Симулятор мигрени, библиотека движений робота, новая игра для инженеров буровых установок и многое другое. ИТИС представил свои проекты на Дне науки.

Сегодня в коворкинге КСК КФУ УНИКС прошел «День науки КФУ» - «Студенческая наука. Перезагрузка» приуроченный ко Дню российской науки. В мероприятии принял участие директор ИТИС Михаил Абрамский, он презентовал ректору КФУ Ильшату Гафурову и другим гостям последние наработки лабораторий ИТИС.

В первую очередь директор ИТИС рассказал о планах по развитию студенческого ИТ-наставничества.

«Сегодня здесь мы запускаем эту площадку как центр студенческого наставничества. Мы начали эту работу в конце прошлого года, открыли  лабораторию наставничества «Mentor Lab». Это когда студенты университета работают со школьными командами в рамках ИТ-проектов. Мы начали с ИТ-лицея. В планах сотрудничество с лицеем им. Лобачевского и со школой в Елабуге. Наставничество – будет у нас отдельным направлением» - объяснил  Михаил Абрамский.

Далее делегация осмотрела непосредственно проекты лабораторий, которые были реализованы совместно со студентами. Первый из них представили  студентка 1 курса ИТИС Диляра Сахибгареева, магистрант Азат Шамурадов, студенты 3 курса Богдан Гончаренко и Антон Болтушкин. Это продолжение проекта VR-криминалистика - «Преступление на заводе», в котором делается упор на ультра реалистичность визуальной составляющей и хода действий.

Все студенческие проекты с VR тренажёрами разрабатываются под наставничеством к.т.н. Влады Кугураковой, руководителя лаборатории Digital Media Lab, спектр научных и студенческих работ лаборатории можно увидеть на её странице.

«Проект VR-криминалистика нашел свое продолжение. Собралась группа студентов разных курсов, которые занимаются разработкой концепции, сценария новой серии проекта «Преступление на заводе». Кроме этого, у нас разрабатывается арт-часть – это проработка визуала места преступления. После этого моделлерам будет дано художественное представление. От чего уже пойдет дальнейшее рассуждение. Далее будет этап разработки VR-тренажера для криминалистов. Место действия -  столярный цех. Студент-юрист надевает шлем и попадает в пространство игры, где он должен найти все улики. Чтобы их найти он должен использовать специальные инструменты - фотоаппарат, кисточку, свет» - рассказала подробности нового проекта аспирант ИТИС Гульнара Сахибгареева.

Одной из представленных интересных новинок лаборатории дополненной/виртуальной реальности и разработки игр DML стал игровой симулятор «Инженер по буровым растворам». Функционал игры можно было оценить на месте. Его представили – студенты 3 курса ИТИС Самат Кадыров, Илья Плотников, Радель Сагдеев и студентка 4 курса Наиля Курбангалиева.

Игра-симулятор «Инженер по буровым растворам» представляет собой одиночную 3D игру виртуальной реальности для обучения тонкостям работы инженера по буровым растворам. Целью игрока является доказать своим упорством, что от неопытного новичка можно достигнуть позиции ведущего инженера.  Для этого ему предстоит решить множество технологически сложных задач, чтобы доказать свое мастерство. Герой будет предотвращать появившийся угрозы, в виде осложнений и даже аварий, которые могут привести к серьезным взрывам и пожарам. Но есть и ежедневная рутина, которую он должен выполнять с уверенностью. Чему и будет обучать игра. Функционал сейчас еще на стадии доработки и тестов. Планируется выезд на буровые установки, расположенные в Западной Сибири, так как в Башкортостане и Татарстане другие типы буровых. Тренажёр дополнит существующие производственные симуляторы нефте-газосектора, которые, по словам разработчиков, не до конца удовлетворяют нужды современных студентов-инженеров. Симулятор основывается на жанре популярных игр, но из «лута», вместо меча и свитка магии в кармане, в инвентаре будет только рация, секундомер и ручка с блокнотом.

 «Пройдя все этапы игры, в итоге студент приобретёт такие профессиональные возможности инженера по буровым растворам, как: знание технологии использования буровых растворов при бурении, умение рассчитывать химические реагенты, умение управлять логистикой химических реагентов со склада до буровой установки и обратно, научится оценивать риски на настоящем буровом производстве и уметь предпринимать меры по обеспечению безопасности технологических процессов, знания о классах химических реагентов, будет иметь представление о всех технологических процессах, а также знания о защите природных ресурсов от загрязнения и о предотвращении и ликвидации осложнений и аварийных ситуаций, таких как: газонефтеводопроявление, поглощение бурового раствора, прихват инструмента, осыпание стенок скважин.» - отметил один из участников проекта магистр Института управления, экономики и финансов Янислав Морозов.

Кроме того, проектный менеджер проекта магистрант 1 курса ИТИС Регина Шараева представила  совместную разработку с Институтом геологии и нефтегазовых технологий КФУ «Труба горения» (состав команды проекта – магистранты Мурад Хафизов и Евгений Лазарев, аспирантка Гульнара Сахибгареева), которую в будущем можно использовать в обучении студентов и демонстрации процессов, которые происходят внутри устройства. Отдельный сектор был посвящен подборке игр, созданных студентами в рамках летней практики в лаборатории.

