Не всегда названия институтов и факультетов выбранного университета говорят абитуриенту о том, чем ему предстоит заниматься во время обучения и после него. А ведь выбор образовательного учреждения – одно из первых и важных решений молодого человека. Чтобы сформировать понимание перспектив после окончания Новосибирского государственного университета, публикуем серию материалов о научно-образовательных центрах и лабораториях, в которых студенты с младших курсов решают актуальные задачи науки и бизнеса. В День российской науки рассказываем об исследованиях в сферах IT, устойчивого развития и аэрокосмических разработок.
Карьера в IT: машинное обучение, цифровые двойники, искусственный интеллект
Искусственный интеллект все больше внедряется в нашу жизнь и привлекается на службу широкого спектра наук: химии, физики, биологии, даже литературы. Он помогает определять авторов романов, идентифицировать раковые опухоли, оценивать потребительские риски и многое другое. Так, в научно-образовательном центре «Машинное обучение и анализ больших данных» Высшего колледжа информатики НГУ разработана нейросеть, которая позволяет измерять параметры наночастиц по микроскопическим снимкам, что используется для поиска катализатора, превращающего тяжелую нефть в легкую.
Лаборатория аналитики потоковых данных и машинного обучения функционирует на базе Механико-математического факультета НГУ. По словам кандидата физико-математических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории Евгения Павловского, в настоящий момент сотрудники сосредоточены на решении задач интеллектуальной обработки медицинских изображений методами глубокого обучения. Результат декабря 2021 года – попадание в топ-15 из тысячи команд в мире по задаче сегментации опухолей головного мозга на основе данных снимков МРТ.
— Мы с радостью принимаем студентов с разных направлений: математика, информатика, физика, медицина и экономика. Наши задачи как правило мультидисциплинарны. За 6 лет существования лаборатории практику прошли более 100 человек, из них более 30 защитили магистерские диссертации. Сейчас проходят практику двое аспирантов. Студенты активно участвуют в исследовательском процессе: собственные исследования лаборатории, гранты, коммерческие заказы. Каждое исследование мы финализируем статьёй в международном журнале или значимой конференции. Эти же студенты участвуют в разработке прототипа, демонстрирующего созданную теоретическую модель, — рассказал Павловский.
Одна из разработок лаборатории – масштабируемая система автоматического распознавания русской разговорной речи ASR-NSU-AI с демонстрационным чат-ботом в Telegram, который распознает спонтанную русскую речь, расставляет знаки препинания и выделяет некоторые сущности в тексте.
В Лаборатории прикладных цифровых технологий НГУ студенты Инженерной школы вместе с преподавателями применяют нейросети для решения широкого спектра прикладных задач. Например, Елизавета Иващенко разобралась с методами моделирования сложных турбулентных потоков в присутствии кавитации, что может понадобиться при строительстве ГЭС. Динар Зарипов и Влад Иващенко экспериментально и численно подавляют турбулентность течения в трубах. Ксения Борисова занималась проектом Российского научного фонда по разработке алгоритма для диагностики аневризмы аорты. Тимур Гарипов участвовал в обучении нейросети распознавать капли воды в сверхзвуковом потоке.
Климатические изменения: подсчет углеродного следа и увеличение поглощения парниковых газов на карбоновом полигоне НГУ
Задачами устойчивого развития занимается Климатический центр НГУ, открытый в 2021 году. По словам сотрудника центра Сергея Цветкова, в настоящий момент проводятся работы по нескольким направлениям: расчет углеродного баланса региона, разработка цифровой модели леса, расчет углеродного следа предприятий, разработка технологий по увеличению секвестрационного (поглотительного) потенциала экосистем, обоснование расчета цены на углеродные единицы, квоты.
— Мы решаем актуальную задачу, стоящую перед современным обществом – задачу устойчивого развития, в частности, как добиться снижения парникового эффекта. Отсюда поиск студентов с разных направлений обучения, – экономики, химии, биологии, – заинтересованных в ESG-повестке, в которую в том числе входит борьба с изменением климата. На карбоновом полигоне НГУ мы учимся управлять биоразнообразием с целью увеличения поглощения углекислого газа. С Правительством Новосибирской области мы начинаем программу по управлению углеродным балансом области, — прокомментировал Сергей.
Студенты ММФ НГУ также остаются в тренде и в рамках Большой математической мастерской разработали «Карболятор» – калькулятор для подсчета углеродного следа в странах СНГ. Ответив на 24 вопроса, пользователь получает подробную диаграмму оставляемого следа по категориям быта и может оптимизировать свое потребление с точки зрения экологичности.
— У студентов есть возможность принимать активное участие в формировании абсолютно новой отрасли на территории России. Они могут развиваться в научно-исследовательской деятельности: защищать кандидатские диссертации, публиковать статьи, участвовать в международных конференциях. Для ребят, которых не захватывает наука, есть возможность работы с коммерческими предложениями от компаний. Получаемый ими опыт работы универсален, — добавил Цветков.
Аэрокосмические исследования: от запуска малых космических аппаратов до поиска жизни на Марсе
Отдел аэрокосмических исследований НГУ уже более 40 лет работает в области космического приборостроения. На данный момент более 100 приборов, разработанных отделом, установлены на различных космических аппаратах: все аппараты Глонасс, метеорологические спутники серии «Электро-Л», орбитальные астрофизические обсерватории серии «Спектр», аппараты гидрометеорологического комплекса «Арктика-М» и другие. Отдел также принимает участие в работе над всеми современными российскими лунными миссиями.
— Мы готовим прикладных высококвалифицированных специалистов в области проектирования и разработки современной высокоинтеллектуальной аппаратуры для автоматизации космических экспериментов. На данный момент отдел аэрокосмических исследований НГУ занимается разработкой и наземными испытаниями бортовой аппаратуры, автоматизацией космических экспериментов, разработкой малых космических аппаратов и управление ими. К проектам привлекаются преимущественно студенты Физического факультета, — рассказал заведующий отделом Виталий Прокопьев.
Научно-образовательный центр «Институт химических технологий» (НОЦ ИНХИТ) был создан в НГУ в 2020 году. По словам доктора химических наук, заведующего лабораторией молекулярного дизайна и экологически безопасных технологий Бориса Захарова, студенты и аспиранты Факультета естественных наук, Физического факультета, Геолого-геофизического факультета получают в лаборатории бесценный опыт изучения строения веществ и материалов с помощью таких инструментальных методов, как рентгеноструктурный анализ, рентгенофазовый анализ, колебательная спектроскопия и др. В том числе они участвуют в экспериментах на российских и зарубежных установках класса «мегасайенс»: КИСИ, ESRF, DESY, BESSY, SLS и др., а в будущем – на «СКИФ». А недавно сотрудники ИНХИТ провели исследование, связанное с ответом на важный вопрос: есть ли жизнь на Марсе?
— Научные сотрудники ИНХИТ занимаются подготовкой специалистов в области химической технологии, электрохимии и материаловедения. В таких сотрудниках нуждаются и промышленные предприятия, и исследовательские учреждения. В настоящее время ИНХИТ включает в себя три лаборатории: лаборатория электрохимических технологий, лаборатория энергоэффективного катализа и лаборатория молекулярного дизайна и экологически безопасных технологий, — сообщил директор ИНХИТ, доктор химических наук, профессор РАН Денис Козлов.
