Биотехнические системы и технологии востребована ли. Знакомим с направлением «Биотехнические системы и технологии. Плюсы и минусы профессии

Если век прошедший оставил за собой название космического, то нынешние времена характеризуются стремительным развитием новых технологий, внедрением в повседневную жизнь изобретений, которые еще не так давно считались выдумками писателей-фантастов. Наступает эра новых технологий. Молодые люди на пороге серьезного выбора профессии все чаще обращают внимание на перспективные специальности будущего. Именно к таким относится специальность "биотехнология". Что же именно изучает эта наука и чем предстоит заниматься специалисту, выбравшему такое заманчивое занятие?

Историческая справка

Название этой науки состоит из сложения трех греческих слов: "био" - жизнь, "текне" - искусство, "логос" - наука. Специальность "биотехнология" одновременно является новым перспективным направлением, и вместе с тем ее можно назвать древнейшей отраслью промышленного производства.

В справочниках и словарях биотехнология определяется как наука, изучающая возможность использования природных химико-биологических процессов и объектов в промышленном производстве и повседневной жизнедеятельности человека. Процессы брожения, использованные древними виноделами, хлебопекарями, поварами и лекарями, - не что иное, как применение биотехнологии на практике. Первое научное обоснование этим процессам дал в 19 веке Луи Пастер. Сам термин «биотехнология» впервые употребил в 1917 году инженер из Венгрии Карл Эреки.

Специальности "биотехнология" и "биоинженерия" получили ускорение в развитии после ряда открытий в микробиологии и фармакологии. Ввод в эксплуатацию герметизированного оборудования, биореакторов дал толчок для создания противомикробных и антивирусных препаратов.

Связь наук

Современная химическая технология и биотехнология (специальность) объединяют биологические, химические и технические науки. Основой для новых изысканий в данной области становятся микробиология, генетика, химия, биохимия, молекулярная и клеточная биология, эмбриология. Значительную роль играют инженерные направления: робототехника, информационные технологии.

Специальность - биотехнология: где работать?

Под общими названиями специальности "биотехнология" скрывается более двадцати специализаций и направлений. Выпускников вузов с такой профессией смело можно назвать специалистами широкого профиля. Во время учебы они получают знания в области медицины, химии, общей биологии, экологии, пищевых технологий. Биотехнологов ждут в парфюмерной и фармацевтической промышленности, на предприятиях по производству пищевых продуктов и биодобавок. Современность ждет новых разработок научных работников в сфере генной инженерии, бионики, гибридизации. Место работы инженера - биолога может быть связано с предприятиями по охране окружающей среды, с работой в области космонавтики и робототехники. Инженеры, биохимики, биофизики, экологи, фармацевты, медики - все эти профессии соединяет в себе специальность "биотехнология". Кем работать, каждый выпускник вуза решает в соответствии со своими способностями и по зову сердца. Трудовые обязанности технолога - биолога зависят от особенностей отрасли, в которой он работает.

Промышленная биотехнология

Эта отрасль практикует использование частиц микроорганизмов, растений и животных для производства ценных продуктов, необходимых для жизнедеятельности человека. В эту группу входят специальности "пищевая биотехнологи", "фармацевтика", парфюмерная отрасль. Промышленные биотехнологии работают над созданием новых ферментов, антибиотиков, удобрений, вакцин и т.д. Основное направление деятельности биотехнолога на таких предприятиях - разработка биопрепаратов и соблюдение технологий их производства.

Молекулярная биотехнология

Специальность "биотехнология молекулярная" требует от профессионала углубленных знаний как общебиологического, так и инженерного направлений, современных компьютерных технологий. Специалисты с такой спецификой становятся исследователями в сфере нанотехнологии, клеточной инженерии, медицинской диагностики. Их ждут также сельскохозяйственные, фармацевтические, биотехнологические предприятия и контрольно-аналитические лаборатории, центры сертификации.

Биотехнологи - экологи и энергетики

Население планеты все больше обеспокоено тем фактом, что запасы природных энергоносителей, нефти и газа, имеют свои пределы, масштабы их добычи со временем будут сокращаться. Помочь человечеству решить проблему энергоснабжения помогут люди, чья специальность - биотехнология. Кем работать в этой отрасли? Технологом по переработке отходов различного происхождения, специально выращенной биомассы в энергоносители и веществ, которые могут заменить синтетические вещества нефти и газа. Биотехнологи создают новые методы очищения воды, проектируют очистные сооружения и биореакторы, работают в области генной инженерии.

