Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (сокращённо ИАиЭ СО РАН) — научно-исследовательское учреждение, входящее в состав Сибирского отделения Российской академии наук. Расположен в городе Новосибирске, в Академгородке. Институт специализируется на проведении фундаментальных и прикладных исследований в области автоматического управления, измерительной техники, лазерной физики, оптики, информационных технологий и микроэлектроники. Является одним из ведущих центров Российской академии наук по данным направлениям.

История

Основание и первые годы

Институт был основан в 1957 году как один из первых научных институтов создаваемого Сибирского отделения АН СССР. Первоначальное название — Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения АН СССР. Инициатором создания выступил академик Михаил Алексеевич Лаврентьев, который видел необходимость в развитии технических наук в новосибирском научном центре. Первым директором института стал член-корреспондент АН СССР Владимир Алексеевич Трапезников (впоследствии академик). Под его руководством были заложены основные направления научной деятельности, связанные с теорией автоматического регулирования, разработкой измерительных систем и управляющих вычислительных машин.

Развитие в 1960–1980-е годы

В 1960-е годы институт активно развивал направление лазерной физики и оптики, что привело к созданию мощных лазерных систем и методов лазерного зондирования атмосферы. В 1970-е годы были развёрнуты работы по голографии, оптической обработке информации и цифровым измерительным приборам. В 1980-е годы институт участвовал в создании систем управления для космических аппаратов и промышленных роботов. В этот период ИАиЭ СО РАН стал одним из лидеров в СССР по разработке лазерных дальномеров и систем лазерной локации.

Постсоветский период и современность

После распада СССР институт сохранил свой научный потенциал, хотя и столкнулся с сокращением государственного финансирования. В 1990-е годы были разработаны новые направления, такие как волоконная оптика, микроэлектроника и нанотехнологии. В 2000-е годы институт активно участвовал в федеральных целевых программах, в том числе по созданию элементной базы для фотоники и квантовых вычислений. В 2010-е годы ИАиЭ СО РАН вошёл в состав Федерального исследовательского центра «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» в качестве обособленного подразделения, сохранив при этом статус самостоятельного юридического лица. В 2020-е годы институт продолжает исследования в области автоматизации, лазерной техники и информационных технологий.

Структура и руководство

Организационная структура

Институт состоит из нескольких научных отделов и лабораторий, объединённых по тематическим направлениям. Основные структурные подразделения включают:

• Отдел автоматического управления и системотехники;
• Отдел лазерной физики и оптики;
• Отдел измерительной техники и микроэлектроники;
• Отдел информационных технологий и математического моделирования;
• Лаборатория волоконной оптики и фотоники;
• Лаборатория квантовой оптики и нанофотоники.

Также в состав института входят опытно-конструкторские подразделения и экспериментальные мастерские, обеспечивающие изготовление опытных образцов приборов и систем.

Руководство

Директором института с 2015 года является академик РАН Сергей Григорьевич Псахье (специалист в области физики прочности и механики материалов). Научным руководителем института — академик РАН Юрий Иванович Журавлёв (специалист в области теории управления и распознавания образов). В разные годы институтом руководили видные учёные, такие как академик Владимир Алексеевич Трапезников (1957–1965), член-корреспондент АН СССР Георгий Алексеевич Бендриков (1965–1985), академик Анатолий Степанович Алексеев (1985–1995) и другие.

Основные направления научной деятельности

Автоматическое управление и системотехника

Институт разрабатывает методы и алгоритмы управления сложными динамическими системами, в том числе с использованием адаптивных и робастных подходов. Ведутся работы по созданию систем управления для робототехнических комплексов, беспилотных летательных аппаратов и технологических процессов. В рамках этого направления созданы теоретические основы для построения систем с переменной структурой и систем с запаздыванием.

Лазерная физика и оптика

ИАиЭ СО РАН является одним из ведущих центров в России по лазерной физике. Исследования охватывают:

• Разработку мощных твердотельных и газовых лазеров;
• Лазерное зондирование атмосферы (лидары) для экологического мониторинга и метеорологии;
• Голографию и оптическую обработку информации;
• Фемтосекундную лазерную микроскопию и спектроскопию.

Созданные в институте лазерные системы используются для дистанционного обнаружения загрязнений, измерения параметров атмосферы и в научных исследованиях.

Измерительная техника и микроэлектроника

Институт разрабатывает прецизионные измерительные приборы, включая цифровые вольтметры, частотомеры, анализаторы спектра и системы сбора данных. В области микроэлектроники ведутся работы по созданию интегральных схем для обработки сигналов, микромеханических датчиков (акселерометров, гироскопов) и элементов микросистемной техники. Разработаны технологии изготовления кремниевых микроструктур для датчиков давления и ускорения.

Информационные технологии и математическое моделирование

В институте ведутся исследования по математическому моделированию сложных систем, обработке больших данных (Big Data), машинному обучению и компьютерному зрению. Разрабатываются алгоритмы для распознавания образов, анализа изображений и управления распределёнными вычислительными системами. Созданы программные комплексы для моделирования физических процессов в лазерных системах и оптических устройствах.

Волоконная оптика и фотоника

Направление включает исследования по разработке волоконно-оптических линий связи, датчиков на основе брэгговских решёток, волоконных лазеров и усилителей. Созданы образцы волоконно-оптических гироскопов и систем мониторинга деформаций в строительных конструкциях и трубопроводах.

Применение и значение

Промышленность и техника

Разработки института находят применение в различных отраслях промышленности:

• Авиация и космонавтика: системы управления полётом, лазерные дальномеры, гироскопические приборы;
• Энергетика: системы мониторинга и управления энергоблоками, датчики для атомных станций;
• Нефтегазовый сектор: волоконно-оптические датчики для контроля состояния трубопроводов и скважин;
• Машиностроение: системы автоматизации технологических процессов, роботизированные комплексы.

Экология и мониторинг

Лазерные системы дистанционного зондирования, разработанные в институте, используются для контроля загрязнения атмосферы, обнаружения лесных пожаров, мониторинга состояния озонового слоя и измерения параметров облачности. Лидары ИАиЭ СО РАН установлены на ряде метеорологических станций в России и за рубежом.

Научные исследования

Институт является базой для подготовки научных кадров — аспирантов и докторантов. На базе института действуют кафедры Новосибирского государственного университета (НГУ) и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ). Сотрудники института регулярно публикуют статьи в ведущих научных журналах, участвуют в международных конференциях и проектах.

Интересные факты

• В 1960-е годы в институте была создана одна из первых в СССР цифровых вычислительных машин для управления технологическими процессами — «Электроника-100».
• В 1970-е годы сотрудники института разработали лазерный дальномер, который использовался для измерения расстояния до Луны в рамках советской лунной программы.
• В 1980-е годы в институте была создана уникальная голографическая установка для записи и воспроизведения трёхмерных изображений, которая экспонировалась на ВДНХ.
• В 2000-е годы институт участвовал в создании системы управления для российского модуля Международной космической станции (МКС).
• В 2010-е годы на базе института был открыт Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) — один из крупнейших проектов в области синхротронных исследований в России.

Источники

• Устав Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН).
• Официальный сайт ИАиЭ СО РАН (www.iae.nsk.su).
• История Сибирского отделения РАН. Том 1: 1957–1967. — Новосибирск: Издательство СО РАН, 2007.
• Научные школы Сибирского отделения РАН. — Новосибирск: Издательство СО РАН, 2015.
• Публикации сотрудников ИАиЭ СО РАН в журналах «Автометрия», «Квантовая электроника», «Оптика атмосферы и океана».