• 06.10.2020
• Татьяна Крикункова

Гранты ректора — молодым учёным

В Тульском государственном университете подведены итоги конкурса грантов ректора для поддержки молодых учёных.

Сертификаты на 200 тысяч рублей получили пятеро исследователей.

Доцент кафедры «Информационная безопасность», кандидат технических наук Валентина Вячеславовна Сулимова представила работу «Высокопроизводительное решение крупномасштабных задач SVM-регрессии». Научным руководителем молодого учёного является доктор технических наук, профессор МФТИ, ведущий научный сотрудник Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук, профессор-консультант ТулГУ Вадим Вячеславович Моттль.

По словам автора, задача восстановления регрессионной зависимости является одной из наиболее распространённых в анализе данных и находит широкое применение во многих социально значимых областях. В рамках реализуемого проекта разработан метод, в основе которого лежат интеллектуальное формирование небольших подвыборок данных, независимое построение регрессионных моделей на них с последующим объединением в решение исходной крупномасштабной задачи.

Благодаря использованию данного метода значительно экономится оперативная память, эффективно организуются параллельные и/или распределённые вычисления, обеспечивается балансировка между качеством и скоростью решения задач. Всё это позволяет быстро находить близкое к точному решение крупномасштабных задач SVM-регрессии.

— Метод, обладающий всеми перечисленными свойствами, предложен впервые, — подчеркнула Валентина Вячеславовна. — Разработанное в ходе реализации проекта программное средство может использоваться для прогнозирования финансовых показателей компаний, лесных пожаров и их последствий, анализа уровня рождаемости и продолжительности жизни, а также во многих других сферах деятельности.

Научная работа кандидата химических наук, доцента кафедры «Биотехнология» Ольги Александровны Каманиной носит название «Характеристика функциональных биоматериалов, полученных в ходе иммобилизации метилотрофных дрожжей золь-гель методом с использованием изобутилтриэтоксисилана».

В ходе исследования посредством сканирующей электронной микроскопии будут визуализированы полученные золь-гель матрицы. Это поможет создать функциональные биогибридные материалы с прогнозируемыми потребительскими свойствами. Кроме того, запланирован комплексный анализ дыхательной активности иммобилизованных дрожжевых клеток в золь-гель матрицы различного состава по характеристикам биосенсора.

— Исследование призвано подтвердить ранее высказанное предположение о том, что иммобилизация дрожжевых клеток в золь-гель матрицу с использованием гидрофобной добавки с разветвлённым радикалом способствует получению менее жёсткой, но прочной оболочки вокруг клеток дрожжей, — рассказала Ольга Александровна. — Изучение процесса инкапсулирования микроорганизмов в различные золь-гель матрицы позволит расширить знания в области создания гетерогенных биокатализаторов биосенсоров для своевременного обнаружения техногенных катастроф, приводящих к загрязнению поверхностных водных объектов.

Автор уверена, что результаты исследования внесут определённый вклад в усовершенствование методов получения искусственных спор на основе инкапсулированных клеток. Реализация данного проекта придаст импульс развитию современной аналитической биотехнологии.

Исследование доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой «Механика пластического формоизменения» Сергея Николаевича Ларина посвящено процессам штамповки утолщённых элементов на краевых частях пустотелых цилиндрических и конических труб из цветных труднодеформируемых сплавов в особом температурно-скоростном режиме.

На основе математического моделирования будут определены рациональные режимы деформирования, позволяющие добиться наилучших энергосиловых параметров и обеспечить получение изделий с уникальными свойствами.

Результаты исследований могут использоваться на различных предприятиях в качестве рекомендаций при создании новых технологий формоизменения в виде различных соединительных компонентов узлов спецтехники.

Целью исследования кандидата технических наук, доцента кафедры «Механика пластического формоизменения» Андрея Александровича Пасынкова является научное обоснование технологий получения соединительных элементов трубопроводов из специальных сплавов, к которым предъявляются повышенные требования по качеству и весу.

При изготовлении соединительных элементов трубопроводов применяются специализированные процессы обработки, протекающие в определённых температурно-скоростных условиях. В ходе исследований будут установлены различные факторы, влияющие на характер течения процессов. Результаты научной работы могут использоваться в качестве справочного материала при изготовлении различного рода переходников, применяющихся в силовых установках, преимущественно в авиакосмической технике.

Суть научного проекта кандидата химических наук, доцента кафедры «Химия» Вячеслава Алексеевича Арляпова заключается в разработке биосенсоров на основе печатных электродов, модифицированных проводящими гелями с углеродными наноматериалами, для определения глюкозы в крови.

— Диагноз и лечение пациентов с сахарным диабетом требуют постоянного и точного анализа уровня глюкозы в организме, — сообщил автор. — Научная новизна моих исследований заключается в способе формирования печатных электродов на основе биосовместимых проводящих гидрогелей, модифицированных углеродными нанотрубками. Такой биосенсор позволит создать точные, надёжные и дешёвые анализаторы глюкозы.

По мнению молодого учёного, долгосрочный социально-экономический эффект от применения разрабатываемых биосенсоров выразится в повышении качества и доступности клинических методов анализа глюкозы и других метаболитов в биологических жидкостях.

