Подписаться на новости
brand brand
logo logo
Сообщество робототехников

О первой в России программе по soft-робототехнике – профессор КФУ Евгений Магид

О-первой-в-России-программе-по-soft-робототехнике-профессор-КФУ-Евгений-Магид
Среда, 11 Июля 2018, в 17:50
интервью

В Казанском федеральном университете есть уникальная для России программа по soft-робототехнике – магистратура «Интеллектуальная робототехника» Высшей школы ИТИС КФУ. Студенты учатся создавать ПО для роботов, а самих роботов на время учебы получают в свое полное распоряжение. О занятиях на английском языке и регулярных звонках от робототехнических компаний нам рассказал Евгений Магид, руководитель Лаборатории интеллектуальных робототехнических систем Высшей школы ИТИС КФУ.

 

Интервьюер: Анна Ангелова

Респондент: Евгений Магид

 

Евгений Магид – руководитель Лаборатории интеллектуальных робототехнических систем Казанского федерального университета. В 2014–2016 гг. руководил Лабораторией интеллектуальных робототехнических систем Университета Иннополис. С 2013-го по 2014 год был старшим научным сотрудником Бристольского университета и Бристольской лаборатории робототехники в Великобритании. В 2012-м работал в качестве научного сотрудника в Институте робототехники Университета Карнеги–Меллон (США), а с 2011 года по 2012-й – в Цукубском университете (Япония).

 

Сколько уже существует магистерская программа по интеллектуальной робототехнике?

Эту программу я продумывал на протяжении последних десяти лет, а впервые запустил ее пилотный вариант в Университете Иннополис. В Высшей школе ИТИС Казанского федерального университета программа стартовала в сентябре 2017 года с учетом всех предыдущих успехов и ошибок. Каждый год мы продолжаем вносить в нее небольшие дополнения и изменения для ее актуализации относительно мировых трендов и запросов потенциальных работодателей.


Какие основные дисциплины изучают студенты?

Программа построена по ведущим международным стандартам. За основу я взял программу Университета Карнеги–Меллон в США, где работал в 2012 году. Четыре ключевые дисциплины – те же, что и в Карнеги–Меллон: введение в робототехнику, компьютерное (техническое) зрение, бортовые датчики робототехнических систем и искусственный интеллект. Кроме того, для нас очень важна такая дисциплина, как ROS – робототехническая операционная система. Мы используем ROS практически на всех продвинутых предметах. ROS также необходима студентам для получения научно-исследовательских результатов, которые лягут в основу их дипломных работ, поскольку в нашей лаборатории почти все роботы программируются на базе ROS.

Помимо основных предметов, есть специализированные. Они включают в себя мобильную, промышленную и социальную робототехнику. В этом году мы добавим еще несколько предметов и больших модулей внутри уже существующих предметов, включая машинное обучение и С++.

 

О-первой-в-России-программе-по-soft-робототехнике-профессор-КФУ-Евгений-Магид-1

Евгений Магид с командой ЛИРС

Вы подчеркиваете, что ваша магистерская программа учитывает зарубежный опыт. В целом чем российское высшее образование по робототехнике отличается от западного?

В России основной акцент делается на механическую или электротехническую составляющую робота: механика и конструирование манипуляторов, теория контроля, теория автоматического управления, электродвигатели, приводы и т.д. В западных вузах есть несколько направлений обучения: одни делают упор на механику или электронику, другие – на техническое зрение, третьи – на программирование роботов. Мы в КФУ заинтересованы в создании программы так называемой soft-робототехники – то есть той части, которая отвечает за алгоритмы и программное обеспечение, а не за аппаратную составляющую роботов.


Чем, по-вашему, объясняется эта специализация российских вузов на «железе» и механике?

В российских вузах очень сильны традиции. Преподаются предметы, с которых робототехника начиналась и у нас, и за рубежом. Но если за рубежом эту программу постоянно меняли, то у нас есть проблема в лице ФГОС – Федеральных государственных образовательных стандартов. Чтобы лицензировать программу, нужно собирать пакеты документов, готовить подробные рабочие программы дисциплин, которые включают в себя не только содержание и расписанный по часам учебный план для каждого предмета, но даже содержание домашних заданий и порядка 20-30 примеров экзаменационных вопросов. Лицензирование занимает длительное время. Конечно, с одной стороны наличие ФГОС неким образом «дисциплинирует» преподавателей, заставляя строго придерживаться учебного плана и давать студентам как минимум заявленные в программе знания. С другой стороны – теряется гибкость программы.

