Практикум открытий. Инженерное образование немыслимо без творчества - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Практикум открытий. Инженерное образование немыслимо без творчества

Новосибирск за скорость роста получил прозвище «сибирский Чикаго». Под стать городу оказался и его крупнейший вуз – Новосибирский электротехнический институт (с 1992 года – Новосибирский государственный технический университет), основанный в 1950 году. Самый большой вуз города НГТУ НЭТИ всегда был и одним из самых передовых. Технический университет первым в регионе начал осуществлять многоуровневую подготовку. С 2006 года выпускники НГТУ НЭТИ могут получать приложение европейского образца к диплому о высшем образовании. Вуз готовит специалистов по важнейшим для города направлениям: машиностроению, самолетостроению, энергетике, электротехнике, радиотехнике, электронике, информационным технологиям и многим другим. В 2017 году НГТУ НЭТИ победил в конкурсе Министерства образования и науки РФ и стал опорным университетом. Но принципиально его роль в регионе не изменилась. Сегодня Технический университет ярко демонстрирует, как продвигать высокие технологии в самых разных отраслях промышленности. Современный инженер должен не просто командовать производством, но и создавать что-то новое. В НГТУ НЭТИ ведутся разработки в области технической и биомедицинской керамики, криогенной и силовой электроники, создаются новые системы электропитания для самолетов, усилители руля и усилители СВЧ-мощности. Причем многие научные школы и направления НГТУ уходят корнями в самые первые, зародившиеся в НЭТИ 70 лет назад.
Самое первое
Под первым номером был зарегистрирован Комитетом по делам изобретений при Совете министров СССР 15 марта 1957 года «эффект Кабанова» – существование регулярных рассеянных отражений от Земли на коротких волнах. Открытие профессора НЭТИ Николая Кабанова имело принципиальное значение для практического применения коротких волн в дальней радионавигации. Непосредственная связь с практикой – главное, что можно сказать о научных школах НГТУ НЭТИ. Именно такой подход закладывали их создатели: Петр Алабужев, Олег Веселовский, Александр Городецкий, Георгий Грабовецкий, Василий Казанский, Иосиф Колкер, Василий Орлов, Сергей Пазухин, Леонид Тушинский, Василий Щербаков и, конечно, Георгий Лыщинский, построивший НЭТИ и 35 лет бессменно руководивший им.
– Сегодня в тренде междисциплинарные исследования, – комментирует советник при ректорате по научным вопросам, доктор технических наук, профессор Алексей Вострецов. – На стыках наук обычно получают наилучшие результаты, о чем свидетельствуют достижения наших научных школ. Например, материаловедение в НЭТИ представлено с самых первых лет, когда на работу пришел Леонид Тушинский. Сегодня наши материаловеды под руководством профессора Анатолия Батаева сохраняют высокий уровень. Другое традиционно сильное направление – силовая электроника.
В 2015 году коллектив Института силовой электроники НГТУ НЭТИ под руководством доктора технических наут Сергея Харитонова выиграл в конкурсе Минобр­науки грант на разработку систем электропитания для спутников и космических аппаратов нового поколения (в сотрудничестве с АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф.Решетнева). В результате предложена новая, более интеллектуальная концепция систем электропитания для будущих космических аппаратов. Один из главных разработчиков энергопреобразующей аппаратуры космического назначения – Институт силовой электроники НГТУ НЭТИ.
– Хорошо известны наши специалисты и в радиотехнике, – продолжает А.Вострецов. – Уверенно лидируют в России системы полунатурного моделирования, созданные под руководством профессора Алексея Киселева. Расскажу подробнее о научной школе «Разработка помехоустойчивых методов обнаружения и обработки сигналов в задачах радиолокации, радионавигации, автоматизации научного эксперимента», в которой мне посчастливилось быть руководителем. Эта школа продолжила исследования санкт-петербургской научной школы профессора Вениамина Алексеевича Богдановича, у которого я учился в аспирантуре. Традиционное наше направление – радиолокация и радионавигация – продолжает жить: у нас и сейчас есть заказы от предприятий Санкт-Петербурга и Тулы. Создаются новые системы радиолокации, ближней навигации, системы посадки самолетов – там востребованы наши разработки. Но эти же методы успешно применяются в любых областях, где наблюдение ведется на фоне шумов, – в телекоммуникациях, системах передачи данных, научных экспериментах, когда измеряются слабые сигналы или проводится спектральный анализ на грани чувствительности используемых приборов. Поэтому еще одним направлением развития научной школы стала автоматизация научного эксперимента. Например, идут совместные исследования с Институтом горного дела СО РАН по регистрации электромагнитного излучения, возникающего при разрушении горных пород, с Институтом ядерной физики СО РАН – по анализу спектров гамма-излучения при поиске взрывчатых веществ. Серьезные успехи продемонстрированы при выполнении проекта Фонда перспективных исследований по созданию теоретических и экспериментальных основ квантового компьютера на микроволновых сверхпроводниковых устройствах. Наш коллектив создал и испытал многоканальный малошумящий источник тока, который может быть использован для задания рабочих режимов в многокубитных системах, в частности, в квантовом компьютере.
