Подкаст: междисциплинарный подход к развитию в области робототехники и биомехатроники

в 5:41, , рубрики: биомехатроника, Блог компании Университет ИТМО, Карьера в IT-индустрии, киберфизические системы, образование за рубежом, работа ученых, Разработка робототехники, робототехника, Сергей Колюбин, Университет ИТМО, учебный процесс, Учебный процесс в IT

В четвертом выпуске подкаста принял участие Сергей Колюбин, руководитель международной лаборатории «Биомехатроники и энергоэффективной робототехники» и заместитель директора мегафакультета компьютерных технологий и управления Университета ИТМО.

Аудиоверсия: Apple Podcasts · Яндекс.Музыка · PodFM · Google Podcasts · YouTube.

Подкаст: междисциплинарный подход к развитию в области робототехники и биомехатроники - 1
На фото: Сергей Колюбин


Лаборатории — робототехники и киберфизических систем

Таймкод — 00:18


dmitrykabanov: Мы с вами обычно в дистанционном режиме взаимодействуем — например, по комментариям для блога университета на Хабре. Ранее это были фотоэкскурсии: по лаборатории киберфизических систем и FabLab — его нам показывал Алексей Щеколдин). Тогда он продемонстрировал свою учебную разработку — робота SMARR с элементами VR и AR. Помимо всего прочего, вы выступали в качестве научного консультанта для этого проекта?

Сергей Колюбин: Да, все верно. Я был научным руководителем Алексея в аспирантуре. Это был практико-ориентированный проект в рамках цикла таких работ в университете. Сейчас идет очередной набор студенческих команд под руководством аспирантов. Они готовят прототипы своих решений с перспективой коммерциализации. В ходе этого процесса такие практико-ориентированные НИОКРы помогают впитать культуру производства, знакомят ребят с жизненным циклом их разработок и сопутствующими активностями — например, с нюансами составления документации.

Дмитрий: Помимо этого проекта было и множество других — вы участвовали с рядом команд в международных конференциях по робототехнике, в том числе ездили на TechCrunch.

Вместе с этим вы принимаете участие в управлении целого мегафакультета, плюс работаете начальником департамента магистратуры. Удается ли вам, совмещая эту деятельность, еще и оставаться на связи с младшими коллегами и помогать им?

Сергей: Соглашусь, нагрузка есть, но к решению любых задач я стараюсь подходить творчески. Как только я понимаю, что есть возможность отойти от бюрократических дел и провести время в лаборатории с ребятами, я стараюсь это делать.


Лаборатория робототехники и возможности для развития

Таймкод — 02:09


Дмитрий: Кстати, в одной из фотоэкскурсий на Хабре была и лаборатория робототехники, где нам показали различные устройства захвата и промышленные манипуляторы.

Сергей: Да, это как раз моя лаборатория.

Дмитрий: Что изменилось с того момента? Над чем сейчас работают в лаборатории?

Сергей: Это — международная научная лаборатория «Биомехатроники и энергоэффективной робототехники». Мы руководим ей совместно с профессором Стефано Страмиджиоли, который представляет Университет Твенте, является достаточно известным экспертом в этой области, он руководит крупными робототехническими хабами и не так давно стал членом академии наук Нидерландов. Этот человек нас мотивирует и ставит сложные задачи. Есть и другие направления — проекты РНФ, которые поддержаны соответствующими грантами; есть заказы от компаний; еще есть «песочница» — инициативные проекты в рамках научных работ с магистрантами и аспирантами.

В последнем случае линейка достаточно широкая — кто-то делает реабилитационные системы для кистей рук, протезы и системы классификации по энцефалограмме и миографии, другие — проектируют системы для управления роботами с эластичными элементами, третьи — занимаются темой автономного управления, кто-то — работает над haptic-системами с удаленным управлением и обратной связью. Некоторые подключаются и к нашим проектам для РНФ — разработке энергоэффективных шагающих и галопирующих роботов.

Я даю свободу творчества. Главное условие — соответствие проекта направлению развития лаборатории и наличие фокуса. Если говорить о последнем, то мы занимаемся системами с «гибкими» элементами для работы с неструктурированным окружением. Это ситуация, когда мы не можем описать все свойства окружения, и система должна обладать внутренней адаптивностью.

Второй ключевой момент — энергоэффективность системы. Все это достигается на уровне алгоритмов и на уровне конструкции, чтобы сделать систему умной еще и с точки зрения железа.


Как присоединиться к этим проектам

Аудиоверсия интервью в Apple Podcasts


Дмитрий: Что вы могли бы порекомендовать тем, кто хотел бы присоединиться к такой работе?

Сергей: На входе есть определенные пререквизиты. Грубо говоря, в моей лаборатории есть три типа специалистов, если рассуждать о компетенциях: «механики», «электронщики» и «алгоритмисты». Первые — ранее учились, делали дипломные проекты или работали в компаниях, связанных с проектированием систем — занимались «mechanical engineering». Вторые — умеют программировать контроллеры, понимают, что такое сенсоры, как на низком уровне организовать обработку данных. Третьи — отвечают за более высокоуровневые алгоритмы и разработку роботов на системном уровне.

Робототехника — междисциплинарная область. Помимо технарей здесь работают эксперты из области медицины и промышленного дизайна. Так, мы занялись европейским проектом из линейки Strategic Partnerships от Erasmus. Сюда вовлечены не только представители Университета ИТМО, но наши коллеги из университетов Левена, Твенте, Университета Озйегин и компании Ford Otosan — крупнейшего подразделения этого бренда по производству грузовиков. Вместе мы делаем образовательный курс уровня «graduate» для магистров и аспирантов, а по ходу этого процесса — выстраиваем более тесную кооперацию между организациями и научными группами.