На Западе же любая образовательная программа – это коммерческий продукт. Если она нерентабельна, если на нее приходит мало студентов, то ее закрывают. Из-за того, что зарубежные вузы вынуждены подстраиваться под клиентов, у них все программы более гибкие и ориентированы как на работодателя с точки зрения необходимых знаний, так и на студента с точки зрения профессиональной и интересной подачи материала.


Получается, что для России у вас уникальная по направленности программа?

На самом деле есть и другие вузы с уникальными программами, заточенными под определенное направление. Например, Дальневосточный федеральный университет – номер один в России по подводной робототехнике, а Бауманка традиционно сильная по военному направлению в робототехнике. То есть в России есть хорошие робототехнические вузы и программы обучения, но у нас – пожалуй, первая программа, которая переносит сюда зарубежный опыт.

 

О-первой-в-России-программе-по-soft-робототехнике-профессор-КФУ-Евгений-Магид-2

В каком соотношении у вас находятся теоретические и практические занятия?

Теория составляет порядка 30%, а практика – оставшиеся 70%. Любая теория сразу же апробируется на практике, а иногда теории и вовсе посвящается минимум времени. На предмете «Введение в робототехнику», который читаю я, после каждой лекции есть практические задания. Студенты должны собрать робота из конструктора Lego Mindstorms и опробовать на нем что-то из новых теоретических знаний. Или провести симуляцию в программном обеспечении Matlab и показать, как они могут применить свои новые знания на практике. На других предметах работа с датчиками и с ПО идет прямо в процессе занятий.


Для практики нужна серьезная материальная база. Как вы решаете эту проблему?

Еще до запуска программы магистратуры с руководством вуза была согласована закупка новых роботов и датчиков на 17 млн рублей. Было закуплено несколько десятков дорогих датчиков для студентов, включая лазерные лидары и камеры, 6 антропоморфных роботов, которых учащиеся программируют на третьем семестре в магистратуре, один мобильный гусеничный робот российского производства, два мобильных колесных робота (один российского производства, другой – испанского), 6 беспилотных летательных аппаратов, два промышленных манипулятора. Эти роботы и датчики задействованы как непосредственно в учебном процессе, так и в научно-исследовательской работе студентов в рамках подготовки дипломов.

Все начальные занятия на базовых предметах у нас проходят с использованием Lego Mindstorms. С ними работают школьники на различных робототехнических олимпиадах. А мы при помощи этих несложных конструкторов учим студентов решать сложные задачи. Если дети программируют роботов визуально, то студенты используют реальный язык программирования Java и виртуальную машину LeJOS. Этих базовых наборов Lego-роботов у нас большое количество. Студенты-магистры объединены в пары. Каждая получает робота в начале семестра в собственное распоряжение, и весь семестр они могут уносить его домой, в общежитие, работать с ним по ночам, в выходные. Робот становится собственностью студента до конца семестра.

Благодаря руководству КФУ наша лаборатория и наша магистерская программа «упакованы» оборудованием лучше всех по России и выше среднего по профильным зарубежным вузам.


Насколько глубокие навыки программирования требуются поступающему?

Мы указываем в требованиях к поступающим навыки программирования на С/С++ и в ПО Matlab. Но в первые недели семестра мы даем вводные лекции по ним. Например, Matlab для большинства студентов является новинкой. Все находятся в более-менее равной ситуации. Это ПО простое и легко осваивается.

С С/С++ ситуация другая: среди поступивших в магистратуру есть те, кто много лет программировал на С++, а кто-то, наоборот, видит его впервые. При этом сам язык намного сложнее, чем ПО Matlab. С этой проблемой мы столкнулись в прошлом году. Поэтому в нынешнем году мы решили сделать больший упор на изучение основ C++ и вводим специальный модуль по С++ в рамках одного из текущих предметов.

 

О-первой-в-России-программе-по-soft-робототехнике-профессор-КФУ-Евгений-Магид-6

Почему преподавание ведется на английском, а занятия проходят в вечернее время?

Все современные материалы по робототехнике написаны на английском языке. Сегодня Запад все-таки ведет в области робототехники, и все самое современное приходит к нам оттуда: учебники, научные публикации, конференции. Мы проводим лекции и занятия на английском, чтобы студент лучше понимал собственное направление исследований и более активно проводил самостоятельную работу во внеучебное время. Он знает, что ему искать в Интернете, и знает, где ему это искать на английском языке. Но все наши преподаватели русскоговорящие. То есть если во время занятий студент что-то не понял, он может поднять руку и попросить короткое объяснение на русском языке.

