Университет ИТМО и компания «Газпром нефть» открыли в Петербурге первую в России магистерскую программу, на которой будут готовить специалистов в области беспилотного транспорта. Студентам предстоит изучать программирование беспилотных автомобилей, работать с дронами и разрабатывать новые летательные аппараты. В этом году на программу смогут поступить 30 человек, половина из которых будут обучаться на бюджетной основе.
В партнерском материале с компанией «Газпром нефть» «Бумага» рассказывает, чему будут учить студентов в новой магистратуре, кем смогут работать выпускники и где уже применяются беспилотные технологии.
Партнер материала
«Газпром нефть» использует беспилотные системы для перевозки грузов, мониторинга трубопроводов и получения информации о строении геологических пород. В начале 2020 года компания успешно испытала первые российские беспилотные грузовые автомобили, которые проехали более 3 тысяч километров на месторождениях в Сибири.
Совместная программа по беспилотному транспорту открылась на факультете информационной безопасности Университета ИТМО. Занятия также будут проходить в лаборатории «Газпром нефти» на Новой Голландии
Идея запустить новую магистерскую программу возникла у преподавателей факультета информационной безопасности Университета ИТМО и компании «Газпром нефть» год назад. К тому моменту одним из направлений факультета была функциональная безопасность — разработка систем, которые будут работать, несмотря на сбои в информационном обмене.
Например, если в беспилотном аппарате сломается GPS, он сможет определить, где находится, и самостоятельно вернется на исходную точку. По словам преподавателя ИТМО и руководителя новой программы Ильи Викснина, до ее появления в университете уже занимались разработкой подобных технологий и преподавали курсы, связанные с полной автоматизацией производств. А в результате сотрудничества с «Газпром нефтью» у студентов появилась возможность учиться работать с беспилотным транспортом в реальных условиях.
«Применение беспилотных систем — важное направление трансформации нашей компании. Чтобы технология развивалась, важно наличие квалифицированных разработчиков. Сейчас специалистов в области беспилотного транспорта не так много, и большинство из них самоучки, которые получили знания уже работая в компаниях-производителях беспилотной техники. Поэтому заниматься подготовкой новых кадров необходимо», — говорит руководитель Центра технологий беспилотных авиационных систем «Газпром нефти» Никита Сивой.
Он также рассказывает, что компания инвестирует в развитие цифровых технологий и скоро откроет собственную лабораторию для разработчиков в отреставрированном «Доме 12» на Новой Голландии. Там же будут проводиться занятия для студентов.
На программе будут изучать не только беспилотные самолеты и коптеры, но и разные виды автоматического наземного транспорта. Среди требований к поступающим — знания в области прикладной математики
Всего на программе 30 мест — 15 бюджетных и столько же контрактных. Поступить можно тремя способами: через Конгресс молодых ученых, по конкурсу портфолио или сдав вступительный экзамен по билетам, перечень которых есть на сайте ИТМО. В этом году в связи с пандемией экзамены пройдут в удаленном формате.
По словам руководителя новой программы Ильи Викснина, главное для поступления — знания в области математического аппарата. «При этом нас больше всего интересует не фундаментальная, если можно так выразиться, математика, а скорее прикладная — аспекты, связанные с машинным обучением и data science. Очень бы хотелось, чтобы ребята понимали, что такое беспилотные летательные аппараты, где они могут применяться и зачем. То есть чтобы они знали, на что идут и для чего», — объясняет он.
Новая программа посвящена изучению беспилотных транспортных средств — как летательных, так и наземных, и водных аппаратов. Илья Викснин говорит, что ИТМО не ограничивает себя только одним типом беспилотников, а позволяет студентам в процессе учебы выбрать то, что им интересно. По его словам, в целом, программа нацелена на разработку безопасных систем управления: «Ребята должны будут понимать, что происходит на „железе“, и знать, как с этим обращаться».
Среди предметов, которые будут изучать студенты, — обработка и анализ данных, прикладной искусственный интеллект, моделирование беспилотных систем, программирование, архитектура беспилотных транспортных средств, машинное обучение и нейронные сети.
Планируется, что обучение будет проектным: все курсовые и практические задания в течение второго года будут связаны с выпускной работой
На втором курсе темы выпускных работ согласуют с «Газпром нефтью», все курсовые и практические работы в течение второго года обучения будут связаны с этими темами. Часть задач студенты будут выполнять не только под руководством и кураторством представителей ИТМО, но и под контролем специалистов из «Газпром нефти».
