Все интервью
Артем Рада: нужно менять способы и средства производства, чтобы промышленность России оставалась на фронтире технологического развития
Институт цифры Кемеровского государственного университета реализует в рамках КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс» проект «Геоинформационная система цифрового регионального управления». Это совокупность цифровых инструментов, которые позволят органам исполнительной власти и местного самоуправления осуществлять контроль и принимать оперативные управленческие решения для достижения ключевых показателей развития региона. Директор Института цифры КемГУ, кандидат экономических наук Артем Олегович Рада рассказал в интервью Дирекции НТП о работе возглавляемого им коллектива, о молодом поколении российских ученых, о своих наставниках и пути в науку.
– Артем Олегович, вы с коллегами работаете над геоинформационной системой цифрового регионального управления. Что это за система и как она поможет достигнуть цели КНТП?
– За 2022–2023 годы специалисты Института цифры разработали веб-приложения для мониторинга в двух стратегически важных для региона сферах – это строительство и дорожная инфраструктура.
Веб-приложение «Система управления мониторингом строительных работ на объектах, прошедших государственную экспертизу» создано для повышения эффективности контроля строительства и обеспечения прозрачности данного процесса для заказчика. Система представляет собой единое цифровое пространство для хранения всей информации о строительных проектах: проектной документации, BIM-модели, медиафайлов, ортофотопланов и трехмерных моделей, полученных по итогам аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования.
В системе реализован функционал контроля прогресса строительства, автоматического сравнения 3D-моделей строящегося объекта, полученных на разные даты, и сравнения BIM-модели с фактической ситуацией на объекте с точностью до 2 сантиметров. Программа позволит специалисту оперативно выявлять коллизии, тем самым исключая риски непреднамеренных издержек и снижения качества строительства. А с учетом современных реалий, когда заказчики могут находиться далеко от строительного объекта, когда проекты курируются не только регионом, но и банками, корпорациями развития, удаленный дистанционный мониторинг позволит еще и существенно сократить время и снизить затраты на командировки административно-управленческого персонала.
В 2023 году мы разработали веб-приложение управления мониторингом состояния региональных и муниципальных дорог. Его ключевое назначение – ведение единого электронного реестра автомобильных дорог с полной атрибутивной информацией, с хранением документов в цифровом виде вместо бумажных копий. Знаете, как сегодня в городах и районах хранятся паспорта дорог? На шкафах, в коробках из-под офисной бумаги. Это огромные кипы документов! А как отрисовывается дорога в государственных системах? На Яндекс-карте видно дорогу. Где начало, там ставим точку, где конец, она закончилась. Так и находим протяженность. А ведь дорога – это объект капитального строительства, она должна стоять на кадастровом учете, должна иметь четкие границы и точную протяженность. Именно от этого зависят бюджетные средства, выделяемые на ремонт, на поливку летом и расчистку зимой. К счастью, сегодня в этой сфере контроля стало больше: ежегодно проводятся выездные проверки, муниципалитеты заказывают услуги по паспортизации. Но полученные документы по-прежнему складывают на шкафы, а данные из них вручную заносят во ФГИС «СКДФ».
Цель разработанной нами системы – хранение, обработка, анализ и визуализация данных дорожного хозяйства («цифровой двойник» дороги) в едином месте с автоматической интеграцией во ФГИС «СКДФ», с подключением данных из ЕГРН. Благодаря цифровому реестру пользователь за несколько минут сможет получить необходимую информацию и документацию по автомобильным дорогам. А возможность хранения в системе цифровых файлов в привязке к автодороге сократит объем бумажной документации у владельцев автомобильных дорог.
Помимо этого, в систему интегрирована аналитическая информация, полученная при обработке исходных данных искусственным интеллектом. В ходе паспортизации автомобильных дорог делается огромное количество снимков. Раньше они никак не использовались. Мы взяли эти снимки (около 2000 штук), вручную отметили на них дефекты, присвоили им классы: «выбоина», «трещина», «сетка трещин», и в два этапа обучили нейросеть автоматически находить такие дефекты на всех последующих снимках. В результате соединения всех снимков у нас в системе получается график: протяженность автомобильной дороги, количество дефектов на ней, их общая площадь и точное местонахождение на цифровом двойнике. А в общей информации о дороге система, помимо стандартных данных о геометрических параметрах, еще и выводит оценку технического состояния, исходя из сведений о дефектах.
