Летняя школа по нелинейному и адаптивному управлению организована Университетом ИТМО совместно с Университетом Ханчжоу Дяньцзы (Китай) и Университетом Иннополис (Россия). Ее главная цель — представить основной вводный материал, а также актуальные научные результаты по темам нелинейного и адаптивного управления. Целевая аудитория мероприятия — аспиранты, исследователи и практики в области систем и теорий управления.
Программа школы включает в себя три полных дня. Лекции, которые длятся по три часа, читаются ведущими мировыми экспертами в этих областях. Кроме того, на протяжении этого времени участники школы могут не только прослушать материал, но и напрямую пообщаться с учеными и обсудить результаты научной работы.
В этом году мероприятие объединило почти 90 студентов и молодых ученых из университетов России (Иннополис, МГУ, СПбГУ, МФТИ и других), Германии, Франции, Италии, Великобритании, Мексики, Турции, Нидерландов и Пакистана.
«Мы регулярно проводим мероприятия, посвященные этой тематике, и постоянно экспериментируем с форматами. В этот раз мы решили сделать акцент на студентах. Обычно такая тематика становится объектом обсуждения на крупнейших международных конференциях. Но здесь мы подаем этот материал студентам в максимально детализированном виде для того, чтобы они могли быстро войти в курс мировых тенденций благодаря лекциям, которые читают ведущие ученые в этой области», — комментирует Антон Пыркин, декан факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО.
Спикерами летней школы в этом году выступили ключевые специалисты в области нелинейного управления, адаптивных систем и робототехники. Среди них — профессор Римского университета La Sapienza (Италия) Альберто Исидори, который представил участникам школы обзорную лекцию о геометрических методах управления нелинейными системами. О современных методах нелинейного управления и редукции моделей рассказал Алессандро Астольфи, профессор Имперского колледжа Лондона (Великобритания).
Кроме того, с лекциями выступили Ромео Ортега, представляющий CNRS (Франция), который подробно рассказал о базовых методах адаптивного управления и о том, как действовать в условиях неопределенности, и профессор Вадим Уткин из Университета штата Огайо (США), выступивший с лекцией, посвященной скользящему режиму управления. В завершающий день летней школы подробный анализ ключевых трендов в робототехнике представил профессор Университета Твенте (Нидерланды) Стефано Страмиджиоли, который в том числе работает над разработкой устройств для диагностики онкологических и кардиоваскулярных заболеваний (подробнее о работе ученого можно почитать в его интервью).
Адаптивное управление: фундаментальная база и ключевые тренды
Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления. К примерам таких систем традиционно относят, например, асинхронные машины, транспортные средства на магнитной подушке и так далее. Среди механических систем это в том числе роботы, подводные аппараты, самолеты, ракеты и многое другое.
«Все, что есть в робототехнике и в любой современной цифровой технике в принципе, управляется автоматическими регулирующими алгоритмами, — объясняет Антон Пыркин. — Программы настраиваются таким образом, что мы можем получить хорошее качество звука в каком-либо из устройств, комфортное движение в беспилотном транспорте и так далее. За всем этим стоит фундаментальная математическая база, о которой эксперты рассказали в рамках летней школы в Университете ИТМО. Например, в рамках третьего дня школы прошли лекции про физические системы, где рассказывалось, как сделать робота лучше, быстрее, эффективнее, пользуясь математическими методами, которые мы не просто изучаем, но и разрабатываем сами совместно с нашими коллегами. Поэтому любой участник школы, имея базовые знания математики, имеет возможность подключиться к большому сообществу, которое занимается автоматическим управлением».
Он добавляет, что компетенции в области нелинейного и адаптивного управления востребованы во многих ведущих технологических компаниях, в том числе Siemens, Huawei, Bosch, KUKA, Kawasaki и других. С этим соглашается и Ромео Ортега, который на протяжении многих лет активно сотрудничал с индустрией.
«Моей областью исследований является адаптивное управление и могу сказать, что сегодня исследования в этой сфере снова становятся чрезвычайно актуальными. Специалисты начинают использовать новые технологии, в частности, различные нелинейные методы управления. Я работаю в этой сфере на протяжении уже нескольких десятков лет. В прошлом я в том числе активно контактировал с индустрией. За последние годы эта область сильно поменялась. Изменениям способствует появление новых технологий и нарастающая конкуренция между высокотехнологичными компаниями. И в этих условиях исследования и компетенции в области теории управления становятся даже более востребованными, чем в прошлом», — рассказывает Ромео Ортега.
