Алексей Кычкин о развитии направления «Киберфизические системы и Интернет вещей»
Более четырех лет в пермском кампусе Высшей школы экономики исследуются технологии Интернета вещей, цифровых двойников и искусственного интеллекта, используемые в управлении киберфизическими системами. Доцент кафедры информационных технологий в бизнесе, заведующий научно-учебной лабораторией междисциплинарных эмпирических исследований (НУЛ МЭИ) Алексей Кычкин подвел итоги 2020-2021 учебного года: рассказал о проведении мероприятий для студентов и для профессорско-преподавательского состава, о сотрудничестве с представителями бизнес-сообщества, а также поделился планами по дальнейшему развитию исследований.
Исследование методов управления в киберфизических системах для нас является приоритетным направлением. В его состав вошли ключевые научные сотрудники НУЛ МЭИ, специалисты кафедры информационных технологий в бизнесе, студенты 2, 3 и 4-го курсов образовательных программ «Бизнес-информатика» и «Программная инженерия», студенты магистерской программы «Информационная аналитика в управлении предприятием». Мы работаем в такой большой команде, потому что этого требует современное состояние ИТ рынка и динамика развития цифровых технологий. Сегодня, как никогда, очень высок запрос на реально действующие прототипы программ. В связи с этим, студенты выбирают темы проектов в области платформ Интернета вещей, аналитики данных, цифровых двойников, интеллектуальных зданий, не только для выполнения самостоятельных и курсовых работ. Многие ребята видят в этом продолжение, прохождение акселерационных программ, привлечение спонсоров, внедрение своих наработок в реальные сектора экономики. Для проработки новых сложных задач мы создаем специальные командные проекты, в них несколько студентов совместно выполняют работу. Часть командных проектов переходят в ВКР бакалавров и далее магистерские диссертации. В связи с возможностью перехода к дистанционным формам работы развиваются междисциплинарные и межкампусные связи. Студенты, владеющие иностранными языками, принимают участие в международных проектах, в том числе выполняемых с партнерами из Германии, Австрии, Словении. Мы стараемся, чтобы студенты Вышки при выполнении проектных работ попробовали себя в разных ролях: бизнес аналитик, системный аналитик, разработчик, архитектор, тестировщик, руководитель проектом. Многие учащиеся становятся полноценными партнерами в реальных ИТ проектах, сперва проекты инициативные, потом ониза счет этого проекты эволюционируют в стартапы. Сегодня создали 3 таких стартапа и еще 2 планируем на следующий год!
После того, как студенты стали создавать свои первые прототипы, мы увидели растущий интерес со стороны компаний к результатам работы. Достаточно много различных ИТ компаний активно вовлечено в процесс работы со студентами. Эти компании выступают не только, как потенциальные заказчики, но и как технологические партнеры. Они делятся своим опытом и помогают с материально-техническим оснащением лаборатории. Так, например, в партнерстве с компанией "Инсайт" мы создаем прототипы для управления интеллектуальными зданиями, с компанией "Simpl" исследуем данные промышленных энергосистем, с компанией "Горные вентиляционные устройства" занимаемся созданием элементов цифровых двойников систем проветривания, "ГалилеоСкай" - наш партнер в области no-code решений. Общее число студенческих проектов, выполняемых совместно с ИТ партнерами в области киберфизических систем, за последнее время выросло до 50, при этом около половины выполняется с оплатой труда.
Одним из наиболее перспективных является проект по созданию платформы для электроэнергетических систем, использующих различные накопители энергии. Такие решения принято считать далеким будущим, однако уже в 2021 году мы получили несколько запросов от реальных компаний, одна из них выполняет внедрение "Умных сетей" в ОАЭ. Разработкой аналитической модели, предсказывающей энергопотребление здания на сутки вперед, а также расчетами стоимости электроэнергии по различным ценовым категориям для полученных прогнозов, занимается выпускник магистерской программы «Информационная аналитика в управлении предприятием» и ныне стажер-исследователь научной учебной лаборатории, Олег Горшков. Его исследования были поддержаны грантом Фонда содействия инновациям «Умник» 2021, а также опубликованы в ряде научных журналов.
После выпуска большинство студентов уходят работать в ИТ-компании, поэтому во время обучения мы ставим задачи, в первую очередь, ориентируясь на их будущих работодателей. Мы постоянно актуализируем технологические запросы, связанные с Интернетом вещей. Чтобы быть последовательными и осмысленно подходить к решению задач управления в киберфизических системах, мы поддерживаем установившиеся ранее деловые отношения с коллегами из зарубежных университетов и научных центров.
В этом году зарубежный ученый Штефан Фёт, профессор из Германии, специалист по моделированию динамических систем провел серию из 10 семинаров на английском языке по теме «Dynamic System Modeling and Simulation using Open Modelica». Более 40 студентов и 10 преподавателей кафедры ИТБ приняли участие в качестве слушателей. Всего мероприятие посетило более 200 человек из различных вузов России.
В рамках сотрудничества с Центром компетенций по программному обеспечению Хагенберг (Австрия) продолжаются работы по направлению технологий анализа энергоданных на платформах управления спросом на электроэнергию. Для меня и наших студентов это исследование имеет большое значение, так как затрагивает самые актуальные методы динамической оптимизации, машинного обучения с подкреплением, аппроксимированного динамического программирования. Мы рады, что к нам стали обращаться и коллеги из ИТ компаний. Так, в 2021 году компания Nomnio (Словения) выступила нашим партнером в части инициативного проекта по созданию интеллектуальной системы управления отоплением малоэтажного жилого дома.
Студенты пермской Вышки активно участвуют во многих мероприятиях, связанных с ИТ: конференциях, олимпиадах, хакатонах, конкурсах стартапов. Наши ребята стабильно занимают призовые места. Самым знаковым событием среди студенческих мероприятий у нас была конференция в Москве на базе Московского института электроники и математики (МИЭМ) им. А. Н. Тихонова НИУ ВШЭ. Сотрудничество с МИЭМ мы считаем приоритетным и во многом ориентируемся на образовательные программы наших коллег. Этой весной наши студенты выступали на конференции МИЭМ по тематиками, связанным с методами оптимизации энергопотребления на базе платформ Интернета вещей. Ключевым событием стало участие и победа наших специалистов в конкурсе грантов на создание исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта «Межотраслевые технологии искусственного интеллекта и искусственный интеллект для иных приоритетных отраслей экономики и социальной сферы», выполняемого в рамках соглашения между НИУ ВШЭ и АНО «Аналитический Центр при Правительстве РФ». В ближайшие 3 года мы будем работать над созданием цифровой модели идентификации источника выбросов и прогнозирования их распределения в атмосферном воздухе.
