ПНР «Перспективные материалы, нанотехнологии и физическое приборостроение»
Направления исследований и разработок:
исследования и разработка материалов для микроэлектроники, наноструктурированных, высокомолекулярных, магнитных, электрохимических, конструкционных материалов, а также сплавов с эффектом памяти формы;
физико-химическая механика гетерогенных и многофазных систем;
разработка и исследование катализаторов;
разработка наноструктурированных магниточувствительных сред, сенсоров магнитного поля и датчиков широкого применения на их основе;
разработка новых материалов и комплектующих для физикохимических и электрохимических устройств в области водородной энергетики (топливных элементов, электролизеров, конверторов природного газа);
развитие методов доменной инженерии для формирования прецизионных периодических микро- и нанодоменных структур в сегнетоэлектриках и разработка преобразователей длины волны лазерного излучения на их основе;
разработка микроэлектронных аппаратно-программных измерительных комплексов на основе высокоэффективных методов аналоговой и цифровой обработки сигналов;
разработка приборов и инструментов биомедицинского назначения;
разработка математических моделей для прогнозирования характеристик материалов, процессов их получения, модификации и использования.
Наиболее значимые научные результаты исследований УрГУ по ПНР
«Перспективные материалы, нанотехнологии, физическое приборостроение»
В области фундаментальных исследований:
разработка методов получения и исследования свойств различных классов функциональных материалов в широких диапазонах температур, давлений при вариациях других параметров;
открытие в области исследования магнитных материалов явления динамической самоорганизации многодоменной среды в переменных магнитных полях;
обнаружение особенностей квантовых осцилляционных эффектов в металлах, обусловленных электронными корреляциями, упругими и магнитоупругими взаимодействиями;
исследование квантовых ям с двумерным электронным газом на основе узкощелевых и бесщелевых полупроводников и туннельных контактов металл–диэлектрик–полупроводник;
выполнение исследований модификации конструкционных материалов при сложных сверхвысоких деформациях;
разработка капиллярно-пористых материалов, предназначенных для использования в высокоэффективных теплопередающих устройствах – тепловых трубах;
создание комплекса универсальных сверхвысоковакуумных установок для исследования процессов переноса энергии и импульса в системе газ–твёрдое тело с использованием современных методов диагностики поверхности;
разработка физико-химических основ получения новых классов материалов: получение обширной информации о фазовых равновесиях, термодинамической стабильности, кристаллической структуре многих систем, перспективных для использования в качестве электродов топливных элементов и химических источников тока; катодов эксимерных и СО2 лазеров; катализаторов дожигания; лазерных кристаллов; проводящих иоников; интеркалатных, сегнетоэлектрических, люминесцентных, мембранных, магниторезистивных и ВТСП материалов;
разработка методов термодинамического моделирования формирования дефектной структуры в многокомпонентных системах;
создание методов математического моделирования свойств магнитных жидкостей и коллоидных взвесей в условиях фазовых превращений, программного обеспечения для многопроцессорных вычислительных систем, позволяющего эффективно проводить сложные расчёты при решении задач материаловедения.
В области прикладных исследований:
разработаны составы редкоземельных сплавов и технологии получения из них высокоэнергетических постоянных магнитов, которые являются элементом магнитных узлов и датчиков для автомобилей и индукторов для обработки нефти (обеспечивая многократное увеличение срока службы трубопроводов); совместно с ФГУП НПО «Автоматика» разработаны датчики электрического и магнитного полей; получен патент на способ создания магниторезистивных датчиков;
разработан и изготовлен опытный образец визуализатора магнитных и тепловых полей;
разработана методика спиннингования жидкого расплава металлических компонент и создана технология получения ленты с эффектом памяти формы; опытные партии ленты поставляются заказчикам;
защищена патентом технология получения нанокристаллических сплавов (золотая медаль Международного салона изобретений и инноваций, Швейцария, 2008 г.);
в 2009 году впервые в России разработана технология получения сверхэнергоемких постоянных магнитов из редкоземельных сплавов;
исследованы процессы тепломассопереноса в гетерогенных системах, позволяющие создать капиллярные насосы для систем теплопередачи в системах терморегулирования в радио- и оптоэлектронных устройствах и компьютерах, авиационно-космической технике, ядерных энергетических установках, в системах охлаждения (нагревания), использующих сезонные климатические условия – холодильники и аккумуляторы тепловой энергии (четыре патента и золотая медаль Лейпцигской выставки);
на основе результатов исследований физико-химических свойств полифункциональных и композитных материалов создан уникальный автоматический микропроцессорный регулятор парциального давления кислорода Zirconia-318 для применения в составе экспериментальных установок;
создан существенный задел в разработке катализаторов обезвреживания газовых выбросов для экологически чистых теплоэнергетических систем, а также ионоселективных электродов на основе новых материалов для потенциометрического метода анализа сложных технологических сред.
