Электронный нос и механические ноги: какие устройства создают в ННГУ имени Лобачевского

Датчик размерами 5х5 миллиметров называется «электронный нос». Этот прибор может заменить целый отряд кинологов и кучу газоанализаторов. Дело в том, что эта разработка способна учуять даже малейшую концентрацию любого вещества в воздухе.

Принцип работы примерно такой же, как у биологического носа. Частица, на которую запрограммирован датчик, попадает на устройство. Он ее фиксирует и оповещает о наличии в воздухе. Электронное обоняние распознает не только запахи, но и вкусы при помощи матрицы датчиков, каждый из которых запрограммирован на определенное вещество.

«Взял панель, как сотовый телефон, положил туда много датчиков. И какая-то система небольшая гонит воздух. Тогда он в принципе из всего объема будет вылавливать эти молекулы и даже небольшое количество будет улавливаться», - рассказывает Александр Князев, заведующий кафедрой аналитической и медицинской химии ННГУ им. Лобачевского.

Использовать «электронный нос» можно для мониторинга окружающей среды, в здравоохранении, пищевой промышленности или для раннего предупреждения техногенных, химических или биологических угроз. Тот же тринитротолуол, произведенный в подпольных условиях, датчик способен распознать.

«Собаки, кстати, чувствуют не тротил, они не чувствуют тротил. Они чувствуют эти молекулы, просто об этом не знают», - говорит Александр Князев.

Подобная технология уже используется. Нижегородские ученые работают над созданием нового поколения сенсоров, которые позволят электронному обонянию не только стать более чувствительным, но и повысят портативность систем и их автономность. На кафедре также разрабатывают высокочистые вещества и базовые материалы для микроэлектроники. Они используются для создания лазерной и инфракрасной оптики в системах наведения и приборах ночного видения.

«В ближайшем будущем мы будем иметь все те материалы, которые мы покупали за рубежом. В частности тот же аксинит, фасфит индия и так далее. Мы будем иметь это в России, производить в России, и они будут лучшими в мире», - рассказывает Леонид Мочалов, старший научный сотрудник кафедры аналитической и медицинской химии ННГУ им. Лобачевского.

Десятки физиков, биологов, медиков и инженеров работают над экзоскелетом с нейроинтерфейсом. В 2016-м появился первый образец механических ног. Годом позже началось тестирование в медучреждениях города. Потом - выход в серийное производство, экспорт партии в Узбекистан. Но эти ноги помогают реабилитироваться пациенту при помощи ручного управления. Цель ученых - движение благодаря силе мысли.

«Мы можем научить программное обеспечение разделять мысль человека, что он может вообразить - движение какие-то ногами или, например, руками. Потом передавать эти команды в систему управления экзоскелетом, и экзоскелет может двигаться», - говорит Сусанна Гордлеева, профессор кафедры нейротехнологий института биологии и биомедицины ННГУ им. Лобачевского.

Еще одна разработка - аудивизуальный комплекс, позволяющий настроить оптимальную работу головного мозга. В режиме реального времени шлем, оснащенный очками, наушниками, пульсоксиметрами и датчиком электроэнцефалограммы, создает аудиовизуальный контент. Звуки и цвета различных оттенков настраивают клетки мозга на работу в оптимальном режиме. Прибор актуален при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью, когнитивной реабилитации с последствиями инсульта и не только.

«Сейчас он применяется в одном из санаториев на комбатантах и уже получена положительная обратная связь. У них пропадают трудности с засыпанием», - говорит Дмитрий Кузнецов, лаборант кафедры нейротехнологий института биологии и биомедицины ННГУ им. Лобачевского.

Исследователи, пытаясь нащупать более тонкую настройку головного мозга, совершенствуют прибор, расширяя список психологических травм, с которыми он помогает справиться. После его полного тестирования и выявления недочетов начнется регистрация и поставка в медучреждения. Первые образцы прибора уже используются в федеральных клиниках Нижегородской области.