В этом году Дмитрий Гаврилов защитил докторскую, в 2021-м стал самым молодым директором Физтех-школы, в 2020-м его лаборатория цифровых систем специального назначения получила дипломом за «Лучшую инновационную разработку» на форуме «Армия». Вот и на открывшемся накануне форуме «Армия-2022» значимая часть разработок МФТИ — плоды ФРКТ. Мы попытались узнать у Дмитрия Александровича секрет его успеха.
Дмитрий Александрович, вы сейчас руководите Физтех-школой, которая выросла из Факультета радиотехники и кибернетики. В свое время вы на него поступили и окончили его
Я родом из города Долгопрудного. Ближе к старшим классам, когда у меня проявился интерес к физике и математике, я поступил в физмат-класс школы № 5, сейчас это Физико-математический лицей № 5. Нас учили великие преподаватели: Владимир Александрович Овчинкин, Дмитрий Александрович Терешин, Павел Александрович Кожевников, Олег Константинович Подлипский, Игорь Андреевич Чубаров. Этот уникальный коллектив во многом сформирован был директором школы Евгенией Григорьевной Ермачковой. Естественно, весь класс был нацелен на МФТИ, и из 24 учеников нашего класса 21 поступил в МФТИ.
А почему вы выбрали факультет радиотехники и кибернетики?
Мне с детства нравились задачи из области связи и радиотехники. Отец еще этим увлекался, хоть он и ветврач по профессии.
Как вы выбрали специализацию?
Первые годы, конечно, сложная учеба была. О будущей специализации я задумался на втором курсе, на третьем зарегистрировал компанию. Мы с друзьями разрабатывали программное обеспечение для рамановского спектрометра, в конкурсах участвовали и даже выигрывали. Исследования и разработки вели в области бесконтактного определение состава смесей. В эти годы (2007–2009) появились доступные лазеры, доступная оптика, доступные линейные матрицы для съема спектров, и мы пытались объединить все это в компактном приборе. С темой обработки разнородных данных я поступил в аспирантуру МФТИ, на свою базовую кафедру при Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ), защитил кандидатскую под руководством Преображенского Николая Борисовича. В это же время у компании появились заказчики постоянные, не все получалось, но несколько успешных работ мы с ними сделали, и это позволило заявить о себе. Но уже стало ясно, что серьезный заказчик охотнее будет вести дела с большой структурой. Я обратился в МФТИ, на кафедру радиоэлектроники и прикладной информатики, где при плотнейшем участии заведующего Николая Щелкунова были запущены первые работы. Во многом благодаря огромному опыту, знаниям, умению строить работу, поддержке и участию Николая Николаевича мы и достигли определенных успехов. Часть коллектива компании перешла на Физтех, где организовали нашу лабораторию цифровых систем специального назначения. Мы и сейчас работаем вместе. Например, с Антоном Фортунатовым во многом определяем направление движения разработок.
Как вы от рамановских спектров перешли к работам по техническому зрению?
Эти задачи в любом случае во многом схожи, вопрос мерности. Спектральные данные идут с линейной матрицы, техническое зрение — с классических сенсоров. Но актуальность уже тогда витала в воздухе. Самое главное — у нас сложился коллектив. Научный задел формировал не только я, а и Николай Николаевич Щелкунов, Антон Фортунатов, Павел Родионов, Александр Ивкин. Не могу не отметить административную помощь тогдашнего декана РТ, ныне директора по исследованиям, разработкам и коммерциализации МФТИ Сергея Николаевича Гаричева.
Мы решили, что трендово заниматься техническим зрением. Предложили заказчику задачку, он поддержал. Задача была успешно решена, и дальше пошло развитие отношений. Помимо этого, мы выиграли ряд конкурсов, начали работать с Фондом перспективных исследований по похожей тематике. Потом в тренд вошли нейросети и глубокое обучение. Их не вчера придумали, они были давно, просто, опять-таки, как и со спектрометром, время так подошло, что сложились факторы, матаппарат был, но появились дешевые и доступные вычислители, на которых можно реализовать вот это все. Мы стали достаточно известным коллективом в своей сфере. Сейчас работаем, помимо заказчиков-предприятий, и с НТИ, и с Аналитическим центром при Правительстве РФ.
Вы идете от задачи или от методов? Сплав науки и инженерии — как он происходит?
Вопрос интересный. Есть две ветви. Первая — задача исследовательская, интерес научный, познавательный. Вторая — нужда в финансировании коллектива, потому что всем нужно на что-то жить. Обе эти ветви идут параллельно. Сперва нам удалось под интересную нам тему достать финансирование. Потом мы в предлагаемых работах пытались уже сами продвинуть наши исследовательские интересы. Понятно, что, когда представляешь себя специалистом по техническому зрению, ты не будешь брать задачи по механике. Мы продвигали работы схожие, например, по анализу обстановки, по инфраструктуре для подготовки данных и обучения нейросетей, средствам для технического зрения. Мы развили аппаратные компетенции, научились делать камеры, сборки камер, в том числе со встроенной обработкой. И сейчас у нас все органично сосуществует. Имеется костяк, те кто не только руководит текущими проектами, но и думает о перспективах, исследует интересные инновации в нашей родной области, смотрит по сторонам. Основные работы ведутся с Фондом перспективных исследований, одним из условий выделения финансов на разработку у которого является наличие потребителя. Но это все равно проще, чем деньги получить в промышленности на научно-исследовательскую работу. Потому что производственникам нужно, чтобы был хотя бы образец главного конструктора. На проверку идеи они деньги дают редко. Если им предложить решение, которое работает лучше, чем их текущее, тогда они разработку берут, будут ее адаптировать под свои технологии, и со временем это станет на вооружение. Поэтому у нас есть ветвь инновационная, исследовательская, и имеются более приземленные наработки для частных заказчиков.
