Севастопольский 11-классник сделает более комфортным транспорт будущего

Пройдет совсем немного времени, и беспилотные автомобили станут такой же привычной вещью, как для современного человека – смартфон, поражавший воображение человека всего лишь несколько десятилетий назад. В этом уверен севастопольский 11-классник Алексей Адонин, недавно ставший победителем симпозиума «Инженерные науки в техносфере настоящего и будущего» международного форума «Шаг в будущее». Его работа победила в номинации «За лучшую работу в области машин будущего».  И если пассажирам беспилотных машин будет комфортно в пути, вполне возможно, что в этом будет и заслуга Алексея.

Невозможное возможно

Об очередном блестящем выступлении воспитанников Малой академии наук Севастополя на крупном международном форуме стало известно несколько дней назад. «Шаг в будущее» – форум научной молодёжи, который проходит в Москве ежегодно. Главные его организаторы – Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана и Российское молодёжное политехническое общество. В этом году на форум съехались около 1,5 тысячи школьников и студентов начальных курсов вузов, колледжей, техникумов из стран Европы, Азии, Америки, Африки, Океании. У каждого из них – свои достижения в науке и инженерном деле. И победить на таком престижном мероприятии не только почетно, но и крайне непросто.

За плечами воспитанников Малой академии наук огромное число побед на разнообразных площадках, в том числе и международных. Тот же Алексей Адонин осенью прошлого года получил Гран-при конкурса научно-технического творчества Союзного государства «Таланты XXI века», а чуть позже – серебряную медаль международной выставки, проходившей на Кипре, хотя присутствовать на ней лично не смог. Немало побед и на счету других ребят из МАН. Но в форуме «Шаг в будущее» севастопольцы участвовали впервые. И вновь вернулись с победой, и не одной!

 
Страница МАН/ВКонтакте

Конечно, нам захотелось познакомиться с одним из победителей поближе. Алексей Адонин, которого мы пригласили в гости, оказался коренным севастопольцем: его мама преподает механику в Черноморском высшем военно-морском училище имени Нахимова, отец – главный механик одного из крупных предприятий города. Тема, за которую решил взяться наш собеседник, - «Управление движением упругого объекта при оптимальном перемещении».

«При движении нежесткой конструкции возникают ее колебания: это можно увидеть на примере закрепленного с одной стороны тонкого длинного стержня. Моя задача – устранить эти колебания, не затрачивая дополнительную энергию. Большинство существующих на сегодня исследований посвящено созданию вспомогательных устройств для гашения колебаний, которые затрачивают на их работу энергию. То есть либо мы конструируем какой-либо демпфер, либо делаем объект более жестким. Я задался целью сделать так, чтобы колебаний в конечной точке вообще не было», – говорит Алексей.

На тех, кто не верит в успех затеи, Алексей не обижается

Задача эта настолько непростая, что многие специалисты в реалистичность задуманного школьником просто не верят. И Алексей на них совершенно не обижается.

«Считается, что добиться этой цели невозможно, поэтому для многих название моей работы вообще звучит довольно забавно – они уверены, что 11-классник в принципе не может разбираться в этой теме и добиться реального результата. Когда я начал работать над своим проектом, мне говорили, что так не бывает. Пока я не провел эксперимент, сделав стенд из того, что было у меня под рукой».

Для эксперимента пригодилась направляющая от обычного принтера, на которую крепилась металлическая линейка с грузом на конце. Двигал ее Алексей с помощью им же созданной программы: достаточно было нажать на кнопку. Колебания измерялись с помощью акселерометра. И разница между обычным поведением линейки и тем, что демонстрирует придуманный Алексеем метод, по его словам, очевидна.

Зачем это нужно

Но при чем тут транспорт? – может спросить человек, далекий от технологий. Взаимосвязь, объясняет Алексей, самая что ни на есть прямая:

«Практическое применение метода в том, что я могу задавать кинематические параметры объекта (его перемещение или ускорение) с учетом нужных краевых условий. Например, автопилот автомобиля может управлять его движением таким образом, чтобы пассажиры не испытывали перегрузок и чувствовали себя комфортно во время движения».

Но такая ли уж хорошая идея – передоверить наши улицы искусственному интеллекту? Алексей считает, что да, хотя и с оговоркой. Судить о влиянии человеческого фактора на дорожную ситуацию он может, в том числе, и на собственном опыте: имея права на управление мотоциклом, молодой человек хорошо знает, сколько рассеянных, не способных быстро оценивать обстановку, а то и просто безответственных людей на наших дорогах.