Из хорошо известной школы по созданию магнитоэлектрических двигателей профессора Александра Шевченко вырос прекрасный тандем Владимира Топоркова и Дениса Котина. Они разрабатывают компактные электрические двигатели с высоким КПД и долгим сроком службы, востребованные нефтедобывающими компаниями, железной дорогой, метрополитеном.
В некоторых областях науки фундаментальные исследования сразу дают выход на решение серьезных практических задач. К таким направлениям, безусловно, относятся «Методы конечноэлементного моделирования и наукоемкое программное обеспечение» – научная школа под руководством доктора технических наук, профессора Юрия Соловейчика. Разработанные в НГТУ НЭТИ программные пакеты широко используются геофизиками в аэроэлектроразведочных работах по поиску месторождений цветных металлов и алмазов, исследованиях Арктики, нефтеразведке. Исследования школы отмечены заслуженными наградами: так, Марина Персова три раза выигрывала конкурс грантов Президента РФ для молодых докторов наук.
НГТУ НЭТИ всегда находится на переднем крае научных исследований, например, на факультете автоматики и вычислительной техники на базе сильной научной школы по распределенным вычислительным системам в последние годы появились интересные работы по нейросетям и искусственному интеллекту.
Эмоции в сетях
«Пальцы бы вам отрезать!» – такой ответ получила от голосового робота одного из банков клиентка, пожаловавшаяся в службу поддержки о невозможности идентификации по отпечатку. За этой веселой историей, обошедшей СМИ, стоит серьезная проблема поверхностного обучения и даже, не побоимся этого слова, воспитания нейронных сетей. А практические последствия поверхностного обучения нейронных сетей иногда трагичны: так, автомобиль-беспилотник с пассажирами врезался в фуру с контейнером небесного цвета, не сумев распознать его как контейнер.
– Мы разрабатываем новые методы обучения нейронных сетей, используя механизмы выработки эмоций в качестве поощрения и наказания, – рассказывает доцент кафедры вычислительной техники АВТФ, кандидат технических наук Андрей Гаврилов. – Когда мы воспитываем маленького ребенка, то объясняем ему, что такое хорошо и что такое плохо, простейшими методами: шлепаем или гладим по головке. Наша задача – смоделировать этот процесс и включить в обучение нейросетей, чтобы система стремилась применить накопленный положительный опыт и избегала повторения отрицательного. Это пригодится для разработки максимально эффективных сервисных роботов. Надо сказать, глобальный недостаток современных нейронных сетей – весьма поверхностное обучение, пусть и на огромном количестве примеров.
Реализуют на факультете автоматики и вычислительной техники и более прикладные задачи, в том числе злободневные. Совсем недавно сотрудники кафедры АСУ и лаборатории компьютерного зрения НГТУ вместе с фирмой «Элтекс» разработали первую в России систему распознавания лиц, позволяющую идентифицировать лицо под медицинской маской.
Беспилотный энергетический объект
Профессор Василий Кузьмич Щербаков придавал огромное значение эксперименту. Еще в 1965 году под его руководством в СССР был проведен уникальный эксперимент: из нескольких линий электропередачи в 500 тысяч вольт собрали линию длиной 3 тысячи километров – от Москвы до Урала, после чего по всей стране стали строить линии дальних электропередач. В.Щербаков, создавший в НЭТИ аспирантуру, понимал, как важно научить студентов культуре эксперимента. С его легкой руки в вузе появилась лаборатория моделирования электроэнергетических систем. Сегодня лаборатория – единственная за Уралом, где студенты могут учиться на физических моделях, полностью повторяющих реальные процессы. С помощью таких моделей также ведут серьезные исследования – разрабатывают малую энергетику для города.
