«Фундаментальная наука — это отправная точка для инноваций»

Об атомных электростанциях, миньонах и выборе научного пути

Pixabay

Как стать одновременно ученым, подводником и актером-любителем, почему важно изучать философию науки и как молодому человеку выбрать свой путь — об этом для проекта «Я в науке» Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию рассказал Павел Белоусов, заведующий кафедрой автоматики, контроля и диагностики оборудования АЭС НИЯУ МИФИ в Обнинске.

— Павел, расскажите, пожалуйста, где вы работаете и какая у вас специальность.

— Я доцент, кандидат технических наук. Работаю в Обнинском институте атомной энергетики Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, преподаю и руковожу кафедрой автоматики, контроля и диагностики оборудования АЭС. Являюсь руководителем образовательных программам по направлению «Приборостроение». Также являюсь начальником Инновационно-технологического центра ИАТЭ НИЯУ МИФИ и с 2011 года управляю созданным при вузе малым инновационным предприятием — ООО «ИнАтом».

Моя научная деятельность связана с исследованиями в области разработки систем искусственного интеллекта применительно к диагностике оборудования атомных станций и создания умных сетей электропитания Smart Grid на АЭС. Практические задачи, которые стоят перед нами, — это решение вопросов эффективной и безопасной эксплуатации атомных станций. Глобальная задача — вывод наших самых современных ядерных технологий за рубеж. Один из инновационных продуктов России — атомные электростанции нового четвертого поколения, и наш коллектив проводит исследования для создания таких технологических и megascience-проектов.

— В каком возрасте и почему вы решили стать ученым?

— Некоторое время я жил и учился на Тамани в Краснодарском крае на побережье Азовского моря и мечтал стать военным подводником, служить на атомной подводной лодке. Но где-то в третьем классе я «заболел» наукой. Мне было интересно читать книги про ученых, потом в школе появились специальные предметы. Встал выбор: стать либо ученым, либо военным. И где-то в 1994 году я узнал, что в Обнинске есть Институт атомной энергетики, который готовит не только ученых – атомщиков и ядерщиков, но и офицеров-подводников (которым я также являюсь), эксплуатирующих ядерные движительные установки. И я, можно так сказать, реализовал обе свои мечты.

— Нетипичный путь для ученого! А в автономках бывали?

— Нет, к сожалению, когда я закончил институт, была развилка – или идти служить на атомную подводную лодку, либо пойти в аспирантуру. Я закончил институт с красным дипломом, успешно защитил свой дипломный проект, и мне рекомендовали продолжить учиться в аспирантуре. Мой научный руководитель профессор Александр Олегович Скоморохов уговорил меня пойти в аспирантуру и продолжить те исследования, которые я вел еще студентом.

В Обнинске есть Центр подготовки подводников, где экипажи проходят подготовку, и на специальных тренажерах имитируются практически все условия жизни подводников. В этом центре я проходил обучение в составе курсантов военной кафедры ИАТЭ и даже спустя более 15 лет скажу, что практические навыки и знания по управления ядерными установками получил именно там. В Обнинске создан уникальный кластер подготовки операторов реакторных установок!

— Расскажите, что сейчас происходит с АЭС в Обнинске, которая уже не функционирует как АЭС? Идут ли на ее базе какие-то исследования?

— Город Обнинск мне понравился сразу — это первый российский наукоград. Это мощный город, где расположены 16 научно-исследовательских институтов. Один из них — Физико-энергетический институт. В 1950-х годах было принято решение о строительстве в Обнинске первой атомной станции. На сегодняшний день любая атомная станция — градообразующее предприятие, и, я думаю, первая АЭС задала некий темп развития всему городу. Обнинск активно развивается, создаются различные проекты «Умного города» — например, на базе Обнинского института атомной энергетики (сейчас это филиал НИЯУ МИФИ) развивается проект «Умного кампуса». При нашем институте формируется проект инновационного научно-технологического центра по подобию «Сколково». А сам город формируется как город-университет.

Первая АЭС не заброшена, сейчас она стала интересным музейным комплексом атомной отрасли, мировой атомной энергетики и известна атомщикам всего мира. На эту уникальную площадку приезжают специалисты и ученые познакомиться с историей эксплуатации этой АЭС и узнать про те исследования, которые велись на ней до 2002 года. Вот и сейчас в Обнинском институте атомной энергетики учатся студенты из 40 стран. И, естественно, первое, что они делают, когда приезжают, — посещают эту первую атомную станцию.

— Расскажите о своих научных достижениях. Чем вы гордитесь?

