Инновационные проекты молодых ученых ИжГТУ

Традиционно в вузе возлагают большие надежды на молодых ученых, которые имеют высокий потенциал и поддержку научных школ университета. И молодое поколение ученых оправдывает ожидания.

Наука для компьютерных «стрелялок»

Вряд ли вы допускали существование связи между ИжГТУ и компьютерными «стрелялками». Однако если вы играете в военно-морские компьютерные игры, значит, процентов на 90% пользуетесь базой, в создании которой принимал участие доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетная техника» Николай Митюков, так как эта база находится в свободном доступе.

«Более 20 лет назад, когда только начали появляться спектрумы, в программы компьютерных игр заводили обычную механику Ньютона, поэтому большой разницы не было, из чего стреляешь в игре: из винтовки или большой пушки. А в игре достоверность важна: речь идет об анализе исторического материала. Поэтому в конце 90-х годов мы вместе с американской фирмой «Gunnery Fire Control Group» начали собирать материал по баллистике нарезных корабельных орудий. Мы создали полную базу данных: в ней примерно 4 тысячи записей.

После завершения работы в 2005 году мы решили, что быстро составим такую же базу по дульнозарядной артиллерии. Но получился облом. Выяснилось, что наше представление о гладкоствольном оружии неверно. Нарезным оружием занимались целые лаборатории и институты, математические модели хорошо прописаны и достоверны, а старыми орудиями мало кто занимался.

Когда мы взялись за них, то выяснилось: несмотря на то, что система столетней давности, она имеет вполне конкретные выходы на системы, которые находятся на вооружении», - рассказывает Николай Митюков.

Сегодня его ученица Дарья Корепанова, студентка 4-го курса машиностроительного факультета ИжГТУ, учащаяся по специальности «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космической техники», продолжила работу в этом направлении: она занимается разработкой математической модели дульнозарядного орудия. «Тема актуальная не только для историков, но и для современной техники. Фишка в том, чтобы смешать пороха с разными временами горения, как это было у орудий XIX века. Оказалось, что для современных систем это хороший способ довольно легко преобразовать активный способ метания в активно-реактивный, чем конкретно и занялась Даша», - говорит Николай Митюков.

Вообще он считает, что сейчас «мы стоим на пороге появления нового направления в науке - математических методов в истории. Для его формирования уже все подготовлено, кроме сознания большинства историков».

А Дарья делает в этом направлении первые успехи.

24-25 марта в Центре креативных индустрий ARTPLAY на базе Бизнес-школы RMA в Москве состоялась Всероссийская конференция обучающихся «Национальное достояние России», где она успешно выступила с презентацией своей программы для ЭВМ.

Оргкомитет конференции отметил ее работу дипломом I степени, а ее научный руководитель Николай Митюков награжден дипломом и особой медалью за «подготовку призера».

По словам Дарьи, именно в день презентации проекта «Программа для внутренней баллистики гладкоствольных орудий» она получила своё первое свидетельство государственной регистрации «Программы численного моделирования внутренней баллистики подствольного гранатомета».

С помощью программы можно провести историческую реконструкцию гладкоствольного оружия, например, двухсотлетней давности. «Для этого только надо ввести входные данные. Это очень ценно, например, для создателей компьютерных игр, которые могут при желании ввести их в игру», - поясняет Дарья.

Также с помощью этой программы можно совершенствовать и современное оружие. Об этом студентка уже опубликовала статью в закрытом военном журнале.

20 апреля Даша снова выступила с этим проектом. Теперь уже на XLVII Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения» в Московском авиационном институте, в секции «Компьютерное моделирование и численный эксперимент». Ее доклад признали лучшим среди работ 26 участников.

Виртуальная стройплощадка

Нестандартный инновационный проект с использованием БИМ-технологий и визуализации процессов в отрасли строительства разрабатывается в Институте строительства и архитектуры им. В. А. Шумилова ИжГТУ. Идея проекта принадлежит кандидату технических наук, доценту кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Александру Сунцову.

Вместе с кандидатом экономических наук, доцентом этой кафедры Ольгой Симченко они выполнили научно-исследовательскую работу «Разработка комплекса компьютерных моделей трехмерного обучения на основе BIM и технологий виртуальной реальности по направлениям подготовки в области строительства», с которой выиграли в конкурсе молодых ученых «Ректорские гранты» 1 млн рублей на разработку виртуального учебного пособия «Стройплощадка». Это первая подобная работа в ИжГТУ.

Разработкой занимается межкафедральная команда, в нее вошли преподаватели и аспиранты кафедры «Промышленное и гражданское строительство» и сотрудники управления информатизации. Последние создали специализированное приложение для шлема виртуальной реальности. Приложение формирует цифровую симуляцию реального строительного объекта и позволяет осуществлять действия внутри нее.

«Мы уже более года занимаемся реализацией гранта. Полностью готово одно направление – "Отделочные работы". По нему студенты уже обучаются. Но строительная площадка подразумевает комплекс основных работ и комплекс специализированных работ. Мы хотим рассмотреть все направления строительства: от создания котлована до сдачи объекта и ввода его в эксплуатацию», - рассказывает Ольга Симченко.

Разрабатываемый тренажер позволит студентам и обучающимся вникнуть в производственную среду строительной площадки. «Погрузиться прямо на строительную площадку, увидеть в реальном времени основные производственные процессы, присущие стройплощадке, выполнить ряд заданий, отработать практические навыки», - объясняет суть работы Ольга Симченко.

По ее словам, главное здесь то, что тренажер помогает избежать ошибки в реальной жизни, на настоящей стройплощадке, где допущенная оплошность порой обходится слишком дорого и может стоить человеческой жизни. «Поэтому мы и создаем такие приложения, чтобы обучающийся эти ошибки совершил в виртуальной реальности, а не на самом деле, чтобы он их отработал в рамках учебного курса и был подготовлен к реальным условиям работы стройплощадки», - добавляет она.

Работы впереди много. По прогнозам Ольги, минимум два года еще уйдет на дальнейшую разработку программы. Молодые ученые планируют участвовать и выигрывать во внешних грантах, так как денег внутреннего гранта хватило только на создание одного направления.

«С 1 сентября мы запускаем новую магистерскую программу "Цифровое строительство зданий и сооружений" и в рамках направления планируем обучать студентов в реальной среде в реальном времени. Мы движемся в направлении БИМ проектирования, БИМ моделирования и визуализации процессов в отрасли строительства», - резюмирует она.