Меганаука метрологія
Кондратов Владислав Тимофійович
Провідний науковий співробітник Інституту кібернетики імені В. М. Глушкова національної академії наук україни, Доктор технічних наук, професор, академік Української технологічної академії (з 1993 р.), член Міжнародної професорської асоціації (РФ, з 1991 р.), член Міжнародної біографічної асоціації (м. Кембридж, Велика британія, з 1998 р.)
Владислав Тимофійович Кондратов — провідний український учений-теоретик у галузі фундаментальної метрології та вимірювальної техніки.
Народився 13 серпня 1945 р. в м. Здолбунів Рівненської області в сім’ї службовців. Вищу освіту здобув у Львівському політехнічному інституті (нині — Національний університет «Львівська політехніка») на радіотехнічному факультеті за спеціальністю «Конструювання та виробництво радіоапаратури». Після закінчення аспірантури при Київському технологічному інституті легкої промисловості (нині — КНУТД) у 1975 р. був направлений на роботу до Інституту кібернетики АН УРСР (нині — Інститут кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України).
В Інституті кібернетики НАН України В. Т. Кондратов пройшов усі кар’єрні щаблі — від старшого інженера, керівника групи, наукового й старшого наукового співробітника до завідувача лабораторії наукового приладобудування. З 1996 р. працює на посаді провідного наукового співробітника.
В. Т. Кондратов є автором і співавтором понад 580 наукових робіт. Одержав 104 авторських свідоцтва СРСР та 110 патентів України й Росії. У 2017 р. опублікував монографію «Основи науково-технічної мови (метрологія та вимірювальна техніка)».
Повна біографія професора В. Т. Кондратова, основні віхи життя, наукової й педагогічної діяльності висвітлені на його персональному сайті http://kondratov.com.ua.
За роки винахідницької діяльності в СРСР (до 1991 р.) був нагороджений нагрудним знаком «Винахідник СРСР».
У 2002 р. В. Т. Кондратов уперше порушив питання про кризу науки метрології в Україні, низьку якість державного стандарту ДСТУ 2681-94 «Метрологія. Терміни та визначення».
На думку професора В. Т. Кондратова — вченого, винахідника, творця — найважливішим завданням держави і Національної академії наук України у XXI столітті є впровадження мегастратегії розвитку фундаментальних наук і створення меганаук як системи фундаментальних знань за галузями матеріального виробництва.
Мегастратегія розвитку фундаментальних наук — стратегія закономірного системного об’єднання всієї сукупності фундаментальних наук і теорій у відповідні меганауки та їхнього комплексного розвитку, спрямованого на розв’язання фундаментальних проблем інноваційного розвитку економіки, технологічне переоснащення виробництва і досягнення шостого та наступних технологічних укладів у конкретних, насамперед у наукомістких, галузях матеріального виробництва, для забезпечення стійкого розвитку науково-технічного потенціалу цієї галузі та держави в цілому.
Меганаука — це системно об’єднана кінцева сукупність фундаментальних наук і теорій, наукові та практичні аспекти якої перебувають у визначених зв’язках і співвідношеннях між собою та слугують досягненню єдиної мети — якісного стрибка в розвитку науково-технічного потенціалу в окремо взятій галузі матеріального виробництва. Ця сукупність виступає як єдине ціле щодо інших меганаук і галузей матеріального виробництва.
До числа фундаментальних меганаук, що зароджуються, належить і меганаука метрологія.
Меганаука метрологія — це сукупність взаємопов’язаних і взаємозалежних фундаментальних наук та теорій із загальними та частковими законами, принципами, методами, математичними моделями, положеннями, умовами та обмеженнями, яка розвиває стратегію прямих, надлишкових та інших вимірювань із використанням нових фізичних принципів вимірювання та методів лінійного і нелінійного вимірювального перетворення величин різної фізичної природи й передбачає результати вимірювань, що досягаються, за якістю та метрологічною надійністю.
Передусім потрібно створити фундаментальну меганауку метрологію як найбільш наукомістку та підготовлену до системного об’єднання з іншими фундаментальними науками і теоріями, які представляють галузі матеріального виробництва, суміжні з приладобудуванням, і забезпечать стійкий розвиток науково-технічного потенціалу цієї галузі.
