По словам Сергея Колюбина, заместителя директора Мегафакультета компьютерных технологий и управления и начальника Департамента магистратуры ИТМО, программа «Робототехника» всегда была крупнейшей магистерской программой по робототехнике среди всех университетов России. Только на бюджетные места она принимала порядка 80 российских и 10-15 иностранных студентов. В этом году бюджетных мест еще больше — 97.

Раньше эта программа магистратуры имела только тип научной, но теперь поменялось не только название, но и ее концепция. Поскольку в масштабе всего университета стало возможным создавать специализации разных типов, руководитель программы Алексей Бобцов принял решение подать заявки на два типа ― в итоге они успешно прошли конкурсный отбор.

Кисть антропоморфного робота, спроектированная по принципам морфологического дизайна
Кисть антропоморфного робота, спроектированная по принципам морфологического дизайна

Начиная с набора 2021 года, на программе одна специализация будет относиться к научному типу и готовить исследователей, а вторая, которая реализуется в сотрудничестве с Центром робототехники Сбера, — к корпоративному, нацеленному на подготовку разработчиков.

«Программа несколько раз меняла названия. Теперь в ней появилось словосочетание “искусственный интеллект”. И это не дань моде, хотя сейчас и популярна тенденция “take X and add AI” — брать все, что угодно, добавлять искусственный интеллект и получать новое качество, как это было с интернетом. Здесь другая ситуация. На мой взгляд, это дорога с двусторонним движением. В том смысле, что современная робототехника поставляет массу интересных задач, без которых развитие сильного искусственного интеллекта не будет полноценным, а с другой стороны ― благодаря использованию методов машинного обучения можно решить задачи современной робототехники, которые не берутся аналитическими (model-driven) подходами», — отмечает Сергей Колюбин.

Сергей Колюбин
Сергей Колюбин

Почему искусственный интеллект важен в робототехнике

Существует множество задач, связанных с высокоуровневыми системами принятия решений, и как раз методы машинного обучения и ИИ активно используются для их решения: например, для планирования действий, интерпретации поведения человека, если речь идет о человеко-машинном взаимодействии.

Современные роботы работают в неструктурированной динамической среде. Часто это коллаборативные роботы, которые напрямую, в том числе физически, взаимодействуют с человеком, а человек — существо непредсказуемое. Прогнозы его поведения или логику в действиях не всегда можно уложить в формальные математические правила. Поэтому зачастую благодаря методам машинного обучения и искусственного интеллекта удается решить те задачи, которые формальными аналитическими методами решить невозможно.

«Наша программа в основном про алгоритмическое и программное обеспечение. Грубо говоря, мы делаем "мозги для роботов". Мы все чаще используем термин “воплощенный интеллект”. Он означает, что система становится “умной” на всех уровнях, а методы ИИ находят свое применение не только в контексте планирования действий или управления, но и дизайна, и оптимизации конструкций и механизмов роботов. В лабораториях международного научного центра нелинейных адаптивных систем, который тесно связан с нашей программой, мы ведем в том числе исследования, посвященные генеративному или морфологическому дизайну», — отмечает Сергей Колюбин.

Прототип ноги энергоэффективного галопирующего робота, параметры которого были оптимизированы на основе эволюционных алгоритмов
Прототип ноги энергоэффективного галопирующего робота, параметры которого были оптимизированы на основе эволюционных алгоритмов

Почему робототехника важна для искусственного интеллекта

«Существует такая интересная вещь, как парадокс Моравека. Он гласит, что ИИ гораздо проще обучить играть в шахматы или обрабатывать изображения, чем простейшим навыкам сенсорно-моторной координации, связанным с восприятием пространства и перемещений в нем, локомоции и манипуляции. Современные роботы, несмотря на весь прогресс в областях компьютерного зрения и машинного обучения, с точки зрения работы в физическом мире очень далеки от способностей даже трехлетнего ребенка, не говоря уже о захвате мира», — рассказывает Сергей Колюбин.

Более того, без выхода в физический мир и воплощения в робототехнике искусственный интеллект принципиально ограничен в своем развитии. То, что нейросети обучаются на чисто информационных процессах ― данных голоса, изображениях без воплощения в физическом мире — тормозит эволюцию ИИ.

Экзокостюм (пример носимого робота), разработанный студентами в лаборатории Биомехатроники и энергоэффективной робототехники
Экзокостюм (пример носимого робота), разработанный студентами в лаборатории Биомехатроники и энергоэффективной робототехники

«В рамках нашей образовательной программы мы хотим найти синергию между этими областями, которые в глобальном исследовательском контексте тесно связаны. Однако все еще существует мнение, что робототехника — это механика, кинематика и законы Ньютона-Эйлера, а искусственный интеллект — нечто совсем другое. На самом деле это не так: робототехника — плодотворное поле и тестовый полигон для развития, апробации и верификации известных методов, а также для разработки новых», — говорит Сергей Колюбин о целях программы.

По его словам, решение расширить магистерскую программу складывалось из нескольких факторов: глобальной повестки, партнерства со Сбером ― все совместные проекты с которым находятся на стыке робототехники и искусственного интеллекта, а также подтвержденного спроса со стороны работодателей и абитуриентов.

