Научные исследования
Получены результаты мирового уровня во всех основных областях современной математики. Ключевые результаты опубликованы в 23 статьях в самых престижных международных журналах, 4 исследователя центра – в числе докладчиков от России на Европейском и Международном конгрессе математиков (МКМ) в 2021–22 гг. Среди результатов отметим следующие:
В области алгебраической геометрии А. Кузнецовым совершен прорыв в описании тонких свойств геометрических объектов – алгебраических многообразий – при помощи методов теории производных категорий когерентных пучков. Путем развития открытого им понятия гомологической проективной двойственности доказана гипотеза двойственности для многообразий Гушеля-Мукаи, построены первые контрпримеры к бирациональной проблеме Торелли для многообразий Калаби-Яу в размерностях 3 и 5. (Результаты опубликованы в JAMS – 2-ом журнале в области математики по рейтингу WoS,
А. Кузнецов – в числе двух приглашенных пленарных докладчиков МКМ 2022, работающих в России).
В области теоретической физики И. Арефьевой с соавторами при помощи мощного современного метода – голографического подхода – получены принципиально важные результаты о кварк-глюонной плазме. Исследование плазмы как специального состояния вещества особенно актуально в связи с ожидающимся в 2022 г. запуском ускорительного комплекса NICA (проект Мегасайенс) на базе ОИЯИ (г. Дубна) и планируемом на нем изучении свойств кварк-глюонной плазмы. Путем описания вращающейся кварк-глюонной плазмы с помощью 5-мерной вращающайся черной дыры в пространстве Kerr-AdS и изучения динамики струны в черной дыре И. Арефьевой с соавторами удалось рассчитать потери энергии в плазме.
Научно-образовательная программа
Реализована крупная научно-образовательная программа, включающая 32 специальных курса и 9 исследовательских семинаров, в качестве лекторов/руководителей которых выступили высококлассные ученые, являющиеся специалистами мирового уровня в соответствующих областях научных знаний. В программе приняли участие более 450 молодых исследователей и обучающихся.
Мероприятия и тематические программы
Проведены 36 международных конференций и школ, 7 международных семинаров, включая один из наиболее популярных в мире семинаров в области физики высоких энергий – семинар "Quantum Gravity and All of That", в числе докладчиков которого в
2021 г. два Нобелевских лауреата, а среди участников более 350 иностранных ученых. Проведены 2 масштабные международные тематические программы "Logical Perspectives 2021" и "Contemporary Mechanics" с числом участников 250–300 человек. Всего в мероприятиях центра приняли участие более 2500 исследователей, в т.ч. более 1200 зарубежных исследователей из 74 стран.
Программа популяризации и пропаганды математики
По материалам программы прочитано более 70 научно-популярных лекций, циклов лекций и мастер-классов для школьников, студентов и учителей. Очные лекции прошли в 13 городах различных регионов России и охватили более 2500 обучающихся и 1500 учителей, онлайн-лекции – более 100000 слушателей (просмотров). Состоялось 18 выступлений на федеральных телевизионных каналах и передачах федеральных радиостанций. Проведен цикл мероприятий в честь 200-летия великого русского ученого
П.Л. Чебышёва. Создан новый современный сайт интернет-музея "Механизмы П.Л. Чебышёва". В уникальном интернет-проекте "Математические этюды" представлено 5 новых фильмов в раздел "Этюды" и 29 новых сюжетов в раздел "Модели", рассказывающих с помощью современной 3D-графики о математических задачах и приложениях математики.
В области некоммутативной алгебраической геометрии решены две гипотезы лауреата Филдсовской премии Максима Концевича: о вырождении некоммутативного аналога спектральной последовательности Ходжа-де Рама и о гомотопической конечности производной категории когерентных пучков на отделимой схеме конечного типа над полем характеристики нуль. На первую гипотезу, мотивированную теорией струн, Александром Ефимовым дан отрицательный ответ, на вторую - положительный. За свои результаты Александр Ефимов удостоен премии Европейского математического общества 2020 года - наиболее престижной европейской премии молодым математикам.
