10 главных научных новостей года
Исследования, инженерные и научные разработки являются важным и плодотворным направлением деятельности сотрудников, аспирантов и студентов Новосибирского государственного технического университета НЭТИ. Публикации о работах наших ученых и инженеров неизменно вызывают широкий резонанс. По итогам 2025 года мы собрали топ-10 статей о разработках, получивших наибольшее количество перепостов и читателей.
Нейронная модель для обнаружения деформаций в бетоне
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 308, охват 7,2 млн
Студент факультета прикладной математики и информатики Николай Обидин создал систему детекции трещин, в которой используется искусственный интеллект и машинное обучение для анализа изображений и видео с камер наблюдения.
«Трещины в бетоне могут быть незаметны невооруженным глазом, но приводят к серьезным разрушениям. Их несвоевременное обнаружение увеличивает вероятность обрушения конструкций. Современные технологии открывают новые возможности для автоматизированной диагностики. В рамках проекта был собран большой набор данных, включающий изображения с различных объектов, создана базовая нейронная сеть. Я обучил ее детектировать трещины в бетоне на основе изображений, обработанных и сегментированных с помощью метода контура. Система анализирует видеопотоки с камер, далее идет обработка данных: искусственный интеллект выявляет трещины на основе обученной модели», — рассказал Николай Обидин.
Созданная модель показала точность обнаружения трещин на уровне 95 %. Разработан прототип системы, который включает в себя модуль обработки видео. Система позволяет обнаруживать трещины на ранней стадии, предотвращая развитие серьезных повреждений и аварийных ситуаций; автоматизированный мониторинг сокращает трудозатраты на ручной контроль, а также снижает затраты на ремонт и обслуживание. В ходе пилотного проекта система обнаружила 15 трещин, из которых 10 были пропущены при ручном контроле.
В планах — оптимизация и масштабирование модели, разработка пользовательского интерфейса, тестирование и доработка, запуск пилотных проектов.
Технология производства керамического порошка для изготовления протезов
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 160, охват 6,1 млн
Технологию синтеза высококачественного субмикронного порошка α-Al2O3 для производства медицинской керамики с использованием отечественного сырья разработали ученые НГТУ НЭТИ под руководством заведующего Лабораторией керамических и металлокерамических материалов Сергея Веселова в Центре НТИ по новым функциональным материалам НГУ.
Перед учеными стояла цель создания полного цикла производства биоинертной керамики для эндопротезов суставов: от синтеза керамического порошка до выпуска готовых изделий.
В процессе разработки технологии синтеза субмикронного порошка α-Al2O3 коллективу лаборатории удалось достичь дополнительных возможностей в части управления физико-механическими свойствами конечного керамического материала. Так, освоены методы управления геометрическими характеристиками синтезируемого порошка, что позволяет получать керамику с заданными механическими свойствами.
Опытные образцы разработанного в НГТУ НЭТИ керамического порошка демонстрируют характеристики, сопоставимые с продукцией ведущих мировых производителей: химическую чистоту более 99,5 %, дисперсность менее 0,5 мкм, фазовый состав более 99 % α-Al2O3.Синтезированный в лаборатории порошок успешно тестируется для создания алюмооксидной керамики в лабораторных условиях. Запущен процесс патентования ключевых этапов технологии создания порошка. Следующий этап работ — поиск индустриальных партнеров для широкого внедрения в производство новых функциональных материалов для медицины и технологий их изготовления.
Модель для улучшения энергоснабжения Арктики
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 123, охват 6,6 млн
В НГТУ НЭТИ разрабатывают модель оптимизации режимов работы автономных систем энергоснабжения на основе водородных технологий для обеспечения энергетической устойчивости Арктики.
Арктика — регион с огромным потенциалом для добычи нефти и газа, освоение данной территории является стратегически важным для экономики страны. Так как многие арктические шельфовые месторождения значительно удалены от береговой линии, осложняется передача электроэнергии по ЛЭП. ВИЭ недостаточно стабильны по причине климатических особенностей региона. Одним из перспективных вариантов электроснабжения подводных комплексов добычи является создание автономных источников электроснабжения, работа которых не будет зависеть от наличия ресурсной базы или погодных условий.
«Водородные технологии на базе топливных элементов представляют собой достойную альтернативу традиционным генерирующим источникам — они экологичны и энергоэффективны. Кроме того, существует большое разнообразие способов получения основного реагента (водорода) на основе как органических топлив, так и безуглеродных технологий», — рассказала доцент кафедры систем электроснабжения предприятий НГТУ НЭТИ Татьяна Мятеж.
Была разработана оптимизационная модель, основанная на равенстве предельных доходов предельным издержкам, и проведен сравнительный анализ энергетической эффективности топливных элементов в децентрализованных и централизованных системах энергоснабжения на основе ряда параметров: суммарного расхода энергоресурсов, сопоставления выбросов СО2, срока окупаемости технологий.
Применение водородных технологий на базе топливных элементов как альтернативных традиционным генерирующим источникам позволяет увеличить коэффициент использования мощности на 30% (что дает возможность сэкономить на топливе). Новаторством исследования является применение синергетического подхода, который обеспечивает комплексное решение задачи на основе комбинации надежностно-технологических, социально-экономических, экологических критериев.
