Осадчук Владимир

Профессор политеха Владимир Осадчук создал уникальный сенсор, определяющий степень опьянения

Не поленитесь дочитать до конца интервью “РЕАЛу” профессора, заведующего кафедрой радиотехники Винницкого национального технического университета Александра Осадчука. Хотя бы потому, что из разговора академического, но доброжелательного ученого с любознательным, но невежественным журналистом можно почерпнуть много интересного и забавного.

— Вообще-то, у меня много разнообразных изобретений: больше полутора сотен патентов Украины и Российской Федерации. На основании них созданы разнообразные устройства для определения состава вещества, так называемые сенсоры физических величин с частотным выходом. Это сенсоры температуры, влажности, концентрации различных газов, индукции магнитного поля, расходомеры и другие высокоточные измерители. Например, они меряют температуру до одной тысячной градуса. А, например, вот этот прибор быстро и очень точно измеряет концентрацию этилового спирта в выдыхаемом человеком воздухе, что автоматически переводится в концентрацию алкоголя в крови, которая высвечивается вот на этой школе (профессор выложил на столе устройства с кабелями, напоминающие приборы, виденные корреспондентом “РЕАЛа” в детстве на уроках физики). Тут и табличка соответствия указана: например, 0,2 промилле – 40 мл чистого спирта выпито, 1,8‰ – уже 200 мл и т.д.

— А устройство, измеряющее концентрацию алкоголя непосредственно в крови, вы еще не сделали?

— Нет пока… Хотя, если бы нам заказали, мы бы сделали.

— А как собственно работает сенсор? Как он фиксирует или определяет алкоголь? Какой-то химический реактив?

— Нет. Работает вот этот датчик (показывает маленькую головку на конце отходящего от прибора кабеля). Наши сенсоры измеряют частоту напряжения проходящего по ним электричества. Например, соответственно концентрации молекул спирта в выдыхаемом воздухе, меняется сопротивление датчика, что вызывает изменение резонансной частоты. Устройство фиксирует и анализирует эти изменения. То есть, ключевой для нас является именно частота, а не сопротивление или напряжение.

— Рабочая поверхность вашего датчика напоминает отрицательный контакт от маленькой батарейки… Если я правильно понял, разные концентрации паров того или иного газа по-разному влияют на сопротивление и частоту в сенсоре?

— Да-да. В данном случае селективность настроена непосредственно на молекулы этилового спирта.

— Но в случае необходимости вы можете перестроить этот прибор на определение концентрации другого вещества?

— Можем; но это уже будет совсем другой датчик, например, на горючие газы – метан, пропан. Или вот — простенький люксметр. Гигиенисты изучают освещение большими неудобными устройствами Ю-107, Ю-110, где надо переключать диапазоны… А вот этот маленький простенький датчик измеряет освещение даже точнее стандартных устройств.

— Опять же, свет изменяет сопротивляемость и частоту в электрической цепи прибора?

— Пожалуй, можно и так сказать, но в конечном итоге измеряется все-таки частота… А вот этот прибор – мультисенсор, мы к нему можем подключать разные датчики (показывает): концентрация горючих газов, температура, атмосферное давление, освещение, индукция магнитного поля, влажность, тензодатчик (измеряет деформацию или нагрузку)…

— А артериальное давление ваши приборы меряют?

— Можно сделать и такой сенсор. Но тут будет другое устройство и задачи не те…

— Александр Владимирович, как вы до всего этого додумались?

— И до меня эта научная школа развивалась в нашем тогда еще институте много лет. Основателем датчиков на основе реактивных способностей транзисторных структур с отрицательным сопротивлением и использованием их в сенсорах является мой отец — Владимир Степанович Осадчук. Доктор наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники, 40 лет заведовал кафедрой микроэлектроники и электронных приборов. Кстати, 9 марта он отмечает 75-летний юбилей. Мы над этой темой вместе работаем уже на протяжении последних 20 лет; патенты общие; под нашим руководством многие уже защитились на кандидатов наук.

— А какова себестоимость одного штучного непромышленного прибора, изготовленного в вашей лаборатории?

— От 500 до 800 гривен.

— А почему же так дешево?

— За счет ноу-хау. Мы используем частотный принцип работы и измерения, что само по себе удешевляет прибор. Нам не надо использовать аналого-цифровые преобразователи, прецизионные усилители и прочие вещи, которые очень усложняют саму систему. У нас же все дешевле, проще, а точность измерения в 2,5-3 раза лучше, чем на стандартных более дорогих приборах.

— Но у вас в этих корпусах тоже есть какие-то микропроцессоры?

