на основе электрофизических воздействий и их применения в производстве пищевых продуктов для увеличения сопротивления организма стрессовым ситуациям.
Все презентации высоко оценены членами Международного научного совета и вызвали живейшую дискуссию. Зарубежные коллеги отметили, что проект, посвященный созданию в ЮУрГУ лабораторий под руководством авторитетных международных специалистов, развивается и совершенствуется. Зарубежные коллеги высказали свои комментарии, пожелания и советы по улучшению деятельности вуза в рамках стратегии развития высших школ и институтов, входящих в него.
В завершение ректор ЮУрГУ Александр Шестаков отметил: «У ЮУрГУ есть потенциал, чтобы делать гораздо больше и гораздо активнее и быстрее двигаться к поставленной цели в рамках Проекта 5-100».
Деятельность лабораторий мирового уровня по прорывным направлениям развития способствует повышению позиций ЮУрГУ в глобальных университетских рейтингах, а также улучшению репутации вуза в мировом академическом сообществе.