ИИ и цифровые двойники: что еще создают в передовых инженерных школах РФ

Лазерный аппарат для склеивания швов, bluetooth-датчик уровня глюкозы в крови, оборудование для испытаний космических аппаратов — эти и множество других инноваций придумали в российских вузах. За последние три года в них открылись десятки передовых инженерных школ (ПИШ). С 2025 года инициатива входит в состав нацпроекта «Молодежь и дети».

Рассказываем об этом проекте — его целях, направлениях работы и уже достигнутых результатах. 

Впервые отбор вузов России на участие в федеральном проекте «Передовые инженерные школы» стартовал в апреле 2022 года. Подать заявку могли все государственные университеты. За три года в 23 регионах открыли 50 ПИШ, где сейчас обучается более 6 тыс. студентов. Для работы школ высшие учебные заведения объединяются с ведущими технологическими предприятиями. Главная задача — готовить квалифицированных специалистов.

«Вместе с вузами Минобрнауки в первую волну проекта зашли университеты Минздрава, Минсельхоза, Минцифры России. Это уже на старте позволило более комплексно охватывать ключевые отрасли экономики», — сообщил глава Минобрнауки России Валерий Фальков.

В общей сложности в школах внедрили более 1,2 тыс. новых образовательных программ для подготовки кадров. Каждая ПИШ фокусируется на определенных направлениях, которые подходят для ключевых партнеров. Например:

— искусственный интеллект и цифровые технологии;

— электроника, радиотехника и системы связи;

— программная инженерия;

— биология и биотехнологии в сельском хозяйстве;

— медицинское приборостроение;

— авиационная и ракетно-космическая техника;

— атомное машиностроение;

— ядерная энергетика и технологии;

— пищевая промышленность;

— аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники и другие.

Бизнес участвует в подготовке образовательных программ, организует стажировки для студентов, направляет лучших специалистов преподавать в вузах и помогает ребятам с трудоустройством.

Кстати, в работе ПИШ участвовало более 100 тыс. школьников, которые только выбирают будущую профессию. Для педагогов ПИШ разработали курсы повышения квалификации — их прошли уже около 30 тыс. человек.

Проект рассчитан до 2030 года. За это время планируют создать 100 передовых инженерных школ и до 70% увеличить число молодежи, которая участвует в нем.

Помимо подготовки кадров, еще одна важная задача школ — создавать технологии для российской промышленности. По итогам трех лет работы проекта в первых 30 вузах-участниках создали рейтинг ПИШ, чтобы отслеживать динамику их развития.

В числе лидеров — Национальный исследовательский университет (ИТМО) Санкт-Петербурга. Сейчас вуз реализует пять магистерских программ по биотехнологиям, искусственному интеллекту и фотонике. 80% выпускников прошлого года нашли работу еще во время обучения, причем 20% из них стали руководителями.

Проекты ИТМО решают реальные задачи бизнеса. Среди разработок ученых:

1. Биотехнологическая платформа для переработки пищевых отходов. С ее помощью вторичное растительное сырье смогут не выбрасывать, а использовать в пищевой и нефтедобывающей промышленности.

2. Технология превращения углекислого газа в химические вещества. Их планируют использовать как альтернативные источники энергии для химических производств.

3. Цифровой двойник нефти. Эта разработка будет автоматически прогнозировать свойства и состав «черного золота» в процессе добычи и в режиме реального времени подбирать ее оптимальные способы.

«Нам удалось сформировать устойчивое профессиональное сообщество молодых лидеров, которые пришли в ПИШ со своими исследовательскими амбициями и встроились в задачи партнеров внутри образовательных программ», — отметил директор передовой инженерной школы ИТМО Александр Виноградов.

В ПИШ Самарского государственного медицинского университета Минздрава России (СамГМУ) создали и уже используют на практике эндопротез голеностопного сустава. Его устанавливают пациентам с опухолями или тяжелыми травмами, чтобы сохранять здоровые органы и снижать риски осложнений после хирургических вмешательств.

А еще самарские ученые стали производить имплантаты, которые помогают без дополнительных операций вернуться к нормальной жизни детям с онкозаболеваниями. Например, у ребенка опухоль затронула ногу, из-за чего малыш рискует потерять ее. Сохранить ногу могут, используя искусственное колено — эндопротез. Маленький пациент растет, и когда необходимо раздвинуть, «вырастить» имплантат, уже не делают операцию (как это было раньше), а раздвигают протез магнитным полем. При этом у ребенка вообще нет болевых ощущений.

«В мире всего две компании, которые занимаются подобными разработками, но они перестали поставлять продукцию в Россию. И нам была поставлена задача сделать не аналог, а свои полностью российские эндопротезы. Наши титановые импланты изготавливаются индивидуально с использованием 3D-печати. Мы начали делать их для детей в прошлом году, и на сегодня проведено уже 7 операций в России», — рассказал нашему порталу директор НИИ бионики и персонифицированной медицины СамГМУ Андрей Николаенко.

Для реализации идей разработчиков в вузе открыли собственный технопарк ПИШ. Там изготавливают медицинские изделия, выполняя весь цикл работ — от идеи до прототипа. Территория оснастили современным оборудованием, и там уже производят первые образцы медицинских изделий.

Еще один вуз, который занял высокую позицию в рейтинге, — Южный федеральный университет в Ростове-на-Дону. Его ПИШ работает по пяти направлениям: искусственный интеллект, электроника, киберфизические платформы, системы связи и гидроакустические системы. Отдельное внимание уделяют развитию технологий по созданию беспилотников.

Кроме того, в вузе создали автоматизированные испытательные системы (АИС) космических кораблей. «Это умный диагност, который может „прощупать“ системы космического аппарата и понять, готов ли он к полету», — прокомментировали нашему порталу в Центре общественных коммуникаций ЮФУ. 

Университет сотрудничает с такими компаниями, как государственная корпорация «Ростех», приборостроительный концерн «Океанприбор», Уральский завод гражданской авиации, завод БПЛА «Кронштадт».

«Мы планируем и дальше развивать сотрудничество с индустриальными партнерами в тех базовых и передовых решениях, которые лежат в основе национальной безопасности и связаны с обеспечением технологического лидерства нашей страны», — сказал директор передовой инженерной школы ЮФУ Александр Федотов.

Вузы-участники все теснее сотрудничают с предприятиями: разрабатывают совместные планы, запускают новые проекты и образовательные программы.

«Если на старте реализации нашего флагманского проекта у школ было примерно 80 индустриальных партнеров, то сейчас их количество увеличилось в 3,5 раза — теперь их более 280. Среди партнеров в разных регионах страны такие крупные компании, как, например, „Росатом“, „Роскосмос“, „Ростех“, „Сибур Холдинг“, „Газпром нефть“», — отметил глава Минобрнауки Валерий Фальков.

По нацпроекту «Молодежь и дети» в России готовят первоклассных специалистов и ученых, строят современные школы, проводят олимпиады и творческие конкурсы, помогают педагогам повышать квалификацию. Нацпроект также предусматривает развитие сети кампусов мирового уровня и поддержку вузов по программе «Приоритет 2030». Обновленные нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2025 года.