Центр компетенций национальной технологической инициативы «Сенсорика»

Центр НТИ «Сенсорика» на базе НИУ МИЭТ создан в 2018 году по результатам конкурсного отбора на предоставление грантов на государственную поддержку центров Национальной технологической инициативы на базе образовательных организаций высшего образования и научных организаций в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации № 1251 от 16.10.2017 г. Оператором программы является Фонд поддержки проектов Национальной технологической инициативы.

Стратегическая цель Центра НТИ «Сенсорика» на базе НИУ МИЭТ – удовлетворение потребностей участников рынков НТИ техническими средствами и системами восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром, производимыми и реализуемыми участниками Консорциума Центра и другими российскими предприятиями по научно-производственной кооперации. Сенсоры, их элементы и системы на основе сенсоров могут использоваться на многих рынках НТИ.

Цели и задачи

Основными задачами Центра НТИ «Сенсорика» на базе НИУ МИЭТ являются:

В области научно-исследовательской деятельности:

• формирование интегрированной сетевой модели образовательной деятельности с российскими и зарубежными вузами и образовательными организациями-партнёрами для реализации существующих и разработки перспективных проектно-ориентированных основных образовательных программ (бакалавриат, магистратура, аспирантура), спектра программ дополнительного образования, дисциплин и модулей, направленных на формирование компетенций, необходимых для развития сквозной технологии «Технологии сенсорики».

• дооснащение оборудованием и программным обеспечением научных лабораторий, развитие инфо-коммуникационных сетей информационной, образовательной, научной и научно-производственной инфраструктуры Центра НТИ.

• Разработка базовой технологии производства МЭМС
• Разработка технологии производства ИК-фотоприемных матричных модулей на базе гетероструктурных полупроводников
• Бортовая цифровая сенсорная система неконтактного мониторинга состояния водителя
• Разработка модуля технического зрения для систем автопилотирования и содействия водителю
• Разработка сенсорных средств для дистанционного зондирования Земли с беспилотных малых и средних летательных и космических аппаратов
• Научно-технический проект «Создание системы видеонаблюдения и распознавания образов в онлайн-режиме на объектах животноводства для контроля качества содержания КРС на основе модуля технического зрения»
• Научно-технический проект «Создание системы контроля состояния КРС на основе носимых датчиков»
• Создание цифровых сенсорных систем мониторинга энергопотребления в зданиях и сооружениях жилого фонда
• Создание цифровых сенсорных систем мониторинга энергопотребления (ЦССМЭ) холодильного оборудования на объектах продуктового ритейла
• Разработка автоматизированной системы мониторинга окружающей среды (АСМОС) для сбора, обработки, хранения и передачи метеорологической и экологической информации
• Разработка линейки персонализированных телемедицинских приборов: разработка экспериментального образца телемедицинской системы управления и контроля (ТСУиК) физиологических параметров организма
• Разработка сенсорной системы мониторинга состояния пациента
• Разработка сенсора угла поворота на основе магниторезистивного чувствительного элемента
• Разработка сенсора расхода газовых сред на основе теплового чувствительного элемента
• Научно-исследовательские работы по созданию технологии изготовления сенсорных элементов для 2-х спектрального приемника изображений, чувствительного в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах
• Научно-исследовательские работы по созданию технологии изготовления СВЧ интегральных микросхем и дискретных элементов на основе широкозонных полупроводников

Консорциум «Сенсорика» сбалансирован по компетенциям, ресурсам и функциям, позволяет реализовывать полный цикл исследования – разработка – проектирование – прототипирование – производство – коммерциализация – сбыт.