В области квантовой теории информации - теории, находящейся на передовом рубеже исследований в связи с проблемой создания квантовых компьютеров и развития всего комплекса квантовых технологий - в серии работ лауреата премии Шеннона Александра Холево, посвященных проблеме передачи информации по квантовым многомодовым гауссовским измерительным каналам связи, установлено фундаментальное свойство "гауссовского максимизатора", на основе которого вычислены важнейшие информационные характеристики таких каналов. В 2020 г. Александром Холево была найдена достижимая информация калибровочно¬инвариантного гауссовского ансамбля состояний, что закрыло вопрос, поставленный еще в начале 1970-х гг.
В области приложений математической логики Степаном Кузнецовым решена проблема, поставленная в 2007 г. известным логиком Войцехом Бушковским. Исчисление Ламбека широко известно в математической лингвистике и используется как инструмент синтаксического анализа текстов. Выразительные возможности исчисления Ламбека существенно расширяются при добавлении к нему дополнительных операций, в частности операции итерации Клини. Степан Кузнецов доказал алгоритмическую неразрешимость проблемы выводимости в исчислении Ламбека с итерацией, причем указал в точности ее класс алгоритмической сложности.
В области математической физики в настоящее время идет активное изучение аномальных волн (волны-убийцы, rogue waves) в нелинейных средах. На поверхности океана волны-убийцы проявляются как отдельные гигантские волны, при этом они появляются без видимых предвестников и исчезают как бы в никуда. Аномальные волны также экспериментально наблюдаются в таких нелинейных средах как фоторефрактивные кристаллы, оптические волокна, бозе-конденсат. В работах Петра Гриневича развита теория специальных конечнозонных решений соответствующих дифференциальных уравнений, что позволило впервые исследовать аналитически влияние малой диссипации на повторяемость аномальных волн в системе с одной неустойчивой модой, получить явные приближенные формулы, описывающие эволюцию спектральной кривой за счет потери энергии, а также найти теоретическое объяснение экспериментов Чабчоуба, Ахмедиева и других в волновом бассейне, в которых каждая последующая волна появлялась в противофазе к предыдущей
Фундаментальные исследования
- Математический анализ (Изучено распределение нулей дзета-функции Хелсона, в т.ч., при использовании мер, отличных от меры Лебега - проблематика, родственная знаменитой теории Римана, Исследованы спектральные и динамические свойства усеченных операторов Теплица, то есть сужения оператора Теплица на инвариантные подпространства обратного сдвига)
- Алгебра , спектральная теория (Изучены гомологии алгебр Ли, Даны оценки спектра дифференциальных и псевдодифференциальных операторов, содержащих сингулярные меры, Изучены свойства мотивной стабильной когомологической категории)
- Квантовая теория поля (Математическое решение проблемы Фейнмана 1965 года об асимптотическом поведении модели «шашки Фейнмана», Исследована двумерная квантовая гравитация Джакива-Тетельбойма)
- Теория вероятностей (Точная формула для ковариации топологических событий, Теория марковских цепей: исследование тривиальности или нетривиальности хвостовой подалгебры )
- Комбинаторика и теория графов (Точные эффективные алгоритмы для задачи о надстроке и задачи о минимальном разбиении, Быстрый и эффективный по памяти алгоритм подсчета количества бесквадратных слов фиксированной длины )
- Математическая физика (Теорема об индексе для границы домена - связь с операторами Дирака, Сведение Мардсена-Вейнера-Мейера
Прикладные исследования
- Машинное обучение (Имитация трафика на дорогах, Классификация тем по графу цитирований)
- Динамические системы (Моделирование смешивающегося вытеснения в пористой среде для получения оценок скорости зоны роста смешивания при закачке химических оторочек)
- Гидродинамика (Модель ПАВ-полимерного заводнения методом конечных объемов для учета неограниченного количества химических трассеров)
- Нейронные сети (Графовые нейронные сети для обработки больших данных в рекомендательных системах и других приложениях с использованием автокодировщиков)
Мероприятия
- 14 Конференций (суммарное количество участников 1243, в том числе 650 молодых ученых)
- 5 Научных школ (суммарное количество участников 2126, в том числе 403 молодых ученых и 755 иностранных исследователей)