Перспективы специальности

Кто такой биотехнолог? Профессия биотехнолога - это профессия будущего. За его плечами судьба всего человечества. Это не просто красивый лозунг - это цель биоинженерии. Задача биологов-технологов - создать то, что сейчас кажется сказкой и фантастической мечтой. Некоторые ученые даже называют современную эпоху эрой биологии. Так, за последнюю сотню лет биологи из просто исследователей превратились в создателей. Раскрытие молекулярных секретов организмов, природы наследственности позволило использовать эти процессы в практических хозяйственных целях. Это стало толчком для развития нового направления - биологической инженерии.

Чем могут удивить генетики в скором будущем?

Уже сейчас биоинженерия оказывает значительное влияние на охрану окружающей среды, медицину, сельское хозяйство, пищевую промышленность, а в ближайших планах биотехнологов - новые методы и приемы. Те, кто планирует связать свою судьбу со специальностью "биотехнология", где работать, в каком направлении, могут узнать из представленной ниже информации:

В первую очередь революционные изменения могут произойти в сельскохозяйственном производстве. Есть возможность искусственно создавать новые растения с повышенным содержанием белка, что сократит, в свою очередь, потребление мяса.
Растения, которые сами будут выделять яды от насекомых и нитраты, позволят уменьшить загрязнение почвы удобрениями и химикатами.
Генетическая инженерия позволяет управлять наследственностью и бороться с наследственными заболеваниями.
Биологи-конструкторы планируют искусственно создавать организмы с заранее обусловленными качествами.

Направления биоинженерии, которые круто изменят мир

Они следующие:

Энергия и топливо из растений, грибов, бактерий, а также использование в этих целях энергии моря.
Генно-модифицированные зерновые культуры.
Безотходный производственный круг - переработка всех видов отходов.
Использование биоматериалов для регеративной медицины.
Новые виды биологических лекарств и вакцин.
Восстановление потенциала плодородных земель и пресной воды.
Исследования человеческого генома и наследственных болезней.

Издержки профессии

Говоря о преимуществах и перспективах биотехнологии, нельзя не упомянуть о некоторых минусах науки. Речь идет о моральных аспектах, связанных с открытиями генной инженерии. Многие ученые с мировым именем, религиозные деятели предупреждают о том, что использовать возможности нанотехнологий необходимо с умом и под особым контролем. Генно-модифицированные продукты питания могут привести к непоправимым изменениям в генофонде человечества. Клонирование человека, появление людей, рожденных «в пробирке», ведут к новым проблемам и, возможно, к человеческим катастрофам.

Кто может стать биотехнологом?

Прежде всего, это человек, который любит природу, биологию, интересуется тайнами генетики. Кроме того, биотехнологу необходимы умение креативно мыслить, логика, наблюдательность, терпение и любознательность. Пригодятся такие качества, как целеустремленность, умение анализировать и систематизировать, аккуратность и широкая эрудированность.

Так как биоиженерия предполагает тесную связь с другими науками, будущему технологу необходимы в равной мере хорошие знания химии, математики, физики.

Где учат профессии?

Профориентация определена, абитуриент выбрал профессию биотехнолога: где учиться? Особенности специальности предполагают соответствующие факультеты, в зависимости от выбранной отрасли народного хозяйства. Факультеты биотехнологии есть практически во всех государственных университетах в нашей стране и за рубежом. Биотехнологов готовят технические, сельскохозяйственные, пищевые, технологические университеты по различным направлениям и специализациям.

Факультеты биотехнологии специальности предлагают следующие:

Промышленная биотехнология.
Экобиотехнология и биоэнергетика.
Биотехника и инженерия.
Биоинформатика.
Молекулярная биотехнология.
Оборудование для биотехнологических производств.
Фармацевтическая биотехнология.
Химические технологии пищевых добавок и косметических средств.
Химические технологии и инженерия.