Расскажите о ваших разработках
У нас уже достаточно большая линейка разработок в области систем технического зрения. Это алгоритмы анализа окружающей обстановки и разные их реализации. Мы сами разрабатываем камеры. Берем готовые матрицы и оптику и собираем камеры с нужными характеристиками, панорамные, стерео, для фотоловушек, для беспилотных автомобилей, для дронов, сборки камер. Часто со встроенной обработкой. Отдельно электронные модули обработки изображений в режиме реального времени под разные задачи. Мы эти камеры проектируем и отдаем в производство, в том числе и наше, на базе МФТИ. Сделали большой набор разных методов обработки, есть реализованные на компьютере, есть уже встроенные в микросхему. Есть у нас разработки по алгоритмике ориентации в пространстве без спутниковых данных, когда спутник выключен, например, или в закрытых помещениях, то есть работы, касающиеся анализа окружающей обстановки, визуальных данных. Там уже мы применяем как методы классические, так и методы искусственного интеллекта. Мы можем их аппаратно реализовать. Работаем в том числе по проекту дочерней структуры Сбербанка «Сберавтотех», где мы в их интересах разрабатываем новые методы ориентации по картам и построение карт по визуальной обстановке. Это может найти применение, например при работе на складах, в закрытых помещениях. По робототехнике: ездящий беспилотный комплекс активно разрабатывается, малый беспилотный ровер планируем, есть проект инициативный, робот-собака. То есть, в принципе, такой полный цикл у нас: производство от идеи, алгоритма, до изделия.
В прошлом году вы стали директором Физтех-школы радиотехники и компьютерных технологий. Чем сегодня живет Школа?
Мы сейчас активно модифицируем учебную часть, чтобы она отвечала современным вызовам, шла в ногу со временем. Это почти непрерывный процесс. Становится популярен индивидуальный план обучения у ребят, индивидуальная траектория, когда они начинают работу в лабораториях, и это идет как НИР. Если говорить о направлениях развития научно-технической части, то весьма актуальны сейчас разработки в области микропроцессорной техники. Ими занимаются, например, на Кафедре микропроцессорных технологий Арнольда Леонидовича Плоткина. Базовые организации у нее — Huawei и ЯДРО.
Популярны кафедры РАСУ (Росатом), ИТМиВТ, ИСП РАН, «Вымпел» интересные работы ведет. В принципе, все наши кафедры сильны, смело можно все тут перечислить, просто указал наиболее востребованные у ребят. Про работы моей лаборатории я уже много рассказал. По робототехнике лаборатория Романа Горбачёва активно развивается. Они делают робофутбол, антропоморфных роботов, системы диспетчеризации, системы управления, у них заказчик — РЖД.
Центр телекоммуникационных технологий, которым руководит Александр Афонин, растет с каждым годом. В него входит лаборатория Александра Викторовича Дворковича, члена-корреспондента РАН, они занимаются задачами передачи и обработки данных. У центра есть очень интересные работы по организации связи с судами через спутник, они ездят в командировки на Камчатку, на корабли, и затем идут по Севморпути до Питера. Много работ по тематике спутниковой связи, стартовал проект по 5G.
Активно общаемся с потенциальными партнерами, вот ЯДРО недавно присоединилось. Биомедицинские компании интересуются — общаемся. Ведь обработка медицинских данных — важная задача. Инициативно мы уже участвовали, сделали проект по распознаванию опасных родинок «Скинчекап», но в ту область довольно долгий вход.
У нас хорошие учебные курсы по глубокому обучению, программированию. Наша Школа в последние годы почему-то ассоциировалась только со специальной техникой, а это неверно. В ФРКТ направления подготовки самые универсальные, ведь в любой области нужен спец, кто может не только научную статью понять, но и алгоритм написать, прототипировать, аппаратно реализовать. У нас мощная подготовка по информатике, по математике и по физике. То есть достаточно гибко обучающийся может себя позиционировать. Обычно, когда студент приходит, он думает об одном. Пока он учится — и прогресс идет, и интересы меняются, двигаются, он может уйти в другую область. А у нас, по сути обработка, переработка информации, ведь информационные технологии — они везде. У нас есть работы и с биологами, где мы клетку изучаем и анализируем, и с химиками.
Какой он — ваш абитуриент?
Наш — это человек с интересами, конечно, в информатике, математике, физике, очень ценим, если уже с есть тяга к радиотехнике, электронике. Но с учетом того, что у нас есть разные направления, нам интересны прежде всего ребята с хорошим математическим бэкграундом. Мы — про то, что можно потом реально применить. Пусть это алгоритм, но он будет в железе. Это не какая-то абстракция, не очередная теорема про функции в недавно открытых пространствах. Это немножко не про нас. Большой пласт задач алгоритмических. Это математика и информатика, но не просто как таковая, а для инженерии: электроники, технического зрения, робототехники, систем связи и передачи данных, локации, систем управления и так далее. Человек должен понимать, что его разработка будет претворяться в жизнь в разных областях. Даже если выпускник пойдет в бизнес, в управление, бэкграунд, полученный в нашей Школе, всегда будет с ним, поможет самостоятельно ориентироваться в IT-отрасли как минимум. РТ, как и весь Физтех, — это тоже образ мышления.
Мы — это про высокие технологические разработки, пусть это код, но он будет применен в жизни, сейчас применен в жизни, а не послезавтра. Все важно, но мы — про настоящее.
