Фотоника и бионанотехнологии – новые направления развития для НИЯУ МИФИ

Профессии будущего занимают все больше места в учебных программах лучших российских вузов. Фотоника наноструктур, высокотехнологичные диагностические системы и биомедицинские нанотехнологии – новые направления развития для Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». Что это такое и почему можно ожидать активного развития этих направлений в России и за ее пределами?

Фотоника наноструктур

Фотоника очень похожа на электронику, но использует свет вместо электрического сигнала для обработки и передачи информации. Фотоника окружает современного человека повсюду — в DVD-плеерах, в оптоволоконных соединениях, в системах виртуальной реальности, которые постепенно приобретают популярность.

Сегодня фотоника активно проникает в область вычислений, и скоро компьютеры также будут работать на основе световых сигналов, рассказал аспирант Научно-исследовательской лаборатории молекулярно-лучевой эпитаксии и нанолитографии ИНТЭЛ НИЯУ МИФИ Юрий Сибирмовский.

В этом году ИНТЭЛ НИЯУ МИФИ открывает новую программу «Фотоника наноструктур». Ее уникальность, по словам представителя вуза, в том, что студенты будут учиться создавать фотонные устройства «с нуля», начиная с наноуровня, с отдельных атомов, тогда как в других вузах студентов учат создавать фотонные системы из коммерческих компонентов — лазеров, детекторов, оптоволокна. «Если большинство других образовательных программ по фотонике предлагают вам «поиграть в конструктор», собирая системы из готовых деталей, то мы дадим студентам полноценную базу, начиная с физики наноматериалов и наноструктур, и заканчивая технологией создания реальных приборов», — пояснил Юрий Сибирмовский.

Практическое обучение будет проходить на собственной лабораторной базе – в Наноцентре НИЯУ МИФИ, где можно учиться и выполнять реальные научные исследования. Под руководством ведущих ученых и специалистов отрасли студенты научатся создавать электронную компонентную базу и особые материалы для интегральной радиофотоники. Многие студенты будут проходить стажировки, в том числе, и за рубежом.

В ИНТЭЛ ведутся масштабные исследования и разработки в новых и перспективных областях, таких как интегральная радиофотоника и квантовые компьютеры. Успешные студенты получат возможность присоединиться к этим и другим проектам на платной основе, не только получив бесценный опыт, но и пополнив свое портфолио. Практически все преподаватели являются успешными и активными учеными, и для студентов участие в научных публикациях – не редкость.

«Фотоника – активно развивающаяся область с растущими рынками, которой нужны высококлассные специалисты, способные быстро перестраиваться, осваивать новые технологии и принципы производства. Мы не только дадим студентам прочный фундамент, но и научим преодолевать вызовы, ставить и решать реальные задачи, изобретать и самосовершенствоваться. Без работы наши выпускники не останутся», — подчеркнул Юрий Сибирмовский.

Организации-партнеры программы — ФНИЦ «Кристаллография и фотоника», АО «Росэлектроника», Физико-технологический институт РАН, Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН).

Высокотехнологичные диагностические системы

На кафедре компьютерных медицинских систем Инженерно-физического института биомедицины (ИФИБ) НИЯУ МИФИ открылся прием на программы бакалавриата и магистратуры «Высокотехнологичные диагностические системы».

Новая программа посвящена подготовке специалистов по проектированию, внедрению и эксплуатации систем, основанных на технологиях искусственного интеллекта. В первую очередь, это системы распознавания образов, базы знаний, экспертные системы, сообщил заместитель заведующего кафедрой компьютерных медицинских систем ИФИБ НИЯУ МИФИ Александр Проничев.

«Объем информации о методах диагностики постоянно увеличивается, это приводит к тому, что поставить правильный диагноз пациенту может далеко не каждый врач. Мы создаем систему искусственного интеллекта, которая помогает врачу поставить правильный диагноз», — рассказал он.

