На базе Университета ИТМО открыто множество лабораторий разных направлений: от бионики до оптики квантовых наноструктур. Сегодня покажем вам, как выглядит наша лаборатория киберфизических систем и расскажем подробнее о ее проектах.

Краткая справка

Лаборатория киберфизических систем — это специализированная площадка для ведения научно-исследовательской деятельности в области киберфизики.

Киберфизические системы подразумевают интеграцию вычислительных ресурсов в физ. процессы. В основе таких систем может быть 3D-печать, интернет вещей, дополненная реальность. Например, автономные автомобили — результат работы киберфизиков.

Лаборатория считается мультидисциплинарной площадкой, поэтому сюда приходят с разных факультетов: специалисты по системам управления, вычислительной технике, информационной безопасности. Мы хотели собрать их всех в одном месте, чтобы они могли свободно общаться, обмениваться идеями, мнениями и знаниями. Так и появилось это место.

Что внутри

Лаборатория открыта в бывших помещениях кафедры теоретической и прикладной механики. Студенты сами продумывали рабочие зоны — аудитория получилась многофункциональной.

В основном зале рабочие места с персональными компьютерами расставлены вдоль стен. Посередине отмечена большая квадратная площадка — полигон для роботов.



В пределах этого полигона тестируют системы управления мультиагентными роботами и мобильными роботами, передвигающимися в лабиринте. Еще здесь запускают квадрокоптер, подготовленный для полетов в помещении. Он нужен для отработки алгоритмов управления.



Под потолком висят камеры, которые играют роль системы захвата движения, отслеживающей расположение дрона и дающей ему обратную связь.



Сама аудитория трансформируемая — в ней имеется раздвижная стена, которая может отгородить рабочее пространство от «мини-зала» для конференций.

Для проведения семинаров есть все условия: стулья, проектор, экран, доска для заметок.



Здесь может разместиться небольшая группа студентов.



За «прозрачной стеной» (на фото выше) находится еще одно помещение — это другая рабочая зона со стационарными компьютерами и ноутбуками.



Также в лаборатории есть большая белая стена, которая подходит для анализа идей, визуализации алгоритмов, программ, бизнес-процессов.



Разрисовать стенку можно и в кофе-руме — там установлена большая меловая доска — обсуждение идей за барной стойкой всегда идет гораздо активнее.



Со временем здесь появится небольшой телевизор или экран в нише.

Проекты и разработки

В лаборатории киберфизических систем ведутся работы сразу над несколькими проектами.

Примером может быть система оптимизации процессов сборки локомотивов. Студенты и сотрудники лаборатории разрабатывают алгоритмы, которые будут автоматически генерировать расписание для производства деталей поезда. В проекте принимают участие технологи, программисты и математики. Первые отвечают за систематизацию знаний и требований к производственным процессам, последние — за оптимизацию алгоритмов. Программисты — занимаются ПО, которое «сведет» воедино наработки всей команды.

В качестве еще одного примера разработок лаборатории можно привести летный симулятор для подготовки профессиональных пилотов. Это комплексная киберфизическая система, использующая технологии виртуальной реальности и имитирующая все процессы, происходящие в самолете. Разрабатывается даже специальное сиденье, которое имитирует нагрузку на пилота.

В лаборатории развивают и крупные коммерческие проекты. Например, в рамках инициативы «Индустрия 4.0» сотрудники, аспиранты студенты Университета ИТМО разрабатывают интеллектуальную систему управления предприятием для группы компаний «Диаконт». Для этого нужно создать киберфизическую экосистему, где автоматизировано всё — от проектирования изделий и поведения роботов до закупок сырья и сбыта продукции. Сейчас сотрудники решают задачу автоматизации технологических процессов, разрабатывая для этих целей алгоритмы оптимизации, нейросети и системы ИИ.

Кто стоит у руля

Руководство лабораторией осуществляет научно-технический совет мегафакультета «Компьютерных технологий и управления». Ключевые решения, касающиеся работы лаборатории, принимают сотрудники, которые выбираются на конкурсной основе. Это кандидаты наук в области вычислительной техники, систем управления, электроники, информационной безопасности и приборостроения.

Лаборатория берется за исследования, если большинство представителей их поддерживает. Во время выполнения проекта текущее руководство осуществляет тот, к чьим компетенциям тема подходит больше всего. Состав исполнителей собирается с нескольких факультетов под конкретные задачи. Это позволяет взглянуть на проблему с разных точек зрения. Таким образом, исключается ситуация, когда команда забывает о каком-то важном компоненте до того момента, пока внесение изменений в алгоритмы становится невозможным. Таким образом, лаборатория стала не только пилотным проектом организации междисциплинарных исследований, но и тестовым полигоном для внедрения «shared governance».

---

Что еще у нас есть на Хабре:

• Фаблаб: DIY-коворкинг для творческих людей — показываем, что внутри
• С какими технологическими компаниями сотрудничает Университет ИТМО