— Когда я учился в аспирантуре и защищал диссертацию, мы со специалистами Физико-энергетического института разрабатывали систему контроля течи для реакторов ВВЭР (водо-водяных энергетических реакторов). Мы должны были решить очень сложную задачу, связанную с акустической диагностикой течи. На атомной станции много акустических помех, шумов, и выявить с помощью акустических микрофонов, где находится течь, очень сложно. При помощи методов интеллектуального анализа данных удалось обнаружить различные интересные акустические эффекты и источники шумов, которые наблюдаются на АЭС, а с помощью интеллектуальных фильтров избавиться от них и выявлять информативный сигнал, с помощью которого можно как раз и обнаружить течь. Сейчас системы акустического контроля течи эксплуатируются уже на всех АЭС российского дизайна и включены в проекты будущих систем.

Сейчас мы с нашими аспирантами проводим исследования в области разработки Smart Grid-систем для развития локальной энергетики, в том числе исследуем и вопросы внедрения Smart Grid-технологий на АЭС. Что из себя представляет Smart Grid-система? Это, можно сказать, «умная» электросеть, которая «знает», где и что включено в энергетическую сеть предприятия и в каком состоянии находится данный объект. С помощью различных электрических характеристик и методов машинного обучения система сможет прогнозировать дальнейшее состояние как потребителя энергии, так и состояние всей сети электроснабжения.

Сейчас Micro Smart Grid-технологии развиваются в системах «умного дома», которые позволяют нам вовремя понимать, какая бытовая техника у нас включена, и вовремя обесточить определенную часть помещения, даже находясь вне дома. В будущем можно будет построить энергоэффективную систему «Умная АЭС».

— В чем особенности работы специалиста по диагностике оборудования? Какими методами вы проводите диагностику, как взаимодействуете с коллегами?

— Расскажу на примере одного случая. Есть специалисты, которые разрабатывают различные приборы и системы для диагностики оборудования АЭС, одни из них — автоматизированные системы ультразвукового контроля, на одной станции их может быть до 5-6 штук. Они проводят контроль сварных соединений трубопроводов АЭС. По просьбе коллег из научно-исследовательского института нам было предложено разработать программное обеспечение, которое с применением методов интеллектуального анализа данных позволяет автоматически определять, где находятся дефекты в трубопроводах и какие у дефектов характеристики. После того, как мы обучили нашу систему на одном приборе, мы решили провести эксперимент и проверить правильность работы алгоритмов на большом количестве результатов контроля для разных приборов. К сожалению, оказалось, что алгоритмы работают плохо. Но, с другой стороны, выяснилось, что есть приборы, у которых характеристики и поведение сигналов отличаются от их «собратьев». Мы представили руководству научно-исследовательского института, где изготавливались приборы, эти результаты. После служебного расследования выяснилось, что при изготовлении некоторых приборов были нарушения в размерах корпусов, то есть допущены геометрические ошибки. Кроме того, отличались электрические схемы разводки, то есть присутствовали нарушения в последовательности появления сигналов. В общем, оказалось, что каждый прибор уникален, и это очень плохо с экономической точки зрения и методической, не говоря уже о том, как это сложно для искусственного интеллекта.

И получается, что, с одной стороны, мы сделали полезное дело — нашли недостатки в приборах, но с другой стороны, тем самым мы немножко подставили наших коллег, которые обратились к нам за разработкой программного обеспечения и изготавливали данные устройства. Специфика профессии специалиста по технической диагностике — это как профессия доктора. Когда любая система эксплуатируется нормально, то все хорошо. А если доктор или специалист по технической диагностике выясняет, что объект чем-то «заболевает», то, с одной стороны, хорошо, что он это обнаружил, а с другой, значит, этот объект — в том числе и атомная станция — может встать на долгий период ремонта, «лечения». Поэтому эксплуатационный персонал станции смотрит на нас всегда как на людей, которые мешают работать. Вспомните себя, когда вас направляют в больницу на ежегодную диспансеризацию. Вы вроде себя хорошо чувствуете, у вас куча работы, а вам не дают ее делать, заставляют идти в больницу!

Любой врач делает заключение на основе большого количества анализов, которые он вас просит сделать при определенных симптомах. Так и работа специалиста технической диагностики. Мы как врачи, которые следят за космонавтами, наблюдаем за жизненными показателями технологического объекта и при появлении признаков заболевания проводим анализ методами неразрушающего контроля, такими как ультразвук, рентген, визуально-измерительный контроль, проводим компьютерную и магнитно-резонансную томографию и т. п.

— Расскажите, пожалуйста, о финансовой поддержке исследований. Достаточно ли ее? Какие существуют механизмы?

— Во-первых, я не считаю, что наука — это неприбыльное дело. Прикладная наука — это инновации, а инновация — это продукт научных исследований, который продается на рынке. Во-вторых, фундаментальная наука — это отправная точка для инноваций, новых идей. Без фундаментальных исследований невозможно будет создавать новые проекты через 20—50 лет. Те люди, которые занимаются фундаментальной наукой, понимают, что они работают на будущее и во благо всего мира. А вот ученые, работа которых направлена на практические исследования, могут создавать современные инновационные компании совместно с бизнесом, который в дальнейшем будет реализовывать инновационные продукты и услуги.