Как наш проект связан с новыми угольными технологиями? Это самый популярный вопрос. Кузбасс будет зеленым не только тогда, когда в нем будут сжигать меньше угля, но и когда все природопользование, управление станут максимально экологичными. Приведу пример: в Кузбассе ведется комплексная застройка спортивно-туристического комплекса «Шерегеш». Разработанное нами программное обеспечение было передано проектировочной компании, которая на основе высокоточных ортофотопланов территории планирует размещение жилых домов так, чтобы нарушения естественного ландшафта горной местности и количество вырубленных хвойных лесов были минимальными.
– Расскажите, пожалуйста, об Институте цифры КемГУ.
– Институт цифры был создан в 2016 году сначала как школа робототехники: учили школьников, организовывали активности и детские смены полного дня. Постепенно добавлялись эксперименты с беспилотными летательными аппаратами, и в 2019 году мы официально открыли школу беспилотной авиации. В то время большинство крайне скептически относилось к нашей деятельности. В 2020 году Институт цифры получил свое текущее название и основное направление: цифровизация измерений и планирования в горнорудной промышленности, строительстве, инженерно-геодезических изысканиях, кадастре и земельном контроле.
В 2022 году к Институту присоединилась образовательная часть: четыре направления бакалавриата (прикладная математика и информатика, фундаментальная информатика и информационные технологии, математическое обеспечение и администрирование информационных систем, прикладная информатика), специалитет (компьютерная безопасность), два направления магистратуры (математическое обеспечение и администрирование информационных систем, прикладная информатика), были запущены цифровые кафедры, реализуемые по программе «Приоритет-2030». В 2022–2023 годах добавилась сфера исследований в дорожной деятельности: создание цифровых моделей автомобильных дорог, мониторинг их состояния, проведение испытаний после строительства или капитального ремонта.
Сегодня Институт цифры – это 25 человек, обеспечивающих образовательный процесс, и около 50 человек (операторов БПЛА, геодезистов, разработчиков, специалистов по искусственному интеллекту), занятых в решении прикладных задач по цифровизации бизнес-процессов как коммерческих предприятий, так и в сфере государственного и муниципального управления.
– На каком этапе реализации проекта находится ваша команда сегодня и как планируется дальнейшая работа?
– В настоящее время оба названных мною программных продукта готовы. Они будут дорабатываться в части расширения функционала для решения задач различных пользователей. Сейчас мы проводим первые внедрения. В 2023 году Система управления мониторингом строительных работ была передана компаниям, работающим в сфере проектирования и строительства: ООО «СДС-Строй», ООО ПИ «Кузбассгорпроект», ООО «Теплоэнергосервис-проект». В ходе презентации системы потенциальным пользователям совершенно неожиданно для нас была выявлена новая сфера ее использования: проектирование буровых и буровзрывных работ на основе 3D-модуля угольного разреза. Для этих целей уже подписано соглашение с индустриальным партнером – ООО «Взрыв-групп». Планируется, что модуль для проектирования БВР позволит оцифровать и объединить в себе все процессы, связанные с подготовкой взрыва горной массы, в соответствии с требованиями безопасности, качества и производительности. В основе модуля – высокоточные детализированные ортофотопланы и 3D-модели участка месторождения, его геологическая модель, математические алгоритмы расчета энергоэффективности бурения. Вместе с партнером апробируем измерение объемов взорванной горной массы, насыпных угольных складов с помощью воздушного лазерного сканирования с борта беспилотного воздушного судна. Здесь помимо технических вопросов и задач, связанных с доработкой ПО, остро встанет вопрос нормативного утверждения правомерности использования беспилотных воздушных судов как средства измерений, как источника данных для проектирования, ведения и сдачи документации по открытым горным работам. Это наша важная задача до конца 2024 года. Решив ее, мы еще больше приблизимся к достижению цели КНТП, связанной с безопасным и экологичным недропользованием в Кемеровской области – Кузбассе.
– Как представитель вузовской науки вы много общаетесь с молодежью. Что, на ваш взгляд, отличает молодое поколение российских ученых?
– Еще никогда в истории человечества исследователи не были наделены таким мощным инструментарием для повышения продуктивности и скорости научных открытий, как сейчас.