В состав Консорциума вошли партнеры по направлениям:

1. АО «НИИМА «Прогресс»
2. Брянский государственный технический университет (БГТУ)
3. ГНЦ РФ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК)
4. Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ)
5. Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ)
6. Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
7. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО)
8. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
9. Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – исполнитель проекта в интересах дорожных карт НТИ
10. Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
11. Тольяттинский государственный университет (ТГУ)
12. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
13. Ульяновский государственный университет (УлГУ)
14. Университет «ИННОПОЛИС» – исполнитель проекта в интересах дорожных карт НТИ
15. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
16. Федеральное государственно е бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерны й центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
17. Южный федеральный университет (ЮФУ)

1. АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор» – соинвестор создания Консорциума
2. Зеленоградский нанотехнологический центр – соинвестор создания Консорциума
3. EA Ingeneering
4. National Instruments Rus
5. АО «Завод «Компонент»
6. АО «Завод «ПРОТОН»
7. АО «Зеленоградский инновационно-технологический центр» (ЗИТЦ)
8. АО «Информационные спутниковые системы» имени М.Ф. Решетнева
9. АО «Калужский завод электронных изделий «Автоэлектроника»
10. АО «НИИ Молекулярный Электроники» (НИИМЭ)
11. АО «НИИ Элпа»
12. АО «НПП «Геофизика-Космос»
13. АО «НПП «Исток им. Шокина»
14. АО «НПЦ «ЭЛВИС»
15. АО «НТЦ «ЭЛИНС»
16. АО «Оптрон»
17. АО «Производственное объединение «Уральский оптико- механический завод» имени Э.С. Яламова»
18. АО «Российская электроника»
19. АО «Элвис-НеоТек»
20. АО «Энергосервисная компания 3Э» (АО «ЭСКО 3Э»)
21. АО Московский научно-производственный комплекс «Авионика» имени О.В. Успенского
22. Группа «Систематика»
23. ЗАО «Группа Кремний ЭЛ»
24. Научно-производственным центром СпецЭлектронСистемы (НПЦ СЭС)
25. Некоммерческое партнерство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий» (НП ГЛОНАСС)
    
26. НПК «ЭЛАРА» им Г.А. Ильенко
27. НПФ «БИОСС»
28. ООО «Ай-Арт»
29. ООО «Анкад» – исполнитель проекта в интересах дорожных карт НТИ
30. ООО «ДАТАПЛЭНЕТ» (ООО «ДАПЛ»)
31. ООО «Дистанционная медицина»
32. ООО «ЕИА Инженеринга»
    
33. ООО «ЗИТЦ-МТ»
34. ООО «ИЦ МИЭТ»
35. ООО «Медицинские компьютерные системы»
36. ООО «Микрофотоника»
37. ООО «Нейроботикс» – исполнитель проекта дорожной карты НТИ
38. ООО «НКБС»
39. ООО «НТЦ «Промышленная электроника»
40. ООО «Сенсор Микрон»
41. ООО «Си Эн Эл Девсайсез»
42. ООО «СМЕ инновации»
43. ООО «Фермы Ясногорья»
44. ООО «Фотометрикс»
45. ООО «Эсдиар»
46. ООО «Эталон Менеджмент»
47. ПАО «Ростовский оптико-механический завод»
48. УПП «Вектор»

1. Союз инновационно-технических центров (ИТЦ)
2. Корпорация развития Зеленограда – соинвестор создания Консорциума
3. Фонд инфраструктурных и образовательных программ образований РОСНАНО
4. Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере – соинвестор создания Консорциума

Программой Центра предусмотрена реализация двенадцати ключевых комплексных научно-технических проектов:

1) Разработка технологии производства чувствительных элементов сенсоров технических средств и систем восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром

2) Разработка технологии производства чувствительных элементов сенсоров инерциальных технических средств и систем

3) Создание и разработка интегрально-оптических сенсоров и систем на основе планарной технологии микроэлектроники, оптики и микросистемной техники

4) Разработка конструкции и технологии изготовления актюаторов и сенсоров физических величин (давления, ускорения, температуры, угловой скорости, мониторинга окружающей среды и т.п.)

