В их разработке участвуют студенты и аспиранты, для которых это учение с увлечением, способ проложить свой путь в науку. О том, как готовят будущих учёных и как рождаются чудеса техники, рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры «Приборостроение» Дмитрий Алексеевич Кацай.
Как увлечь молодёжь наукой?
– Я веду у магистрантов кафедры цикл предметов, связанных с конструкторской подготовкой: «Измерительные приборы», «Информационное и программное обеспечение измерительных приборов», «Технология реализации интеллектуальной собственности», – говорит учёный. – Эти взаимосвязанные дисциплины расширяют и дополняют друг друга. Учебные программы насыщены специальными предметами, изучение которых – ключ к научной инновационной деятельности.
Не секрет, что многие из тех, кто занимается наукой и преподаванием, уже немолоды. Нужны новые, свежие силы, а молодые кадры лучше всего готовить самим, чтобы обеспечить преемственность в научной и методической работе. Молодёжь необходимо привлекать к исследовательской и педагогической деятельности – для этого требуется системный подход.
Магистрантам нужно дать такой объём знаний, который позволит сформировать научный задел в виде патентов на полезную модель и (или) свидетельств о регистрации программ для ЭВМ (все наши студенты умеют программировать) – на это уйдёт несколько месяцев. А имея задел в виде интеллектуальной собственности, будущие аспиранты (а магистратура – это ступень в аспирантуру), могут подавать заявки на получение грантов. Кроме того, преимущества при поступлении в аспирантуру имеют те, чьи результаты исследований опубликованы, – в этом случае есть шансы поступить на бюджетную форму обучения. Сейчас у наших студентов есть возможность публиковаться в изданиях, входящих в списки ВАК и РИНЦ, – вариантов много. Выиграв грант, часть средств можно потратить на такие публикации.
Важно не только дать возможности для самореализации в науке, но и пробудить интерес к научно-техническому творчеству. У наших выпускников целый набор перспективных идей, изложенных в курсовых и дипломных проектах и применённых, например, при создании лабораторных установок, используемых в учебных и исследовательских целях.
Несколько лет (с 2007-го по 2012-й) наши студенты участвовали в конкурсе «Будущие АСы КОМПьютерного 3D-моделирования». Цели состязания: внедрение современных информационных технологий в процесс инженерного образования, развитие сотрудничества начальной, средней, высшей школы и производства; укрепление сообщества пользователей программного обеспечения АСКОН в сфере образования, популяризация научно-технического творчества. Что особенно приятно, ребята, у которых я был руководителем, занимали призовые места.
Энергия – рядом!
Разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий – важнейшее направление деятельности ЮУрГУ. Так, когда я давал задание на курсовые проекты, предложил ребятам подумать, что можно реально улучшить в уже существующих помещениях. В аудиториях есть энергопотоки – энергия солнца, воздуха в вентиляции. Молодым исследователям пришла в голову, казалось бы, простая, но очень интересная идея – использовать энергию воды, стекающей по системе отопления с верхних этажей вниз. Как это сделать? Врезать в обычную систему водоснабжения или водяного отопления приборы учёта расхода воды (счётчики), где поток жидкости вращает диск. А если к ним подключить преобразователи, можно получить электроэнергию. В результате под моим руководством создано устройство, которое преобразует силу идущей вниз по трубам воды в электрическую энергию, достаточную, например, для зарядки мобильных телефонов.
Для поощрения студентов есть разнообразные возможности: и моральные стимулы – грамоты, дипломы, и материальные – повышенная стипендия. Если ребятам нравится заниматься наукой, и это их стремление поощряется, велика вероятность, что они продолжат исследовательскую деятельность. В рамках дисциплин, которые я преподаю, работа строится так, чтобы проектирование одного объекта шло на протяжении нескольких курсов и формировалось целостное восприятие будущего изделия.
Добилась успеха
У нас много ребят, увлечённых научно-техническим творчеством. Конечно, после окончания университета в науку идут не все, но даже если их 10–20 % от общего числа – это хороший результат. Наши выпускники очень востребованы, причём в разных сферах – даже в медицине, где требуется обслуживание сложной медаппаратуры. Регулярно слышим от работодателей просьбы: дайте самых лучших! И таких у нас немало.
Яркий пример – аспирантка кафедры «Приборостроение» Татьяна Исупова. Окончила нашу кафедру. Ещё будучи студенткой, увлеклась темой, связанной с роботом NAO. Он используется в нашем вузе в учебной и выставочной деятельности: умеет рассказывать об университете, отвечать на вопросы. Татьяна Дмитриевна занимается темой технического зрения для роботов, чтобы «научить» их ориентироваться как в закрытых помещениях, так и на улице при различных условиях освещённости, – это часть важнейшей задачи, связанной с навигацией роботизированных устройств.
Тематика её магистерской диссертации была связана с роботом NAO. Татьяна Исупова участвовала в хоздоговорных работах по роботам, год была сотрудницей УНИД ЮУрГУ, имеет несколько опубликованных научных статей. Когда ученик добивается успеха, это всегда радует.
Незаменимый помощник
Хочу более подробно рассказать об использовании робота NAO, потенциал которого ещё не полностью раскрыт. Робот побывал на ряде выставок, где достойно представлял наш университет и неизменно вызывал интерес: например, в октябре 2014-го – в Москве, в Экспоцентре, а в ноябре того же года – в Сочи на Днях робототехники, это событие мирового уровня. Весной 2015-го в посёлке Домбай (Карачаево-Черкесия) прошла Десятая Всероссийская научно-практическая конференция «Перспективные системы и задачи управления». Учёные ЮУрГУ сделали на ней три доклада. В ходе одного из выступлений был продемонстрирован NAO и дан анализ возможности его использования по двойному назначению. В числе направлений работы форума: обсуждение состояния и перспектив развития научных исследований и экспериментальных разработок в области робототехники, решение задач обеспечения правопорядка и общественной безопасности, борьбы с терроризмом, предупреждения чрезвычайных ситуаций.
Казалось бы, что наш маленький, абсолютно добродушного вида робот может сделать для обеспечения общественной безопасности? Раскрою один секрет – у него есть видеокамеры. NAO может не только участвовать в учебном процессе, но и следить, не вошли ли в помещение посторонние, потенциально опасные лица. Вид его не вызывает никаких подозрений у преступников. В то же время он способен передвигаться и следить за перемещением других.
Если доработать его программу, робот может стать частью системы безопасности учебных заведений, в дополнение к живым охранникам и системе видеонаблюдения. Достоинства роботов очевидны: такой страж не заснёт, не уйдёт на обед или перекур. Это очень важно: ведь в современном мире террористическая угроза велика. Не обязательно использовать именно эту модель – роботы теперь есть во многих школах. Важен сам принцип. В память робота можно ввести соответствующие данные – и он по внешнему виду отличит учителей, учеников и их родителей от посторонних и в случае надобности даст сигнал тревоги. Своевременно обнаружить присутствие потенциально опасных лиц – значит свести к минимуму последствия нежелательных вторжений. К написанию специальных программ можно привлечь преподавателей, учащихся или их родных – и тогда система не будет дорогостоящей, от учебных заведений или родителей не потребуется дополнительных расходов.
