Соглашение № 14.608.21.0003 <Номер постера> Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы» Рациональное природопользование Тема: Разработка нового поколения быстро обучаемых средств нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ (высокоинтеллектуального искусственного носа) на основе твердотельных газочувствительных матриц Соглашение № 14.608.21.0003 на период 2015 - 2017 гг. Руководитель проекта: профессор кафедры НИУ ВШЭ Чулкова Галина Меркурьевна Получатель субсидии: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Цели и задачи проекта Исследование и разработка комплекса научно-технических и программных решений, направленных на создание нового поколения быстро обучаемых средств нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ (высокоинтеллектуального искусственного носа) на основе твердотельных газочувствительных матриц. Объектом прикладных научных исследований и экспериментальных разработок являются средства и методы селективного обнаружения и распознавания широкого класса химических веществ на основе твердотельных газочувствительных матриц с использованием быстро обучаемого нейросетевого искусственного интеллекта. Ожидаемые результаты проекта В ходе выполнения ПНИЭР должны быть получены следующие основные научно-технические результаты: - Аналитический обзор научно-технической литературы, нормативно-технической документации, существующих образцов в области средств нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ, принципов и алгоритмов цифровой обработки информации распознавания веществ по их запахам; - Результаты теоретических и экспериментальных исследований; - Метод распознавания образов запаха на основе самообучающихся интеллектуальных средств с полупроводниковыми детекторами. - Алгоритмы цифровой обработки информации распознавания веществ по их запахам. - Алгоритмы функционирования устройства, типа «электронный нос». - Технические и технологические принципы построения устройства типа «электронный нос». - Метод детектирования и обучения устройства, типа «электронный нос». - Метод статистической оценки вероятности появления ошибок первого и второго рода, возникающих при распознавании образцов запахов. - Эскизная конструкторская и технологическая документация на газочувствительную твердотельную матрицу. - Эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец устройства нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ (высокоинтеллектуального искусственного носа). - Экспериментальный образец устройства нейросетевого распознавания веществ по их запахам, типа «электронный нос», на основе твердотельных газочувствительных матриц. - Рекомендации и предложения по использованию результатов ПНИЭР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках. Перспективы практического использования Области применения нового поколения быстро обучаемых средств нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ: - Обнаружение опасных газовоздушных реагентов, паров и газовыделений, утечек токсичных примесей, контроль присутствия в воздухе взрывоопасных и горючих веществ. - Системы безопасности на опасных производствах. - Индивидуальный и медицинский контроль. - Технологический контроль технологически и экологически вредных компонент в воздухе. - Контроль предельно-допустимых концентраций (ПДК) при проведении опасных работ, при обслуживании опасных объектов, включая нефте- и газопереработку, угольные шахты. - Системы пожарной безопасности и экспресс-обнаружения возгораний. - Экологический контроль окружающей среды, контроль ПДК. Реализация ПНИЭР позволит: – критически снизить массу, габариты и стоимость систем экологического и газоаналитического контроля, расширить области их применения. В настоящее время универсальные малогабаритные (менее 0,4-0,5 кг) приборы и индивидуальные переносные автоматизированные устройства отсутствуют; – обеспечить снижение затрат на 40-50 % при формировании единой государственной системы экологического, техногенного и антитеррористического мониторинга. Применение интегральных мультисенсорных систем обеспечивает в реальном времени обработку и получение многопараметрической информации как о составе, так и о концентрации отдельных компонент в многокомпонентных смесях. Интегральное мультисенсорное устройство обеспечивает распознавание объекта по характерному цифровому отображению («образу») специфичному в смеси паров различных веществ. Устройство универсально и микропрограммными средствами настраивается на определение различных веществ. Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. В 2015 г. должны быть получены следующие основные научно-технические результаты: 1) Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР. 2) Выбор и обоснование направлений проектных исследований, в том числе: - исследование и анализ эффективности существующих решений; - разработка и исследование вариантов возможных решений задач ПНИЭР; - сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы; - оптимальный вариант направления исследований. 3) Состав и технических характеристик технологического оборудования для создания твердотельной газочувствительной матрицы и ЭО средства нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ (высокоинтеллектуального искусственного носа). 4) Требования по изготовлению, монтажу и отладке составных частей ЭО средства нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ (высокоинтеллектуального искусственного носа) на основе твердотельных газочувствительных матриц Партнеры проекта Индустриальный партнёр проекта – ООО «НПП «Микроприбор». Сфера деятельности: научные исследования и разработки в области естественных и технических наук; деятельность по техническому контролю, испытаниям и анализу; производство полупроводниковых элементов и приборов. Финансовая поддержка выполнения исследовательских работ: 2014 год - 7,00 млн. руб.; 2015 год - 12,00 млн. руб.; 2016 год – 15,00 млн. руб. Ключевые соисполнители работ: 1. ООО «Производственно-технологический центр «УралАлмазИнвест» (разработка конструкторской документации и испытания устройства) 2. ООО "Инсенсор» (реализация разработанных алгоритмов) Соглашение № 14.608.21.0003 <Номер постера>