Разлив нефти в Анапе стал настоящей экологической катастрофой, нанося непоправимый ущерб хрупкой экосистеме курортного региона. Нефтепродукты отравляют почву, делая ее непригодной для растительности, загрязняют грунтовые воды и представляют угрозу для здоровья людей и животных. Доцент кафедры «Химические технологии» Пермского Политеха, кандидат технических наук Андрей Старостин испытал свою разработку на основе магний-аммоний-фосфата (МАФ, струвит) для ликвидации последствий нефтяного разлива на грунте в курортной зоне Анапы. Этот экологичный метод, сочетающий свойства удобрения и сорбента, позволит не только нейтрализовать загрязнение, но и восстановить плодородие прибрежных почв.

На изобретение получен патент №2792136.

— На данный момент основные объемы разлившегося мазута в Черном море уже собраны, однако полностью проблема не устранена. Остаются два ключевых источника вторичного загрязнения. Во-первых, при сильном волнении донные отложения, содержащие остатки нефтепродуктов, могут подниматься и вновь попадать в прибрежную зону. Во-вторых, в процессе механической очистки (просеивания) мазут смешивался с песком, образуя мелкие гранулы, которые из-за своих размеров проходили через фильтры и теперь остаются в песке. Эти остаточные загрязнения, хоть и незначительные, продолжают создавать неудобства. Купающиеся люди непреднамеренно переносят частицы мазута на ногах, оставляя следы на пляжных дорожках и других поверхностях. Визуально вода кажется чистой, но на песке все еще заметны следы загрязнения, — рассказал Андрей Старостин.

Осознавая масштабы бедствия, ученый решил помочь и применил свое изобретение — технологию на основе струвита. Минерал действует как природный «магнит» для загрязнений, связывая нефтепродукты и другие вредные вещества, превращая их в твердые каменистые образования. Эти сгустки не просачиваются вглубь почвы, а остаются на поверхности, что делает их сбор простым и эффективным. МАФ не только нейтрализует вредные вещества, но и обогащает почву элементами, такими как магний, аммоний и фосфаты, которые способствуют быстрому восстановлению растительного покрова и повышению плодородия. Он также обладает умеренной растворимостью, не уходит в грунтовые воды в период проливных дождей и остается в прикорневой зоне, обеспечивая питание растений продолжительное время.

— Наша технология решает сразу несколько задач. Во-первых, мы добиваемся 90% связывания нефтепродуктов в первые недели после внесения. Во-вторых, создаем условия для естественного восстановления экосистемы: уже через 2-3 месяца на обработанных участках появляется устойчивый растительный покров, — добавил Андрей Старостин.

Особую ценность разработке придает ее двойное действие. Как показали полевые испытания, применение МАФ не только очищает почву, но и повышает ее плодородие: в сельскохозяйственных экспериментах использование этого удобрения увеличивало урожайность редиса в 2,5-3,7 раза по сравнению с контрольными образцами. Для шпината оптимальная дозировка составила 10 г/м², что обеспечило максимальный прирост зеленой массы. При этом биологическая утилизация нефтепродуктов происходила в 2,5-3 раза быстрее, чем при традиционных методах рекультивации.

На данный момент Андрей Старостин подал заявку на грант в Кубанский научный фонд, чтобы продолжить исследования и расширить применение технологии. Предложенный им метод открывает перспективы для его масштабирования в курортной зоне Анапы. По расчетам исследователя, данный способ может быть эффективно применен на площади до 5 гектар в течение одного сезона, при этом стоимость восстановления почвы будет на 30-40% ниже традиционных методов. Благодаря этому решению у региона появился шанс не только устранить последствия экологического бедствия, но и вернуть природе ее плодородность.