5) Разработка технологии проектирования, изготовления и испытания сенсорных систем для восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром

6) Разработка технологий и освоение мелкосерийного производства высокоинтегрированных 3D микросборок

7) Разработка конструкций, алгоритмов работы и технологии производства современных датчиков положения на основе технологий микроэлектроники и микросистемной техники

8) Разработка технологии производства сенсорных средств для систем автопилотирования, содействия водителю, дистанционного зондирования поверхности земли и т.д.

9) Система сбора, обработки, передачи, хранения и визуализации информации с разнородных датчиков, сенсоров и сенсорных систем

10) Разработка цифровых сенсорных систем для линейки технических средств робототехники и интернета вещей – сенсорных системах БПЛА, адаптивных интеллектуальных робототехнических систем

11) Разработка линейки персонализированных телемедицинских приборов

12) Разработка междисциплинарных бионических технологий

Комплексные Проекты Центра направлены на сквозной цикл исследований, разработки, проектирования и производства цифровых сенсорных систем, а также на перспективы использования цифровых сенсорных систем

Проекты по проектированию, прототипированию и производству чувствительных элементов сенсоров и сенсорных микросистем увязаны между собой базовыми технологиями нано – и микроэлектроники

Базовые технологии позволяют разрабатывать и реализовывать на их основе прикладные технологии, технологические регламенты, маршрутные карты для конкретных изделий интеллектуальных сенсоров и сенсорных систем и комплексов.

В рамках сквозной технологии производятся взаимоувязанные исследования и разработки от материалов для получения новых свойств прорывного характера чувствительных элементов и новых возможностей цифровых сенсоров до сложнофункциональных цифровых сенсорных систем различного применения

Разработанные в рамках ключевых комплексных проектов прикладные технологии будут осваиваться микроэлектронными предприятиями, обладающими необходимыми из вышеперечисленных базовых технологий, и в первую очередь участником Консорциума, которые на основе таких технологий будут производить и реализовывать интеллектуальные сенсоры и цифровые сенсорные системы и комплексы.

Проекты увязаны целевой функцией удовлетворения потребностей рынков НТИ и программы «Цифровая экономика» в сенсорах и сенсорных системах в широком частотном диапазоне и различные дальности восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром в зависимости от решения задач конечной продукции.

Целью реализации образовательной части программы Центра по направлению развития «сквозной» технологии НТИ «Сенсорика» является подготовка лидеров в области сенсорики для разработки, внедрения и использования новых технологий. Возможность дополнения образовательных модулей и внедрения новых курсов в области обработки данных, получаемых с датчиков и сенсоров, технологий создания современной элементной базы для сенсорных систем, а также создания устройств в соответствии с актуальными запросами рынков НТИ обеспечит ускоренное развитие технологий сенсорики.

За 2018-2021 гг. в Центре было подготовлено 2291 специалист (+ 802 специалиста за 2021 год), из них 404 – в рамках основных образовательных программ бакалавриата и магистратуры, остальные – в рамках ДПО.

В 2021 году Центр НТИ разработал учебно-методические материалы и обучающие ресурсы для 7 программ дополнительного профессионального образования: «Основы тестирования биомедицинского программного обеспечения», «Приборно-технологическое моделирование интегральных сенсоров», «Конструирование и технологии создания сенсорных Микросистем на основе МЭМС», «Сенсоры вокруг нас», «Комплексное проектирование печатных плат с учетом требований по целостности сигналов в маршруте САПР Mentor Graphics», «Сенсорные системы человеко-машинного взаимодействия», «Основы конструирования РЭА».

Наиболее востребованными в 2021 году у студентов образовательными программами Центра НТИ стали магистерские программы «Комплексное проектирование микросистем средствами Mentor Graphics» и «Проектирование технических систем средствами 3D-моделирования» по направлению подготовки 11.04.03 «Конструирование и технология электронных средств» и программа бакалавриата 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», профиль «Сети и устройства инфокоммуникаций».