Нижче на рисунку наведено діаграму, що показує об’єднання в меганауку метрологію близьких до неї наук і теорій, що складають основу інноваційного розвитку загального, спеціального та наукового приладобудування.
Без створення в НАН України Інституту фундаментальних проблем меганауки метрології Україна не зможе досягти шостого технологічного укладу матеріального виробництва.
У XXI столітті науково-технічний прогрес безпосередньо залежить від розвитку загального, спеціального і наукового приладобудування, спрямованого на розробку новітніх засобів вимірювання та контролю параметрів високотехнологічних процесів, складу та властивостей сучасних новітніх речовин і матеріалів.
Важлива роль у цьому належить винахідникам. Підвищення творчої активності винахідників можливе тільки в разі надання їм грошової винагороди за створення винаходу, активного рекламування винаходів відділами інтелектуальної власності академічних інститутів і вищих навчальних закладів.
Держава зобов’язана боротися з «п’ятою колоною», яка через чиновників нівелює значущість патентів України для сталого розвитку держави та рік за роком скорочує термін підтримання дії патентів, нівелює їхню значущість при захисті дисертаційних робіт тощо. Потрібно поновити 20-річний термін підтримки дії патентів України.
Меганаука метрологія: фундаментальні науки, теорії та наукові напрями
1. Наука метрологія
1.1. Теорія прямих вимірювань;
1.2. Теорія надлишкових і (понад)надлишкових вимірювань;
1.3. Магнітопольова теорія вимірювань (на основі явища перенесення енергії та інформації крізь матеріал);
1.4. Теорія похибок;
1.5. Фундаментальні проблеми меганауки метрології.
2. Теорія структурного аналізу рівнянь надлишкових вимірювань
2.1. Філософські аспекти теорії; «об’єднання» фізичних величин та коефіцієнтів; абсолютні, відносні та спеціальні показники модифікованих і конституйованих структур рівнянь надлишкових вимірювань та їхні властивості; способи округлення наближених чисел; властивості рівнянь числових значень;
2.2. Структурний аналіз обмеженої множини рівнянь надлишкових вимірювань;
2.3. Теорія розпаралелювання структур рівнянь надлишкових вимірювань. Підстави, завдання і методи декомпозиції структур;
2.4. Теорія та методи підвищення точності та оперативності оброблення даних на основі декомпозиції структур рівнянь надлишкових вимірювань, паралельних обчислень і розпаралелювання програм;
2.5. Аналіз і тестування алгоритмів машинного оброблення даних.
3. Метрологічна комбінаторика
3.1. Філософські аспекти, цілі, теорії, правила і закони. Метрологічні комбінаторні задачі;
3.2. Принцип ергодичності в метрології, його властивості та механізми використання;
3.3. Правила підбору розширених рядів фізичних величин, що вимірюються;
3.4. Формалізований опис правил виводу ансамблів комбінаторних рівнянь надлишкових вимірювань крутості перетворення, зміщення, шуканої та нормованої за значенням фізичних величин;
3.5. Похибки вимірювання при використанні комбінаторних рівнянь (понад)надлишкових вимірювань без та з усередненням вихідних величин.
4. Теорія та методи динамічного усереднення
4.1. Теорія розсіювання результатів вимірювання фізичної величини;
4.2. Динамічна міра розсіювання та критерії вибору її значення;
4.3. Принцип суміщення шкал — імовірнісної та міри розсіювання;
4.4. Методи динамічного усереднення та алгоритми оброблення даних;
4.5. Ефективність методів ненадлишкового та надлишкового оброблення даних при стратегіях динамічного і статичного усереднення.
5. Метрологічна програматика — науковий напрям
5.1. Теорія програмування метрологічних чисел;
5.2. Програмне забезпечення методів розпаралелювання математичних операцій, що використовуються в рівняннях (понад)надлишкових вимірювань;
5.3. Програмне забезпечення алгоритмів оброблення метрологічних чисел за заданими рівняннями числових значень та його ефективність;
5.4. Програмне забезпечення процесу вводу метрологічних чисел у комп’ютер;
5.5. Системне програмне забезпечення процесу (понад)надлишкових вимірювань.