- 18 Миникурсов и семинаров
- 4 Миниворкшопа
Конкурсы
- Конкурс поддержки аспирантов Санкт-Петербурга, занимающихся исследованиями в области математики, математической и теоретической физики, теоретической информатики (27 заявок, 18 победителей)
- Всероссийский открытый конкурс математических проектов, выполняемых молодыми исследователями (16 заявок, 11 групп – победителей)
- Конкурс поддержки начинающих исследователей Санкт-Петербурга (39 заявок, 17 победителей)
- Международный конкурс молодых научных сотрудников со степенью (постдоков), занимающихся исследованиями в области математики, математической и теоретической физики, теоретической информатики (176 заявок из Европы, Северной Америки, Индии, Африки, Австралии, 12 победителей)
Научные исследования
По основным направлениям (Теоретическая математика, Вычислительная математика, Математическое моделирование, Теоретическая информатика и дискретная математика, Высокопроизводительные вычисления) коллективы МГУ имени М.В. Ломоносова, ИВМ РАН, ИПМ РАН получили результаты мирового уровня, например:
- С помощью докинга, квантовой химии и суперкомпьютера проведен поиск ингибиторов терапевтического белка мишени SARS-CoV-2 – папаин-подобной протеазы PLpro. Такие ингибиторы блокируют размножение коронавируса, и на их основе можно сделать лекарство;
- Предложенный подход к реализации страницы классификации алгоритмов открытой энциклопедии свойств алгоритмов AlgoWiki позволяет использовать все преимущества иерархического представления структуры предметной области в виде цепочек понятий «задача–метод–алгоритм–реализация»;
- Разработаны новые математические модели и вычислительные алгоритмы математического моделирования динамики развития канала электрического пробоя в неоднородных средах;
- Для модели ионосферы Земли ИВМ РАН (100-500 км) разработана и реализована параметризация расчета скоростей дрейфа плазмы в полярных областях (за счет формирования полей магнитосферной конвекцией и др.) с учетом различного уровня геомагнитной активности;
- Разработан новый инструмент для анализа регуляторных внутриклеточных сетей, позволяющий идентифицировать и количественно оценивать внутриклеточные взаимодействие.
Разработано и реализовано 37 образовательных программ. Слушатели – более 3000 учащихся программ бакалавриата, магистратуры механико-математического факультета, факультета вычислительной математики и кибернетики, в том числе, в филиалах МГУ имени М.В.Ломоносова, а также в Университете МГУ-ППИ в г. Шэньчжэнь.
Профессорско-преподавательский состав – ведущие ученые, заслуженные профессоры МГУ имени М.В. Ломоносова, являющиеся специалистами мирового уровня и осуществляющие образовательную деятельность за рубежом, а также молодые и перспективные исследователи, участвующие в научно-исследовательской деятельности МЦФПМ.
Внешнее взаимодействие
Проведено 45 мероприятий, из них:
- 30 международных конференций с привлечением ведущих и молодых иностранных ученых;
- 10 школ-конференций.
Впервые проведена Конференция международных математических центров мирового уровня (9-13 августа 2021, Федеральная территория «Сириус», г. Сочи). Докладчиками выступили ведущие исследователи МЦФПМ. Молодые исследователи стали лауреатами Премий для молодых математиков России
Фундаментальные исследования
Научная деятельность ведется в рамках 3 программ, включающих 14 проектов. 66 статей вышло в высокорейтинговых журналах (Q1-Q2) в 2021
Разработана новая математическая модель многофазной пористой деформируемой среды, насыщенной смесью жидкостей и газов. Определяющие дифференциальные уравнения модели являются гиперболическими и удовлетворяют законам термодинамики (сохранение энергии и возрастание энтропии). На основе предложенной модели сформулированы дифференциальные уравнения распространения волн малой амплитуды в упругой пористой среде, насыщенной многофазной смесью жидкостей и газов, а также в упругой пористой среде, насыщенной вязкой жидкостью.
Среди результатов, имеющих важное приложение внутри математики, можно отметить результат, который описывает достаточные условия, при которых аксиальная алгебра A йорданова типа 1/2 содержит единицу, является полупростой и конечномерной. Этот результат позволяет сделать первый шаг в направлении решения вопроса о том, когда 4-порожденная аксиальная алгебра йорданова типа является конечномерной или содержит единицу.
