Технологическое будущее страны: что создают в студенческих лабораториях

Фото: Роман Коваленко (ИФ ГУАП).

Цифровые 3D модели, программы для обработки данных, новые алгоритмы машинного зрения для беспилотников− все это разработки, которые сегодня воплощают в жизнь студенты российских вузов. Для начинающих инженеров в альма-матер создают все необходимые условия.

НОВЫЕ ВЫЗОВЫ

В современном мире научно-технологическое лидерство стало неотъемлемой частью экономического суверенитета и геополитического влияния. Поэтому на первое место выходит подготовка научных и инженерных (в широком смысле слова) кадров в условиях быстро изменяющейся конъюнктуры и появления новых направлений в инженерии. Одно из таких направлений - широкое использование беспилотных летательных аппаратов. Беспилотники стали незаменимыми помощниками во всех отраслях промышленности, они решают различные производственные задачи — от инспекции нефтепроводов и опрыскивания сельскохозяйственных культур, до создания трехмерных моделей различных объектов и ландшафтов. Другими словами, беспилотный летательный аппарат является платформой, которая может использоваться в различных целях, в том числе и для создания трехмерных моделей крупных объектов во всех отраслях промышленности: в строительстве, в геодезии, в топографии.

В глобальной гонке за технологическое лидерство именно студенты всё чаще оказываются в эпицентре инноваций - для них создаются все необходимые условия. К примеру, в Ивангородском филиале Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, который в апреле отмечает 25-летие, студенты с первого курса получают доступ к лабораториям, оснащенным современным оборудованием и учатся на практике проектировать и конструировать. Это позволяет сделать инженерное образование максимально приближенным к реальным условиям труда.

ДРАЙВЕРЫ ИННОВАЦИЙ

Раньше, когда еще не было 3D-моделирования, использовались обычные бумажные чертежи, которые постоянно переписывались. Современные технологии в корне изменили данный подход. Сейчас достаточно просто отправить беспилотник по заданному маршруту. Основой для создания трехмерных цифровых моделей являются данные, которые получает LiDAR (прибор для получения облака точек в заданной системе координат, привязанной в копируемому объекту) находящейся на борту беспилотного аппарата. Таким образом методика и разработка программ обработки данных, полученных с его помощью, является важной и актуальной задачей, особенно в условиях недоступности западных аналогов. Именно такими исследованиями занимаются преподаватели и студены Ивангородского филиала ГУАП. Например, в 2023-2024 учебном году проводились научно-исследовательские разработки под названием «Реконструкция трехмерного объекта из облака точек с целью его дальнейшего тиражирования». В исследованиях участвовали как преподаватели, так и студенты 2 и 4 курсов. Результатом совместной работы стали оригинальные методики программно-аппаратной оцифровки трехмерных объектов и реконструкции объектов из облака точек, а также методика тиражирования трехмерного объекта, полученного из облака точек. Разработанная в ходе научно-исследовательской работы программа для ЭВМ получила авторский патент.

Работа над данной тематикой показала необходимость дальнейшего использования задач машинного зрения, и в 2024-2025 учебном году в Ивангородском филиале вуза приступили к научно-исследовательским разработкам под названием «Методы анализа и алгоритмы при определении топографии местности».

Кстати, такие исследования являются незаменимым инструментом для специалистов, которым необходима быстрая, достоверная трехмерная модель местности - это строители геологи, шахтеры. 3D модели с высокой степенью точности позволяют следить в целом за объектом в период эксплуатации, например, за мостом или нефтяной платформой. Дело в том, что несмотря на значительное количество различных датчиков часто просто необходимо сравнить трехмерные модели, полученные в разные моменты времени и в разных погодных условиях. Это помогает исправить ошибки людей и избежать катастрофических последствий, обвалов и крушений.

КАДРЫ БУДУЩЕГО

Способность совмещать теоретические знания с практическими экспериментами, доступ к передовым исследованиям и отсутствие страха перед провалами делают студентов ключевыми игроками в создании прорывных решений. Так, Ивангородский филиал ГУАП привлекает к работе наиболее талантливых студентов, которые получают не просто мертвые знания, а уже умеют многое применять на практике. Молодые умы не только генерируют идеи, но и превращают их в проекты, меняющие экономику страны. В 2024 году сразу несколько студентов вуза стали лауреатами в конкурсе на лучшую студенческую научную работу Европейского, Ближневосточного и Африканского региона и Пакистана (EMEA&Pakistan) Международного Общества Автоматизации ISA (EMEA&Pakistan SPC).

Стремительное развитие технологий привело к появлению новых профессий, для которых нужны новые кадры, а для существующих специалистов необходимо повышение квалификации как по естественно научным направлениям (физика, химия, электроника, электротехника), так и в области права и управления бизнес процессами. И здесь Ивангородский филиал оказывает компаниям образовательную поддержку, поскольку обладает и компетенциями, и удобным положением для того, что стать точкой притяжения для развития человеческого капитала в различных областях. Тем более, на западе Ленинградской области вуз является единственным образовательным учреждением высшего образования, который к тому же выдает диплом государственного образца.