Kompetenční centra Národní technologické iniciativy

V roce 2020 byla prototypová platforma a mikrosíťové zařízení a řídicí technologie úspěšně testovány na kyber-fyzikálním modelu kombinovaného napájecího systému ve vesnici Laborovaya, autonomní oblast Yamalo-Nenets, organizovaném v místě MIPT v budově Arktika.

V rámci kyber-fyzikálního modelu byla ukázána možnost náhrady výroby paliva až o 100 % a snížení nákladů na elektrickou energii o 15 % a více. V současné době se na základě tohoto vývoje realizuje pilotní projekt modernizace výroby nafty ve vesnici Laborovaya, Jamalsko-něnecký autonomní okruh. Po jejím dokončení se plánuje replikace podobných projektů v dalších osadách YaNAO (více než 40) a v dalších osadách ruské Arktidy (asi 300).

V implementovaném softwarovém balíku byla vytvořena sada nástrojů pro provádění celého cyklu historie párování modelů hydrodynamických nádrží pro historii vývoje, stejně jako algoritmy analýzy dat založené na strojovém učení a metodách optimalizace souboru, což umožňuje je možné automatizovat proces adaptace modelů hydrodynamických nádrží a tím zvýšit rychlost adaptace 1,5 až 4krát v závislosti na složitosti modelu. Implementovaný softwarový balík byl použit při adaptaci reálných HD modelů polí přenesených průmyslovým partnerem OOO Gazpromneft NTC.

V důsledku aplikace nové metody je umožněna téměř libovolná volba "stavebních bloků", z nichž jsou složeny obvody integrovaných optických interferometrů. To výrazně odlišuje navrhovanou metodu od dosud používaných: využívají pouze dobře definované bloky a jakákoli odchylka od konfigurace těchto bloků vede k chybám. Navržená architektura není omezena na konkrétní topologii rozmístění prvků, což umožňuje použití různých technologií pro výrobu optických obvodů. Výsledky projektu lze využít při vývoji integrovaných programovatelných interferometrů pro optické kvantové výpočetní systémy.

Laboratorní stojany byly vyvinuty a vytvořeny pro provádění výukových a vědeckých prací o polarizaci a kvantové optice s přístupem k nim přes internet, výukovou a metodickou podporou včetně popisů laboratorních prací, při jejichž provádění se studenti důsledně seznamují se základními základy kvantové mechaniky. s využitím příkladů úloh z oblasti kvantové informatiky. K dnešnímu dni ani v Rusku, ani v zahraničí neexistují vzdělávací a laboratorní komplexy podobného rozsahu a viditelnosti. Mezi partnery projektu je Petrohradská univerzita, která se stala prvním klientem služby pro vzdálený přístup k laboratorním stojanům.

Byly vyvinuty technologie pro škálovatelnou výrobu křemíkového nanoprášku plazmově-chemickou syntézou, hlavní součásti záporné elektrody lithium-iontové baterie. Byla provedena aprobace materiálů a elektrod na nich založených ve složení lithium-iontových baterií. Ve spolupráci s průmyslovými partnery - JSC NPO UNIKHIMTEK a JSC Safonovský závod Gidrometpribor je připravována pilotní výroba nanorozměru křemíku plazmochemickou syntézou. V centru se připravuje ke spuštění pilotní linka na výrobu lithium-iontových baterií.

Byl vytvořen modelový vzorek přepravní plošiny s elektrocentrálou o celkovém výkonu až 60 kW využívající baterii palivových článků o výkonu 15 kW; plošina je určena pro přepravu zboží v uzavřených prostorách, např. sklady; Elektrárna na bázi FC má měrný výkon asi 0,4-0,8 kW/kg. V budoucnu je možné realizovat pro nákladní pozemní dopravu.