Мероприятия и конкурсы
— Международный конкурс молодых ученых со степенью (постдоков) в области математики, математической физики, компьютерных наук или смежных областях: 8 постдоков из стран Европы и Азии были отобраны для работы в МЦА;
— Совместно с Сибирским математическим обществом проведен Лаврентьевский конкурс студенческих и аспирантских работ по математике и механике среди студентов и аспирантов вузов и научных учреждений Сибирского и Дальневосточного федеральных округов;
— 35 научных мероприятий организовано в 2021 году. Общее число участников 3435, в том числе 2423 молодых.
Прикладные исследования
36 млн рублей привлечено в качестве внебюджетных средств в 2021 году. Результаты прикладных исследований применяются в решении задач компаний
В рамках работы группой исследователей Центра разработана параметризация форм тороидальной и круглой отсасывающих труб (ОТ) гидротурбины для генерации множества допустимых форм при решении задачи оптимизации. Форма тороидальной отсасывающей трубы полностью описывается значениями 19 геометрических параметров, круглой трубы – 9 параметрами. Геометрические параметры совпадают или близки по смыслу тем, что заложены в отраслевой стандарт проектирования отсасывающих труб, применяемый в СКБ «Гидротурбомаш» АО «Силовые машины».
Образование
656 человек прошли обучение по образовательным программам МЦА:
— Большая математическая мастерская (29 проектов, 110 участников из 15 образовательных и исследовательских организаций)
— Программа бакалавриата «Искусственный интеллект и прикладной инжиниринг»
— Программа бакалавриата «Исследовательская группа фундаментальной математики»
— 5 программ магистратуры
— 1 программа ДПО
— 3 программы для школьников
В рамках работы исследовательской группы «Обратные задачи естествознания» была исследована модель распространения коронавирусной инфекции SEIR HCD. Согласно этой модели, население делится на семь популяционных групп:
Модель
виде следующей диаграммы.
HCD описывает также динамику переходов из одной группы в другую. Эта динамика зависит от многих параметров.
Один из основных результатов МЦА за 2020 год состоит в построении качественных обоснованных параметров, которые отражают реальную ситуация с высокой точностью.
Как следствие, с помощью системы уравнений SEIR HCD в начале мая 2020 года были получены уточненные сценарии развития COVID 19 в г. Москве с учетом индекса самоизоляции и процента тестирований выявленных случаев.
Ключевой результат состоит в предсказании ежедневного прироста числа зараженных инфекцией COVID 19 в г. Москва. График, сопоставляющий реальные данные по количеству зараженных (пунктирная линия) с результатами моделирования (сплошная линия), приведен на рисунке ниже.
Пик заболеваемости был предсказан с ошибкой лишь в 2 дня и количеством зараженных, отличающимся на 174 человека от реального числа.
Получены первые в мире линии капусты белокочанной с высокой расоспецифической устойчивостью к 3-м расам возбудителя сосудистого бактериоза - Xanthomonas campestris pv. Campestris.
- Экономическая доступность для населения
- Стоимость в 3-5 раз ниже зарубежных
Кардиология
- Биоинформационная платформа диагностики и прогнозирования гипертонической болезни
- Алгоритмы контроля артериального давления и сократительной функции сердца на основании пульсовой волны
- Прототип сенсорной системы непрерывного мониторинга ЭКГ пациента
- Математическая модель клетки печени человека
Онкология
- Нейросетевая модель диагностики легких, на основе сегментации данных КТ
- Система поддержки принятия врачебных решений на основе генетического и молекулярного профилирования опухоли
- Неинвазивная интраоперационная система навигации для диагностики протекания онкологического процесса
Инфраструктура
- Создан прототип облачной платформы цифровой экосистемы управления здоровьем объединяющий разработки НЦМУ
— Проведено воздействие на кожу мыши
— Продемонстрировано отличие количественного содержания макрофагов М1 и М2 типа в опухолевой и нормальной ткани. Отработана методика выделения и культивирования моноцитов/ макрофагов для получения клеточных популяций макрофагов М1 и М2 типа, аналогичных ТАМ в злокачественных опухолях.
— Разработана технология нанесения металорганических соединений на металлические наночастицы. Показано, что в случае смешивания коллоидных растворов Fe, Au и Zn, Se, полученных при помощи лазерной абляции в жидкости, происходит осаждение мелких частиц с размерами порядка 10–20 нм (Au и Se) на более крупные частицы с размерами от 50 нм до 200 нм (Zn и Fe)
— Проведена работа по исследованию активного материала для преформ многосердцевинных световодов, полученного инновационным методом путем пропитки: нанопористых стекол с дальнейшим спеканием и оптимизации этого метода получения активного материала для преформ, легированных оксидами диспрозия и висмута.
