У найближчі 3–5 років у відділі заплановано дослідження у сфері розробки сучасних бездротових сенсорних мереж та мультисенсорних систем для експрес-діагностики стану біологічних об’єктів для потреб сільського господарства, прецизійного землеробства, екологічного моніторингу та медицини. Згідно даних щорічного дослідження «Frost & Sullivan TechVision», проведеного у 2016 р., до 50 найкращих та перспективних технологій відносять, в тому числі, і бездротові сенсорні технології. До 2017 року об’єм ринку промислових бездротових сенсорних мереж досяг 3,8 млрд. доларів США. Зростання екологічно відповідальних ринків породжує попит на системи підтвердження екологічної сумлінності. Розроблювані у відділі бездротові сенсорні мережі здатні відстежувати зміни концентрації небезпечних речовин в довкіллі, використовуючи для цього рослини як індикатори, що є інноваційною технологією у світі. На даний час в світі не існує подібних технологій, які виготовляють або застосовують серійно. Інтеграція моніторингових даних і застосування алгоритмів інтелектуального аналізу дозволять ідентифікувати додаткові ризики екологічних порушень. Масове зростання ринку промислових бездротових сенсорних мереж прогнозується у 2017–2020 рр. Передбачається, що до 2020 року в світі буде використовуватися 30,1 млрд. бездротових пристроїв. Максимальна проява тренду прогнозується у 2020–2030 рр.
У співпраці з іноземними партнерами (Німеччина, Тайвань, Болгарія, Іспанія, Єгипет, США) у відділі заплановано розроблення та доведення до серійного виробництва інноваційних технологій на базі бездротових сенсорних мереж для потреб сільського господарства, прецизійного землеробства та екологічного моніторингу, що не тільки не поступатимуться світовим аналогом, але завдяки застосуванню розроблюваних у відділі методик та алгоритмів обробки даних вимірювання будуть перевершувати їх при застосуванні у певних прикладних задачах за рядом параметрів, зокрема масштабованістю мережі, енергоспоживанням, наявністю та ефективністю зворотного зв’язку на об’єкти вимірювання або оточуюче середовище.
У складі міжнародного колективу (Австрія, Німеччина, Італія, Греція, Болгарія, Франція, Польща, Вірменія) фахівці відділу братимуть участь у дослідженнях по розробці нових інноваційних технологій, методів і засобів оптичної спектроскопії вірусів. За результатами цієї співпраці готується до подачі заявка на фінансування в рамках програми Horizon-2020.
У найближчі 3–5 років у відділі заплановані та прийняті до виконання у вигляді відомчих науково-дослідних тем і проектів комплексної науково технічної програми НАН України наступні науково-дослідні роботи:
- Розробити нові інформаційні технології та методи моделювання, дослідження і проектування смарт-систем для прецизійного землеробства, захисту довкілля та охорони здоров’я
Основною метою роботи є розробка нових інформаційних технологій та методів моделювання, дослідження і проектування смарт-систем для прецизійного землеробства, захисту довкілля та охорони здоров’я.
Кінцеві цілі роботи полягають у розробці і створенні смарт-системи моніторингу на основі бездротової сенсорної мережі в складі досить численних смарт-сенсорів, координатора і концентратора мережі для керування її роботою, створенні відповідного методичного та програмного забезпечення для зчитування, обробки та передачі даних в середині мережі та на віддалений сервер чи мобільну безпілотну платформу, напрацюванні методів та алгоритмів генерування відповідних управлінських рішень у тому числі засобами хмарних технологій для прецизійного землеробства, захисту довкілля та моніторингу стану здоров’я людини.
- Розробити «розумні» сенсорні прилади нового покоління та сенсорні мережі з властивостями функціональної та інформаційної безпеки для цифрового землеробства, охорони здоров’я та довкілля
Основною метою роботи є розробка «розумних» сенсорних приладів та мереж на їх основі для цифрового землеробства, захисту довкілля, охорони здоров’я, готових до впровадження у практику експресного аналізу в медицині, екології, біотехнології, харчовій, хімічній та фармацевтичній промисловості тощо.
Кінцеві цілі проекту спрямовані на розробку та підготовку до впровадження у практику нових «розумних» сенсорів та мереж на їх основі з забезпеченням високого рівня функціональної та інформаційної безпеки. Такі мережі та сенсори дозволять забезпечити більш швидкий, надійний, чутливий та дешевий аналіз різноманітних речовин та діагностику стану біологічних об’єктів у порівнянні з існуючими аналітичними методами, а одночасне застосування технології Інтернету речей дозволить перейти до якісно нового рівня виробництва та споживання продукції та послуг. Це дасть змогу:
- якісно покращити медичну діагностику та зробити її доступнішою для широких верств населення; створити спільноту людей, позбавлених хвороб від народження, з виключеними ризиками виникнення захворювань та фізичних пошкоджень на протязі життя, з психікою, захищеною від негативних впливів;
- запобігти забрудненню навколишнього середовища відходами промислових виробництв за рахунок введення в практику сучасних систем екологічного моніторингу та запобігання техногенних аварій;
- запобігти надходженню забруднених продуктів харчування у торгівельні мережі за рахунок більш широкого використання портативних експрес-систем аналізу як постачальниками, так і споживачами;
- покращити контроль технологічних процесів біотехнологічного та хімічного виробництв за рахунок впровадження нових «розумних» сенсорних систем з високим рівнем функціональної та інформаційної безпеки.
- Розробка та підготовка до серійного виробництва бездротових мереж «розумних» мультисенсорів та біосенсорних приладів для експрес-діагностики стану виноградних і плодоягідних культур та контролю процесу виробництва вина
Метою роботи є розробка «розумних» біосенсорних приладів та мереж на їх основі у рослинництві та харчовій промисловості для експрес-діагностики стану виноградних та плодоягідних культур, контролю якості вина та виноматеріалів у процесі виробництва.
Кінцеві цілі проекту спрямовані на розробку та підготовку до впровадження у практику нових «розумних» мультибісенсорів, біосенсорних приладів та мереж на їх основі. Такі мережі та сенсори дозволять забезпечити експрес-діагностику стану виноградних та плодоягідних культур в період вегетації,а також швидкий, надійний, чутливий та дешевий аналіз складових вина та виноматеріалів у порівнянні з існуючими аналітичними методами. Це дасть змогу покращити контроль технологічних процесів у виноробстві та запобігти надходженню неякісних напоїв у торгівельні мережі за рахунок більш широкого використання портативних експрес-систем контролю якості в процесі їх виробництва. Виконання проекту заплановано у співпраці з Інститутом молекулярної біології і генетики НАН України.
-автоматов. Кибернетика и системный анализ. – 2017. – Т. 53, № 4. – С. 22–36.