Абитуриенты программы «Робототехника и искусственный интеллект» — кто они?

Как отмечает Сергей Колюбин, будущие абитуриенты — это обучающиеся, которые хотят получать конкурентоспособную профессию с хорошим уровнем оплаты труда и прокачать навыки, которые будут востребованы, даже если в результате человек решит не связывать свою жизнь робототехникой. Кроме того, это ребята, которые хотят выделиться из мейнстрима, попробовать что-то новое, пройти своим путем, возможно, даже создать свой продукт, технологию или бизнес, аналогов которым пока просто не существует.

Летняя школа по нелинейному и адаптивному управлению SNAC-2019
Летняя школа по нелинейному и адаптивному управлению SNAC-2019

В основном это те, кто ассоциирует себя с робототехникой, системами управления, программированием. Однако на программу поступают и люди, которые по первому образованию далеки от нее, например, лингвисты и социологи. Они понимают, что для них робототехника является интересной сферой, в которой они могут реализоваться как медиаторы или лучшие «на стыке дисциплин».

«Например, спустя 20-30 лет мы можем понять, что не учли какие-то эффекты, которые развитие робототехники оказывает на общество. Чтобы не сделать человечеству или конкретным людям хуже, на это желательно обратить внимание сразу. Здесь не обойтись без участия специалистов-социологов. Робототехника — не только для электронщиков, механиков и программистов, здесь много задач для всех», ― говорит Сергей Колюбин.

Иллюстрация работы нейросетевого детектора объектов с функцией дообучения (continuous learning)
Иллюстрация работы нейросетевого детектора объектов с функцией дообучения (continuous learning)

Поступают на программу и те, кто хочет программировать.

«Год от года мы видим, что ребята, которые приходят к нам на программу, во многом хотят видеть себя сильными прикладными программистами. Это обусловлено и ландшафтом рынка труда. В робототехнике важны два фактора: хорошее знание предметной области, понимание особенностей систем, с которыми ты работаешь, знание физических закономерностей и математического аппарата, а с другой стороны — навыки разработки и отладки кода, реализующего сложные модели и алгоритмы на Python, C/C++, Java и других языках и в различных средах», — добавляет он.

Команда программы ставит задачу подготовки новой формации специалистов на стыке дисциплин. Благодаря им они рассчитывают и на развитие собственных исследований, ведь магистерское образование ― это во многом сотворчество, а стратегическая цель Университета ИТМО — генерация новых знаний, технологий, рынков и бизнесов.

Летняя школа по нелинейному и адаптивному управлению SNAC-2019
Летняя школа по нелинейному и адаптивному управлению SNAC-2019

Что получат студенты?

По словам Сергея Колюбина, магистратура в ИТМО имеет ряд важных преимуществ.

Во-первых, на программах работают преподаватели, которые являются учеными и находятся на передовых позициях своих профессиональных областей — это залог того, что содержание образовательной программы будет актуальным и уникальным.

«Университет ИТМО силен исследованиями в области control science — науки об управлении в технических системах. В области автоматизации и управления мы уже не первый год находимся в первой сотне Шанхайского рейтинга. У наших студентов есть возможность из первых уст узнать о новых методах и технологиях бессенсорного управления, идентификации систем, синтеза адаптивных регуляторов, энергетически-осведомленного управления. В рамках программы также предлагаются уникальные курсы, связанные с генеративным дизайном робототехнических систем», — отмечает Сергей Колюбин.

Во-вторых, это инфраструктура. У программы есть исследовательское оборудование мирового уровня: робототехнические системы, исследовательские комплексы, манипуляционные и коллаборативные роботы, мобильные роботы, беспилотники и так далее. Доступ к ним в процессе обучения и проектной работы получают магистранты.

Использование нейросетей (DNN) для программного восстановления карт глубины по моноизображениям
Использование нейросетей (DNN) для программного восстановления карт глубины по моноизображениям

В-третьих, это корпоративные партнеры. Например, российские компании ― Сбер, «Геоскан», «СтарЛайн», «Диаконт», «Таурас-Феникс» и «Arrival Rus».

Академические партнеры — тоже сильная сторона Университета ИТМО. Программа «Робототехника и искусственный интеллект» имеет статус международной образовательной программы (МОП), а значит предполагает высокий уровень международной активности.

«Это дает нам возможность приглашать лучших зарубежных преподавателей и ученых, а студентам — проходить программы академической мобильности, например, в рамках программы Erasmus+ в ведущих университетах Нидерландов, Франции, Финляндии, Италии, Норвегии. Кроме того, она имеет совместные программы с Таллинским технологическим университетом (Эстония) и Лаппеентрантским технологическим университетом (Финляндия). Каждый год до 10 студентов программы ежегодно поступают на программы двойного диплома, реализуемые с данными вузами», — комментирует Сергей Колюбин.

Кроме того, магистранты программы — потенциальные сотрудники международных лабораторий, проектов с индустриальными партнерами, добавляет он. Это дает им возможность строить карьеру не в ущерб учебе и зарабатывать серьезные деньги в стенах университета.

Перейти к содержанию