12.03.01 Приборостроение
12.03.02 Оптотехника
12.03.03 Фотоника и оптоинформатика
12.03.04 Биотехнические системы и технологии
12.03.05 Лазерная техника и лазерные технологии

Будущее отрасли

В последние годы происходит революция в материаловедении, связанная с распространением новых материалов – композитов или сложных неоднородных материалов, состоящих из армирующего компонента и матрицы, обладающих, по сравнению с традиционными материалами (такими как дерево, металл и камень) повышенной прочностью, легкостью, пластичностью. Кроме ставших уже привычными пластиковых и металлизированных композитов, широко распространяются композиты на стеклянной основе. Благодаря использованию композитных материалов качество изделий в аэрокосмической промышленности, машиностроении, строительстве и т. д. значительно повышается, а возможности их применения расширяются. В будущем также будет происходить встраивание в композитные конструкции «умных компонентов» (чипов и контроллеров), что позволит пользователям управлять свойствами помещений и техники. Это приведет к появлению «активных сред» – рабочих, жилых и учебных пространств, управляемых интеллектуальными системами и/или пользователем, в зависимости от необходимых задач или настроения (например, меняющие цвет стены, покрытие пола и т. д.).

Другим важнейшим изобретением является 3D-печать – возможность печатать с помощью специальных составов любые объекты: будь то компьютерная плата, музыкальный инструмент, оружие или медицинский протез. Открытия в этой отрасли позволяют улучшить свойства и пределы устойчивости материалов, механизмов и конструкций.

В связи с необходимостью выполнения Федеральной Программы развития медицинской промышленности требуется оснащение всех медицинских учреждений новейшей техникой, растет число фирм, разрабатывающих необходимое оборудование и число медицинских центров, где это оборудование необходимо установить. В будущем медицина и инженерия будут настолько дополнять друг друга, что появятся новые био-технические профессии, будут найдены ответы в вопросах культивирования клеток и тканей человека, микробиологические технологии разовьются, так что инженеры медицинского и биологического направления будут остро востребованы.

Оптоволоконная техника и другие нанотехнологии развиваются быстро и будет очень востребована в ближайшем будущем.

По оценкам экспертов РОСНАНО к 2015 году потребность в специалистах-нанотехнологах в России составит около 1 миллиона человек.

Кафедра Основ радиотехники является одной из старейших кафедр Национального исследовательского университета "МЭИ" (в составе МЭИ – с 1930 года) и до 1938 года была единственной кафедрой нашего вуза, на которой велась подготовка радиоинженеров. С 1998 года кафедра совместно с другими кафедрами Радиотехнического факультета МЭИ начала обучение студентов по специальности "Биомедицинские и биотехнические аппараты и системы". С переходом на новые Федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования кафедра вместе с другими кафедрами Радиотехнического факультета МЭИ ведет подготовку бакалавров и магистров по направлениям "Радиотехника", "Биотехнические системы и технологии" и специальности "Радиоэлектронные системы и комплексы".

Бакалавры направления "Биотехнические системы и технологии" ориентированы на разработку и обслуживание разнообразной диагностической и терапевтической медицинской радиоэлектронной аппаратуры – от простейших измерителей ритма сердца и артериального давления до компьютерных томографов. Особенностью подготовки специалистов является ориентация на использование методов и схемотехнических решений радиоэлектроники для разработки разнообразной биомедицинской аппаратуры.

Студенты, обучающиеся по данному направлению, изучают биологию, физиологию, биофизику, закономерности взаимодействия электромагнитных и акустических полей с живыми организмами, методы и технику медико-биологических исследований и лечебных воздействий, ультразвуковые и оптические медицинские приборы.

Вместе с перечисленными дисциплинами они получают прекрасную подготовку во всех областях радиоэлектроники, включая цифровую и аналоговую схемотехнику, формирование и обработку сигналов, микроэлектронику, СВЧ и КВЧ электронику, конструирование радиоэлектронной аппаратуры. Особое внимание уделяется изучению информатики и вычислительной техники, пакетов прикладных программ для проведения расчетов, проектирования и моделирования.