Никита Сивой говорит, что компании интересно обучать студентов по двум основным направлениям. Во-первых, это разработка беспилотных систем в плане программного обеспечения для их удаленного контроля и управления, а также с точки зрения создания самих механизмов. И второе направление — эксплуатация данных систем, то есть выезды на месторождения для установки и обслуживания оборудования.
Беспилотные технологии в «Газпром нефти» применяют с 2014 года. В новой магистратуре студенты будут слушать курсы практикующих специалистов
Чтобы студенты взаимодействовали с практикующими специалистами, университет сотрудничает с представителями разных компаний. Например, планируется, что курс «Системы управления на беспилотниках» частично прочитают сотрудники «Газпром нефти».
По словам Никиты Сивого, в нефтяной компании к беспилотным летательным аппаратам относятся в первую очередь не как к транспортным средствам, а как к инструменту для сбора информации о местности и рельефе земли.
«Газпром нефть» развивает проекты в области беспилотных технологий с 2014 года. Всего в компании определено более 70 сценариев применения беспилотников. С их помощью, например, проводят визуальное обследование трубопроводов и контролируют строительство новых объектов. Для мониторинга используют дроны, оборудованные тепловизорами, фото- и видеокамерами, а также применяют нейронные сети для анализа данных видеопотока.
Кроме сотрудников «Газпром нефти», курсы будут преподавать и представители других компаний. Сейчас университет ведет переговоры с сотрудниками американской IT-компании EPAM Systems и представителями StarLine — российского производителя умного охранно-телематического оборудования для автомобилей.
Помимо беспилотного транспорта студенты будут изучать процессы автоматизации предприятий и домов
Кроме транспорта и сбора данных, беспилотные технологии могут применяться и в других областях — например, в устройстве умного дома. «Идеальная система может выглядеть так: вы выходите вечером с работы, ваши умные часы или смартфон пеленгуются с ближайшим столбом, передают туда информацию о вашей биометрии — температуру, настроение, нехватку витаминов. Затем информация идет по столбам к вам в дом, и вы, открывая дверь, видите любимые тапочки, которые подойдут для грустного настроения. При этом кофеварка автоматически варит вам кофе, а вы просто получаете удовольствие от присутствия дома», — говорит Илья Викснин.
Второй аспект применения беспилотников — автоматизация предприятий. Сейчас часто можно услышать об индустрии 4.0 — концепции, придуманной в Германии и означающей полную автоматизацию производств. Руководитель новой магистратуры объясняет, как работает эта схема: «Например, вы заказываете пуховик на AliExpress, заказ приходит в Китай, автоматически в рамках информационной системы раскладывается на составляющие — пух, пуговицы, молнии — и падает на завод, который автоматически начинает собирать пуховик, после чего он в таком же автоматическом режиме уходит на почту и отправляется заказчику. В результате человек в этой цепочке задействован только как ее инициатор, то есть тот, кто удовлетворяет свои потребности при помощи этого технологического процесса».
При этом, по словам Ильи Викснина, автономный от человека процесс может повлечь за собой проблемы: «Самое страшное, что может случиться — мы получим какой-нибудь «Скайнет» (искусственный интеллект, созданный военными США, в фильме «Терминатор 2» — прим. «Бумаги»). Мы не хотим, чтобы наши студенты приложили руку к созданию штуки, которая всех убьет, поэтому рассказываем им, какие алгоритмы с точки зрения информационной и функциональной безопасности кажутся защищенными, а какие — нет».
Например, студентам объясняют, что многие задачи решаются при помощи алгоритмов, которые, по сути, можно отмотать назад и посмотреть, почему было принять то или иное решение. «Мы говорим, что использование нейронных сетей возможно, но нужно понимать, как их контролировать. Если есть возможность это делать, то всё хорошо», — говорит преподаватель ИТМО.
Выпускники программы смогут работать инженерами беспилотных транспортных средств
Илья Викснин считает, что по окончании программы ребята могут пойти работать дата-сайентистами, дата-инженерами или программистами, но это, по его словам, все-таки будет не совсем работа по профессии.
«Идеальный вариант — когда наш выпускник идет работать в R&D-отдел (от англ. Research&Developmet, отдел разработки стратегии технологического развития — прим. «Бумаги») компании, занимающейся разработкой беспилотных аппаратов в области функциональной безопасности. Если кратко, наши выпускники будут инженерами, а если развернуто — инженерами беспилотных транспортных средств», — объясняет руководитель программы.
В «Газпром нефти», в свою очередь, нацелены на то, чтобы трудоустраивать выпускников в компанию. «Конечно, это будет зависеть от того, насколько успешно ребята будут справляться со своими задачами во время учебы. Но уже начиная со второго года магистратуры студенты будут участвовать в наших проектах», — говорит Никита Сивой.