Для автоматизации задач на современных производствах используются робототехнические комплексы: они ускоряют изготовление, снижают брак и оптимизируют погрузку и сортировку на складах. Кроме того, такие системы могут работать в экстремальных условиях – в космосе, под водой, в контакте с токсичными веществами (в химической промышленности), также их используют в медицине для проведения хирургических операций и реабилитации пациентов с помощью экзоскелетов. Тем не менее, плотность роботизации в России в 19 раз ниже, чем в мире, и страна зависима от импорта. Студенты Пермского Политеха представили готовый прототип робототехнического комплекса, который имеет высокую точность, гибкость в адаптации под разные устройства, прост в управлении, а также снижает энергопотребление вплоть до 30%.

Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Робототехнический комплекс — это автоматизированный механизм, состоящий из робота-манипулятора, системы управления, датчиков и вспомогательных механизмов. Он предназначен для выполнения сложных задач без постоянного участия человека, заменяя или дополняя ручной труд в промышленности, логистике, медицине и других сферах.

Современная робототехника стремится к созданию энергоэффективных, надежных и адаптивных решений, способных заменить традиционные гидравлические и пневматические системы – они сложны в обслуживании, имеют проблемы с точностью и гибкостью, перепрограммировать их под новые задачи сложно и дорого.

Студенты Пермского Политеха под руководством ученых разработали прототип робототехнического комплекса с системой для снижения нагрузки на подвижные элементы и приводы. Научными руководителями проекта выступили Луиза Коногорова, директор бизнес инкубатора ПНИПУ «Динамика роста», и Даниил Курушин, доцент кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» ПНИПУ, кандидат технических наук.

В условиях возрастающих требований к грузоподъемности и долговечности робототехнических манипуляторов необходимо минимизировать их энергопотребление и повышать точность. Современные промышленные роботы сталкиваются с проблемой ухудшения динамических характеристик из-за значительных статических и динамических нагрузок, которые вызваны массой звеньев, рабочих органов и транспортируемых объектов. Это приводит к перегрузке приводов, снижению точности позиционирования и преждевременному износу узлов. Разработанная политехниками система компенсации на основе пружин растяжения, которые интегрированы в шестизвенную конструкцию, частично погашает силу тяжести за счет преобразования механической энергии в упругую деформацию. Это минимизирует дефекты каркаса и адаптирует систему к переменным нагрузкам.

— Основу системы компенсации составляют пружины растяжения. При работе они «вбирают» часть энергии, снижая усилие, поступающее на приводы – «моторы» любого механизма, которые заставляют его двигаться, – и минимизируя износ. Система оснащена датчиками и контроллером, которые анализируют нагрузку в реальном времени, обеспечивая плавность движений и точность позиционирования, — рассказывает Никита Назаров, руководитель проекта, студент электротехнического факультета ПНИПУ.

По сравнению с существующими аналогами разработка политехников снижает энергопотребление до 30%, а несложная механическая конструкция упрощает обслуживание и ремонт. Также систему можно адаптировать для различных применений — от промышленных манипуляторов до медицинских экзоскелетов.

— Внедрение комплекса позволит малым и средним предприятиям получить доступ к автоматизации, которая ранее была для них недоступна из-за высокой стоимости. Окупаемость проекта составляет от 1,5 до 3 лет в зависимости от сферы применения. Рост спроса на промышленную робототехнику, который составляет около 15% в год, и глобальный тренд на энергоэффективность делают эту разработку особенно перспективной, — комментирует Луиза Коногорова, директор бизнес инкубатора ПНИПУ «Динамика роста».

Уже готов прототип робототехнического комплекса. На 2025 год запланированы запуск мелкосерийного производства, расширение модельного ряда, разработка собственного ПО.

Робототехнический комплекс студентов Пермского Политеха — это шаг вперед в создании доступных, надежных и адаптивных автоматизированных систем. Его внедрение снизит затраты предприятий и расширит возможности автоматизации в новых сферах.

