ИИ для когнитивной диагностики, микрофлюидика и лазерная дефектоскопия: какие разработки представили на XV Конгрессе молодых ученых в ИТМО

Участники Конгресса представили более 2000 докладов и провели 111 заседаний по восьми научным направлениям: «Науки о жизни», «Хемоинформатика и химическая инженерия», «Искусственный интеллект», «Информационные технологии», «Человек и цифровое будущее: науки, искусства и благополучие», «Энергоэффективные инженерные системы и технологии СПГ», «Физика и инженерия» и «Умная аналитика в принятии решений и менеджменте». Всего на мероприятии выступили представители 162 вузов и научных организаций. 

Одно из преимуществ конференции — обучающие мероприятия для участников. Например, мастер-классы по дизайну презентаций, работе с аудиторией, использованию ИИ-ассистентов в научных исследованиях. Поделиться опытом развития своего студенческого научного объединения участники из других вузов могли на коммуникационной площадке «Открытый диалог СНО». 

Победителями конгресса стали более 285 участников в номинациях «Лучший доклад молодого ученого» и «Лучший доклад или проект школьника». Они получили дипломы и бонусы при поступлении в ИТМО: школьники — 6 дополнительных баллов за индивидуальные достижения при поступлении в бакалавриат, студенты — доступ к конкурсу портфолио при поступлении в магистратуру и возможность получить баллы за индивидуальные достижения при поступлении в аспирантуру ИТМО. Также в этом году наградили более 200 руководителей в дополнительной номинации «Лучший научный руководитель».

В завершающий день Конгресса прошла традиционная выставка разработок. Студенты ИТМО, СПбПУ, СПбГМТУ, Владивостокского государственного университета и Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, а также школьники Петербурга представили 40 проектов по 10 направлениям, среди которых робототехника, цифровые технологии, инфохимия, фотоника и химическая инженерия. Больше всего заявок организаторы получили на направления «Информационные технологии» и «Искусственный интеллект и прикладная аналитика». Авторы лучших разработок получат финансовую поддержку до 100 тысяч рублей для участия в других выставках и научных проектах.

Например, студенты ИТМО совместно с Военно-медицинской академией имени С.М. Кирова разработали приложение для автоматизированного скрининга когнитивных нарушений по движениям глаз. С помощью искусственного интеллекта программа анализирует запись о движении глаз, сделанную с помощью специальных медицинских очков, и позволяет определить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний у человека — в частности, деменции. Технология позволит ускорить работу врача и потенциально сможет выявлять когнитивные нарушения с более высокой точностью, чем человек. 

«С помощью очков система “записывает” взгляд человека, а именно саккады — быстрые перемещения глаз с одной точки на другую. Затем наше приложение анализирует информацию о движении глаз и предоставляет ее врачам для постановки диагноза. Мы уже проверили нашу систему на 30 пациентах. Существующие зарубежные аналоги требуют дорогой подписки, в то время как наше ПО будет для врачей совершенно бесплатным. В дальнейшем мы планируем внедрить анализ не только по движению глаз, но и речи», — поясняет один из авторов разработки, студент факультета прикладной информатики Глеб Комелин.

Студенты и сотрудники научно-образовательного центра инфохимии представили микрофлюидную систему для онлайн-мониторинга кристаллизации веществ в капельном режиме. В ее основе — чипы из УФ-смолы для проведения химических реакций, внутри которых содержатся микро- или наноэлементы: каналы и резервуары. С помощью этих элементов можно управлять потоками вещества: например, смешивать реагенты в нужной последовательности и разделять получившиеся частицы. Кроме того, микрофлюидика позволяет сэкономить на проведении синтезов дорогих веществ за счет малого расхода реагентов.

«За счет крошечных размеров нашей системы мы можем более точно контролировать химическую реакцию, которая происходит на поверхности соприкосновения реагентов, и в результате получать больший выход годного продукта. В частности, на выставке мы представили чип для синтеза кристаллов меламин барбитуратов, которые являются матрицами для активных форм кислорода с антибактериальными свойствами — теоретически это вещество может пригодиться для разработки антимикробных поверхностей», — рассказал один из авторов проекта, аспирант научно-образовательного центра инфохимии Илья Ануфриев.

Студенты научно-образовательного центра фотоники и оптоинформатики разработали систему для контроля дефектных объектов. С помощью камеры и лазерной линии установка позволяет сканировать объекты и выявлять дефекты. Такие системы могут использоваться для контроля качества изделий на производстве — например, зубных имплантов, деталей для металлообрабатывающей и автомобильной промышленности. 

«Лазерная линия, проецируемая на объект, отклоняется от базового уровня пропорционально высоте детали. Камера фиксирует эти изменения с частотой 20 кадров в секунду, после чего система объединяет полученные профили и с помощью математических алгоритмов сравнивает результат с эталонным шаблоном. Если снимок не совпадает с эталоном, объект считается дефектным. В программу можно загрузить шаблон любого объекта подходящих размеров», — рассказал один из авторов разработки, студент научно-образовательного центра фотоники и оптоинформатики Артем Титяпкин. 

Среди других разработок на выставке представили систему автоматизированной проверки знаний с голосовой идентификацией, программу на основе дополненной реальности для обучения работе в лаборатории, технологию для извлечения лития с помощью мембран, «умную» иглу для биопсии почек, которая с помощью измерения импеданса амплитуды определяет тип ткани, VR-программу для обучения работе с атомно-силовым микроскопом, нейросеть для проверки результатов школьных Всероссийских проверочных работ, образовательную ИИ-платформу Learnity, которая выстраивает индивидуальную образовательную траекторию под конкретного пользователя.

Выставка завершилась награждением победителей номинаций Конгресса с участием проректора по научной работе ИТМО Владимира Никифорова.

Подробнее ознакомиться со всеми проектами выставки можно по ссылке.