Электротехника и электроника;
Электродинамика;
Метрология, стандартизация и технические измерения;
Узлы и элементы биотехнических систем;
Управление в биотехнических системах;
Биохимия и основы биологии;
Специальные вопросы биофизики;
Биофизические основы живых систем;
Конструкционные и биоматериалы;
Распространение и возбуждение радиоволн в биообъектах;
Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий;
Медицинские приборы;
Средства съема диагностической информации и проведения лечебных воздействий;
Вопросы применения излучений различной природы для медицинской диагностики;
Биотехнические системы медицинского назначения.

Магистры направления "Биотехнические системы и технологии" ориентированы на научные исследования по разработке разнообразной диагностической и терапевтической радиоэлектронной медицинской аппаратуры – от простейших измерителей ритма сердца и артериального давления до компьютерных томографов, а также на создание новых эффективных алгоритмов обработки биомедицинских сигналов с целью извлечения диагностической информации. Особенностью подготовки специалистов является ориентация на использование методов и схемотехнических решений радиоэлектроники для разработки разнообразной биомедицинской аппаратуры.

Студенты изучают методы математической обработки медико-биологических данных, методы моделирования и проектирования биотехнических систем медицинского назначения. Вместе с этим они расширяют свои знания в таких областях радиоэлектроники как цифровая и микропроцессорная техника, прием и обработка сигналов, физика СВЧ и КВЧ излучения, основы радиолокации, конструирование радиоэлектронной аппаратуры. На протяжении всего времени обучения магистранты ведут научно-исследовательскую работу, участвуют в научно-технических конференциях и семинарах. В течение всего второго года обучения в магистратуре студенты проходят длительную производственную практику на профильных предприятиях.

Особое внимание в процессе обучения уделяется приобретению навыков компьютерного моделирования и программирования, а также совершенствованию переводов технической литературы с иностранных языков.

Студентам предлагаются курсы профильной подготовки, в том числе:

Математическое моделирование биологических процессов и систем;
Методы математической обработки медико-биологических данных;
Медицинские приборы и системы;
Биотехнические приборы и системы;
Современные проблемы биомедицинской и экологической инженерии;
Системы обработки и отображения медико-биологической информации;
Акустические приборы в медицине;
Жизненный цикл медицинских изделий;
Локационные методы исследования объектов и сред;
Регистрация теплового излучения биообъектов;
Лазерные и оптические медицинские приборы;
Микроволны в медицине;
Основы компьютерной томографии;
Конструирование и технология электронных средств;
Автоматизированные системы функциональной диагностики;
Основы маркетинга и менеджмента на предприятиях медико-технического профиля.

В обучении студентов принимают участие ведущие преподаватели и сотрудники:

Первого Московского Медицинского Университета им. И.М. Сеченова;
Института Биологии Развития им. Н.К. Кольцова РАН;
ВНИИИ Медицинской техники (ФГБУ "ВНИИИМТ") Росздравнадзора;
ООО "Фирма РЭС".

В МЭИ создана и ведет работу по практической подготовке специалистов базовая кафедра "Эффективность и безопасность медицинских изделий" от ВНИИИМТ.

По окончании бакалавриата и магистратуры выпускники кафедры трудоустраиваются в отраслевые научно-исследовательские институты (разработка, регистрация, сертификация медицинской техники); фирмы, разрабатывающие биомедицинские приборы; исследовательские медицинские центры; фирмы – поставщики медицинского оборудования (сервисное обслуживание, менеджмент, маркетинг). Основные работодатели: ФГБУ "ВНИИИМТ" Росздравназдора, ОАО НИИ Космического приборостроения (отдел медицинской техники), МТО "Стормовъ", ООО "Сименс", GENERAL ELECTRIC, ООО "Филипс", ООО "Дрегер", ООО Сисменс РУС, Компания BTL, ООО "Интермедика сервис" и другие отечественные и зарубежные компании.

Бакалавры и магистры направления "Радиотехника", выпускники специальности "радиоэлектронные системы и комплексы" ориентированы на исследования, разработку и обслуживание разнообразной радиоэлектронной аппаратуры – от бытовых радиоэлектронных приборов до сложнейших систем наземной и космической связи.