Vývoj byl dokončen za pouhé 2 roky na základě technologie digitálních dvojčat (Digital Twins) a vlastních jedinečných řešení CML platformy SPbPU, včetně: demonstrátoru „end-to-end“ digitálních a meziodvětvových „end-to-end“ pokročilé výrobní technologie; CML-EV™ je univerzální modulární platforma pro vývoj modelové řady elektrických vozidel pro různé potřeby spotřebitelů (je možné vyvinout celou řadu elektrických vozidel, která splňují mezinárodní certifikační požadavky – od kompaktního městského elektromobilu po město 18 -metrové elektrobusy). „Chytré“ digitální dvojče elektromobilu KAMA-1 prošlo více než 800 virtuálními testy na virtuálních zkušebních stolicích a polygonech, prokázalo shodu s Požadavky technických předpisů celní unie „O bezpečnosti kolových vozidel“ (TR TS 018/2011), v souladu s požadavky EHS pravidel OSN. V rámci projektu bylo získáno 79 nových vědeckých a vědeckotechnických výsledků. Zapsáno bylo 6 předmětů duševního vlastnictví, včetně průmyslového vzoru „Městský elektromobil malého rozměru“. Projekt také získal finanční prostředky v rámci FTSID, aktivita 1.3. Průmyslovým partnerem projektu je KAMAZ PJSC.

V rámci projektu bylo hlavním úkolem digitalizovat veškeré zkušenosti UEC-Klimov as při vývoji motorů této třídy, analyzovat veškerá zdůvodnění výpočtů, konstrukční dokumentaci, výsledky testů atd. a interpretovat je v rámci nové designové paradigma využívající CML-Bench Digital Platform™. Výsledky projektu umožňují výrazně zkrátit čas na návrh motoru s plynovou turbínou a také obnovit provozní podmínky skutečného produktu v celém rozsahu provozních podmínek ve virtuálním prostoru, což umožňuje snížit počet zkušebních vzorků motorů v plném měřítku na minimum (1-2 vzorky), a tím několikanásobně snížit náklady na vývoj pokročilých motorů, zkrátit dobu uvedení modifikací GTE na trh, zvýšit účinnost a provozní spolehlivost stávajících motorů . Průmyslovými partnery Centra se již stali JSC "KMPO", JSC "UEC", as "UEC-Klimov".

Pro získání kovových prášků (nerezové oceli, slitiny titanu, slitiny mědi) byl vyvinut plazmový atomizér, který umožňuje malosériovou rentabilní výrobu práškových materiálů z dostupných surovin a také technologickou schopnost pokrýt celý dostupný sortiment kovové materiály, až po ty nejteplejší. To umožňuje využít celý sortiment surovin dostupných na trhu ve formě drátu k výrobě řady práškových materiálů požadovaných podnikem přímo v blízkosti místa výroby aditiv. Tuto technologii již využívají společnosti CJSC OZ Mikron, JSC Leningrad Laser Systems a OOO Additive Technologies.

Technologie je použitelná pro vyhledávání biologických objektů s danou aktivitou (například antibiotika), s produktivitou přes milion možností během několika hodin, což umožňuje rozšířit repertoár testovaných bakterií o více než 3 řády . Centrum vyhledává nová antibiotika z přírodních zdrojů a studuje aktivitu již nalezených vzorků, z nichž jeden, amikumacin, se stal předchůdcem rodiny potenciálních léků, které jsou od června 2021 testovány in vitro.

Nová strategie umožňuje získat sadu cílených toxinů specifických pro různé povrchové markery nádorových buněk nebo pro různé epitopy stejného nádorového markeru pro kombinovaný účinek na nádor, což výrazně zvyšuje účinnost jak diagnostiky, tak léčby agresivních metastatické nádory. Tento přístup byl úspěšně testován na příkladu jedné z nejnepříznivějších forem karcinomu prsu — HER2-pozitivního adenokarcinomu, který se vyskytuje přibližně ve 20–25 % případů a vyznačuje se agresivním průběhem a vysokým rizikem metastáz.

V roce 2020 se ukazují povzbudivé výsledky a účinnost vyvinuté techniky pro obnovení motorických vzorců a volních pohybů u pacientů s poraněním míchy. Výsledky projektu přispějí k vytvoření sociotechnologického ekosystému, ve kterém využití neurotechnologií a technologií virtuální a rozšířené reality při rehabilitaci pacientů po těžkých neurologických onemocněních a úrazech zlepší kvalitu a délku života občanů . Projekt je realizován ve spolupráci s výzkumníky z Federální univerzity Kazaň (Povolží). V rámci projektu je ročně provedeno cca 5 neurochirurgických operací.

