Cinque progetti innovativi dell’Università Politecnica di San Pietroburgo “Pietro il Grande”

Università politecnica di San Pietroburgo “Pietro il Grande” (SPbPU)
Dal pattugliamento spaziale delle navi grazie a satelliti a forma di cubo alla rimozione di tumori benigni senza interventi chirurgici a un alluminio super duttile, gli ingegneri dell’SPbPU ci hanno parlato del loro lavoro d’avanguardia

Nel 2020, in seguito a un concorso del Ministero dell’Istruzione e della Scienza della Federazione Russa, è stato creato un centro scientifico di livello mondiale di “Tecnologie digitali avanzate”, a coordinare il quale c’è l’Università politecnica di San Pietroburgo “Pietro il Grande” (SPbPU). L’obiettivo principale del programma del nuovo centro è arrivare a una svolta scientifica e tecnologica basata su ricerca di base e ricerca applicata, creando le condizioni per la transizione a un livello fondamentalmente nuovo di applicazione delle tecnologie scientifiche d’avanguardia e di efficacia della moderna produzione digitale. Ecco cinque invenzioni molto innovative nate in questo contesto.

1 / Il “Diater”: diagnosi e rimozione dei tumori grazie agli ultrasuoni

Nel febbraio 2020, gli scienziati hanno presentato un prototipo russo del dispositivo “Diater”, che, utilizzando gli ultrasuoni, rileva e poi rimuove le neoplasie benigne nella ghiandola mammaria.

In questo caso non è richiesto alcun intervento chirurgico, le incisioni vengono sostituite da un sistema non invasivo. La chirurgia ad ultrasuoni (HIFU, High Intensity Focused Ultrasound; Ultrasuono ad alta intensità focalizzato) è considerata la più sicura per l’uomo, poiché non provoca la comparsa di nuove cellule tumorali e non richiede l’anestesia generale.

Aleksandr Berkovich, capo del laboratorio di apparecchiature mediche ad ultrasuoni presso l’Università politecnica di San Pietroburgo, ha spiegato che il dispositivo rileva una neoplasia utilizzando uno scanner diagnostico e quindi emette un’ecografia direzionale con uno speciale sensore di forza che distrugge la neoplasia.

Sono previste modifiche del dispositivo per rimuovere le neoplasie nelle ghiandole mammarie, tiroidee, renali ed epatiche. L’unicità del dispositivo, secondo Berkovich, risiede nell’uso simultaneo degli ultrasuoni in tre qualità: controllo operativo diagnostico, terapeutico e non invasivo.

Diater è stato sviluppato da specialisti del laboratorio di ricerca sugli ultrasuoni della SPbPU e dello stabilimento di produzione di strumenti  avanzati di Novosibirsk, appartenente alla holding Shvabe (Rostec). I test tecnici e clinici saranno effettuati nel 2020 e nel 2021, dopodiché il dispositivo dovrà essere registrato presso il Roszdravnadzor, il Servizio federale per il controllo nel campo della Sanità, e potrà essere messo sul mercato.

2 / Imbarcazioni di pattuglia senza pilota

Diversi progetti di auto senza pilota sono stati mostrati nel 2020 da giovani ingegneri della SPbPU, tra cui va segnalato in particolare l’imbarcazione da pattugliamento “CyberBoat 330” per acque poco profonde.

I dispositivi CyberBoat 330 sono versatili nell’uso: possono monitorare, pattugliare aree assegnate, esplorare i fondali marini, navigare in acque poco profonde senza timore di danneggiamento e, grazie a fonti di energia alternative, sono ecologici e hanno una bassa probabilità di perdere la comunicazione in caso si scarichino le batterie principali.

Tali imbarcazioni sono controllate da un operatore che imposta una missione e ne monitora l’implementazione, ma grazie alle apparecchiature con sistemi di visione, rimozione degli ostacoli e supporto alla rotta, possono adattarsi a qualsiasi situazione, anche lavorando insieme ad altre macchine simili. Ciò è necessario, ad esempio, per una ricerca collettiva di determinati oggetti.

3 / Satelliti artificiali ultracompatti per guidare le navi

Presso l’Istituto di fisica, nanotecnologia e telecomunicazioni dell’Università politecnica “Pietro il Grande” di San Pietroburgo, gli specialisti stanno sviluppando dei “CubeSat”, satelliti artificiali ultracompatti di forma cubica. Con appena quindici centimetri di lato, questi cubi sono essenziali per l’esplorazione dello spazio e la raccolta di dati ambientali.

Una delle opzioni per l’utilizzo di tali nanosatelliti è la creazione di un sistema spaziale per l’identificazione automatica ad alta precisione delle navi, necessario per identificarne le dimensioni e la rotta. Al giorno d’oggi, le navi civili sono dotate di dispositivi tecnici radio che ricevono dati dalle stazioni di terra. Un nanosatellite che sorvola il mare sarà in grado di ricevere queste informazioni e trasmetterle alla Terra. I nanosatelliti dovrebbero essere inviati nell’orbita terrestre nel 2021-2022. Sono in corso sviluppi in collaborazione con la Fondazione per la promozione dell’innovazione, Roscosmos e un certo numero di imprese di San Pietroburgo.

Inoltre, al Politecnico è stata sviluppata una piattaforma: un sistema di progettazione predefinito per l’assemblaggio operativo di un piccolo satellite al fine di condurre esperimenti scientifici, tecnologici ed educativi.

4 / Alluminio dalla duttilità unica

Nel corso di esperimenti con l’arco elettrico su un alluminio ad alta prestazione, i ricercatori hanno ottenuto un metallo con una duttilità unica. Con una composizione chimica identica a quella del materiale standard, le proprietà plastiche, in particolare l’allungamento prima della rottura, sono aumentate di tre volte, dal 12 al 41%. Ciò significa che è necessario spendere tre volte più energia per la rottura, e quindi che tale materiale durerà più a lungo.

“Questa scoperta può, in linea di principio, cambiare la visione sulla creazione di strutture”, ha spiegato Oleg Panchenko, capo del Laboratorio di materiali leggeri e strutture di SPbPU. “Le proprietà meccaniche del metallo sono sempre impostate con un margine di sicurezza, e nel nostro caso questo margine è molte volte superiore alle norme stabilite.”

Secondo lui, il campo di applicazione più interessante di un tale materiale è quello spaziale privato, e il laboratorio ha un partner nel Centro di Ricerca e Sviluppo della compagnia S7.

“Il materiale ottenuto sarà in grado di resistere alle deformazioni causate dal carico nello Spazio per un tempo più lungo”, ha detto Panchenko.

5 / Batterie per veicoli elettrici

Il Politecnico di San Pietroburgo in collaborazione con la società cinese ENV New Energy Technology Research Institute Co. sviluppa prodotti per veicoli elettrici basati su batterie agli ioni di litio. Il capo dell’azienda cinese è Wang Qingsheng, laureatosi proprio alla SPbPU.

Gli esperti progettano e assemblano batterie di trazione utilizzando un sistema di termoregolamentazione unico e sviluppano una loro architettura. L’obiettivo principale è aumentare la capacità energetica delle batterie in modo che i veicoli elettrici possano viaggiare più a lungo con una singola carica.


Come le scoperte della principale università scientifica russa aiutano a combattere il Covid-19 

Per utilizzare i materiali di Russia Beyond è obbligatorio indicare il link al pezzo originale

Scoprite le altre entusiasmanti storie e i video sulla pagina Facebook di Russia Beyond

Questo sito utilizza cookie. Clicca qui per saperne di più

Accetta cookie