Форсунки – ключевые элементы бензиновых и дизельных двигателей, которые дозированно подают топливо в камеру сгорания в виде мелкого распыла. Необходимо регулярно проверять их исправность, так как от этого зависит правильность работы двигателя, умеренность расхода горючего и экологичность выбросов выхлопных газов. Существующие стенды для выявления отклонений – это чаще всего сложные габаритные установки с дорогостоящим оборудованием, неудобные в обслуживании. Специалисты Пермского Авиатехникума и Пермского Политеха представили инновационный стенд для диагностики топливных форсунок, созданный с применением аддитивных технологий. Новое решение отличается компактностью, низкой себестоимостью и простотой производства, что делает его доступным и перспективным для российских предприятий.

Регулярная проверка топливных форсунок должна проводиться в обязательном порядке в рамках периодического технического обслуживания. Для этого применяются стенды со специализированным оборудованием, которое проверяет производительность и качество распыла. Они позволяют точно определить состояние форсунок, выявить засоры, износ или электрические неисправности. Это важно для правильной работы двигателя, экономии топлива и снижения вредных выбросов.

– Существуют российские стенды для испытания и регулирования форсунок, но они имеют существенные недостатки: высокая стоимость, большие габариты, сложность в обслуживании и ремонте, – поделился руководитель проекта Антон Захаров, начальник учебно-производственного комплекса КГАПОУ «Авиатехникум».

Совместная коллаборация ВУЗа и техникума позволила представить свой макет стенда, который решает эти проблемы за счет применения аддитивной и фрезерной технологий, что значительно снижает затраты на производство.

На 3D-принтере из износостойкого термопластика напечатана основная часть – корпус стенда, который можно легко перепечатать и заменить, если он подвергнется повреждению или поломке в результате эксплуатации. Фрезерный станок использовался для изготовления верхней и нижней основы из алюминия. Также в конструкцию входят необходимые электронные компоненты: 12-вольтовый блок питания, штуцер, тумблер, переходная гайка и сама форсунка, которые не печатаются на 3D-принтере.

– Совмещение традиционных и аддитивных методов изготовления дает ряд преимуществ. Полная себестоимость стенда составила всего 6518 рублей, включая алюминиевые детали и электронные компоненты, что примерно на 30% дешевле аналогов. Он меньше по габаритам и весу в сравнении со стендами российского и зарубежного производства. Наша модель довольно проста в изготовлении и обслуживании, а также оставляет большой простор для модернизации конструкции, – поделился Андрей Могильников, руководитель команды, аспирант кафедры «ИТАС» ПНИПУ.

Специалисты отмечают, что оптимизация производства достигается за счет снижения затрат на прототипирование и минимизации излишков материалов.

– Разработка позволяет изучить работу топливной аппаратуры согласно оригинальному заводскому тест-плану и выявить отклонения от поставленных норм. Форсунку устанавливают в стенд, подключают к жидкостной магистрали и подают специальный состав с давлением около 8 атмосфер, за счет чего имитируется работа элемента в двигателе. В процессе контролируется герметичность форсунки, количество проходимого топлива и качество распыла. На основе полученных данных мастер составляет объективную картину состояния элемента и определяет все дальнейшие действия по регулировке, ремонту и профилактике поломок, – объясняет Кирилл Тимофеев, студент КГАПОУ «Авиатехникум».

Далее разработчики продолжат работу по изготовлению приспособлений и тестовых стендов для проверки систем с применением не только аддитивных технологий печати пластиком, но и планируют внедрить металлические порошки и печать лазерной наплавкой.

Инновационная конструкция специалистов Пермского Авиатехникума и ПНИПУ для диагностики топливных форсунок – это пример успешного сочетания традиционных и аддитивных технологий. Он не только дешевле аналогов, но и проще в производстве, что открывает новые возможности для российского малого бизнеса, различных автосервисов и сельскохозяйственных предприятий.