Глобальные системы хранения научных знаний, искусственный интеллект, суперкомпьютеры, современное научное оборудование, возможности симуляционных моделей – все это выводит научный прогресс на новые скорости. Вместе с тем, новая инфраструктура научных исследований – это новые требования к самому исследователю, которому нужны новые компетенции, знания об устройстве информационных систем и, самое главное, навык планировать архитектуру исследования в условиях междисциплинарности.
Сегодня молодые российские ученые ничего не боятся, в хорошем смысле не имеют незыблемых авторитетов в науке, готовы «пробовать на прочность» те постулаты фундаментальной и прикладной науки, которые несколько десятилетий казались неприкосновенными.
На них и большая ответственность. Судя по текущим тенденциям, именно это поколение ученых может принципиально изменить повседневную жизнь обычного человека. Особое внимание в данном контексте должны привлекать этика, мораль и правовое регулирование использования технологий искусственного интеллекта и робототехники.
– Как формировался ваш интерес к науке? Были ли наставники, повлиявшие на ваш выбор жизненного пути? Кто ваши любимые ученые?
– Интересом к науке я, как и многие исследователи, обязан в первую очередь своим школьным учителям – обычным учителям средней общеобразовательной школы № 35 города Прокопьевск, которые несмотря ни на что (а это были 90-е годы прошлого века) честно и самоотверженно делали свое важное дело: учили нас с живым интересом смотреть на мир и критически относиться к тому, что подается как непреложная истина. Всем этим людям – низкий поклон.
Дальше – исторический факультет Кемеровского государственного университета – мое первое высшее образование. Тут, как и в случае со школой, мне повезло с преподавателями. Они научили меня учиться.
Среди всего спектра ученых, чей жизненный путь и достижения в науке оставляют след в моем мировоззрении (а это и Петр Леонидович Капица, и Жорес Иванович Алферов), я бы хотел особо отметить группу ученых во главе с С.П. Королевым, реализовавших советский космический проект. Только представьте: страна, пережившая самую крупную войну в мировой истории, катастрофический дефицит ресурсов, и, несмотря на это, они запускают первый искусственный спутник Земли, а потом и отправляют человека в космос!
– Что для вас значит заниматься наукой в России сегодня?
– Менять способы и средства производства, чтобы промышленность России оставалась на фронтире технологического развития. Задача звучит глобально, но мы в Институте цифры понимаем, что можем сделать для этого в рамках своей специализации. Если такой подход будет понятен каждому научному коллективу, нерешаемых задач станет намного меньше.
Фото: КемГУ
– Артем Олегович, вы с коллегами работаете над геоинформационной системой цифрового регионального управления. Что это за система и как она поможет достигнуть цели КНТП?
– За 2022–2023 годы специалисты Института цифры разработали веб-приложения для мониторинга в двух стратегически важных для региона сферах – это строительство и дорожная инфраструктура.
Веб-приложение «Система управления мониторингом строительных работ на объектах, прошедших государственную экспертизу» создано для повышения эффективности контроля строительства и обеспечения прозрачности данного процесса для заказчика. Система представляет собой единое цифровое пространство для хранения всей информации о строительных проектах: проектной документации, BIM-модели, медиафайлов, ортофотопланов и трехмерных моделей, полученных по итогам аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования.
В системе реализован функционал контроля прогресса строительства, автоматического сравнения 3D-моделей строящегося объекта, полученных на разные даты, и сравнения BIM-модели с фактической ситуацией на объекте с точностью до 2 сантиметров. Программа позволит специалисту оперативно выявлять коллизии, тем самым исключая риски непреднамеренных издержек и снижения качества строительства. А с учетом современных реалий, когда заказчики могут находиться далеко от строительного объекта, когда проекты курируются не только регионом, но и банками, корпорациями развития, удаленный дистанционный мониторинг позволит еще и существенно сократить время и снизить затраты на командировки административно-управленческого персонала.