Студенты, обучающиеся по данному направлению, получают прекрасную подготовку во всех областях радиотехники, включая изучение электродинамики и распространения радиоволн в различных средах, антенн и устройств СВЧ, современной элементной базы радиотехники (интегральных микросхем, программируемых логических интегральных схем, микроконтроллеров и сигнальных процессоров), аналоговой схемотехники, цифровой обработки сигналов, устройств формирования, передачи, приема и обработки сигналов, микроэлектроники, проектирования и конструирования радиоэлектронных средств и систем. Особое внимание уделяется изучению информатики и вычислительной техники, пакетов прикладных программ схемотехнического и системотехнического моделирования.

Широкий профиль подготовки позволяет нашим выпускникам работать в различных сферах науки и техники (телевидение и радиовещание, спутниковая и сотовая связь, IT-технологии, космическое приборостроение, радиолокация и спутниковая навигация), заниматься разработкой и обслуживанием сложной радиотехнической аппаратуры и радиотехнических систем.

Область профессиональной деятельности выпускников включает исследования и разработки, направленные на создание и обеспечение функционирования устройств и систем, основанных на использовании электромагнитных колебаний и волн и предназначенных для передачи, приема и обработки информации, получения информации об окружающей среде, природных и технических объектах, а также для воздействия на природные или технические объекты с целью изменения их свойств.

Студентам предлагаются курсы профильной подготовки, в том числе:

Электродинамика и распространение радиоволн;
Цифровые устройства и программируемые логические интегральные схемы;
Конструирование и технологии производства радиоэлектронных средств;
Цифровая и микропроцессорная техника;
Сетевые информационные технологии;
Маркетинг и менеджмент разработок новой техники;
Современные методы радиоизмерений;
Блочная архитектура современной измерительной аппаратуры и программные средства постановки и проведения эксперимента;
Телевидение и видеотехника;
Дискретизация, квантование и основы цифровой фильтрации сигналов;
Основы теории радиолокационных систем и комплексов;
Автоматизация конструирования радиоэлектронных средств;
Компьютерное моделирование антенн.

Обучающиеся по данному направлению студенты проходят производственную практику и трудоустраиваются на предприятия аэрокосмического и оборонного комплекса. Среди них можно назвать следующие:

АО ГСКБ “Алмаз-Антей”: разработка радиолокационных средств для систем предупреждения о ракетном нападении и контроля космического пространства;
ОАО “Российские космические системы”: системы управления космических аппаратов, радиотелеметрии и контроля запусков средств выведения; бортовая аппаратура космических аппаратов для исследований дальнего космоса;
ОАО РКК "Энергия": создание автоматических космических и ракетных систем;
РНИИ КП: разработка бортовой аппаратуры и интеллектуальных систем для МКС и проектов национальной космической программы;
НИИ "Геодезия": исследования и натурные испытания современных видов высокоточного вооружения и боеприпасов;
ОАО “НИИП”: исследование радиационной стойкости элементной базы радиоэлектронных приборов;
Роскосмос: формирование и поддержание необходимого состава орбитальной группировки космических аппаратов, обеспечивающих предоставление услуг в интересах социально-экономической сферы, науки и международного сотрудничества;
ФГБУ "ВНИИРТ"; ФГУП ГМЗ "Салют"; "МНИИ "Агат"; ООО НТЦ "Юрион" и многие др.

В последние годы на кафедре активно развивается ряд научных направлений, связанных с созданием устройств биомедицинской электроники, датчиков на поверхностных акустических волнах, новых диэлектрических структур, а также с развитием методов обработки сигналов в медицинской диагностике, ультразвуковой дефектоскопии и лазерных измерительных системах. Студентов, которые придут на кафедру для выполнения курсовых проектов и выпускных квалификационных работ, ждет интересная и увлекательная работа!

ЖДЕМ ВАС, УВАЖАЕМЫЕ АБИТУРИЕНТЫ!