Kontrolní skupina 10 osob s následky akutních poruch mozkové cirkulace, parézy horní končetiny v období červenec-prosinec 2020 prošla kompletní rehabilitací. Existuje výrazná dynamika růstu aktivních pohybů v ochrnuté ruce, zvýšení emočního pozadí, pozitivní vnímání výsledků rehabilitace obecně. Vývoj má vysoký potenciál pro replikaci řešení ve federálním měřítku v horizontu 3–5 let a také vysoké šance na technologické prvenství v mezinárodním měřítku.

Technologie je založena na metodách syntaktické a sémantické analýzy textů v angličtině a ruštině, originálním přístupu k multifaktoriálnímu hodnocení podobnosti textů a také na vícejazyčných modelech vektorové reprezentace lexikálních a frazeologických textových prvků. Tato technologie umožňuje zpracovávat velká pole fulltextových dokumentů (od 70 milionů dokumentů nebo více) pomocí distribuovaných výpočetních zařízení. Podpora mezijazykové analýzy a textového vyhledávání umožní porovnávání informací v angličtině a ruštině. Výsledky projektu začaly být aplikovány v Antiplagiat as.

Od roku 2020 je produkt používán v Telemedicínském konzultačním centru (TCC) na základě Vědeckého a praktického klinického centra pro diagnostiku a telemedicínské technologie moskevského zdravotnického oddělení, které pokrývá 53 regionů Ruska. Od roku 2021 jsou hodnoty charakteristik „senzitivita“ a „specifičnost“ produktu při předepisování lékové terapie 94%. Schváleno bylo mimo jiné i rozpoznání COVID-19 na CT snímcích.

Hmotnostní a rozměrové charakteristiky umožňují použít jako nosič radaru bezpilotní letouny. V roce 2020 byl vytvořen a v reálných podmínkách otestován funkční naddimenzovaný layout systému. Obrazové charakteristiky z hlediska rozlišení a dynamického rozsahu byly potvrzeny na úrovni nejlepších světových příkladů: například pouze IMSAR dokáže v současnosti poskytnout rozlišení 25 cm, ovšem s využitím inerciálních navigačních systémů. Vývoj se také může stát základem pro družicový radar – satelit bude schopen provádět radarové průzkumy rozsáhlých území – v celém Rusku a ve světě. Průmyslovými partnery projektu byly ISS. Reshetnev, JSC Plant Proton, JSC ZITC Plány zahrnují vytvoření radaru i pro malé kosmické lodě.

Fotodetektor je hradlován kontinuálním sinusovým signálem na frekvenci 1,25 GHz v kombinaci s pasivním potlačením lavin a aktivní technologií Geigerova návratu. Projekt 1 GHz DOP je důležitý pro rozvoj kvantové komunikace, protože vývoj jednofotonového detektoru pro blízkou infračervenou oblast na bázi polovodičového fotocitlivého prvku umožňuje získat nejpřijatelnější charakteristiky systému distribuce kvantového klíče. Projekt může mít také nezávislý význam pro jiné trhy než telekomunikace.

Rychlost generování náhodných bitů tohoto QRNG může dosáhnout 2 Gb/s nebo více s minimální režií na následné zpracování, díky čemuž je produkt jedinečný mezi dnes dostupnými komerčními QRNG. Pro rozvoj kvantové komunikace má zásadní význam vytvoření kvantového generátoru náhodných čísel, protože generátory náhodných čísel založené na použití matematických algoritmů, stejně jako hardwarové generátory využívající klasické zdroje entropie, jsou předvídatelné (alespoň v principu ), proto jejich použití v kryptografických aplikacích může vést k významným hrozbám, zejména ze strany crackera, který má k dispozici kvantový počítač.

Řešení, které poskytuje kombinaci kvantové a postkvantové kryptografie, je navrženo tak, aby chránilo komunikační kanály, které z toho či onoho důvodu nelze nebo není výhodné chránit pouze kvantově nebo pouze postkvantovými metodami. Jednou z takových situací je ochrana komunikačních kanálů mezi systémem distribuce kvantových klíčů a klíčovými spotřebiteli pomocí postkvantových algoritmů. Řešení lze využít v IoT, energetice, mobilních komunikacích a mnoha dalších oblastech, které kladou vysoké nároky na úroveň informační bezpečnosti a připravenosti na hrozby nové generace. Průmyslovými partnery projektu jsou KuRate LLC a MTsKT LLC. Komercializace se očekává prostřednictvím služeb v oblasti návrhu podnikových kvantově zabezpečených sítí.