ИИ-навигатор для слабовидящих людей
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 123, охват 7,6 млн
Навигатор с искусственным интеллектом для распознавания препятствий поможет незрячим и слабовидящим людям ориентироваться на местности.
«Человек загружает разработанную нами программу, включает камеру и закрепляет гаджет на груди. Дальше работает специально обученная нейросеть. Из видеопотока кадров ИИ распознает обстановку, расстояние до потенциально опасных объектов и звуком оповещает об этом пользователя», — рассказал студент АВТФ Егор Авдеев.
Для распознавания объектов разработчики используют модель сверточной нейронной сети, которую обучают на вручную размеченных данных. ИИ умеет предупреждать об объектах на расстоянии около пяти метров, чтобы не перегружать пользователя информацией, а также реагировать на неожиданно появившиеся препятствия, такие как машины или закрывшиеся ворота. У команды разработчиков есть идеи для добавления других функций в приложение, например, построение маршрута по голосовому запросу адреса или поиск объектов по названию.
Инициатором проекта выступил доцент кафедры радиоприемных и радиопередающих устройств факультета радиотехники и электроники Андрей Никулин, который в прошлом году разработал ручной помощник для незрячих и слабовидящих людей.
Суперлегкая защитная сетка для беспилотников
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 117, охват 15 млн
В молодежной научной лаборатории беспилотных авиационных систем факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ разработали прототип защитной конструкции для беспилотников. Суперлегкая защита позволит сохранить летательный аппарат после падения с высоты.
Разработка представляет собой сферу из карбоновых трубок и скрепляющих их пластмассовых перемычек, внутрь которой можно поместить семидюймовый квадрокоптер. Небольшой вес и довольно крупный размер сферы — около 50 на 50 сантиметров — позволяет беспилотнику без проблем передвигаться вместе с защитой. Конструкция надежно защищает летательный аппарат даже при падении с высоты около десяти метров.
Руководитель молодежной лаборатории беспилотных авиасистем Дмитрий Сергеев отметил, что конструкция будет пользоваться спросом не только при работе с дронами в замкнутых пространствах, где велика вероятность БПЛА задеть стены или потолок, но и на открытых площадках — карбоновая сфера позволит уберечь беспилотник начинающего оператора от многочисленных падений и ударов о деревья.
Еще одним плюсом сферы является то, что она позволяет дрону после падения взлететь самостоятельно, достаточно воздействия на двигатели. Но самое главное — небольшая стоимость, которая не превышает семи тысяч рублей.
Способ очистки воды от нефтепродуктов с помощью бактерий
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 110, охват 12 млн
Ученые НГТУ НЭТИ разработали эффективный способ очистки воды от нефтепродуктов методом биологической деструкции. Ликвидировать загрязнения теперь можно будет с помощью специальных бактерий, которые «приучены» поглощать длинные углеродные цепочки, входящие в состав нефтепродуктов.
Команда кандидата биологических наук Екатерины Литвиновой из НГТУ НЭТИ предложила очищать загрязненную нефтепродуктами воду с помощью специальных бактерий, способных питаться длинными углеродными цепочками, которые входят в состав нефтепродуктов. Опускаться на дно бактериям помогает специальный биогель, который защищает их от негативных факторов среды и является «транспортом» в придонные слои.
Технология переработки нефтепродуктов не представляет сложности. Достаточно запустить бактерии-нефтедеструкторы с биогелем в загрязненную воду и дождаться, когда они расщепят длинные углеродные цепочки на более мелкие и разложат на простые вещества, которые можно или быстро утилизировать с помощью специальных уловителей, или дождаться, пока они сами превратятся в естественных условиях в воду и углекислый газ. Единственное, что придется контролировать, это концентрацию микроорганизмов: при большом или малом их скоплении переработка нефти происходит неэффективно.
Результаты переработки визуально заметны через две недели: мазут становится мягкий, а вода темнеет, что говорит о том, что нефтепродукт эмульгируется в воду. Полностью вода очищается через 2—3 месяца. Если добавить уловители (специальные устройства для сбора продуктов разложения), то процесс будет более быстрым и очистить воду можно будет более чем на 90%.
Алгоритм для выявления сбоев работы лифтов
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 100, охват 7 млн
Метод, разработанный учеными НГТУ НЭТИ, основан на статистической обработке протоколов включений главного привода.
Был применен статистический анализ, который позволил оценить надежность каждого лифта. В методе анализа использовалась математическая модель из теории случайных процессов — пуассоновский поток с переменной интенсивностью. Дело в том, что использование лифта неоднородно в течение суток. Например, в жилых домах наиболее интенсивный период — утренние часы, а в торговых комплексах пиковые нагрузки приходятся на ранние вечерние часы. Также различаются будние, праздничные и предпраздничные дни.