Описание

Выбранная специализация позволит будущему бакалавру:

выполнять заблаговременное техническое и экономическое обоснование для создания программ экологической и биомедицинской техники;
компоновать и анализировать исходные сведения, что позволит конструировать и рассчитывать, опираясь на техническое задание, компоненты, узлы и детали;
проверять соответствие документов и проектов законодательным и нормативным документам, техническим условиям, стандартам;
внедрять результаты испытаний и проектирования в производственный процесс биомеханических систем и технологий;
готовить материалы и участвовать в управлении качеством в организациях, имеющих технико-медицинский профиль;
создавать математические модели процессов и объектов, выполняя вычислительные эксперименты;
представлять научные публикации, писать отчеты и готовить данные к итогам выполненных работ, принимать участие в их внедрении в практическую сферу;
обеспечивать сохранность коммерческой тайны, тем самым защищая объекты интеллектуальной собственности;
организовать работу небольших групп подчиненных;
разрабатывать и устанавливать формы и сроки сдачи отчетных документов;
координировать мероприятия, направленные на получение сертификатов для систем, технологий, средств, сырья и оборудования;
принимать профилактические меры в сфере производственного травматизма, предотвращения дисбаланса экологии и заболеваний, связанных с профессиональной деятельностью.

Кем работать

По большей части профессиональная деятельность специалистов связана с медицинской сферой. В этой области выпускники могут стать инженерами автоматики и контрольных измерительных приборов, медицинскими физиками или инженерами в области медицинской техники. Полученные знания дают возможность развиваться в педагогическом направлении, преподавая профильные предметы в учебных заведениях. Интересной будет работа и в экологических организациях, на станциях защиты флоры, в ветеринарных и клинических лабораториях. Также потенциальными работодателями являются все предприятия, работающие в пищевой, легкой, косметической, биохимической и фармацевтической промышленностях.

Направление «Биотехнические системы и технологии»

В настоящее время в мире наблюдается стремительный прогресс в развитии биомедицинских приборов и технологий. Объем поставок в медицинские центры ежегодно увеличивается на 15-20 процентов. Возникает необходимость в подготовке кадров, объектами профессиональной деятельности которых являются медицинские приборы и системы, а также основные биомедицинские технологии и информационные системы.

Образование в области биотехнических систем и технологий представляет собой симбиоз технических и естественнонаучных научных дисциплин. С учётом специфики МИЭТа (ведущего российского вуза в области электроники и микроэлектроники) основное внимание при подготовке студентов уделяется комплексу «Электроника – Информатика – Биология», который разбит на пять основных научно-образовательных направлений:

- биомедицинские нанотехнологии - исследования и разработка биосовместимых композиционных наноматериалов, в том числе имплантируемых в организм человека;

- биомедицинская оптика - фотометрические, спектрофотометрические и томографические методы исследования биологических объектов;

- биотехнические системы поддержки функционирования внутренних органов человека - аппараты вспомогательного кровообращения сердца, с имплантируемыми насосами крови; гемодиализные аппараты;

- биомедицинская электроника - электронные приборы для медицинской диагностики и терапии, в том числе для электрической дефибрилляции сердца;

- биомедицинские компьютерные технологии - компьютерная обработка биомедицинских сигналов и изображений, компьютерное моделирование, нейронные сети.

В настоящее время институт осуществляет подготовку бакалавров и магистров по направлению «Биотехнические системы и технологии» (профиль бакалавриата – «Биомедицинские электронные и компьютерные системы», программа магистратуры – «Биомедицинская инженерия искусственных органов»), готовых к самому активному участию во всех стадиях процесса разработки современных биомедицинских систем - от концепции через проектирование, прототипирование, испытания и сертификацию к постановке на серийное производство.

К особенностям подготовки специалистов следует также отнести тесное сотрудничество института с учреждениями Российской академии наук (РАН) и Российской академии медицинских наук (РАМН), международными научно-техническими обществами в области биомедицинской техники, ведущими российскими вузами и другими организациями.

Базовыми предприятиями института для проведения практики и подготовки выпускных квалификационных работ являются: ООО «Медицинские компьютерные системы», ЗАО «НПФ «БИОСС», ООО «Нейроботикс», ЗАО «Зеленоградский инновационно-технологический центр медицинской техники».

Основные научно-образовательные партнёры института БМС:

НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского (Москва)
НЦ сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева (Москва)
НИИ патологии кровообращения имени академика Е.Н.Мешалкина (Новосибирск)
ФГУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. В.И. Шумакова» Росздрава (Москва)
АО «Зеленоградский инновационно-технологический центр» и ЗАО «ЗИТЦ медицинской техники»
ЗАО «НПФ «БИОСС» (Зеленоград)
ООО «МКС» (Зеленоград)
ООО «Нейроботикс» (Зеленоград)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) (