НИ-40 этап 3 Аннотация

Головной исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Проект «Обеспечение удаленного доступа студентов, исследователей, разработчиков к уникальным научным установкам и оборудованию, реализующим  методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и молекулярной Раман-диагностики» направлен на создание элемента кадровой инфраструктуры ННС с реализацией образовательных методик в области микроскопии и Раман-диагностики посредством удаленного доступа через Интернет. В последние годы методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) позволили достичь уникальных научных результатов в различных областях физики, химии, биологии и микроэлектроники. Новые экспериментальные возможности данного направления — неразрушающий характер исследований, высокое пространственное разрешение делают особенно перспективным применение СЗМ (в частности, атомно-силовой микроскопии — АСМ) для изучения структуры и свойств различных материалов. Создаваемый комплекс с удаленным доступом к СЗМ значительно расширит географию потенциальных потребителей данных измерительных методик и взаимный информационный обмен.

В рамках первого этапа проекта решены следующие задачи:

1. Разработаны и апробированы методики создания учебно-методических комплексов (УМК) с использованием средств удаленного доступа на основе реализации основных методов сканирования проведения сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ).

2. Разработана архитектуры мультисервисной информационно - образовательной системы (МИОС), обеспечивающей эффективную эксплуатацию комплекса с использованием методик удаленного доступа в реальном масштабе времени, создан опытный образец системы, работа которого продемонстрирвоана на мастер-классе «Разработка терминалов обработки данных сканирующей зондовой микроскопии с удаленным доступом на платформе CELL» в рамках 1-ой Всероссийской школы-семинара по наноинженерии (г.Калуга – г.Москва, 10-12 декабря 2008 г.).

3 Разработаны методики оценки основных артефактов СЗМ-изображений и новых методов устранения искажений.

4. Разработана системы видео-конференц связи для демонстрации удаленного эксперимента на оборудовании, реализующем методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и молекулярной Раман-диагностики. Пилотная реализация системы была использована при проведении мастер - класса «Разработка терминалов обработки данных сканирующей зондовой микроскопии с удаленным доступом на платформе CELL» в рамках 1-ой Всероссийской школы-семинара по наноинженерии (г.Калуга – г.Москва, 10-12 декабря 2008 г.).

В рамках второго этапа решены следующие задачи:

1. Разработаны структура и состав аппаратно-программного комплекса (АПК), предназначенного для выполнения научно-исследовательских работ  по направлениям наноинженерии с последующей обработкой результатов сканирования и формированием библиотеки экспериментов.

2. Создан прототип АПК на базе нанотехнологического оборудования и серверов с архитектурой Cell.

В рамках третьего этапа были решены следующие задачи:

1. Опытная эксплуатация прототипа АПК в режиме удалённого доступа

2. Разработка учебно-методических комплексов по направлениям наноинженерии с использованием возможностей созданного АПК.

Для достижения целей проекта создан и введен в опытную в эксплуатацию интеллектуальный терминал обработки данных сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) с удаленным доступом на базе вычислительных комплексов с архитектурой Cell/B.E. На основе результатов исследований внутреннего устройства СЗМ-микроскопов и реализации основных методов сканирования и проведения СЗМ-эксперимента реализуется многофункциональный удаленный интернет терминал на базе Cell сервера.

В программном обеспечении комплекса реализованы функции проведения удаленных лабораторных работ по сканирующей зондовой микроскопии. Проведены исследования и классификация основных артефактов СЗМ-изображений, исследование возможностей существующих методов обработки СЗМ-изображений, разработаны новые методы устранения искажений.

В рамках работы разработана автоматизированная система управления СЗМ и реализован ее прототип на базе вычислительной системы с Cell архитектурой. По результатам работы опубликовано 7 печатных работ (в том числе 2 за первый квартал 2009 год). Результаты работы отмечены дипломом Международной молодежной конференции «Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 2009», дипломом конкурса инновационных проектов МГТУ им.Н.Э.Баумана, дипломом выставки «Образовательная среда-2009».