— Проведены исследования по лазерной флуоресценции образцов почв с помощью импульсного лидара с lu=1064, 532, 355 нм. Разработан ультракомпактный луоресцентный лидар (масса 300 т) для флуоресцентной диагностики с борта лёгких беспилотных авианосителей для оценки биомассы сельскохозяйственных культур.
— В гантелевидном резонаторе с синхронизацией мод на основе нелинейно вращения плоскости поляризации впервые продемонстрирована гармоническая синхронизация мод на частоте следования импульсов 28 МГц.
— Синтезированы наноконьюгаты антител с частицами с магнитными и немагнитными сердцевинами для адресной доставки к
— Разработана технология создания конусных эрбиевых световодов с диаметром серлцевины со стороны толстого конца вплоть до 100 мкм с рекордной эффективностью преобразовании накачки в сигнал до 189%.
— С помощью оптических методов в режиме реального времени впервые получена комплексная информация о рактере динамики изменений состояния белка и его гидратной оболочки в ходе реакции денатурации.
- Создан новый радиофармпрепарат, который может использоваться для тераностики (диагностики и терапии) рака предстательной железы.
- Разработана уникальная генетическая библиотека и биоинформатический алгоритм - GPrior, основанный на алгоритмах машинного обучения, который позволяет предсказывать гены, предрасполагающие к хроническому заболеванию
- Разработана биотехнологическая платформа для создания новых моделей (мыши, крысы, рыбы), у которых произведены генетические модификации, имитирующие различные патологические процессы - атеросклеротические, нейродегенеративные и др.
- Созданы уникальные линии трансгенных животных, в частности линии Danio, которые позволили проследить за клеточным происхождением отдельных типов нейронов и описать патогенез нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона.
- Обнаружено вещество кренигацетат, полностью подавляющее патологическую кальцификацию клеток, которое в ближайшем будущем может быть использовано для лечения широкораспространенных заболеваний, связанных с кальцинозом сосудов.
- Разработано «Веб-приложение для контроля питания и информационной поддержки ДиаКомпаньон», повзволяющее осуществлть самоконтроль для больных диабетом.
- Разработаны прототипы вакцинных препаратов на основе пробиотических бактерий для лечения инфекций, вызванных SARS-CoV2 и для профилактики инфекционных осложнений у пациентов с хроническими обструктивными заболеваниями легких.
- Созданы и усовершенствованы уникальные эмпирические базы данных и платформенных решений коллективного пользования по вопросам измерения человеческого потенциала: Russia KLEMS, Европейское социальное исследование (ESS) и Европейское исследование здоровья, старения и траекторий жизни на пенсии (SHARE) в России, Ценности в кризисе, опрос HR-менеджеров «Перспективы инклюзивного трудоустройства в российских компаниях», Moscow Lexical Database, база данных по международной миграции в РФ, база наиболее значимых возможностей и угроз, формируемых большими вызовами, глобальными и национальными трендами для развития человеческого потенциала в мире и в России.
- Проведен анализ долгосрочной динамики производительности в отраслях российской экономики и связи роста производительности и неравенства.
- Организована работа распределенной исследовательской группы по исследованию проблем социальной стратификации, бедности и неравенства, сделана оценка воздействия мер социальной поддержки по снижению уровня бедности и неравенства в России (Рис. 2). Проведен анализ возможностей и ограничений развития платформенной занятости, как новой возможности для роста доходов населения.
- Реализован многовариантный демографический прогноз населения России до 2100 года и на его основе построен прогноз предложения рабочей силы по субъектам РФ с учетом различных сценариев изменений рождаемости, смертности и миграции.
- Проведен анализ человеческого потенциала в исторической перспективе. Разработаны рекомендации в области управления культурным многообразием в целях развития человеческого потенциала.
- Разработаны инструменты оценивания ключевых навыков и компетенций школьников и студентов (креативность, критическое мышление, цифровая грамотность). Получены новые оценки отдачи на инвестиции в образование в российской экономике.