– НГТУ НЭТИ удалось сохранить преемственность – наша энергетическая школа входит в тройку лучших по России, – отмечает профессор Александр Фишов. – Сейчас идет работа над проектами умных сетей (Smart Grid). Их идеология коренным образом отличается от принятой в российской энергетике, которая развивалась централизованно, – крупные электростанции и распределительные сети. А в случае Smart Grid речь идет, по сути, о матрешке: внутри одной системы – другая, в ней – третья. Причем каждая может функционировать самостоятельно. Малые энергосистемы должны иметь собственную систему управления, в десятки раз более дешевую, но не уступающую по качеству крупным. Мы решили заменить диспетчера автооператором. Он действует четко и безошибочно, не отвлекаясь на звонки разгневанного начальства. Запустив проект по созданию Smart Grid для жилмассива «Березовый», мы почувствовали свежесть идеи: начались защиты диссертаций по искусственному интеллекту и технике управления. У нас открыт Испытательный центр для разработанных опытных образцов энергетических мини-систем. Интересные исследовательские задачи: есть такое понятие «самобалансирующаяся энергетическая ячейка», туда входят и мини-топливная станция, и солнечная станция, и ветроэнергетика – словом, все инструменты для эффективной работы. Но ими надо еще грамотно распоряжаться, причем в нашей идеологии «беспилотного объекта».
Городу и миру
Хороший университет всегда стремится выйти за рамки города и региона. НГТУ НЭТИ выделяется среди российских вузов, о чем свидетельствуют не только российские, но и мировые рейтинги. Дипломами вуза могут похвастать целые поколения иностранных студентов, массовое обучение которых началось в НЭТИ с конца 1970-х. Однако мировая известность не привела к оторванности от родных пенатов: самые желанные гости в НГТУ НЭТИ – это по-прежнему городские школьники, недавно специально для них открыли «Кванториум» и Дом научной коллаборации.
– Наш вуз никогда не отказывается быть пилотной площадкой для новых программ мэрии или правительства Новосибирской области, – подчеркивает ректор, доктор технических наук, профессор Анатолий Батаев. – Наши интересы совпадают: правительству важно увлечь школьников инженерным творчеством, а нам – воспитать мотивированных абитуриентов. Честно говоря, я позавидовал детям, когда открывал Дом научной коллаборации: 5 лабораторий, солнечные батареи, реально работающие модели ветрогенератора и накопителя энергии.
Но наши взаимоотношения с городом не ограничиваются воспитанием у детей тяги к инженерному творчеству. Исторически сложилось, что НГТУ НЭТИ занимает в культурном пространстве Новосибирска значимое место. Вот лишь один пример: наш студенческий джаз-оркестр организовал Международный джазовый фестиваль, на который приезжают настоящие звезды – Игорь Бутман, оркестр колледжа Berklee (США).
Не стоит забывать и о красоте: наша цель – превратить кампус Технического университета в одну из самых привлекательных площадок города.
Но главное дело вуза – подготовка студентов. Учеба должна сочетаться с приобретением практических навыков – этот вектор развития современного высшего образования я считаю правильным. 15 лет назад в НГТУ НЭТИ был открыт центр, оборудованный немецким производителем станков компанией DMG. В 2019 году наши студенты выиграли российский конкурс DMG по студенческим разработкам. Машиностроительные предприятия с удовольствием берут на работу выпускников с навыком работы на станках DMG. Такая же ситуация и на факультетах энергетики, радиотехники и электроники – ребята, принимающие участие в проектах, реализуемых на факультетах, не имеют проблем с трудоустройством. Но в проектах участвует всего тысяча студентов из 12 с лишним тысяч, а их должно быть гораздо больше. Привести примеры успеха не так сложно, главное – сформулировать задачи на несколько лет вперед.
Если говорить о стратегических целях, то мы планируем готовить классных молодых специалистов с помощью собственной аспирантуры, чтобы лучшие из них оставались работать в вузе. Пришло время практической отдачи от университетов как от структур, занимающихся прикладными исследованиями. НГТУ НЭТИ – вуз инженерный и прагматический, поэтому надо делать ставку на разработки. Недавно у меня в гостях были представители Калужского электромеханического завода, для которого уже много лет разрабатывают электрические двигатели профессор Александр Шевченко и его команда. КЭМЗ хочет завоевать российский рынок лифтов и рассчитывает с нашей помощью сделать современный электропривод. Другое перспективное направление – интеграция с институтами СО РАН. Начато строительство Сибирского кольцевого источника фотонов (ЦКП «СКИФ»). В ЦКП «СКИФ» наш университет планирует участвовать в трех ипостасях. Во-первых, готовить инженеров и исследователей для работы на установке. Во-вторых, курировать одну из пользовательских станций: учить студентов на реальных задачах и проводить исследования. В-третьих, участвовать в разработке оборудования: наши специалисты создадут так называемые гирдеры – устройства, обеспечивающие механическую устойчивость ускорителя.
Сегодня наши выпускники возглавляют ключевые предприятия региона. Не скрою, мне очень приятно слышать от них: «Как здорово, что я здесь учился!» И необходимо сделать все возможное, чтобы студенты, сегодняшние и завтрашние, продолжали гордиться тем, что судьба привела их в НГТУ НЭТИ!

Ольга Колесова

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2