Нефтедобывающая отрасль — одна из самых энергозатратных в мире. Значительная часть расходов компаний приходится на поддержание работы установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), которые обеспечивают до 70% механизированной добычи нефти в России. Они потребляют много электроэнергии, однако из-за неоптимальных режимов работы теряется около 50% мощности оборудования и в результате энергия тратится впустую. Решение этой проблемы предложили ученые Пермского Политеха: они создали программное обеспечение (ПО) для оценки энергоэффективности установок, которое позволяет оптимизировать работу насосов и сократить затраты на электроэнергию до 5%.

На программу выдано свидетельство № 2025615677. Разработка ведется в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Энергопотребление — это не только экономическая, но и экологическая проблема. Рациональное использование ресурсов позволяет не только повысить прибыльность предприятий, но и сократить углеродный след и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. Это особенно актуально для промышленности, включая транспорт, энергетику и нефтегазовый сектор. В последнем особенно ресурсоемким оказывается этап извлечения сырья.

Для подъема нефти из скважин на поверхность используют установки электроцентробежных насосов – получая мощность от электродвигателя, он выкачивает жидкость, которая по трубопроводу поступает вверх. Это один из самых распространенных методов механизированной добычи, особенно на таких месторождениях, где скважина частично заполнена водой или давление в пласте слишком низкое, что затрудняет добычу.

Такие установки потребляют много энергии, однако все равно работают не в полную силу и теряют около 50% мощности. Это происходит из-за того, что оборудование не всегда настраивается оптимально. Сделать это непросто, поскольку нужно учитывать более 40 входных параметров и производить значительное количество вычислений. Существующее ПО делает это медленно и учитывает не все сценарии эксплуатации установок.

Ученые Пермского Политеха создали программу, которая позволяет на 75% быстрее рассчитывать энергоэффективность насосов и учитывать при этом разные режимы работы.

– Программа «Периодика УЭЦН» анализирует ключевые компоненты добычи нефти. Пользователь вводит данные о притоке жидкости из пласта, характеристики насосов (например, мощность и давление), а также параметры двигателей, кабелей и трансформаторов нефтяной установки. При необходимости все это можно корректировать. ПО учитывает взаимное влияние электрических и технологических характеристик, что повышает точность расчетов, – рассказывает руководитель проекта Сергей Мишуринских, доцент кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Расчет происходит всего за 15 минут – в отличие от 1 часа у аналогичных программ-конкурентов.

– «Периодика УЭЦН» уникальная тем, что может моделировать не только непрерывный, но и периодический режим работы нефтяного оборудования, когда насос эксплуатируется не постоянно, а с остановками – такая технология применяется для скважин с низким объемом добычи. Наша программа рассчитывает оптимальные интервалы включения и выключения насосов, что снижает энергопотребление без потери количества добытой нефти, – комментирует программист проекта Андрей Бачурин, старший преподаватель кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» ПНИПУ.

По оценкам разработчиков, внедрение этого ПО позволит нефтедобывающим компаниям сократить время расчетов на 75%, уменьшить затраты на эксплуатацию оборудования и снизить удельное электропотребление на 5%. Для отрасли с годовым потреблением энергии в миллиарды киловатт-часов даже небольшой процент экономии — это десятки миллионов рублей.

Целевая аудитория продукта — нефтедобывающие и сервисные компании, такие как «Роснефть», «ЛУКОЙЛ» и «Газпром нефть».

Внедрение программы «Периодика УЭЦН» может не только увеличить прибыль компаний за счет снижения затрат на электроэнергию, но и сократит углеродный след нефтедобычи, что соответствует современным глобальным трендам на устойчивое развитие. В будущем разработчики планируют привлекать средства через конкурс СТАРТ и грант РНФ, которые пойдут на разработку «коробочной» версии программы.

Современные технологии сталкиваются с ограничениями существующих языков программирования: они либо имеют ограниченную производительность, либо требуют сложного управления данными и очень тонкого отслеживания багов. С развитием робототехники и искусственного интеллекта появилась необходимость в языке, который решает обе проблемы на любом «железе» – от простого датчика до беспилотника, – позволяет создавать быстрые алгоритмы для нейросетей и гарантирует стабильность в критичных системах – например, в медицинских устройствах. Студент Пермского Политеха разрабатывает инновационный язык программирования Ritter, предназначенный для игровых движков, микроконтроллеров, датчиков, нейросетей и даже беспилотников. Этот язык будет сочетать в себе гибкость, расширение возможностей разработчика и простоту в освоении.