ПНР «Автоматы и интеллектуальные системы, робототехника, информационная безопасность»
Наиболее значимые научные результаты и разработки программных продуктов.
Наиболее значимые научные результаты:
найдены оценки длин синхронизирующих последовательностей, разработаны и реализованы алгоритмы для ряда естественных задач о синхронизации;
создана универсальная технология для встраивания нейросетевых алгоритмов в промышленные программные комплексы, поддерживающие высокопроизводительные вычисления и работу на платформе NET;
создана технология построения интеллектуальных гетерогенных кластеров;
сконструированы и построены собственные интеллектуальные роботы;
на реальных моделях изучаются проблемы управления, навигации и отработки комплексных систем типа «робот – управляющий компьютер – кластер» (четыре диплома выставок, в том числе Золотой диплом Международной выставки «Планета «Education» - 2009»);
разработаны алгоритмы построения лексических и синтаксических анализаторов;
разработана уникальная технология построения высокоэффективных компиляторов, позволяющая обрабатывать контексно-зависимые языки. Эта технология позволяет существенно расширить применение контексно-зависимых языков в прикладном программировании. Технология внедрена в учебный процесс в рамках курса «Создание языков»;
разработана серия алгоритмов сжатия графической информации, разработаны алгоритмы сжатия битовых потоков, превосходящие известные мировые аналоги;
система реального времени построения очереди для микроконтроллеров используется в рамках совместного проекта с НПО «Октябрь» (г. Каменск-Уральский) по созданию программного обеспечения для генератора сигналов (устройство «Эпанал») для ЭВМ;
разработана математическая модель русской морфологии;
построен самый обширный из существующих морфологических словарей русского языка. Разработана техника генерации минимальных конечных автоматов, распознающих морфологические формы для любого флективного языка. Реализован превосходящий известные аналоги морфологический анализатор русских текстов и разработана система индексирования больших объёмов русских текстов;
создана интеллектуальная многоагентная система обнаружения комплексных компьютерных атак,
разработаны методики для журналистов и СМИ, связанные с проблемами информационной безопасности общества.
Программные комплексы, внедрённые в учебный процесс и используемые в научной деятельности по ПНР 2:
конструктор генетических алгоритмов,
конструктор нейросетей,
программный комплекс для обеспечения параллельной работы нейронных сетей,
интерфейс для кластера,
модель управления и передачи данных для робототехнических устройств,
стенд для испытания интеллектуальных систем,
библиотека для целой, рациональной и полиномиальной арифметики,
библиотека для модулярной целой арифметики и арифметики в конечных полях,
выявлены закономерности структурно-динамической организации экосистем на нарушенных промышленностью землях;
оценена роль биоты ксилотрофных сообществ в генерации парниковых газов;
исследованы физиолого-биохимические механизмы толерантности растений к тяжелым металлам;
выявлены факторы лимитирования продукционного процесса у ряда культурных злаков и дикорастущих растений, перспективных как источники сырья многоцелевого назначения;
проведено генотипирование вирусов клещевого энцефалита (ВКЭ), боррелий и других опасных патогенов, изучена структура популяции ВКЭ на территории Среднего Урала;
исследованы механизмы участия кровеносной и иммунной систем в регуляции функций организма в норме, при действии экстремальных факторов и патологии, разработаны подходы к протезированию сосудов, изучена иммунологическая регуляция ангиогенеза;
разработаны математические модели функции сердечной мышцы, других процессов, биомедицинских задач с учетом явлений запаздывания по времени и распределения в пространстве, всесторонне верифицированных и широко опубликованных в международной печати, известных в России и за рубежом;
исследована вычислительная сложность ряда алгоритмических проблем биоинформатики: алгоритмы поиска закономерностей для генетических последовательностей, моделирования генетической эволюции, модель интеллектуальной системы моделирования ДНК-чипов;
в рамках школы академика Н.Н. Красовского исследуются эволюционные функциональные модели с помощью современных математических методов и с использованием новейших информационных технологий;
изучены физико-химические и аналитические свойства органических хелатных и органо-неорганических гибридных сорбентов. Показана возможность использования различных материалов в качестве электродноактивных веществ мембран ионоселективных электродов.