Сам проект — про носимую коллаборативную робототехнику. Помимо тех знаний, которые необходимы разработчикам технологий для промышленных экзоскелетов и коллаборативных манипуляторов для производств, мы затрагиваем области, связанные с медицинской техники и хирургических роботов, участвующих в операциях. Мы понимаем, что без практикующих медицинских специалистов такие разработки невозможны — нужно детально понимать проблематику, инженерная работа — это только 40% от подобных проектов.


Какие есть особенности у междисциплинарного подхода

Аудиоверсия интервью в Google Podcasts


Дмитрий: Междисциплинарный подход — особенность Университета ИТМО. Его можно встретить на всех топовых программах.

Сергей: Да. Этот подход стыкуется со стратегическими целями и нашей программой развития. Это и есть понимание бренда, которое следует выдерживать на всех уровнях, увязывать с тем посылом, которым мы несем во внешний мир, и включать в ежедневную работу сотрудников.

Дмитрий: С точки зрения участника образовательного процесса — этот междисциплинарный подход как-то сочетается с индивидуальной траекторией развития или неким фокусом, который бы позволял четко понимать свою специализацию, но при этом учитывать те необходимые компетенции, которые нужно брать из смежных отраслей?

Сергей: Готовность смотреть широко — это необходимость. Наука переживает очередной виток развития. Были универсалы — философы и математики, далее пошла специализация, сейчас идет новый виток, когда востребованы специалисты с универсальными компетенциями.

Уже много лет говорят о «T-shaped professionals», сейчас приходит понимание того, что нужны «Pi-shaped» специалисты, когда вертикалей уже две.

Такой подход возможен при параллельном получении двух степеней. Это есть во многих университетах. У нас это — биоинформатика. Она требует равновеликие знания в области информатики, молекулярной биологии и генетики. Есть программа по инфохимии, сочетающая компетенции в информационных технологиях и химии. Есть менее очевидные примеры. Например, я учился на системах управления. Но построить систему управления чего-либо невозможно без понимания предмета — того, чем ты управляешь. Для электромеханической системы — нужна физика, электричество и соответствующие процессы. Если вы делаете систему управления каким-то химическим реактором, нужно понимать хотя бы на уровне абстракции, что там происходит.

Если брать кибернетику, то это — междисциплинарная наука сама по себе. Робототехника — понятный пример в этом ключе. В масштабах Университета ИТМО таких примеров много.


Баланс теории и практики

Аудиоверсия интервью на Яндекс.Музыке


Дмитрий: Вы говорите про общие компетенции — это та база, которую вы отсматриваете на этапе приема людей? Например, по заданиям конкурса «Я — профессионал» можно увидеть, что это — достаточно фундаментальные и соответствующие таким запросам вещи.

Сергей: Да, мы используем разные инструменты — не только экзамены и конкурс портфолио.

Дмитрий: Но с другой стороны, при взгляде на такие задачи могут возникнуть сомнения, сможет ли человек заниматься практикой в достаточном объеме, чтобы реализовать все эти знания — например, в рамках сотрудничества с какой-то компанией в той или иной области.

Сергей: Я понимаю. Сейчас велик запрос на быстрый переход к практике. Когда я был студентом, это мотивировало. Системы управления и график на экране — это теория, а робот едет или нет, решает свою задачу или нет — это уже наглядная демонстрация. Ты видишь результат и оцениваешь полезность разработки. Но быстро можно решить только простые задачи.

На более сложные вызовы не ответить без фундаментальных знаний. Вы просто потратите кратно больше времени, но если у вас есть понимание и знание формул и методов, все пойдет быстрее.

Просто мы привыкли к быстрому получению информации и достижению результата. Но иногда нужно потратить несколько недель, изучить литературу и разобраться в теории. Вы как специалист «стоите» ровно столько, сколько стоит подготовка такого специалиста. Если вы умеете решать только базовые задачи, реализуемые с минимальным уровнем компетенций, вы не сможете претендовать на существенный доход. Есть и другая угроза: то, за что некоторые люди ранее получали деньги, сейчас начинают уже в неплохом виде делать алгоритмы. Уровень затрат в долгосрочной перспективе может быть несопоставимым. Поэтому важно уметь решать сложные задачи с точки зрения продолжительного «напряжения извилин». Для этого полезна фундаментальная подготовка.

Дмитрий: Если возвращаться к лабораториям — робототехники и киберфизических систем, то обыватель может представлять их как некие офисы, где люди в белых халатах и защитных очках делают что-то однообразное круглые сутки.

Сергей: У нас такого нет. Одна из наших ценностей — уважение к личности. Главное — реализация в профессиональном смысле. Но если техника безопасности требует, нужно экипироваться соответственно. Конечно, у каждого из специалистов мы хотим видеть специализацию. Тогда можно сформировать команду с хорошим уровнем взаимозаменяемости и быть уверенным в том, что каждый из ее участников силен в чем-то своем.

Дмитрий: У каждого может быть личный проект или они всегда общие?

Сергей: В этом и заключается суть работы лабораторий. Хороший пример — лаборатория киберфизических систем. Она существует, потому что мы на уровне факультета поставили задачу — собрать специалистов в разных областях, дать им инфраструктуру, чтобы они решали совместные задачи, общались, формировали взаимопонимание. Без специализированных локаций сделать это сложнее, но важно иметь и личное пространство для работы над своими задачами. При этом выходить и общаться с коллегами. Оптимальный баланс между одним и другим — искусство.


Другие выпуски нашего подкаста на Хабре:



Автор: itmo

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js