Газета «Городские Известия» № 4219 от 18 сентября 2018

Умные технологии Никиты Емельянова

Человечество, идя по пути научного прогресса, все время активно заимствует блестящие идеи у природы. Но сможет ли компьютер научиться мыслить, как человек? Это весьма вероятно, а инструментом в реализации идей могут стать нанотехнологии, считает доцент кафедры физики и нанотехнологий КГУ Никита Емельянов. Молодой ученый работает над созданием нейроноподобного осциллятора – электрического генератора, по функциям схожего с клетками человеческого мозга. Проект получил поддержку в рамках президентской программы Российского научного фонда.

В детстве Никита Емельянов вряд ли мог подумать о работе над такими глобальными проектами. Хотя физика юноше нравилась всегда.
– В детстве много читал, увлекался историей, изучал энциклопедии, – вспоминает курянин. – Потом стал больше уделять внимания естественным дисциплинам, математике, а в старших классах переключился на физику. Интересно изучать силы и явления, которые существуют в действительности.
Никита поступил на факультет физики, математики и информатики КГУ, окончил магистратуру, потом и аспирантуру. Защитил кандидатскую диссертацию и взялся за научную работу...

О нанометрах и нейронах

Ученый рассказывает о работе на кафедре нанотехнологий увлеченно и с душой, оперируя сложными для обывателя научными терминами.
 
Нанотехнология – технология изучения нанометровых объектов, и работы с объектами порядка нанометра (миллионная доля миллиметра), что сравнимо с размерами отдельных молекул и атомов.  

– Работаем с объектами, имеющими малые размеры, – переводит Никита Александрович и приводит пример.
Материя состоит из атомов и молекул. В нашем привычном мире предметы обладают одними свойствами. Но если их уменьшить, то и характеристики станут другими.
Исследовательская работа курского ученого посвящена блоку  наноструктурированных сегнетоэлектрических материалов. Понять что эта такое, несведущему в физике человеку сложно. По свойствам сегнетоэлектрики схожи с магнитными материалами, у которых вместо магнитного поля – электрическое. А уменьшение их размеров до наноуровня позволяет придать им ряд уникальных характеристик – к примеру, многократно снизить потребление электроэнергии устройствами из них.
– На основе этих материалов  можно создавать новые элементы памяти, – поясняет молодой ученый. – К примеру, у компьютера есть оперативная память. Она быстро работает, но если случится перебой с электричеством или выдернут шнур из розетки, информация исчезнет. Если делать память на сегнетоэлектрических элементах, то ЧП не страшны, данные сохранятся. Придет на помощь энергонезависимая память.
В 2015 году Никита Емельянов  защитил диссертацию о наночастицах и продолжил исследования.
– В упрощенном виде люди запоминают информацию так: у нас есть нервная система, отдельные нервные клетки – нейроны. Они меняют проводимость: условно говоря, либо хорошо, либо плохо проводят электрический ток. Популярная тенденция современности – создавать устройства, работающие по принципу нейросетей, подобно человеческому мозгу, – рассказывает физик.
Кто-то моделирует сети на компьютере, кто-то пытается сделать элементы на практике и проверить их работу. А команда талантливых ученых КГУ во главе с Никитой Емельяновым задумала нечто более амбициозное – создать искусственные нейроны, объединить их в сеть и изучить поведение.
...За питание виноградной улитки отвечает два нейрона: один подает сигнал – голодная она или нет, дугой – есть пища или нет. Ученые не смогут вырезать у улитки два эти нейрона и куда-то припаять, чтобы изучать. Но используя их искусственные аналоги, поставленные задачи могут быть решены.
Зачем нужны подобные исследования?
– Осцилляторные нейронные сети функционируют за счет колебаний элементов или групп элементов. В мыслительных процессах человека также присутствуют колебания, – поясняет Никита Александрович. – Наше изобретение можно будет совместить с клетками живого существа (перспектива далекого будущего, но не фантастика!). Это поможет во многих областях, в том числе и медицине. Например, попал человек в аварию – перестал ходить, потому что пострадала мышечная память, которую благодаря нашей технологии можно будет «перезаписать», ведь нервные клетки будут знать, какие импульсы передавать. В итоге человек снова научится ходить.

Как увидеть атом?

– Физики занимаются исследованиями а не разработками, – уточняет Никита, показывая университетскую лабораторию.  
Увидеть наноструктуры и выполнять манипуляции с ними позволяет сканирующий зондовый микроскоп – уникальный прибор отечественной разработки. В фокусе  – кусочек нанокомпозита – полимера, наполненного наночастицами сегнетоэлектрика. Это основа будущего осциллятора.
– Кажется гигантским, а ведь размер 20 на 20 микрон, – говорит Никита Александрович  – Для сравнения: толщина человеческого волоса 100 микрон.
Рядом микроскоп меньшей мощности. Для проекта нужны еще осциллографы, генераторы,  источники сигналов...
– Приятно, что мы получили государственную и общественную поддержку, – заметил Никита Емельянов.
Курские ученые успевают сотрудничать и с коллегами из других стран.
С Перуанским университетом разрабатывают новые материалы на основе пористого кремния, которые могут быть полезны для создания солнечной батареи. Для Перу это разработка актуальнее, чем для России, ведь там больше солнечных дней в году. С коллегами из Берлинского университета куряне обсуждают теории физики и строят планы на совместную практическую работу.
Для научной мысли нет преград и границ!

Екатерина ПРОЗОРОВА.
Фото автора и из личного архива Никиты Емельянова.

Поделитесь с друзьями:

Оставить комментарий

Имя *
Фамилия *
Электронная почта *
Текст комментария
Введите капчу * 45edf3d10f5fba8eef783454f6b9addb

Действие

Последние новости Курск

28/02/2021 В Курске проходит концерт к 78-летию со дня рождения Виктора Гридина
В концерте участвует вдова мастера - также уроженка Курского края, народная артистка РФ Надежда Крыгина.

28/02/2021 По факту гибели 26-летнего курянина проводится процессуальная проверка
Мужчина погиб в результате хлопка баллона с двуокисью углерода.

28/02/2021 Куряне 1191 раз обратились по номеру "телефона доверия"
Социально-психологическую поддержку обратившимся оказывают специалисты центра «Гармония».

28/02/2021 В Курске прогнозируют туман и гололедицу
По данным Курского гидрометцентра, 1 марта на территории региона будет облачно с прояснениями.

28/02/2021 В 7 городах и 14 районах Курской области выявлены новые больные COVID-19
На Курск приходится еще 55 случаев.

28/02/2021 От коронавируса скончались четыре курянки
Причина смерти женщин 56, 63, 65 и 76 лет – тяжелая вирусная пневмония, вызванная COVID-19.

28/02/2021 Еще 131 курянин заразился коронавирусом
По данным оперативного штаба на 8.30 28 февраля, в Курской области всего зарегистрировано 30718 подтвержденных случаев заболевания.

28/02/2021 1 марта в курских школах пройдут уроки безопасности
Их проводят сотрудники надзорной деятельности и профилактической работы ГУ МЧС России по Курской области.

27/02/2021 В Курске решили вопрос с освещением на лестничном спуске на улице Овечкина
В Курске ранее жители улицы Овечкина жаловались на недостаток освещения на лестничном спуске.

27/02/2021 Курский картодром покажут на федеральном канале
Очередной выпуск программы «Круиз-контроль» на телеканале «Звезда» посвящен нашему городу.