Сегодня Университет ИТМО – это не только кузница IT-кадров для отечественной экономики, но и самый настоящий вуз будущего: роботами уже никого не удивить, поэтому «на помощь» приходят экзоскелет и перовскитные шахматы. Над какими новыми проектами работает «первый неклассический» – в материале «Петербургского дневника».

ПОПАСТЬ В ВУЗ НЕ С ЕГЭ, А СО СТАРТАПОМ

«Мне, как проректору, очень часто звонят родители и говорят: чему вы будете учить моего ребенка? И тут разочаровывающий ответ от команды ИТМО: «Мы не будем учить вашего ребенка», – отмечает первый проректор университета Дарья Козлова. – Дальше, как вы понимаете, реакции разные, но смысл этого в том, что мы делаем ставку на совместное развитие и на совместную работу.

Абитуриенты приходят сюда, чтобы видеть в нас менторов, консультантов, помощников и развиваться вместе с нами. Вместе с тем мы глубоко уверены, что академические достижения – это не главное определяющее, должен быть трек для входа в университет помимо ЕГЭ, поэтому мы активно развиваем систему «ИТМО-старт», когда ребята приходят с классными проектами, будь то стартап, реализованный творческий проект или навыки инновационной безопасности. Дороги в ИТМО разные – можно быть классным академическим специалистом с хорошими баллами ЕГЭ, а можно сделать свой стартап и тоже попасть в стены университета».

Одно из самых перспективных направлений – создание инновационных композитов на основе природных биополимеров. Преподаватели и студенты работают с паутиной: паучий шелк обладает высокой прочностью и хорошей растяжимостью. Молодое направление развивается и в ИТМО. В серпентарии университета живет одновременно около 600 пауков, а путиной заплетают ареал своего обитания.

«Паутина – уникальная структура со сложной иерархией. Материалы из паутины могут иметь различную морфологию, мы работаем над объектами для регенерации тканей: пластыри, которые помогают быстро заживлять порезы и раны, это могут быть скаффолды, на которых происходит быстрое образование тканей из клеточных культур», – объясняет ведущий научный сотрудник химико-биологического кластера Павел Кривошапкин. Проект связан с исследованием шелка пауков Linothele fallax. Совместно со шведскими коллегами они определили, как можно применить паутину в медицине.

«Буквально недавно у нас вышла статья в очень авторитетном журнале за рубежом, в которой мы показали, что на поверхности паутины присутствуют очень маленькие шарики, которые до этого не были достаточно хорошо изучены и не была понятна их роль. Как оказалось, функция этих шариков – они проявляют легкие антибактериальные свойства, которые позволяют паутине долго храниться на воздухе», – отмечает наш собеседник.

И ХИМИК, И ПРОГРАММИСТ

Научно-образовательный центр инфохимии ИТМО работает в области сразу нескольких наук – химии, информатики, биологии, математики и физики. Руководитель центра Екатерина Скорб полагает, что будущих химиков нужно обучать программированию как можно раньше – так ученые раньше приступят к проектам в области создания искусственной химической клетки и мультисенсорных систем.

«Добро пожаловать в лучшее место на земле для развития моей области науки – инфохимии, – рассказывает Екатерина Скорб. – Это фундаментальная область химии, которая говорит о кодировании информации, записи, хранении на молекулярном уровне. То, что мы делаем в лаборатории, – это разгадываем загадки с точки зрения химии и клетки: как же неживое становится живым? Так, все знают проблему: вакцина «Пфайзер» требует температуру минус 80 для хранения, чтобы можно было транспортировать ее при комнатной температуре. Для этого мы смотрим, как можем инкапсулировать, какую матрицу использовать. Одним словом: нам нравятся наши молекулы, мы смотрим, как они организуются во всякие структуры, как они откликаются на внешнее воздействие».

Сейчас магистрант ИТМО Филипп Лаврентьев работает над устройством, применение которому смогут найти даже в Арктике – технологией, с помощью которой за несколько минут можно определить количество бактерий в пище или даже найти вирус клещевого энцефалита в биологическом образце. Это сенсорная платформа на основе интерфейса из гидрогеля и электрода из жидкого сплава галлия и индия.

«Один из важных проектов – электрохимическая сенсорная платформа, которую мы используем для работы с вирусами, бактериями и антибиотиками. Мы используем ее для исследования нефтепродуктов. В настоящее время детектирование бактерий проводится очень сложным способом – высеиваются на питательные среды, выращиваются на чашках Петри. Примерно через 72 часа колонии нарастают на чашках Петри и их вручную подсчитывают. Мы же хотим ускорить этот процесс и предлагаем электрохимическую сенсорную платформу. Мы погружаем бактерии в гидрогель определенного состава, пропускаем через них ток – измеряем двухамперные характеристики и используем эти данные для машинного обучения», – отмечает исследователь. Модель машинного обучения определяет наличие или отсутствие конкретных веществ, а также их концентрацию. Ее главная особенность – простой интерфейс и она не требует много места.

НЕОБЫЧНЫЕ ШАХМАТЫ И РОБОТЫ

Полина Капитанова, старший научный сотрудник Нового физтеха – Радиофизическая лаборатория ИТМО провела для нас экскурсию по одной из изюминок университета, безэховой камере.

«Изначально наша лаборатория занималась метаматериалами. Это материалы для искусственной электромагнитной структуры, которые особенным образом могут позволять управлять электромагнитными полями – ближними или дальними. Магия творится в этой комнате!»

Во время экскурсии мы смогли принять участие в шахматном турнире с перовскитными шахматами – это шахматный набор со светоизлучающими фигурами, содержащими перовскиты. Энергия передается по беспроводной сети в каждую фигуру с помощью специального передатчика, встроенного в шахматную доску. А свечение фигуркам придают нанокристаллы.

В прошлом году в ИТМО открылся научно-образовательный центр геномного разнообразия. Сотрудники центра изучают геном животных, находящихся под угрозой исчезновения. Разработки помогут защитить животных от глобального потепления, а также определить, как генетические особенности влияют на развитие болезней у человека.

Специалисты Международной лаборатории биомехатроники и энергоэффективной робототехники создают устройства, которые самостоятельно познают мир и могут даже прыгать, как гепарды. Так, в коллекции университета уже есть робот-манипулятор, робот-«ребенок» и адаптивный захват, который имитирует поведение человеческой кисти.