В области прикладных исследований:
разработаны подходы и процедуры рекультивации отвалов тепловых электростанций, методы снижения воздействия поллютантов в системе «субстрат – растение» при рекультивации техногенных ландшафтов;
создана коллекция уникальных крупнотравных многолетних растений, перспективных как источник сырья многоцелевого назначения;
создано программное обеспечение в виде пакета прикладных программ общего назначения TIME DELAY SYSTEM TOOLBOX, а затем и пакета специального назначения для задач биологии и медицины BIO-MEDICAL SOFTWARE PACKAGE, широко используемое в мире;
создан уникальный комплекс для исследования закономерностей пространственно-временной изменчивости концентраций парниковых газов, оптических и микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля, особенностей движения аэрозольных частиц в различных метеополях, регионального переноса загрязняющих веществ и выяснения роли этих процессов в современных климатических изменениях;
созданы каталитические системы для очистки выхлопных газов тепловых станций.
ПНР «Социокультурные коммуникации в информационном обществе»
Наиболее значимые научные результаты:
создана модель управления процессом разработки программного обеспечения;
разработана перспективная модель организации современного университета;
модернизирована аналитическая модель оптимальности трансакционных издержек поиска информации на основе выделения информационных затрат как издержек, необходимых для получения дополнительного дохода;
разработана система электронной отчётности предприятий во все государственные контролирующие органы «Контур-Экстерн», крупнейшая по охвату абонентов в России. Клиентами системы являются многие государственные и муниципальные учреждения России, крупные предприятия и банки;
рассмотрены возможности институционального анализа природы фирмы – от формирования и развития экономической теории фирмы, неоклассического и альтернативного описания деятельности хозяйствующего субъекта до сложившегося к сегодняшнему времени институционального описания фирмы.;
выдвинут и обоснован прецедентно классификационный принцип выбора решений и диагностики экономических объектов;
предложены и обоснованы новые методы распараллеливания алгоритмов обработки данных;
описаны основные миграционные процессы в современной России; выявлены точки напряжённости во взаимодействии мигрантов и принимающих обществ; выработаны рекомендации по их преодолению.
Проведён анализ специфики, причин и перспектив функционирования советских форм идентичности в России и на постсоветском пространстве;
исследованы формы и причины стратегий и тактик социальной и этнической толерантности/интолерантности в общественной жизни современной России;
разработаны различные сценарии развития социально-экономической ситуации в Уральском регионе и России в целом на период до 2025 года;
проанализирован фактор китайского присутствия в социальной, экономической, демографической и политической жизни Уральского региона;
исследована специфика и динамика исламских сообществ Уральского региона в контексте современных мировых политических, идеологических и религиозно-этнических процессов;
создана модель диагностики социальной напряжённости по речеповеденческой деятельности населения региона;
разработана теория информационной безопасности для СМИ; выработаны рекомендации по информационной безопасности для работников СМИ;
исследовано языковое существование уральской провинции и республики Беларусь в новых социальных условиях. Выявлены основы ортологии толерантности в условиях многоязычия, билингвизма, полилингвизма и механизмы разрешения коммуникативных конфликтов с использованием традиционных культурных практик;
проведён социолингвистический и лингвокультурологический анализ форм существования и направлений трансформации советской культуры в современном пространстве России;
предложена оригинальная интерпретация речевого экстремизма и речевого согласия в разных сферах коммуникации (в СМИ, в парламентском дискурсе, в спортивном дискурсе, в студенческом сообществе, в обыденной коммуникации, в литературе и искусстве);
изданы 3 идеографических словаря, включённых в программу Института русского языка им. В.В.Виноградова и издательства АСТ-ПРЕСС «Словари ХХI века», серия «Фундаментальные словари» («Большой толковый словарь синонимов русской речи»/ Под ред. Л.Г.Бабенко; «Большой толковый словарь русских глаголов: идеографическое описание. Английские эквиваленты. Синонимы. Антонимы» / Под ред. Л. Г. Бабенко и «Большой толковый словарь русских существительных: идеографическое описание. Английские эквиваленты. Синонимы. Антонимы» / Под ред. Л. Г. Бабенко);
разработана комплексная методика выявления локальных этнических зон по языковым данным.
Усовершенствованы методики сбора и анализа диалектного и топонимического материала, лингвокультурологическая интерпретация диалектных лексем и топонимов;
обоснованы принципы системного подхода к этнолингвистическому изучению лексической (в том числе ономастической) семантики;
осуществлен типологический анализ явления ксенонимии в европейских языках.