6. Наука апроксиметика
6.1. Теорія апроксиметів та апроксиметичних множин;
6.2. Теорія функцій та апроксиметичних змінних; розподілення імовірностей вибірок даних, що спостерігаються;
6.3. Теорія та методи перетворення та апроксиметичного оброблення метрологічних чисел;
6.4. Розробка мов програмування і програмного забезпечення засобів апроксиметичного оброблення метрологічних даних;
6.5. Теорія проєктування мікропроцесорів, мікроконвертерів, калькуляторів тощо з апроксиметичним обробленням метрологічних даних.
7. Метрологічна матстатистика
7.1. Теорія та методи оброблення метрологічних чисел;
7.2. Теорія оцінювання результатів багаторазових вимірювальних перетворень фізичних величин;
7.3. Теорія перевірки статистичних гіпотез про розподілення ймовірностей вибірок даних, що спостерігаються;
7.4. Теорія оцінювання параметрів (математичного очікування, медіани, стандартного відхилення, квантилів та інших), а також щільності та функції розподілу, що пов’язані із зазначеними параметрами, із використанням точкових та інтервальних оцінок;
7.5. Теорія послідовного статистичного аналізу та оптимальної зупинки.
8. Наука метроніка
8.1. Теорія метрологічної надійності вимірювальних каналів засобів надлишкових вимірювань;
8.2. Розробка та дослідження динамічних регресійних імовірнісно-фізичних моделей метрологічних відмов та їхніх графічних портретів із використанням об’єднаної системи шкал (координат);
8.3. Теорія та методи прогнозування значень параметрів метрологічної надійності вимірювальних каналів і часу проведення першої та інших повірок;
8.4. Синтез прогнозних метрологічних функцій розподілу похибок за заданими вимогами для вирішення прикладних задач науки метроніки;
8.5. Теорія та методи вимірювання поточних параметрів метрологічної надійності вимірювальних каналів.
9. Наука відеоніка
9.1. Теорія візуалізації невидимих об’єктів, процесів, явищ і віртуальної реальності;
9.2. Вимірювальна томографія та мікроскопія;
9.3. (Псевдо)стереоскопія та стереофотографія;
9.4. Стереобачення;
9.5. Фотограмметрія.
10. Наука схемотехніка
10.1. Загальнотеоретична схемотехніка (схемологія);
10.2. Прикладна схемотехніка (за науками);
10.3. Законодавча схемотехніка;
10.4. Практична схемотехніка;
10.5. Інтегрувальні теорії та вчення.
11. Наука мікронаномехатроніка (мікромехатроніка)
11.1. Теорія (і математичний опис) закономірних та випадкових зв’язків між явищами та ефектами різної фізичної природи, методи одержання стійких зв’язків;
11.2. Теорія та методи створення переходів між підсистемами різної фізичної природи та їхнього застосування для вирішення практичних задач мікронаномехатроніки;
11.3. Теорія проєктування мікромініатюрних сенсорів, актюаторів, вимірювальних систем і приладів із використанням функціональних та технологічних властивостей нових матеріалів і речовин;
11.4. Теорія та методи забезпечення електромагнітної сумісності та завадостійкості мікромініатюрних сенсорів, приладів і підсистем різної фізичної природи;
11.5. Теорія проєктування схемотехнічних рішень мікромініатюрних сенсорів, біосенсорів, фотосенсорів, актюаторів, АЦП, ЦАП, приладів, вимірювальних систем тощо на основі нанотехнологій.
12. Наука сенсорика
12.1. Теорія та методи створення сенсорів (первинних вимірювальних перетворювачів) незалежних і залежних властивостей, залежностей властивостей, приростів властивостей та характеристик фізичних полів, процесів та об’єктів макро-, мікро- та наносвіту з використанням досліджених і нових фізичних ефектів і явищ;
12.2. Теорія та методи проєктування та розвитку структур інформативно-надлишкових сенсорів фізичних величин енергетичної групи з вбудованими мірами і стандартними зразками;
12.3. Теорія та методи проєктування і розвитку структур інформативно-надлишкових сенсорів фізичних величин речової групи з вбудованими стандартними зразками;
12.4. Теорія та методи проєктування та розвитку структур сенсорів фізичних величин інформаційної групи з вбудованими генераторами зразкових сигналів із нормованими параметрами та спектральним складом;
12.5. Теорія, методи, методологія та мікро- і нанотехнології створення сенсорів із керованими параметрами та із заданим видом функції перетворення, яка описується аналітично.