- Разработан подход к определению «цифровой культуры» и анализу воздействия цифровых технологий на уровень благополучия и качество жизни человека. Разработаны рекомендации для совершенствования государственной политики в сфере поддержки креативных индустрий на уровне городов.
- Построены модели принятия решений и модели влияния индивидуальных психологических и когнитивных характеристик на паттерны принятий решений, проведены исследования влияния билингвизма на когнитивную функцию в различных возрастных категориях.
- Выявлены основные факторы резилиентности территорий в России с учетом пространственных различий по распределению человеческого потенциала в современных условиях. Разработана методология исследования особенностей формирования человеческого капитала в отдельных регионах России и некоторых постсоветских государствах.
- Систематизированы материалы о (де)эскалационных шагах и мерах в различных конфликтах, сформирован и систематизирован арсенал мер деэскалации военно-политических инцидентов, выявлены группы факторов, влияющих на динамику военно-политического конфликта.
- Разработана база уникальной технологии прогнозирования, поиска и разведки залежей углеводородов: автоматизированная система создания и анализа неотектонических карт для прогнозирования нефтегазоносности крупных территорий, технология реконструкции структуры земной коры, с использованием спутниковых гравиметрических данных для регионального прогнозирования геотермических условий и характера нефтегазогенерации в крупных малоизученных осадочных бассейнах, в том числе на шельфе;
- Создана уникальная технология оптимизации разработки крупных и гигантских месторождений нефти на «поздней» стадии, основанная на мониторинге био-геохимических параметров добываемого флюида с использованием сквозных технологий;
- Разработаны каталитические системы для добычи нетрадиционных углеводородных ресурсов в рамках концепции «подземной нефтепереработки»;
- Разработаны эффективные реагенты для технологии поверхностно-активное вещество-щелочь-полимерного заводнения на «поздних» стадиях разработки месторождений, позволяющие существенно повысить коэффициент извлечения нефти.
- Разработана технология реабилитации дыхательной функции у пост- COVID-19 пациентов с использованием чрескожной электрической стимуляции спинного мозга.
- Разработана неинвазивная технология спинальной нейромодуляции для регуляции двигательных функций у постинсультных пациентов.
Технология основана на стимуляции нейронных сетей спинного мозга в сочетании с ритмической активацией сгибательных/разгибательных моторных пулов
Центр изучения и профилактики эффектов долговременной изоляции
- Проведены исследования проблем стресса, вызванного длительной физической разгрузкой и социальной изоляцией, и разработка подходов к их профилактике.
- Разработано программное обеспечение для среды виртуальной реальности, применяемое в целях психологической поддержки лиц, находящихся в условиях сенсорной депривации, изоляции, монотонии, скученности.
- В эксперименте с 4-месячной изоляцией SIRIUS-19 показано снижение объема общения изолированного экипажа с внешним Центром управления. 14-суточная изоляция и скученность в эксперименте «ЭСКИЗ» смешанной по гендерному признаку группы вызвала ухудшение качества и продолжительности сна. В условиях изоляции в малом объеме отмечалось снижение двигательной активности и ЧСС, количественное и качественное изменение показателей иммунного гомеостаза.
- Получены данные об эффективности применения ЭМС-подходов как средства профилактики негативных влияний гиподинамии. Показано, что разработанный курс ЭМС у пациентов с дефицитом двигательной нагрузки приводит к улучшению постуральной устойчивости и двигательной активности, а также к увеличению силы мышц голени.
- 4 ноября стартовал эксперимент по 8-месячной изоляции в рамках проекта SIRIUS. В научную программу вошло 72 эксперимента по психологии, психофизиологии, физиологии, иммунологиии пр. В проекте принимают участие организации и ученые из 14 стран.
Аэродинамика и концептуальное проектирование СПС с низким звуковым ударом
- Решена модельная задача о распространении звукового удара в приземном слое стратифицированной турбулентной атмосферы с учетом пульсаций скорости, температуры и давления.
- Оптимизирована тестовая компоновка R0 по сравнению с классическим подходом. Увеличено значение максимального аэродинамического качества тестовой компоновки R0 на 25.2 % при числе М = 1.8.