«Честно говоря, в некоторых ситуациях очень хочется, чтобы за рулем был не человек, – признается он. – Многие любят, управляя автомобилем, разговаривать по телефону, кто-то просто невнимателен».

Прогнозировать, когда именно ИИ полностью вытеснит людей из процесса управления автомобилем, собеседник не берется – слишком стремительно развиваются технологии. Но уверен, что это дело недалекого будущего – серьезные перемены в этой сфере мы увидим в ближайшие годы.

«Еще лет 30-40 назад мы не верили, что роботы могут стоять на производстве рядом с людьми. А сейчас они слаженно работают, и этому никто не удивляется», – говорит он.

Но поначалу его целью было не совершенствование беспилотников.

«Изначально эта разработка была направлена на совершенствование транспортировочных операций на производстве, совершаемых, скажем, с помощью манипуляторов, имеющих нежесткие элементы. Мне важно, чтобы такой манипулятор в конечном положении не испытывал колебаний и находился в покое. Тогда мы, во-первых, затрачиваем меньше материала для его создания, т.е. снижаем металлоемкость, во-вторых, тратим меньше энергии, потому что объект меньшей массы требует ее в меньшем количестве. И, опять-таки, дополнительная энергия не тратится на гашение возникающих колебаний, а само движение манипулятора планируется таким образом, чтобы колебания исключались в конце движения», – говорит он.

В качестве примера ценности своей разработки школьник приводит случай, произошедший в космосе.

«Колебания в космосе затухают очень долго из-за отсутствия атмосферы. Известен случай, когда на космическом телескопе раскрутилась гайка. Чтобы ее закрутить, был использован манипулятор с большим количеством длинных звеньев. И процесс оказался очень трудным и длительным: манипулятор пришлось передвигать несколько раз, проверять, в правильном ли положении он находится. И каждый раз колебания очень долго затухали, поскольку гасятся они в невесомости только за счет характеристик самого объекта. Мой метод конструирования управления движением позволяет устранить их полностью: в конечной точке колебаний просто нет».

Люди, дающие надежду

За помощь и поддержку Алексей благодарен своему научному руководителю Наталье Ивановне Варминской, профессору Александру Ивановичу Бохонскому (известному ученому, который также занимается проблемой управления нежестких конструкций), директору лицея-предуниверсария Ольге Валентиновне Роговой и, конечно, руководителю МАН Сергею Николаевичу Пасеину. В лицее-предуниверсарии юноша учится с 10 класса. И качество физико-математического образования в лицее оценивает очень высоко. Приятно было услышать, что число классов для «технарей» в этом учебном заведении увеличивается – 11-й, в котором учится Алексей, в этом учебном году только один, а вот 10-х уже два. Такое количество талантливых детей, нацеленных на получение технического образования, не может не радовать. Особенно если они уже работают над собственными проектами.

«Сейчас вообще очень много ребят, предлагающих интересные решения, – говорит 11-классник. – Мой товарищ Алексей Близниченко, тоже ставший победителем форума в своей номинации, создал оригинальную систему обучения нейронных сетей. Это мощная интересная работа: 5 тысяч строк кода, и это не конец, а только начало!».

Свободного времени у увлеченных ребят, конечно, в обрез – как говорит Алексей, часто приходится выбирать между проектом, учебой и сном. Но когда удается выкроить свободные минуты, он любит читать. В числе наиболее любимых писателей – братья Стругацкие. Из школьной программы глубже других задели «Мастер и Маргарита» и «Война и мир». Причем роман Толстого был оценен именно как исторический, во всей глубине раскрывший тему войны 1812 года.

Страница МАН/ВКонтакте

Но вернемся к конкурсу.

«Конечно, я волновался – конкурс очень высокого уровня, авторитетнейшее жюри. Я в этом убедился еще до начала форума: в моей работе, как выяснилось, была опечатка, которую заметить, не погружаясь в суть, было просто невозможно. И мне на нее указали. То есть члены жюри мою работу не просто посмотрели, а внимательно изучили. И если до этого я спокойно относился к происходящему – все-таки это не первый мой конкурс, то после обнаружения опечатки понял, насколько все серьезно. Впечатление от открытия и самого форума тоже было очень сильное – огромное число участников, в том числе из других стран, жюри, заинтересованное в наших разработках. Они во все с интересом вникали, высказывали свои замечания и рекомендации», – рассказывает Алексей.

Мы от всей души желаем ему и его товарищам по МАН новых блестящих побед, которые прославляют Севастополь, и успехов в их научной деятельности, которые приближают будущее. Будем верить, что оно окажется хорошим.

Ольга Смирнова