Он отмечает, что благодаря формату мероприятия, а также тому, что участие в школе было бесплатным, участниками летней школы смогли стать студенты и молодые ученые буквально со всего мира.
По словам Альберто Исидори, каждый эксперт, который стал спикером летней школы, является признанным специалистом в конкретной области. И объединение всех ключевых экспертов на одной площадке позволило представить комплексный и подробный обзор ключевых аспектов теории управления в контексте технологического развития.
«Мы занимаемся тем, что строим математическую модель физического мира. И мы обсуждаем, как выработать наиболее эффективные инженерные решения, которые базируются на этих моделях. Но в реальной жизни вы можете видеть огромное количество примеров применения теории управления. Безусловно, исторически сложилось так, что в большей степени она использовалась в промышленности. Но если мы посмотрим на современность и возьмем в пример проблемы, которые становятся особенно актуальными в последнее время — а это в том числе, например, защита окружающей среды — здесь мы тоже найдем огромное количество применений. Контроль за состоянием атмосферы, уровнем загрязнения, количеством выбросов — все это напрямую относится к этой тематике. Большое применение такие исследования находят и в сельском хозяйстве. Таким образом, сегодня появляется все больше новых сфер. И я думаю, что молодым ученым полезно узнать и о новых потенциальных возможностях применения этих методов», — прокомментировал он.
Стефано Страмиджиоли добавляет, что школа прежде всего стала для ее участников хорошей возможностью охватить за короткий период времени ключевые тренды, которые касаются их области исследований, а также получить фундаментальную базу.
«Летняя школа очень хорошо организована, хочу отметить прекрасное расположение, спикеры — великолепные ученые. И я рад, что мне также удалось выступить вместе с ними. Для студентов это отличная возможность получить информацию от ведущих экспертов в области и быть в курсе ключевых трендов. И идея школы именно в том, чтобы ее участники смогли применить эти знания в своей дальнейшей работе. Здесь был представлен обзор ключевых исследований, которые ведутся в различных областях. Безусловно, невозможно охватить все, но здесь молодые ученые могут получить понимание базовых, фундаментальных аспектов», — говорит Стефано Страмиджиоли.
О том, как именно знания, полученные на летней школе, могут помочь в научной работе, ITMO.NEWS рассказали студенты и молодые ученые — участники SNAC-2019.
Исмаил Байезит (Ismail Bayezit), сотрудник Технического университета Стамбула (Istanbul Technical University)
Я являюсь сотрудником аэрокосмического факультета, однако работаю именно над тематикой, связанной с системами управления. Поэтому участие в этой конференции было очень полезным для моей работы. Я впечатлен подбором спикеров. Профессора Астольфи, Исидори, Ортега, Уткин — это признанные специалисты в своей области. Некоторые аспекты, которые были представлены здесь, были знакомы, однако услышать комплексный материал от ведущих экспертов, безусловно, является очень ценным опытом.
Кроме того, я знаю, что Университет ИТМО является одним из лидирующих технических университетов России. Перед тем, как отправиться на летнюю школу, я изучил сайт вуза, посмотрел стратегию развития до 2020 года и впечатлен результатами работы университета.
Михаил Каканов, магистрант факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО
В целом, я занимаюсь управлением для класса киберфизических систем. Это, например, роботы-манипуляторы, квадрокоптеры, надводные суда и многое другое. Буквально недавно мы обсуждали, какой именно материал, который давался в рамках школы, был наиболее полезен. Завтра у меня защита диссертации, и тематика моей работы непосредственно связана с вопросами, которые обсуждал Альберто Исидори. Так получилось, что накануне мой рецензент обратил внимание на один момент, связанный с работой, а сегодня этот вопрос был полностью раскрыт. В дальнейшем я собираюсь поступать в аспирантуру, поэтому мне, безусловно, необходимо расширять свой кругозор, познакомиться с другими научными школами и выбирать себе путь для дальнейших исследований.
Алексей Овчаров, магистрант факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО
Я занимаюсь бездатчиковым управлением, конкретно — манипуляторами. В лаборатории у нас стоит UR10 (самый большой коллаборативный промышленный манипулятор Universal Robots — прим.ред.), и вчера мы устраивали ребятам экскурсию в лабораторию. Накануне Ромео Ортега рассматривал различные алгоритмы адаптации. Материал был очень подробный, лектор представил исторический экскурс, и было интересно узнать, каким образом развивалась эта сфера.
