ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ
Кафедра специализируется на применении информационных технологий в химии и химической технологии. Основные направления исследований:
1. Цифровые двойники и 3D-моделирование (рук. доцент Василенко В.А.)
2. Цифровые двойники производств (рук. доцент Филиппова Е. Б.)
3. Цифровизация учебного процесса (рук. доцент Красильников И.В.)
4. Моделирование электрохимических устройств (рук. доцент Василенко В.А.)
5. Квантовохимическое моделирование материалов и реакций (рук. доцент Митричев И.И.)
6. CFD-моделирование (рук. ассистент Костиков В.А.)
7. Искусственный интеллект и машинное обучение (рук. доцент Дударов С.П., аспирант Крашенинников Р.С.)
8. Предсказательное моделирование физико-химических свойств материалов (рук. ст. преп. Васецкий А.М., доцент Митричев И.И.)
9. Моделирование процессов с использованием методов нелинейной динамики и синергетики (рук. Кольцова Э.М.)
В процессе своей работы преподаватели, сотрудники, аспиранты и студенты кафедры создают различные программные продукты, позволяющих решать инженерные и технологические задачи, а также создают информационные системы по разным областям науки.
Данные разработки участвуют в грантах МинОбрНауки, используются в процессе обучения, а так же имеют коммерческое использование.
РАЗРАБОТКИ СОТРУДНИКОВ КАФЕДРЫ
1. Лабораторный практикум по химии (2D-онлайн учебный курс по неорганической химии)
Более 10 лет на кафедре совместно с кафедрой общей и неорганической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева шла разработка дистанционного лабораторного 2D-практикума по химии. В настоящий момент практикум содержит более 170 интерактивных виртуальных лабораторных работ. В данной работе участвовали не только преподаватели, аспиранты и сотрудники кафедры, но и большую часть работы сделали студенты 3-4 курсов в рамках образовательных программных курсов и зачетных работ по ним.
Данный практикум находится в дистанционном доступе на учебном портале РХТУ им. Д.И. Менделеева и позволяет изучать химические свойства элементов различных групп Периодической системы Д.И. Менделеева. Разработанный комплекс помогает закрепить теоретические знания, служит интерактивным учебным пособием, позволяющим самостоятельно дистанционно изучать разделы неорганической химии, в том числе и лицам с ограниченными возможностями. Имеет дружественный интерфейс, систему меню и помощь.
Постигать тайны химической науки помогает игровой персонаж – профессор Неорхим. После выполнения лабораторных работ нужно проанализировать полученные результаты, записать соответствующие уравнения химических реакций в лабораторном журнале, сделать тестовые задания. Сразу же можно проверить свои знания и получить их оценку.
2. Виртуальная химическая лаборатория
Уже более 5 лет студенты нашей кафедры под руководством преподавателей занимаются разработкой и созданием Химической лаборатории в виртуальной реальности. Данный программный комплекс позволяет проводить виртуальные лабораторные работы по неорганической химии в 3D проекции (на базе платформы Unity 3d), проводить манипуляции с реактивами и лабораторным оборудованием, осуществлять химические реакции, позволяет познакомиться со свойствами химических элементов и их соединений. В лабораторных работах визуализированы эффекты протекания различных химических реакций в зависимости от действий пользователя.
Сейчас в виртуальной реальности подготовлены лабораторные работы по изучению химических свойств щелочных и щелочноземельных металлов и их соединений: взаимодействие этих металлов с водой; качественные реакции на катионы щелочных и щелочноземельных металлов; взаимодействие щелочных металлов с кислородом воздуха.
Первые варианты данной разработку студенты и сотрудники кафедры представляли и демонстрировали на различных выставках, конференциях и мастер-классах, таких как: 50-я Московская международная выставка «Образование и карьера» (10.11.2019 в Гостином Дворе), Фестиваль науки 2019.
Данный практикум очень востребован в современном мире и уже неоднократно заслужил положительные отзывы преподавателей и сотрудников ведущих университетов нашей страны.
Данный Виртуальный практикум был представлен в феврале 2019 года на выставке в Париже, посвященной Международному году Периодической таблицы химических элементов. Среди примерно 20 представителей РХТУ им. Д.И. Менделеева были и двое студентов четвертого курса кафедры информационных компьютерных технологий – Егор Василенко и Антон Литвиненко. Они представили свой Химический практикум в виртуальной реальности на выставке в здании ЮНЕСКО в Париже. У нашего университета было два стенда, один из которых полностью был отдан нашим ребятам, погружавшим в виртуальную химическую реальность всех желающих. Несколько десятков человек – посетителей выставки – ежедневно выполняли качественные и аналитические реакции и опыты без использования настоящих химических реактивов и посуды. Особую заинтересованность в разработке проявляли представители образовательного сообщества – преподаватели, обучающиеся. Лестных слов заслужила разработка ребят от их молодых коллег из МГУ.