— Есть маленькая микросхемка, микроконтроллер стоит, который высчитывает частоту и переводит ее искомую величину, есть функция превращения…

— Если мне не изменяет память, частота измеряется в герцах, но что оно собой представляет, я представляю слабо. Объясните?

— Вся наша жизнь связана с частотой. Начнем с того, что Земля вращается вокруг Солнца с частотой 1 раз примерно за год; мы наблюдаем обороты самой планеты вокруг собственной оси – это низкочастотные колебания. Дальше переходим в звуковой диапазон, то, что мы слышим ухом – от 16 Гц до 20 килогерц (то есть от 16 (без тысяч) до 20 тысяч колебаний в секунду). Ультразвуковой диапазон слышат собаки, дельфины, летучие мыши, сонары его используют для определения глубины и т.д. Затем мы переходим в радиодиапазон: длинные волны, средние, короткие. Дальше — метровый и дециметровый диапазоны. После сверхвысокочастотной спутниковой связи идет промежуток терагерц, который пока что не используется. Затем мы переходим в инфракрасный диапазон — тут уже говорят не про частоту, а про длину волны. Например, человек излучает тепловые волны, которые фиксируют сенсоры ночного видения. Дальше идет так называемый видимый диапазон волн – свет, который мы воспринимаем глазами. Затем ультрафиолетовый диапазон, рентгеновский и гамма-излучение.

— Простите, частота и длина волны – это одна характеристика?

— Взаимосвязанные, в принципе они по формулам переводятся друг в друга.

— Если я еще понимаю, что в воздухе колеблются молекулы газа, то понять, что колеблется, например, в радиоволнах, мне очень сложно.

— Существует, если вы слышали, корпускулярно-волновая теория. Есть колебания частиц, а есть колебания электромагнитных волн… Главное, что в наших сенсорах температура, электромагнитное поле или, скажем, наличие паров этанола вызывает изменение резонансной частоты генератора чувствительного преобразователя…

— Ладно, проехали, видимо, мне не дано… Если ваш прибор в условиях ручной сборки стоит до 800 гривен, какова будет его цена при промышленном изготовлении?

— Себестоимость будет порядка 400 гривен.

— И есть спрос?

— Теоретически есть. Но в Украине радиоэлектронные заводы практически не работают, потому серийного производства наших датчиков нет. Хотя в очень многих местах необходимо измерять разные физические величины. В современном автомобиле, например, больше 40 сенсоров, в стиральной машине – 15. Но работают они на более простых принципах. Например, в зависимости от температуры меняется напряжение, дальше стоит аналого-цифровой преобразователь, например, десятиразрядный – то есть система более сложная, а точность измерений намного меньше, чем у наших сенсоров.

— А если вооружить вашими сенсорами по определению алкоголя ГАИ, инспекторы тоже смогут определять более точные концентрации этилового спирта в выдыхаемом воздухе?

— Не только точнее, но и быстрее, и дешевле. Ведь сейчас ГАИ использует одноразовые трубочки с химическим реактивом, каждая из которых стоит от 20 до 50 гривен. А наш сенсор не требует расходных материалов, работает годами, подключается к компьютеру, куда сбрасываются все данные: кто, когда и сколько промилле выдохнул.

— Александр Владимирович, после оформления патентов, вероятно, в Киеве вы сами предлагаете предприятиям и организациям свои изобретения?

— Теоретически да. Но на практике не хватает времени, чтобы этим заниматься. Есть учебный процесс, лекции, занятия, экзамены… Конечно, мы подходили в ГАИ в Виннице, там проверили, сказали, что очень хорошо. Но объяснили, что они на местном уровне это не решают, надо обращаться в Киев…

Я совсем недавно приехал со стажировки по направлению нанотехнологий и микроэлектроники в институте микросистемотехники технического университета Гамбурга (ведущий в Германии). Мы там с немецкими учеными изготовили сенсоры по измерению давления по нанотехнологиям. В Германии вроде бы есть заинтересованные фирмы: я там делал презентации, после которых заключил договоры о сотрудничестве. Посмотрим, что из этого выйдет.

— Будем надеяться на лучшее. Но даже процедура патентования стоит немалых денег. Вы сами оформляете свои патенты?

— У нас на себя это берет университет: он платит за подачу патента и поддержку первых три года. А мы переуступаем университету свои права. То есть мы – авторы изобретения, а университет – патентообладатель. А возможный гонорар делится между автором и патентообладателем согласно договоренности.

— Главное, чтобы было что делить. Но я так догадываюсь, что пока нечего?