Vývoj umožňuje snížit mzdové náklady, výrazně zvýšit stupeň automatizace a zajistit požadovanou úroveň spolehlivosti při vývoji technických řešení pomocí heuristických mechanismů, znalostní báze, multiagentních systémů a dalších metod umělé inteligence. Výsledky projektu již Centrum využívá při spolupráci s energetickými společnostmi Státní korporace Rosseti a inženýrskými organizacemi. Partnery projektu jsou Radius Avtomatika JSC, Prosoft-Systems LLC, ORGRES Firm LLC.

Zařízení otevírá v Rusku nové vyhlídky pro vývoj komponent pro příští generaci mobilních komunikačních systémů (6G), zejména převodníků signálu z terahertzového na optický rozsah. Průlomový charakter vývoje spočívá v praktické implementaci experimentálního vzorku mikrovlnného elektrooptického plasmonického modulátoru, jehož rozměry nepřesahují několik desítek mikronů. Výsledné zařízení vyrobené standardní polovodičovou planární technologií bude použito jako prvek 6G terahertzového radiofotonového transceiveru. Takové studie jsou naprosto zásadní pro další a kompletní lokalizaci výroby 6G infrastruktury a koncových zařízení v Rusku.

V testovací zóně byla poprvé použita základnová stanice fungující na domácím softwaru v reálné síti operátora. Cílem projektu je vytvořit prostředí pro testování ruského softwaru a zařízení pro 5G sítě a také pro pilotování aplikací, které využívají schopnosti páté generace. Software pro základnovou stanici 5G byl vyvinut ve Skoltech a podporuje mezinárodní standardy otevřeného rádiového přístupu OpenRAN.

Systém umožňuje provádět bezpečné tajné a otevřené hlasování s neomezeným počtem účastníků a funkci hlasování v online formátu. Řešení vyvinuté centrem NTI se již používá na univerzitě v Petrohradě a na 9 dalších ruských univerzitách.

Technologie by měla zvýšit transparentnost absolvování teoretické a praktické části zkouškového období. Komplex se skládá z obrazových a lokalizačních senzorů: kamery, radary, globální satelitní navigace, inerciální navigační a odometrická jednotka a výpočetní modul. Na čelním skle jsou namontovány tři kamery, dvoupásmové radary jsou v přední a zadní části vozu. Kromě toho byly zavedeny senzory pro lokalizaci a správnou činnost radarů. Odbor dopravní policie Ministerstva vnitra pro Republiku Tatarstán plánuje použít „Hәrәkat“ (v překladu z tat. – „Pohyb“) jako systém pomoci při rozhodování pro zkoušející.

Jedinečnost projektu spočívá v aplikaci metod „soft nudging“ založených na hodnotově orientovaných přístupech k optimalizaci výběru činností a zdrojů vlastníky digitálních asistentů s přihlédnutím k systémovým behaviorálním efektům a cílům různých zainteresovaných stran. Testování platformy digitálního avatara probíhalo na univerzitě ITMO na bázi systému podnikových digitálních asistentů ITMO Avatar. Schvalování jednotlivých služeb a komponent platformy bylo provedeno v PJSC „Bank-Saint Petersburg“, PJSC „Sberbank“, „Gazpromneft NTC“. Výsledkem tohoto projektu byly následující tržní produkty: a) Mobilní digitální asistent Avatar ITMO. b) Mobilní asistent na doporučení stravovacích provozoven „Posaďte se“.

Implementuje logiku pro vytváření digitálních dvojčat různých organizačních a technických systémů a může sloužit jako základ pro vývoj nástrojů pro podporu rozhodování pro vrcholový management high-tech odvětví. Používání platformy nevyžaduje znalosti programování a instalaci dalšího softwaru, díky čemuž je dostupná širokému spektru uživatelů.