Часто приходится слышать «вы специально за счет государства готовите кадры для Запада». Это в корне неверно. Наша цель – готовить качественные кадры. Где в дальнейшем они трудоустроятся – зависит от работодателя: предложите им интересные задачи и достойные условия, и никто на Запад не поедет. Если создать рабочие места с белой зарплатой, интересными задачами, хорошими условиями труда и пакетом для всей семьи, уезжать из страны будут только единицы, которые уедут в любом случае, даже без образования и языка.

Все занятия у нас проходят после 17:00 или в выходные дни с прицелом на тех студентов, которые одновременно учатся и работают. В будни занятия проходят каждый день с 17:00 до 18:30 или 20:00 – в зависимости от предметов. Суббота – практически полный учебный день. Конечно, работающим студентам учиться тяжелее, но по статистике за первый год нашей программы они хорошо справляются. Наибольшие трудности возникают у тех, кто вроде бы может посвящать учебе весь день, но при этом не умеет планировать свое время.


Какие умения приобретает выпускник магистратуры?

Прежде всего, он научится производить математические расчеты и создавать новые алгоритмы для решения конкретных задач. Эти задачи могут быть нацелены на роботизацию производства, роботизацию обслуживающего сектора, медицинскую робототехнику – практически на любое направление.

Второй тип задач, которые смогут решать студенты, – моделирование роботов и конкретных задач, апробация своих алгоритмов и решений в симуляторах. В реальных условиях это умение экономит компании время и деньги.

Студенты научатся работе с реальными бортовыми датчиками роботов и внешними датчиками. Это важно, поскольку без датчиков робот не получает никакой информации об окружающей среде. По факту это уже не робот, а слепое и глухое механическое создание, которое может повторять одну и ту же работу. Например, манипулятор без датчиков может перемещать реальные объекты или же просто захватывать воздух, будучи уверенным, что делает что-то полезное.

И наконец – самое главное: студенты научатся переносить придуманные ими решения на реальных роботов. Они смогут их запрограммировать, отладить и настроить для выполнения конкретных задач.

 

О-первой-в-России-программе-по-soft-робототехнике-профессор-КФУ-Евгений-Магид-4

Насколько сейчас востребована специальность программиста в области робототехники?

В России очень большой кадровый голод по робототехнике. На ближайшие 5 лет «свободных» кадров, я бы сказал, в России нет. В ближайшие 25 лет кадровый голод будет держаться. Если говорить о конкретике, то примерно раз в неделю мне звонят или пишут приятели из разных компаний (причем как российских, так и зарубежных) и просят поделиться, порекомендовать или даже «продать» им своих сотрудников для развития у них направления робототехники. Причем есть особо престижные организации, которые сразу пытаются предложить создать научно-исследовательский центр или лабораторию внутри своей компании, забрав к себе нашу лабораторию в полном составе.


В рамках магистратуры вы сотрудничаете с какими-то компаниями-производителями?

Да, поскольку проекты студентов привязаны к конкретным роботам. Например, некоторые из наших студентов работают с AR-601 от российской компании «Андроидная техника». Другие – с роботом «Инженер» российской компании «Сервосила». Мы сотрудничаем с производственным объединением «Зарница», ООО «МЕДЕКО», КБ «Аврора». Ведутся переговоры о сотрудничестве еще с десятком компаний, включая зарубежные.

Многие компании заинтересованы в выдаче грантов: оплате учебы и выделении стипендии для одного-двух студентов с гарантией последующего трудоустройства в этой компании. Процедура грантового набора пока в стадии разработки, но я очень надеюсь, что к началу учебного года мы сможем предложить студентам-магистрантам и такую опцию.


Какой у вас конкурс на место?

В прошлом году конкурс составил 3 человека на место, причем это были только коммерческие места. Было около 30 заявлений, в итоге мы отобрали 11 человек. В этом году у нас, помимо 10 коммерческих мест, есть 5 бюджетных. На бюджетные мы ожидаем более высокий конкурс.

 

Смотрите также: «Высшее образование по робототехнике. 20 вузов России»

рейтинг

1187

просмотров

1

комментариев

порекомендовать друзьям

комментарии

Гость

Очень интересная информация. Третья столица России - Казань, вуз КФУ - 10 место рейтинга по РФ, уникальные профессиональные кадры. Было невероятно интересно читать статью. Хорошо бы Правительству страны держать это важное направление на должном уровне и это, прежде всего, финансирование и бережное отношение к профессионалам.

12 Июля 2018, в 16:09
Гость

Дорогие друзья! Помните, что администрация сайта будет удалять:

  • Комментарии с грубой и ненормативной лексикой
  • Прямые или косвенные оскорбления героя поста или читателей
  • Короткие оценочные комментарии ("ужасно", "класс", "отстой")
  • Комментарии, разжигающие национальную и социальную рознь
brand brand