Создавать умные технологии для сельского хозяйства – в аспирантуре ЛЭТИ

Выращивание растений требует определенного режима освещения в зависимости от его типа и стадии вегетации. Влияние света на процессы прорастания семян, удлинения стебля, расширения листьев, цветения и другие можно наблюдать на протяжении всего жизненного цикла растения.

Естественного освещения в регионах России недостаточно и применяют дополнительный источник света для роста растений. Согласно исследованиям, для искусственного освещения сельскохозяйственных культур перспективно использование специализированных светодиодных ламп, так называемых фитоламп. На рынке есть несколько типов фитоламп – на основе светодиодов, натриевых и ртутных ламп. Однако у таких ламп есть ряд недостатков, к ним относятся: высокое энергопотребление и тепловыделение, неэффективный спектральный состав излучения, высокая стоимость и статический спектр излучения.

Созданию энергоэффективной лампы для освещения сельскохозяйственных культур посвящена научно-исследовательская работа «Создание оптической системы для улучшения роста растений в высокоинтеллектуальных автономных агротехнических комплексах» аспирантки кафедры фотоники Марии Романович. Исследовательница отмечает, что преимуществами ее разработки станут цифровое управление, низкое тепловыделение и возможность регулирования спектрального состава в зависимости от типа сельскохозяйственной культуры. Также лампа будет содержать каталог программ освещения, составленный на основе полученных результатов исследований.

«Сфера сельского хозяйства является одной из самых привлекательных для внедрения цифровых фотонных технологий. Улучшение урожайности сельскохозяйственных культур всегда будет одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством. Многочисленные эксперименты показывают положительное воздействие оптического излучения на увеличение всхожести и скорости роста растений. Особенно важны такие исследования для районов Земли с низким уровнем соляризации, а также для тепличных культур, выращивание которых проводится в течение всего года», – отметил заведующий кафедрой фотоники Сергей Анатольевич Тарасов.

Создание фитоламп особенно актуально для северных регионов, где отсутствие достаточного количества естественного освещения приходится компенсировать с помощью искусственного света. Разрабатываемая система должна стать частью «умной» теплицы, способной обеспечить высокую урожайность сельскохозяйственных культур при высокой энерго- и теплоэффективности, а также практически полной автономности функционирования.

«Меня интересуют исследования, находящиеся на стыке биологии и электроники, которые связаны с изучением физиологии растений при воздействии на них излучения различного спектрального состава, разработкой эффективных фитоизлучателей с целью ускорения роста культур. Я люблю выращивать комнатные цветы, но им всегда недостаточно света в наших географических широтах. Первые шаги в этом направлении я сделала, когда разрабатывала проект, с которым победила в программе «УМНИК», – рассказала Мария Романович.

Мария Романович с отличием окончила магистратуру СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в 2020 году. Ей была присвоена квалификация магистра по направлению 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника». Тема выпускной квалификационной работы – «Разработка многоволновой светодиодной фитолампы с регулируемым спектральным составом».

Обучаясь в магистратуре, Мария наметила тему будущего исследования, активно принимала участие в конференциях, готовила научные публикации. В 2019 году стала победителем программы «УМНИК» с проектом «Разработка энергоэффективного светодиодного фитоизлучателя с изменяемым спектром излучения», победителем конкурса лучших инновационных проектов в сфере науки и высшего образования Санкт-Петербурга в номинации «Лучшая научно-инновационная идея». В 2020 году Мария выиграла конкурс грантов для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов вузов, отраслевых и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга.

Мария Романович стала лучшей выпускницей СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в категории «Наука» на Всероссийском студенческом онлайн-выпускном, а также была награждена благодарственным письмом губернатора Санкт-Петербурга А. Л. Беглова на XVIII церемонии чествования лучших выпускников вузов города.

Кафедра фотоники принимает в аспирантуру по направлению 12.06.01 «Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии», на программу аспирантуры с направленностью (профилем) 05.11.07 «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» (Фотоника). Кафедра фотоники, единственная в ЛЭТИ, реализует англоязычную программу аспирантуры Optical and Optoelectronic Devices and Systems.

Всего в 2021 году выделено 99 бюджетных мест по очной форме обучения на все направления подготовки аспирантуры.