В данный момент Виртуальный химический практикум часто демонстрируется на различных выставках, Дне Карьеры, Фестивале Науки 0+, на Днях Открытых Дверей РХТУ.
Видео о данной разработке можно посмотреть по следующей ссылке на канале кафедры в YouTube
3. Виртуальный завод
На кафедре идет разработка интерактивной программной среды для обучения химической технологии.
Программный комплекс представляет натуралистичную модель промышленного производства метанола и сделан на основе существующего химического завода. Он позволяет проводить виртуальные лабораторные работы по изучению химико-технологических процессов современного производства, а также дает возможность познакомиться с системой управления протекающими процессами в режиме реального времени в 3D проекции (на базе платформы Unity 3d).
В виртуальной реальности представлены химико-технологические промышленные объекты, такие как реакторы, теплообменники, сепараторы, ректификационные колоны и другое химическое оборудование. Все объекты полностью копируют реально существующие и имеют те же характеристики (размер, параметры).
Реализованная в VR система управления моделирует различные события технологического процесса, включая аварии, запуск и остановку производства и позволяет оператору управлять ими.
Комплекс помогает закрепить теоретические знания, служит интерактивным учебным пособием, позволяющим самостоятельно дистанционно изучать процессы и аппараты химической технологии, автоматизированные системы управления химико-технологическими процессами и даёт практические знания в области управления производством, в том числе и лицам с ограниченными возможностями.
Видео о данной разработке можно посмотреть на YouTube канале кафедры.
4. Сверхпрочный керамический материал, армированный углеродными нанотрубками
Более 10 лет преподаватели, аспиранты и студенты кафедры совместно с кафедрой огнеупорных материалов ведут разработку по созданию сверхпрочного, но в тоже время легкого керамического материала, армированного углеродными нанотрубками, который можно будет использовать в различных областях промышленности.
Сейчас композитные материалы очень востребованы, из-за их качественно новых свойств и возможностей. Созданная научная группа занимается исследованием и математическим моделированием процессов получения керамоматричных нанокомпозитов, армированных углеродными нанотрубками и разрабатывает такой композитный материал, который можно будет использовать для производства деталей в авиационной и космической промышленности, например для сопел турбин самолёта. Он более лёгкий и более прочный, чем те материалы, которые используют сейчас. Так же данные материалы применяются в машиностроении, судостроении, в качестве элементов для ядерных реакторов, в глубоководной технике и многих других сферах.
О данной разработке аспирантка кафедры Анна Шанева рассказала корреспонденту газеты Москва Северо-Запад. Подробнее с этим интервью можно ознакомиться по ссылке.
В процессе обучения на кафедре ИКТ студенты разрабатывают множество программ и программных модулей, которые имеют как теоретическое, так и практическое значение.
Лучшие студенческие разработки мы будем помещать здесь!
РАЗРАБОТКИ СТУДЕНТОВ КАФЕДРЫ
- 1. Боков Александр, студент 4 курса, Программа численного решения дифференциальных уравнений параболического типа различными методами с возможностью моделирования свободного члена уравнения
- 2. Евсюк Дарья, студентка 4 курса, Виртуальный тур по кафедре ИКТ
- 3. Ковшаенко Георгий, студент 4 курса, Информационная система по составам растворов для электроосаждения металлов
- 4. Ишонина Марина, студентка 4 курса, База данных по приоритетным направлениям развития биотехнологии
- 5. Кириллов Никита, студент 4 курса, Макет (схема) перекрёстка с интеллектуальной системой управления потоками транспорта на нём (посмотреть)
- 6. Ермолаев Никита, студент 4 курса, Макет (схема) перекрёстка с интеллектуальной системой управления потоками транспорта на нём (посмотреть)
- 7. Варданян Андраник и Колосов Антон, студент 1 курса магистратуры и выпускник факультета, Портал искусственного интеллекта (посмотреть)
Если ты хочешь, чтобы и твоя разработка попала на сайт, присылай свою заявку и работу по адресу
Ждем твои работы!!