Аэроакустика и вибрации
- Сформулирован альтернативный подход к моделированию мелкомасштабных источников, позволяющий преодолеть известные проблемы моделирования, связанные с возникновением сдвиговой компоненты шума для мультипольных источников. Разработанная модель генерации шума турбулентной струи валидирована на имеющихся множественных данных по шуму струй.
- Сформирована концепция про-бионической конструкции фюзеляжа сверхзвукового пассажирского самолета на основе силового композитного сетчатого каркаса с нерегулярной структурой, многоуровневой системой защиты от ударных и климатических воздействий, встроенной системы мониторинга технического состояния конструкции и выполнен анализ жесткостных характеристик носовой части фюзеляжа с учетом элементов защиты силового каркаса от ударных воздействий.
Газовая динамика и силовая установка
- Разработан комплекс математических моделей (ММ) для проектных расчетов и оптимизации законов регулирования управления силовой установкой (СУ) сверхзвукового пассажирского самолет (СПС) на базе ММ воздухозаборное устройство (ВЗУ) – двигатель – ВУ (выходное устройство).
Искусственный интеллект и безопасность полетов
- Предложены концепции по формированию единого информационно-управляющего поля кабины СПС, а также построения перспективной системы отображения информации, прогнозирующей развитие его движения. Создана модель процесса восприятия летчиком прогнозной информации
Развитие инфраструктуры НЦМУ «Сверхзвук»
- Концепции развития Инфраструктурного комплекса НЦМУ «Сверхзвук» утверждена Правлением ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского».
Разработаны наукоемкие алгоритмы персонализации диагностики и терапии эндокринных заболеваний с использованием технологий анализа больших данных, машинного обучения и ИИ:
- Предсказание предрасположенности к тяжелому течению при COVID 19
на фоне сахарного диабета 1 и 2 типа;
- Автоматизированный анализ данных гистологических исследований;
- Способ предсказания морфологического диагноза рака околощитовидной железы;
- Калькулятор прогнозирования гипокальциемии на 1-3 сутки после
паратиреоидэктомии у пациентов с первичным гиперпаратиреозом.
Получен ряд ключевых результатов, повышающих качество диагностики и терапии эндокринных, онкоэндокринных и орфанных наследственных заболеваний:
- Разработана и внедрена кастомная диагностическая панель на 378 генов, связанных с моногенными эндокринными заболеваниями;
- Разработан и валидирован способ определения стандартизированного уровня накопления 131-йода у пациентов с дифференцированным раком щитовидной железы;
- Выявлены потенциальные метаболические биомаркеры адренокортикального рака.
Проведены работы по значительному расширению передовой инфраструктуры, кадрового потенциала, повышению исследовательской и публикационной активности НЦМУ, в частности:
- Приняты на работу 25 ведущих ученых, тем самым общий штат научных сотрудников в НЦМУ увеличен до 100 человек, из которых 71 человек – это молодые ученые в возрасте до 39 лет;
- Опубликовано 12 статей в международных рецензируемых научных журналах 1 квартили, в том числе и в таких авторитетных изданиях как Nature Communications и The Lancet Diabetes and Endocrinology
Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции и технологии «умного» производства
- Разработаны высокотехнологичные изделия нового поколения, в том числе: платформы электромобилей; линейки малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД); морского газотурбинного двигателя; лопастей вертолета; локомотивной техники различного назначения и др.
Цифровые технологии и платформенные решения для моделирования медико-биологических систем
- Исследован статус популяционного иммунитета населения к гриппу и ряду других ОРВИ, включая коронавирусы.
- Выполнены исследования по разработке методов производительного скрининга противовирусных соединений in vitro.
- Разработаны цифровые модели микрофлюидных явлений в сети каналов 150-500 мкм и новая технология формирования паттернов микро- и наночастиц на твердых поверхностях.
- Патент на изобретение «Способ измерения динамического угла смачивания в каналах».
Технологии роботизации, автоматизации, оптимизации и интеллектуализации производственных процессов
Разработаны математические модели робототехничесих платформ: АНПА, ТНПА, ПГ, ВГ, БЭК (гидродинамика, прочность, навигация и связь, системы управления платформами, телеуправление, автономное управление).
Разработка новых материалов и производственных процессов (включая аддитивное производство)- Разработаны принципы применения аддитивных технологий для быстрого производства опытных образцов эндопротезов тазобедренного сустава.