В 2023 году мы разработали веб-приложение управления мониторингом состояния региональных и муниципальных дорог. Его ключевое назначение – ведение единого электронного реестра автомобильных дорог с полной атрибутивной информацией, с хранением документов в цифровом виде вместо бумажных копий. Знаете, как сегодня в городах и районах хранятся паспорта дорог? На шкафах, в коробках из-под офисной бумаги. Это огромные кипы документов! А как отрисовывается дорога в государственных системах? На Яндекс-карте видно дорогу. Где начало, там ставим точку, где конец, она закончилась. Так и находим протяженность. А ведь дорога – это объект капитального строительства, она должна стоять на кадастровом учете, должна иметь четкие границы и точную протяженность. Именно от этого зависят бюджетные средства, выделяемые на ремонт, на поливку летом и расчистку зимой. К счастью, сегодня в этой сфере контроля стало больше: ежегодно проводятся выездные проверки, муниципалитеты заказывают услуги по паспортизации. Но полученные документы по-прежнему складывают на шкафы, а данные из них вручную заносят во ФГИС «СКДФ».
Цель разработанной нами системы – хранение, обработка, анализ и визуализация данных дорожного хозяйства («цифровой двойник» дороги) в едином месте с автоматической интеграцией во ФГИС «СКДФ», с подключением данных из ЕГРН. Благодаря цифровому реестру пользователь за несколько минут сможет получить необходимую информацию и документацию по автомобильным дорогам. А возможность хранения в системе цифровых файлов в привязке к автодороге сократит объем бумажной документации у владельцев автомобильных дорог.
Помимо этого, в систему интегрирована аналитическая информация, полученная при обработке исходных данных искусственным интеллектом. В ходе паспортизации автомобильных дорог делается огромное количество снимков. Раньше они никак не использовались. Мы взяли эти снимки (около 2000 штук), вручную отметили на них дефекты, присвоили им классы: «выбоина», «трещина», «сетка трещин», и в два этапа обучили нейросеть автоматически находить такие дефекты на всех последующих снимках. В результате соединения всех снимков у нас в системе получается график: протяженность автомобильной дороги, количество дефектов на ней, их общая площадь и точное местонахождение на цифровом двойнике. А в общей информации о дороге система, помимо стандартных данных о геометрических параметрах, еще и выводит оценку технического состояния, исходя из сведений о дефектах.
Как наш проект связан с новыми угольными технологиями? Это самый популярный вопрос. Кузбасс будет зеленым не только тогда, когда в нем будут сжигать меньше угля, но и когда все природопользование, управление станут максимально экологичными. Приведу пример: в Кузбассе ведется комплексная застройка спортивно-туристического комплекса «Шерегеш». Разработанное нами программное обеспечение было передано проектировочной компании, которая на основе высокоточных ортофотопланов территории планирует размещение жилых домов так, чтобы нарушения естественного ландшафта горной местности и количество вырубленных хвойных лесов были минимальными.
– Расскажите, пожалуйста, об Институте цифры КемГУ.
– Институт цифры был создан в 2016 году сначала как школа робототехники: учили школьников, организовывали активности и детские смены полного дня. Постепенно добавлялись эксперименты с беспилотными летательными аппаратами, и в 2019 году мы официально открыли школу беспилотной авиации. В то время большинство крайне скептически относилось к нашей деятельности. В 2020 году Институт цифры получил свое текущее название и основное направление: цифровизация измерений и планирования в горнорудной промышленности, строительстве, инженерно-геодезических изысканиях, кадастре и земельном контроле.
В 2022 году к Институту присоединилась образовательная часть: четыре направления бакалавриата (прикладная математика и информатика, фундаментальная информатика и информационные технологии, математическое обеспечение и администрирование информационных систем, прикладная информатика), специалитет (компьютерная безопасность), два направления магистратуры (математическое обеспечение и администрирование информационных систем, прикладная информатика), были запущены цифровые кафедры, реализуемые по программе «Приоритет-2030». В 2022–2023 годах добавилась сфера исследований в дорожной деятельности: создание цифровых моделей автомобильных дорог, мониторинг их состояния, проведение испытаний после строительства или капитального ремонта.
Сегодня Институт цифры – это 25 человек, обеспечивающих образовательный процесс, и около 50 человек (операторов БПЛА, геодезистов, разработчиков, специалистов по искусственному интеллекту), занятых в решении прикладных задач по цифровизации бизнес-процессов как коммерческих предприятий, так и в сфере государственного и муниципального управления.
– На каком этапе реализации проекта находится ваша команда сегодня и как планируется дальнейшая работа?