«За эту практику было  множество интересных проектов от студентов, где они отрабатывали 3D моделирование, программирование и геймдизайн» - отметила аспирантка ИТИС Гульнара Сахибгареева

С большим интересом ректор Ильшат Гафуров осмотрел проекты лаборатории интеллектуальных робототехнических систем, которые были представлены далее.

Один из них – «Пилотные эксперименты по обучению детей дошкольного возраста английскому языку с использованием антропоморфного робота», который представила студентка 4 курса ИТИС Арина Котик. Уже довольно давно цифровые технологии показывают себя как эффективный инструмент, успешно интегрируемый в различные школьные дисциплины, в том числе в языковые программы обучения. Впервые эксперимент с роботом Robotis DARwin OP2 сотрудниками ЛИРС был проведен в 2019 году и стал довольно успешным. Все дети овладели новой лексикой  и активно участвовали в процессе обучения. Кстати, исследования процесса изучения лексики английского языка детьми дошкольного возраста при помощи антропоморфного робота южнокорейской фирмы Robotis DARwin OP2 проводятся впервые.

«В выполнении задач проекта были задействованы студенты ЛИРС. Являясь студентом магистратуры педагогического отделения института филологии, мной были разработаны подробные сценарии занятий, анкеты и опросники. Далее студентка лаборатории запрограммировала механические движения робота, а другой студент сгенерировал вербальную часть сценария, Затем мы синхронизировали движения и голос, и провели пилотные эксперименты с детьми» - поделилась инженер лаборатории ЛИРС Лилия Гаврилова

Во время проведения уроков английского языка роботом Robotis DARwin OP2 много времени уходило на разработку движений, признаются ученые, поэтому была создана библиотека паттернов движений. С помощью данной библиотеки можно создавать любые модули (сценарии, полноценные движения), начиная от приветствий и заканчивая целым танцем. Такая технология, созданная для Robotis DARwin OP2 и Robotis DARwin OP3, может быть полезна для людей, занимающихся исследованиями антропоморфных роботов.

Еще один проект представленный на стенде ЛИРС - программный продукт, позволяющий создавать комплексные виртуальные миры для тестирования различных робототехнических алгоритмов. Разработка позволяет быстро и качественно воссоздать 3Д-ландшафты из 2Д-картинки, добавлять необходимых роботов и конфигурировать их сенсоры. Кроме того ПО позволяет имитировать химические и радиационные загрязнения и их влияние на работу робототехнических устройств.

«Разработка была успешна опробована студентами ЛИРС. Сотрудник ЛИРС Анжелика Исхакова выступила в роли тестировщика системы. Разработка была представлена на международной конференции ICRA2020, которая является робототехнической конференцией №1 по робототехнике.» - рассказал научный сотрудник ЛИРС Булат Аббясов

Также на выставке были представлены наработки лаборатории нейроморфных вычислений и нейросимуляций ИТИС – проект «моделирование ноцицептивных волокон» посвящен воссозданию механизмов боли, а именно мигрени.

«Были смоделированы немиелизированные C-волокна и миелизированные Aдельта-волокна с соответствующими им ионными каналами. Также реализованы P2X АТФ-активируемые и 5-HT3 серотонин-активируемые рецепторы, чья активация и является триггером боли. Еще были рассмотрены генетические мутации, а именно Семейная гемиплегическая мигрень, Nav1.1 канала, которые приводят к усилению нейрональной активности и способы корректирования» - уточнила лаборант-исследователь лаборатории нейроморфных вычислений и нейросимуляций ИТИС Алина Сулейманова.

Сейчас, объясняют учёные, признаки формирования такой нейрональной активности, которая может привести к мигрени, плохо изучены. А зная причины, можно искать способы борьбы, а именно - поиск лекарств. Таким образом, разработку планируется использовать в фармацевтической промышленности.

Также отдельный корнер выставки был посвящен презентации зимней проектной школы. Рассказал об успехах студентов технический куратор проектной школы, магистр 1 курса ИТИС  Артур Атнагулов. О ней мы позже выпустим подробный материал.

«Хотелось бы, чтобы нынешняя перезагрузка послужила тому, что  в научных кружках в лабораториях с каждым годом было задействовано всё больше наших молодых коллег, наших студентов. Это площадка даст шанс понять, правильно ли ты выбрал направление своей учебы, профессию и глубже изучить тот предмет, которому ты должен посвятить всю свою жизнь. Будут площадки для междисциплинарных проектов институтов. Ежегодно мы будем проводить фестивали, где будем подводить итоги нашей кружковой деятельности и поощрять наиболее успешных наших студентов. Это обязательно послужить основой для формирования золотого фонда кадров, которые будут развивать нашу науки, университет и страну в целом» - подытожил ректор КФУ Ильшат Гафуров.