Сегодня при обследовании пациента используется современное высокотехнологичное оборудование — магнитно-резонансные, компьютерные и позитронно-эмиссионные томографы, аппараты УЗИ-исследований и так далее. Все они на выходе формируют изображение, которое врач должен интерпретировать. Качество интерпретации зависит от квалификации и опыта работы врача, поэтому результаты могут быть неточными.

«Системы искусственного интеллекта, которые мы создаем, помогают врачу, с одной стороны, опираться на опыт экспертов. С другой стороны, они позволяют обработать большой объем информации, которая содержится в изображениях, обратить внимание врача на патологические зоны и дать обоснование, о каких заболеваниях они свидетельствуют. Конечно, ответственность за решение принимает врач, но система позволяет врачу быстрее, точнее и объективнее поставить диагноз», — пояснил Александр Проничев.

Сотрудники кафедры компьютерных медицинских систем уже не первый год занимаются этим направлением. Их разработки внедрены в медицинско-санитарных частях Федерального медико-биологического агентства, и применяются при лечении работников атомной отрасли, а также для проведения телемедицинских консультаций в НМИЦ им. Н.Н. Блохина. Коллектив разработчиков был награжден премией правительства в области образования, и четыре преподавателя кафедры стали лауреатами этой премии.

Ученый обратил внимание на то, что технологии создания систем поддержки принятия решений и проектирования информационных систем универсальны. Они могут применяться не только в медицине, но и практически в любой сфере.

«Выпускники нашей кафедры сегодня работают в самых разных организациях. Они занимаются информационными системами не только для медицины, но и для банков, в области информационной безопасности и так далее. Некоторые из наших выпускников работают в области компьютерного зрения, с беспилотниками, пишут программное обеспечение для различного оборудования. Знания, полученные выпускником программы «высокотехнологичные диагностические системы», позволят ему стать востребованным специалистом широкого профиля», — отметил Александр Проничев.

Биомедицинские нанотехнологии

Инженерно-физический институт биомедицины НИЯУ МИФИ открыл прием еще на одно направление подготовки – программу бакалавриата «бионанотехнологии» и родственную ей программу магистратуры «биомедицинские нанотехнологии».

Эти программы находятся на стыке физики, химии и материаловедения и уникальны своей междисциплинарностью, отметила доцент ИФИБ НИЯУ МИФИ Анастасия Фроня.

«Нанотехнологии в медицине сегодня – актуальное и перспективное направление. Мы создаем новые наноматериалы и комплексы на их основе, придаем им нужные свойства для решения биомедицинских задач. Интерес представляют нетоксичные наноматериалы, которые можно производить в больших количествах, и которые являются биодеградируемыми и безопасно выводятся из организма. Мы должны наделить частички этого материала полезными свойствами, такими, чтобы, например, можно было связать их с лекарством и чтобы они могли найти пораженную область в организме больного и адресно доставить это лекарство туда», — рассказала она.

Все необходимые исследования физических и химических свойств проводятся в НИЯУ МИФИ.

«В наших лабораториях для получения наночастиц кремния, золота и других наночастиц используется метод лазерной абляции. Наночастицы кремния представляют особый интерес – они не токсичны и биодеградируемы. Их используют в технологиях тераностики – одновоременной диагностики и терапии. Выпускники работают в исследовательских лабораториях фармкомпаний, в клиниках и исследовательских институтах — ищут способы, как более дешево, просто и эффективно диагностировать те или иные заболевания на ранних стадиях», — сообщила Анастасия Фроня.

По ее словам, также очень много разработок ведется в области косметологии. На основе наночастиц создают антивозрастные кремы, которые уменьшают морщины и придают лицу более свежий и молодой вид. С использованием наночастиц проводятся различные косметологические процедуры. Это направление также очень перспективно в отношении трудоустройства. «Некоторые сотрудники нашего вуза работают за рубежом, в США, Франции, Германии, Чехии и др., и принимают наших студентов на практику и на стажировки. И мы приглашаем наших абитуриентов присоединиться к нам и влиться в наши исследования», — заключила представитель ИФИБ.

РИА Новости