– В настоящее время оба названных мною программных продукта готовы. Они будут дорабатываться в части расширения функционала для решения задач различных пользователей. Сейчас мы проводим первые внедрения. В 2023 году Система управления мониторингом строительных работ была передана компаниям, работающим в сфере проектирования и строительства: ООО «СДС-Строй», ООО ПИ «Кузбассгорпроект», ООО «Теплоэнергосервис-проект». В ходе презентации системы потенциальным пользователям совершенно неожиданно для нас была выявлена новая сфера ее использования: проектирование буровых и буровзрывных работ на основе 3D-модуля угольного разреза. Для этих целей уже подписано соглашение с индустриальным партнером – ООО «Взрыв-групп». Планируется, что модуль для проектирования БВР позволит оцифровать и объединить в себе все процессы, связанные с подготовкой взрыва горной массы, в соответствии с требованиями безопасности, качества и производительности. В основе модуля – высокоточные детализированные ортофотопланы и 3D-модели участка месторождения, его геологическая модель, математические алгоритмы расчета энергоэффективности бурения. Вместе с партнером апробируем измерение объемов взорванной горной массы, насыпных угольных складов с помощью воздушного лазерного сканирования с борта беспилотного воздушного судна. Здесь помимо технических вопросов и задач, связанных с доработкой ПО, остро встанет вопрос нормативного утверждения правомерности использования беспилотных воздушных судов как средства измерений, как источника данных для проектирования, ведения и сдачи документации по открытым горным работам. Это наша важная задача до конца 2024 года. Решив ее, мы еще больше приблизимся к достижению цели КНТП, связанной с безопасным и экологичным недропользованием в Кемеровской области – Кузбассе.
– Как представитель вузовской науки вы много общаетесь с молодежью. Что, на ваш взгляд, отличает молодое поколение российских ученых?
– Еще никогда в истории человечества исследователи не были наделены таким мощным инструментарием для повышения продуктивности и скорости научных открытий, как сейчас.
Глобальные системы хранения научных знаний, искусственный интеллект, суперкомпьютеры, современное научное оборудование, возможности симуляционных моделей – все это выводит научный прогресс на новые скорости. Вместе с тем, новая инфраструктура научных исследований – это новые требования к самому исследователю, которому нужны новые компетенции, знания об устройстве информационных систем и, самое главное, навык планировать архитектуру исследования в условиях междисциплинарности.
Сегодня молодые российские ученые ничего не боятся, в хорошем смысле не имеют незыблемых авторитетов в науке, готовы «пробовать на прочность» те постулаты фундаментальной и прикладной науки, которые несколько десятилетий казались неприкосновенными.
На них и большая ответственность. Судя по текущим тенденциям, именно это поколение ученых может принципиально изменить повседневную жизнь обычного человека. Особое внимание в данном контексте должны привлекать этика, мораль и правовое регулирование использования технологий искусственного интеллекта и робототехники.
– Как формировался ваш интерес к науке? Были ли наставники, повлиявшие на ваш выбор жизненного пути? Кто ваши любимые ученые?
– Интересом к науке я, как и многие исследователи, обязан в первую очередь своим школьным учителям – обычным учителям средней общеобразовательной школы № 35 города Прокопьевск, которые несмотря ни на что (а это были 90-е годы прошлого века) честно и самоотверженно делали свое важное дело: учили нас с живым интересом смотреть на мир и критически относиться к тому, что подается как непреложная истина. Всем этим людям – низкий поклон.
Дальше – исторический факультет Кемеровского государственного университета – мое первое высшее образование. Тут, как и в случае со школой, мне повезло с преподавателями. Они научили меня учиться.
Среди всего спектра ученых, чей жизненный путь и достижения в науке оставляют след в моем мировоззрении (а это и Петр Леонидович Капица, и Жорес Иванович Алферов), я бы хотел особо отметить группу ученых во главе с С.П. Королевым, реализовавших советский космический проект. Только представьте: страна, пережившая самую крупную войну в мировой истории, катастрофический дефицит ресурсов, и, несмотря на это, они запускают первый искусственный спутник Земли, а потом и отправляют человека в космос!
– Что для вас значит заниматься наукой в России сегодня?
– Менять способы и средства производства, чтобы промышленность России оставалась на фронтире технологического развития. Задача звучит глобально, но мы в Институте цифры понимаем, что можем сделать для этого в рамках своей специализации. Если такой подход будет понятен каждому научному коллективу, нерешаемых задач станет намного меньше.
Фото: КемГУ
Предстоящие события
Событий нет.