|
Наукові досягнення В. Т. Кондратова —
вченого, винахідника, творця
В. Т. Кондратов уперше у світі:
1) створив новітню стратегію вимірювання, яка представлена теорією надлишкових вимірювань;
2) заклав та розвиває такі прикладні наукові напрями: надлишкова вологометрія, надлишкова концентратометрія, надлишкова пірометрія, надлишкова УФ-дозиметрія, надлишкова манометрія, надлишкова дальнометрія, надлишкова фазометрія, надлишкова фазометрія, надлишкові вимірювання тиску, струму, опору, відстані до об’єкта та інших величин різної фізичної природи;
3) розв’язав задачу підвищення точності лінійних аналого-цифрових і цифро-аналогових перетворювачів на основі теорії та методів надлишкових вимірювань;
4) створив новий науковий напрям у теорії надлишкових вимірювань, який розвивається — (понад)-надлишкові (супернадлишкові) вимірювання, що спрямовані на визначення квазіістинного та істинного значення фізичної величини та вирішення метрологічних задач;
5) уперше у світі показав, що при (понад)надлишкових вимірюваннях усереднення даних за часом можна замінити усередненням за ансамблем, тобто реалізувати принцип ергодичності;
6) заклав основи теорії структурного аналізу рівнянь надлишкових вимірювань;
7) заклав основи теорії та методи оброблення результатів багаторазових вимірювальних перетворень фізичних величин;
8) створив сучасну теорію метрологічної надійності засобів вимірювань, яка ґрунтується на використанні гнучких імовірнісно-фізичних моделей метрологічних відмов. Разом із теорією надлишкових вимірювань вона забезпечила якісний стрибок у розвитку фундаментальної метрології, заклала основи нової науки «метроніки»;
9) заклав основи мінітеорії метрологічної ефективності, що вивчає, характеризує та описує результати цілеспрямованої діяльності людини щодо дослідження різних аспектів, властивостей, зв’язків і відносин під час вивчення процесів, об’єктів, систем та явищ матеріального світу;
10) запропонував і заклав основи нової науки «відеоніки» на базі теорії та методів візуалізації, дав визначення та окреслив основні напрями розвитку;
11) узагальнив науково-технічні напрями, дав визначення та обґрунтував потребу закладення основ нової науки «мікромехатроніки» (на зміну «мехатроніки»);
12) розробив структуру науки «схемотехніки» (у відповідь на запит «Вікіпедії»). Упорядкував знання про її складові частини, предмет досліджень, закони розвитку, принципи і категорії, що використовуються, напрями розвитку цієї науки тощо;
13) розвинув науку «сенсорику», а саме методологію створення інформаційно-надлишкових сенсорів із керованими параметрами функції перетворення та з вбудованими мірами, зокрема оптико-електронних сенсорів тиску, струму тощо;
14) виокремив і розвинув новий науковий напрям — метрологічну комбінаторику, або комбінаторику рівнянь величин, зокрема і рівнянь надлишкових вимірювань. Вона вирішує задачу підвищення точності вимірювання завдяки формуванню ансамблів рівнянь надлишкових вимірювань із заданими метрологічними характеристиками;
15) показав можливість методів надлишкових вимірювань щодо визначення лінійних розмірів плоских фігур і діелектричної проникності наноматеріалів. Запропоновані методи захищено патентами України;
16) відкрив явище перенесення енергії та інформації крізь матеріал чи речовину (2016 р.), розкрив сутність цього явища та математично описав процес перенесення енергії та інформації вільними електронами;
17) створив магнітопольову теорію вимірювань, висвітлив основні технічні напрями її застосування для фундаментальних досліджень, запропонував низку магнітопольових методів та засобів вимірювання;
18) розробив методи вимірювання енергії Фермі різних матеріалів (металів, діелектриків, напівпровідників) із макророзмірами та енергії дискретних енергетичних рівнів Ландау за нормальними умовами навколишнього середовища;
19) розробив і описав методи та схемотехнічні рішення вимірювального перетворення фізичних величин із використанням явища перенесення енергії та інформації крізь матеріал чи речовину;
20) сформулював мегастратегію розвитку фундаментальних наук — стратегію системного об’єднання та розвитку всієї сукупності наук і теорій у відповідні меганауки, спрямовані на вирішення фундаментальних проблем важливих галузей матеріального виробництва з метою забезпечення стійкого розвитку науково-технічного потенціалу в окремо взятій галузі матеріального виробництва, наприклад у приладобудуванні. Є всі підстави для створення та розвитку фундаментальної меганауки метрології, щоб увійти в шостий технологічний уклад розвитку країни;
21) з позиції фундаментальної метрології запропонував визначення та формалізував позначення фізичної величини «повільність» (рос. «медленность») та «одиниці повільності»;
22) розширив філософські аспекти метрології, збагатив їх новими законами та закономірностями, принципами, постулатами, поняттями та визначеннями. Зокрема, уточнив поняття «метрологія» та увів поняття «метрологічна задача» тощо.