Самой востребованной программой ДПО стала «Python для реализации сенсорных систем сложной конфигурации с искусственным интеллектом». Программа формирует у слушателей компетенций, необходимые для разработки и практического использования сквозных технологий Национальной технологической инициативы, направленной на реализацию сенсорных систем сложной конфигурации с ИИ.

Всего с 2018 по 2021 год разработана 51 программа ДПО. Для реализации образовательных программ с использованием электронного обучения и дистанционных образовательных технологий с 2019 по 2021 год разработаны 34 онлайн модуля, встроенных в процесс обучения и размещенных в электронной информационной образовательной среде.

Направления подготовки увязаны с направлениями научно-технической деятельности Центра и ключевыми сегментами рынков НТИ.

1. Технологии проектирования и производства чувствительных элементов сенсоров для технических средств и систем восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром:

• 11.04.04 Электроника и наноэлектроника
• 22.04.01 Материаловедение и технологии материалов
• 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств
• 11.06.01 Электроника, радиотехника и системы связи
• 12.06.01 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии

• 11.06.01 Электроника, радиотехника и системы связи
• 12.06.01 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии
• 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств

• 01.04.04 Прикладная математика
• 09.04.01 Информатика и вычислительная техника
• 09.04.04 Программная инженерия
• 11.04.01 Радиотехника
• 11.04.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
• 11.04.03 Конструирование и технология электронных средств
• 27.04.04 Управление в технических системах
• 10.04.01 Информационная безопасность

• 12.03.04 Биотехнические системы и технологии
• 11.06.01 Электроника, радиотехника и системы связи

Преодоление технологических барьеров

В 2021 году был достигнут значительный прогресс в преодолении технологических барьеров, намеченных на 2022 год.

Так, например, результаты работы в рамках проекта «Разработка модуля технического зрения для систем автопилотирования и содействия водителю» позволят преодолеть следующие технологические барьеры дорожной карты «Автонет»:

• создание доступной по цене автомобильной бортовой системы с функционалом, достаточным для предоставления услуг;
• отсутствие средств технического зрения;
• освоение передовых технологий видеообработки на базе кастомизируемой под различные рыночные применения аппаратно-программной платформы.

Проект «Разработка линейки персонализированных телемедицинских приборов: разработка экспериментального образца телемедицинской системы управления и контроля физиологических параметров организма» способствует преодолению следующих технологических барьеров дорожной карты «Хелснет»:

• отсутствие средств и технических решений неинвазивной диагностики и контроля диабета с передачей данных дистанционным способом;
• техническое решение для обеспечения межповерочного интервала средств измерения не менее 5 лет;
• алгоритмы выявления событий требующих немедленного реагирования с чувствительностью и специфичностью не менее 90%.

Создание важных объектов инфраструктуры

В 2021 году по направлению развития информационной инфраструктуры, а также инфраструктуры научной, научно-технической и инновационной деятельности для обеспечения реализации планов мероприятий («дорожных карт») НТИ было создано два объекта инфраструктуры:

- «Система для измерения спектральной чувствительности c оптическим столом» – используется при исследованиях новых наноматериалов, применяемых в изделиях электронной техники (сенсоры и другая электронная компонентная база) с целью повышения точности измерений, расширения диапазона эксплуатационных характеристик приборов и реализации новых принципов преобразования физических величин в рамках проводимых в НОЦ «Перспективные материалы микроэлектроники» комплексных проектов.