«Мы выработали и обосновали алгоритм, который позволяет с высокой точностью определить, отчего лифт не включался на каждом конкретном интервале времени: из-за отсутствия в нем людей или из-за неисправности. Алгоритм основан на вычислении вероятности того, что никто не пожелал воспользоваться лифтом в данный промежуток времени. Если эта вероятность очень мала, то фиксируется нарушение работы лифта. Практический алгоритм реализован старшим преподавателем кафедры высшей математики Натальей Закревской и апробирован как на фактических, так и на синтетических данных», — пояснил профессор кафедры высшей математики НГТУ НЭТИ доктор физико-математических наук Артем Ковалевский.
Были подготовлены алгоритм расчета коэффициента надежности лифта, результаты его вычисления для реальных лифтов и проведена проверка аккуратности метода на синтетических (искусственно сгенерированных) данных. Разработанный учеными коэффициент надежности лифта позволит классифицировать лифты по надежности и принимать научно обоснованные решения о выборе конкретной модели лифта еще на этапе строительства новых зданий.
Первое в России приложение контроля за паролями
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 72, охват 12 млн
Обеспечить информационную безопасность организаций способен программный комплекс Password Solutions, разработанный в НГТУ НЭТИ. Приложение представляет собой несколько модулей — каждый со своей задачей.
«Модуль оценки стойкости пароля PS-Check учитывает не только длину и наличие различных символов, но и наличие повторов и чередований символов, а также содержание пароля в базе слитых паролей. Сканер паролей PS-Scan проводит сканирование в организации для выявления слабых паролей, модуль помощи пользователю в формировании пароля PS-Help поможет придумать стойкий и одновременно хорошо запоминающийся пароль», — рассказал аспирант кафедры защиты информации факультета автоматики и вычислительной техники НГТУ НЭТИ Дмитрий Нечаев.
Предусмотрен менеджер паролей PS-Manager; генератор паролей для формирования стойких и хорошо запоминающихся паролей PS-Gen, который еще и поясняет, как пароли сформированы; база паролей частых и утекших паролей PS-Cloud и модуль обучения пользователей в части паролей PS-Educate — электронный курс, направленный на повышение парольной культуры пользователей.
Приложение является уникальным и разработано в первую очередь для крупных компаний, где уже выстроены процессы по обеспечению информационной безопасности и необходим дополнительный контроль за паролями.
В России создали технологию повышения функционирования энергосистем с ИИ
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 46, охват 9,1 млн
Преимущества технологии — повышение надежности функционирования энергосистемы и ее живучести — способности к восстановлению нормального режима при различных возмущениях, таких как короткие замыкания, отказы оборудования или отключения отдельных элементов сети.
Иерархическая структура управления режимами энергосистем позволяет координировать действия большого количества объектов (электростанции, подстанции, сети), оперативно управлять режимами работы, быстро реагировать на аварийные ситуации и восстанавливать нормальное функционирование при сбоях. Однако объединение объектов малой генерации с собственной нагрузкой между собой приводит к появлению энергосистем малой мощности, в которых традиционная структура управления нецелесообразна.
«Мы разработали прототипы локальных устройств (агентов) управления режимами в энергосистемах с малой генерацией, в каждом из которых заложили определенные функции режимного и/ или противоаварийного управления. Эти функции осуществляются без участия человека. Получилась система распределенного ИИ роевого типа — агенты работают независимо друг от друга, но ввиду единых правил работы достигается общий результат», — рассказал доцент кафедры электрических станций НГТУ НЭТИ Анатолий Осинцев.
Технология позволяет разбирать сеть в районе повреждения, то есть отключать поврежденные части сети, а потом автоматически собирать то, что осталось в работе, — без ущерба для потребителя, максимально безопасно для генерирующего оборудования.
Для реализации данной технологии задействованы запатентованные способы: способ защиты линий электропередачи и противоаварийного управления в электрических сетях с распределенной генерацией, способ децентрализованной синхронизации и восстановления нормального режима аварийно разделенной электрической сети с генераторами.
Опытные образцы микросборок для космоса и авиации
количество упоминаний в СМИ за 2025 год — 37, охват 8 млн
Опытные образцы гибридных микросборок для систем электропитания в космосе и авиации разработали в НГТУ НЭТИ в рамках запуска второй очереди Дизайн-центра силовой электроники.
В дизайн-центре изготовлены два типа микросборок — для космического и авиационного применения. Гибридная технология подразумевает размещение электронных элементов (транзисторов, конденсаторов и т.д.) без корпусов на печатной плате, при этом общий корпус устройства выполняет функцию отвода тепла, гибридные технологии позволяют создавать более компактные и, соответственно, энергоэффективные преобразователи постоянного тока для спутников, авиатехники, накопителей энергии большой мощности.
Как отметил руководитель дизайн центра силовой электроники Сергей Харитонов, осуществляются закупки оборудования для третьей очереди дизайн-центра, чтобы перейти к так называемым флип-чипам, на которых элементы наращиваются послойно, что позволяет в 1,5-2 раза улучшить массогабаритные характеристики оборудования. Опытные образцы флип-чипов планируется изготовить в 2026 году.
Больше научных новостей читайте на сайте НГТУ НЭТИ