Новітні фундаментальні теорії, наукові напрями та науки, які започаткував і заклав доктор технічних наук, професор В. Т. Кондратов у межах меганауки метрології, є національним надбанням України і будуть превалювати у XXI столітті. Визнати їх, вивчити, опанувати та інтенсивно розвивати — головне завдання фахівців і науковців не тільки Національної академії наук України, а і метрологів усього світу.
За багаторічну сумлінну працю, високий професіоналізм та значні творчі здобутки, особистий внесок у розвиток державної системи правової охорони інтелектуальної власності в Україні та з нагоди відзначення Міжнародного дня інтелектуальної власності професор В. Т. Кондратов нагороджений Державним департаментом інтелектуальної власності України грамотою з врученням значка «Творець» та відповідного посвідчення.
Геніями народжуються і геніями стають!
Теорії та наукові напрями, запропоновані
професором В. Т. Кондратовим, підтверджені патентами України
Теорія надлишкових вимірювань:
1.1. Надлишкова концентратометрія:
№ 66644, Бюл. № 5, 2004;?№ 68679, Бюл. № 8, 2004; № 75180, Бюл. № 3, 2006;?№ 75703, Бюл. № 5, 2006; № 77858, Бюл. № 1, 2007;?№ 78065, Бюл. № 2, 2007; № 78366, Бюл. № 3, 2007;?№ 78633, Бюл. № 1, 2007; № 79128, Бюл. № 7, 2007;?№ 80030, Бюл. № 12, 2007;
№ 80037, Бюл. № 12, 2007;?№ 80050, Бюл. № 12, 2007.
1.2. Надлишкова термометрія, пірометрія та радіаційна пірометрія:
№ 56614, Бюл. № 5, 2003;?№ 55947, Бюл. № 4, 2003; № 68026, Бюл. № 7, 2004;?№ 66084, Бюл. № 4, 2004; № 66299, Бюл. № 4, 2004;?№ 73426 Бюл. № 7, 2005; № 77840, Бюл. № 1, 2007;?№ 78064, Бюл. № 2, 2007; № 78428, Бюл. № 3, 2007;?№ 79162, Бюл. № 7, 2007;
№ 79192, Бюл. № 7, 2007;?№ 84651, Бюл. № 21, 2008;
№ 85425, Бюл. № 2, 2009;?№ 88238, Бюл. № 18, 2009.
1.3. Надлишкова УФ-дозиметрія:
№ 75509, Бюл. № 4, 2006;?№ 755014, Бюл. № 4, 2006.
1.4. Надлишкова вологометрія (продуктів, матеріалів, паперу, зерна, повітря):
№ 75813, Бюл. № 1, 2007;?№ 79976, Бюл. № 12, 2007;
№ 78358, Бюл. № 3, 2007;?№ 84589, Бюл. № 21, 2008;
№ 86206, Бюл. № 7, 2009;?№ 86512, Бюл. № 8, 2009; № 87041, Бюл. № 11, 2009;?№ 87044, Бюл. № 11, 2009;
№ 90924, Бюл. № 11, 2010;?№ 91245, Бюл. № 13, 2010;
№ 92199, Бюл. № 19, 2010;?№ 93223, Бюл. № 2, 2011.
1.5. Надлишкова дальнометрія:
№ 79992, Бюл. № 12, 2007;?№ 89122, Бюл. № 23, 2009.