- «Комплект оборудования и программного обеспечения для аппаратно-программного моделирования, исследований и разработки технических устройств стимуляции и восстановления электрической активности сердца» – предназначен для математического моделирования при решении инженерных и научных задач с помощью численных методов. Комплект позволяет собрать математическую модель на любом из автоматизированных рабочем месте (АРМ) и отправить ее на ускоренный расчет в Аппаратно-программный комплекс Dell DSS 8440 для моделирования в COMSOL Multiphysics с использованием ядер 8 видеокарт NVIDIA Tesla V100S (32 Гбайт). При этом 3D-моделирование происходит практически в режиме реального времени. В 2021 году проводилось аппаратно-программное моделирование и проектирования приборов для биофизики и медицины по приоритетному проекту «Создание сенсорной системы мониторинга состояния пациента». Сравнительный анализ показал ускорение процессов моделирования в 15-20 раз. В дальнейшем, возможно использование комплекта оборудования и ПО практически для всех проектов ЦК НТИ, подготовка модели будет происходить в одной из виртуальных машин с удаленным доступом с обычного АРМ, моделирование – с применением сверхмощного вычислителя.

Внедрение и коммерциализация результатов деятельности Центра

1. Ключевой комплексный научно-технический проект «Разработка сенсорных средств для дистанционного зондирования Земли с беспилотных малых и средних летательных и космических аппаратов».

Разработанные в рамках проекта решения вызвали интерес крупных госкорпораций. в частности, проводились переговоры об использовании результатов разработки для мониторинга состояния нефтепроводов и контроля незаконных включений. В результате участник консорциума Центра НТИ АО «ЗАВОД ПРОТОН» выступил инициатором проекта «Разработка и освоение серийного производства модульной многодиапазонной радиолокационной платформы дистанционного зондирования Земли с летательных аппаратов» в рамках Постановления Правительства РФ N 218 и стал победителем конкурса. Головным исполнителем НИОКТР является НИУ МИЭТ, работники ЦК НТИ. Проект предполагает освоение серийного производства на заводе «Протон» в течение 2022-2023гг

2. Ключевой комплексный научно-технический проект «Разработка технологии производства чувствительных элементов сенсоров технических средств и систем восприятия, распознавания и взаимодействия с реальным миром».

Разработанные конструктивно-технологические решения сенсора угла поворота на основе магниторезистивного чувствительного элемента переданы АО «ЗНТЦ» и внедрены в производство изделий: 1) микросхема интегральная – преобразователь магнитного поля в синусно-косинусный сигнал; 2) микросхема интегральная бескорпусная – магниточувствительный элемент для применения в составе преобразователя магнитной индукции.

Разработанные конструктивно-технологические решения сенсора расхода газовых сред нашли применение в разработках датчика-газоанализатора для автоматизированной информационно-контролирующей системы сбора и обработки сенсорной информации, проводимых Лидирующим исследовательским центром (ЛИЦ) «Доверенные сенсорные системы» в интересах участника Консорциума АО «РАСУ».

За 2021 г. было заключено 5 лицензионных договоров о предоставлении права на использование РИД: АО «ЗНТЦ», ООО «Микрофотоника», ООО «Сенсор Микрон», ООО «Ай-Арт», ООО «Фотис».

Создание и лицензирование РИДов

С 2018 по 2021 год в рамках деятельности Центра НТИ «Сенсорика» на базе НИУ МИЭТ было создано 239 РИДов (74 в 2021 году) и заключено 95 лицензионных договоров и договоров отчуждения (28 в 2021 году).

Самые значимые заявки на изобретения, созданные в 2021 году

С точки зрения дальнейшей коммерциализации наиболее значимым РИД, созданным в 2021 году, является патент на изобретение № 2761051 «Способ изготовления межприборной изоляции мощных нитридгаллиевых транзисторов». Изобретение относится к технологии изготовления мощных интегральных схем. Разработанный РИД имеет широкие возможности по коммерциализации, так как изготовление межприборной изоляции – наиболее важная операция технологического процесса создания нитридных НЕМТ-транзисторов, которые представляют собой наиболее перспективную элементную базу для изготовления мощных и высокочастотных интегральных схем.

Скачать логотип в векторном формате (.eps)

Логотип в pdf