Разработка ведется в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Язык программирования – это инструмент, с помощью которого люди задают определенные команды программе или компьютеру в целом. Некоторые языки, например Python, просты в освоении, но медленны. Другие, такие как C++ или Rust, работают быстрее, но требуют глубоких знаний и внимания к деталям, особенно к памяти и данным при работе программы.

Одна из главных проблем традиционных языков — это работа с памятью. Компьютер управляет локальными данными в двух местах: во-первых, в «стеке» (stack) — это очень быстрая, но ограниченная память, как аккуратная стопка тарелок: можно положить новую сверху или взять верхнюю. Во-вторых, в «куче» (heap) — она медленнее, но позволяет хранить те данные, размер которых заранее неизвестен или может меняться в процессе работы программы – это как большой беспорядочный шкаф, откуда можно брать что угодно, но поиск занимает больше времени. Например, если человек пишет приложение для редактирования фото, и пользователь загружает картинку, которую разработчик не знал заранее — ее данные придется хранить в «куче».

Все это может приводить к ошибкам, замедлению и непредсказуемому поведению программы, а в высоконагруженных системах, таких как нейросети, IoT-устройства (датчики, камеры), роботы и беспилотники, скорость отклика крайне важна.

Для решения этих проблем студент Пермского Политеха занялся разработкой нового языка программирования – Ritter, предназначенного для встраиваемых систем и задач, требующих высокой производительности. Он ориентирован на данные (Data-Oriented Design) и предлагает необычный подход к работе с памятью.

В отличие от большинства языков, Ritter использует только «стек», полностью отказываясь от «кучи». Это значит, что вся память определяется заранее, еще на этапе написания кода. Программа становится предсказуемой, работает быстрее, и в ней почти невозможно допустить ошибку, связанную с управлением памятью. Например, в случае с разработкой движка для игры важно, чтобы информация была расположена так, чтобы процессор мог ее быстро использовать. Ritter умеет автоматически перестраивать структуры данных, чтобы они лучше подходили для работы с памятью: он может преобразовать список объектов в набор списков характеристик, что ускоряет работу с графикой и физикой.

Другая особенность Ritter – у него нет привычных жестких типов данных, как в других языках. Вместо этого он позволяет программисту использовать инструкции — специальные указания о том, как интерпретировать биты. Это делает язык очень гибким: одно и то же число можно использовать как цвет, координату или команду. Например, в приложении для умного дома можно задать инструкцию, которая говорит: «Эти 4 байта — это команда для открытия двери», и программа будет понимать это без лишних проверок и накладных расходов.

– Софт, написанный на этом языке, гораздо надежнее и имеет высокую скорость работы – это критично для медицинских приборов или систем управления дронами. Гибкость языка позволяет адаптировать один и тот же код под разные устройства – от крошечных датчиков до мощных серверов. Все это делает его идеальным для игровых движков, микроконтроллеров, датчиков и нейросетей. При всем этом сам код прост, лаконичен и будет понятен даже новичкам, – рассказывает Даниэль Дингес, главный разработчик, студент кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ.

Команда оценивает затраты на создание первой упрощенной версии Ritter в 2 млн рублей, а формирование стандартной библиотеки и инструментов языка — в 7-15 млн рублей. Стратегия монетизации включает открытое ядро (Open-Core) и коммерческие решения для предприятий. Открытый бета-релиз планируется в октябре 2026 года.

Ritter — это инструмент, который может изменить подход к низкоуровневым вычислениям. Его уникальные особенности открывают новые горизонты для разработчиков, а код демонстрирует лаконичность синтаксиса и мощь инструкций для работы с данными.