1.6. Надлишкові вимірювання тиску:
№ 74970, Бюл. № 2, 2006;?№ 78044, Бюл. № 2, 2007; № 79976, Бюл. № 12, 2007;?№ 86075, Бюл. № 6, 2009;
№ 96238 С2, Бюл. № 11, 2010.
1.7. Надлишкові вимірювання постійного струму:
№ 76354, Бюл. № 7, 2006;?№ 83808, Бюл. № 16, 2008.
1.8. Надлишкові вимірювання відстані до об’єкта: № 88991, Бюл. № 23, 2009;?№ 90951 С2, Бюл. № 11, 2010.
1.9. Надлишкові вимірювання поверхневої концентрації хлорофілу в листі рослин і явища фотосинтезу хлорофілу:
№ 100642, Бюл. № 1, 2013;?№ 101241, Бюл. № 5, 2013;
№ 101242, Бюл. № 5, 2013;?№ 101245. Бюл. № 5, 2013;
№ 102005, Бюл. № 10, 2013;?№ 102283, Бюл. № 12, 2013;
№ 102577, Бюл. № 14, 2013;?№ 103536, Бюл. № 20, 2013.
1.10. Надлишкові вимірювання потужності:
ДП № 55988, Бюл. № 4, 2003;?ДП № 57321, Бюл. № 6, 2003.
1.11. Надлишкові вимірювання вологовмісту нафти:
№ 81536, Бюл. № 1, 2008.
1.12. Надлишкові вимірювання показників заломлення оптично-прозорих матеріалів;
№ 84632, Бюл. № 21, 2008;?№ 86693, Бюл. № 9, 2009.
2. (Понад)надлишкові вимірювання:
2.1. (Понад)надлишкові вимірювання електричного опору:
№ 108581, Бюл. № 9, 2015;?№ 116906, Бюл. № 10, 2018.
3. Сенсоріка:
3.1. Інформативно-надлишкові сенсори (тиску, струму):
№ 78380, Бюл. № 3, 2007;?№ 80715, Бюл. № 15, 2007;
№ 82946, Бюл. № 10, 2008;?№ 88817, Бюл. № 22, 2009.
4. Метроніка:
4.1. Вимірювання часу наробітку на відмову засобу вимірювання:
№ 90122 С2, Бюл. № 7, 2010.
4.2. Визначення календарного часу проведення першої повірки засобу вимірювання:
№ 90129, Бюл. № 7, 2010.
4.3. Визначення коефіцієнту метрологічного запасу та його поточних прогнозних значень:
№ 89519 С2, Бюл. № 3, 2010.
5. Нанометрія:
5.1. Надлишкові вимірювання площі пласких нанооб’єктів:
№ 97892 С2, Бюл. № 6, 2012;
5.2. Надлишкові вимірювання лінійних розмірів нанооб’єктів:
№ 97893, Бюл. № 6, 2012;?№ 104029, Бюл. № 24, 2013;
№ 104761, Бюл. № 5, 2014;
5.3. Визначення комплексної діелектричної проникності однорідних ізотропних матеріалів:
№ 99967 С2, Бюл. № 12, 2012.
6. Аналого-цифрове і цифро-аналогове перетворення сигналів:
6.1. Методи перетворення:
№ 102729, Бюл. № 15, 2013;?№ 103237, Бюл. № 18, 2013.
6.2. Засоби перетворення:
№ 103075, Бюл. № 17, 2013;?№ 103075, Бюл. № 17, 2013.
7. Вимірювання в медицині:
7.1. Вимірювання параметрів процесу мікроциркуляції крові в судинах людини:
№ 104803. Бюл. № 5, 2014;?№ 105410, Бюл. № 9, 2014.
7.2. Вимірювання механічних властивостей судинної системи людини:
№ 106828, Бюл. № 19, 2014.
8. Магнітопольові вимірювання та перетворення фізичних величин:
8.1. Магнітопольові вимірювання:
№ 117759, Бюл. № 18, 2018.
8.2. Магнітопольові перетворення:
№ 117538, Бюл. № 15, 2018.
8.3. Магнітопольові вимірювальні перетворювачі:
№ 119073, Бюл. № 8, 2019.
|