— … Как показывает практика и отчетность всех патентных ведомств мира, продается не больше 3-4% патентов или лицензий на них.

— Экономика не нуждается в изобретениях или просто бизнес их фактически ворует?

— Скорее второе. Сколько примеров, когда покупают целые фирмы исключительно ради патента, которым она владеет? Еще больше случаев, когда просто “сдирают” изобретения; чем, кстати, славятся те же китайцы – они вообще не входят в мировую систему патентирования… Впрочем, вообще-то это не моя тема, не знаю, стоит ли мне об этом говорить…

— А какой смысл тогда вузу от обладания патентами своих ученых?

— Ну, например, министерство требует, чтобы на патенты продавались лицензии, чтобы было внедрение на производство. В принципе, некоторые изобретения и в самом деле внедряются в малосерийном производстве. Но, скорее всего, это престиж вуза.

— А 800 гривен на изготовление этого чувствительного прибора вам дает университет?

— Нет, вы что, только свои! Из бюджета университета я не могу брать деньги.

— Почему? Это же ваша официальная научная деятельность!

— Такого не предусмотрено в финансировании университета.

— Здорово, ученый вашего уровня занимается наукой за свой счет…

— Ну почему. В госбюджете есть тематики по разработке, например, у нас на кафедре сейчас две таких. Одна совместная с львовским национальным университетом имени Франко по разработке сенсоров температуры. Другая – чисто по нашей кафедре – разработка радиотехнических и радиоизмерительных приборов: генераторы, фильтры, умножители частоты и т.д. На это мы выиграли грант, и министерство выделило деньги на научную работу в данном направлении.

— А среди студентов есть фанаты, желающие помочь науке?

— У нас работает студенческий радиоаматорский кружок, начиная со второго курса. Он также попадает под госбюджетные тематики, его студенты и помогают нам в научной работе.

— Александр Владимирович, что собой вообще представляет ваша кафедра?

— Кафедра радиотехники – одна из старейших в нашем вузе. Мы уже отпраздновали 45-летний юбилей. Выпущено больше трех тысяч радиотехников высокого класса. Раньше выпускали по 3-4 группы в год по своей специальности, сейчас 2. Конечно, другие направления тоже изучают радиотехнику, но в меньшей мере. На кафедре работают около двадцати преподавателей и сотрудников. Кафедра достаточно мощная, как в научном плане, так и по выпуску специалистов.

— А какова перспектива трудоустройства ваших выпускников? Молодежь нынче почти вся безработная.

— Насколько я знаю, практически все наши выпускники трудоустраиваются по специальности.

— ?!

— Да. В прошлом году у нас даже число заказов превышало количество выпускников. Заводы, конечно, в Виннице уже не работают. Зато радиотехникам рады на телевидении (например, в прошлом году “ВДТ-6” четырьмя нашими инженерами интересовалось); также их ждут в “Укртелекоме”, у мобильных операторов, в фирмах по ремонту теле-радио передатчиков и приемников, а также там, где занимаются спутниковой связью, кабельным телевидением и Интернетом… Даже самый ленивый может продавать аппаратуру в магазинах, торгующих сравнительно сложной техникой – обычно от консультанта или менеджера требуется ориентирование в ней. А в позапрошлом году два наших выпускника уехали на Ровенскую АЭС, один – теперь уже начальник цеха, оба обеспечены трехкомнатными квартирами и хорошими зарплатами.

— А как вы этих двоих счастливчиков отбирали?

— Никак. Предложили всем, только они и согласились.

— И какой тогда конкурс среди абитуриентов на вашу специальность?

— В прошлом году в радиотехническом институте было около 180 заявлений на 35 мест. Набрали очень хороших студентов, и даже некоторые достойные не прошли конкурс.

— Интересно, у профессора и изобретателя есть время на какое-то хобби?

— Кто хочет, тот всегда найдет время для своих увлечений. Я – мастер спорта по стрельбе из лука. В последнее время занимаюсь блочным луком (тетива и тросы перекинуты через блоки, что дает большую силу и скорость полета стрелы). В последние три года был в составе сборной Украины, сейчас, правда, больше времени отнимает наука. Зимой стреляем в тире на кафедре физвоспитания, а летом – на стрельбищах. Кстати, я на общественных началах являюсь тренером и президентом федерации стрельбы из лука Винницкой области. У нас больше 40 наших студентов занимаются, а также ребята с медуниверситета к нам ходят.

— А можно придумать сенсор для более точной стрельбы из лука?

— В спортивной стрельбе из лука запрещено использовать электронику.