— О чем бы вы хотели предупредить молодых людей, которые только начинают свой исследовательский путь? К чему должен быть готов ученый?

— Перед тем как начать свой научный путь, необходимо быть эрудированным, начитанным, понимать — хотя бы поверхностно, — чем именно то или иное направление вас заинтересовало. Важно понимать, что нет определенной области науки, которая находится как бы в вакууме и не соприкасается с другими областями наук. Я считаю, что молодежь должна изучать философию и философию науки, понимать, как наука развивалась исторически. От этого придет понимание, как строились и как правильно строить те или иные умозаключения. Чтобы быть ученым, надо развить навыки построения логических цепочек и умозаключений, быть в курсе метанаучных исследований.

— А как вообще молодому человеку решить, стоит ему идти в науку или нет?

— Путь ученого многогранен, на ваш вопрос нельзя дать однозначный ответ. Если у человека есть интерес открывать что-то новое, бороться за свое мнение и не следовать чьим-то правилам, то, наверное, из такого человека выйдет хороший ученый и, наверное, только в науке человек с таким характером будет успешным и законопослушным!

И, конечно, не попробовав — не узнаешь, твое ли это. Поэтому нужно экспериментировать, например, съездить в различные научно-исследовательские центры, посещать дни открытых дверей университетов, пройтись по научным лабораториям. Сейчас очень много возможностей, чтобы сравнить несколько вариантов и понять, кем ты хочешь стать. Но я бы даже добавил — неважно, кем ты станешь, по какой профессии будешь работать, важно всегда оставаться Человеком. А в душе можно быть ученым-исследователем и заниматься тем любимым делом, которым ты хочешь заниматься. Ведь в наше время любая профессия базируется на достижениях науки.

— Теперь немного более личных вопросов. Если бы вы могли отправить себе письмо в прошлое, на 5-10 лет назад, что бы вы написали?

— Я бы написал так: «Защищай результаты своих исследований быстрее, публикуйся и делай диссертацию». Объясню почему. Понятно, что всегда откладываешь оформление результатов на потом, пытаешься сделать исследование лучше, думаешь, что это очень важно, потому что твое исследование пригодится для кого-то в дальнейшем и в нем еще, наверное, много что можно улучшить… Но наука не стоит на месте. Поэтому надо — кроме того, что провести хорошее исследование, — довести работу до конца, до практического результата, до хорошего продукта, который может выйти на рынок и продаваться. В данном случае продукт для исследователя — его кандидатская или докторская диссертация. Поэтому молодые ученые должны строго ставить себе ключевые точки во времени, управлять своим временем, если они хотят закончить исследования и выйти на защиту. Они должны распланировать свое время более эффективно, а иначе будут отвлекаться на, может, и более интересные, но все же мелкие задачи.

— У вас есть любимая книга?

— С точки зрения интересных научных книг я бы посоветовал работы Виктора Канке. Одна из его работ, которую я считаю своей настольной книгой, — «Методология научного познания». Вообще, у него есть ряд книг по разным направлениям, в том числе философия социальных наук, гуманитарных наук, медицинских наук и т. п. И если вы хотите понять, в каком направлении вы собираетесь проводить исследования, наверное, надо начать с того, чтобы почитать философию той науки, которой вы хотите заниматься.

— Какого художественного персонажа вы бы хотели видеть сотрудником своей лаборатории?

— Недавно я посмотрел с племянником мультфильм «Гадкий я». И хотел бы, чтобы у меня были такие миньоны и доктор Нефарио. Важно, чтобы в любом деле были сторонники того, чем ты занимаешься, твои единомышленники, жизнерадостные и трудолюбивые люди.

— Прекрасный выбор! Какие иностранные языки вы знаете и какой хотели бы выучить?

— Для любого ученого английский язык — это язык первостепенной важности. Еще я немного владею украинским языком, могу читать статьи со словарем на немецком. И хотел бы выучить итальянский, испанский и французский — надеюсь, в ближайшем будущем у меня появится время на изучение этих языков. Еще один перспективный язык — китайский.

— У вас есть необычные хобби?

— В школе я занимался музыкой, играл на разных инструментах, у нас даже была своя рок-группа. Театральная жилка во мне осталась — иногда мы делаем новогодние вечера, где я выступаю и пою. Недавно был забавный случай — пригласили сняться в сериале «Автобус» на канале НТВ, и я там сыграл эпизодическую роль. А еще мне очень нравится большой теннис и бадминтон. «Болею» туризмом, мне нравится путешествовать по разным странам, узнавать что-то новенькое.

— Закончите фразу: «Я в науке, потому что…»

— Я в науке, потому что хочу изменить мир в лучшую сторону, сделать свою страну более перспективной и успешной!

Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.