Ещё пятеро молодых учёных получили cертификаты на 100 тысяч рублей.

Научная работа преподавателя кафедры «Общая патология» Алисы Николаевны Куприной связана с воспроизведением в эксперименте осложнений при онкологических заболеваниях.

По словам автора, на основании запланированных экспериментальных исследований ожидается получение научных результатов, которые помогут выявить тяжёлые осложнения при развитии онкологических заболеваний. Это позволит своевременно их прогнозировать и провести лечебные мероприятия.

Научные исследования заведующей учебной лабораторией кафедры «Биотехнология» Марии Михайловны Герцен касаются разработки биокомпозиций на основе гуминовых кислот и микроорганизмов рода Rhodococcus для утилизации нефтяных углеводородов в объектах окружающей среды (научный руководитель — кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия» Елена Дмитриевна Дмитриева).

Гуминовые кислоты — это природные сорбенты, позволяющие детоксицировать широкий спектр загрязнителей в почвенных и водных экосистемах. Серьёзные проблемы в настоящее время вызывают нефтяные загрязнения. В процессе поисков экологически чистых агентов для связывания такого рода загрязнений широко используется метод биотестирования.

— В целях максимального связывания углеводородов нефти мы предлагаем совместное применение гуминовых кислот и микроорганизмов – нефтедеструкторов, — сообщила Мария Михайловна.

Старший преподаватель кафедры «Информационная безопасность» Инесса Александровна Грачёва занимается созданием алгоритма улучшения качества медицинских изображений на основе вероятностной гамма-нормальной модели (научный руководитель — кандидат технических наук, доцент кафедры «Информационная безопасность» Андрей Валериевич Копылов).

Научная новизна исследования заключается в разработке новой программы по улучшению качества медицинских изображений — рентгеновских, УЗИ-, МРТ- и РКТ-снимков.

— Из-за ряда причин на них могут проявляться различные дефекты в виде шума, низкой яркости, контраста и размытости. Всё это мешает врачу проанализировать изображения и может привести к неправильной постановке диагноза, — рассказала Инесса Александровна. — Разработанная программа, способная значительно повысить качество медицинских исследований, может успешно применяться в учреждениях здравоохранения.

Работа кандидата технических наук, доцента кафедры «Ракетное вооружение» Виктора Викторовича Морозова называется «Многокомпонентные тензовесы для аэродинамических исследований».

Измерение силового воздействия потока газа на модели летательных аппаратов представляет одну из основных задач экспериментальной аэродинамики. Результатом являются суммарные распределённые аэродинамические нагрузки, действующие на модели, которые измеряются многокомпонентными аэродинамическими весами. В последнее десятилетие большое развитие получили тензометрические весы как альтернатива электромеханическим.

Одной из главных проблем при разработке таких весов является получение заданной точности измерений. Остро встаёт вопрос компоновки их функциональным рядом моделей летательных аппаратов или их элементов. Исследования Виктора Викторовича как раз и посвящены созданию средства измерения сил и моментов для существующей в университете аэродинамической трубы. Это позволит проводить измерения силового воздействия потока газа на модели летательных аппаратов с достаточной для исследований степенью точности.

— Научная новизна работы заключается в комплексном подходе при обосновании компоновочной и функциональной схемы весов для аэродинамических исследований в сверхзвуковой аэродинамической трубе. С помощью полученных аэродинамических характеристик планеров летательных аппаратов или их элементов с приемлемой степенью точности можно будет проводить корректировку аналитических численных моделей внешней аэрогазодинамики при решении задач численного моделирования обтекания летательного аппарата, — пояснил автор. — Многокомпонентные тензовесы расширят перечень возможностей имеющейся аэродинамической установки при проведении исследований в рамках научного сотрудничества с предприятиями оборонно-промышленного комплекса.

Аспирант кафедры «Механика материалов» Антон Валерьевич Фомин под научным руководством доктора технических наук, доцента кафедры «Механика материалов» Сергея Владимировича Анциферова занимается созданием метода расчёта обделок параллельных тоннелей, сооружённых закрытым способом вблизи наклонной земной поверхности.

По его словам, недостаточная изученность процессов влияния рельефа местности и веса объектов, находящихся на земной поверхности, на компактно расположенные подземные сооружения вызывает необходимость усиления конструкций крепи, ремонта или перекрепления протяжённых участков выработок, что в свою очередь приводит к увеличению затрат на их строительство и эксплуатацию.

Создание аналитического метода расчёта обделок параллельных тоннелей, сооружаемых закрытым способом вблизи наклонной земной поверхности, является актуальной научной задачей, решение которой будет способствовать повышению прочности и надёжности подземных сооружений за счёт применения более рациональных технологических решений, параметров крепи и характеристик используемых материалов.

В ходе научного исследования аспирантом были разработаны математическая модель, адекватно описывающая взаимодействие элементов геомеханической системы, а также аналитический метод расчёта обделок параллельных тоннелей, позволяющий учесть основные факторы, влияющие на напряжённое состояние подземных конструкций.

— Результаты моей научной работы могут быть использованы при проектировании подземных сооружений различного назначения, — отметил Антон Валерьевич.