Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Блог компании leader-id

Программирование как вид спорта что делать, чтобы побеждать на соревнованиях

16.09.2020 18:22:11 | Автор: admin
Привет, Хабр! Сегодня я хочу познакомить вас с Андреем Чумаченко, руководителем сообщества по спортивному программированию в Иркутске и титулованным участником соревнований по программированию, в том числе ICPC и Всесибирской олимпиады имени И.В. Поттосина.

Мы поговорили с Андреем про спортивное программирование, подготовку к соревнованиям и про его работу тренером. Под катом полезные и вредные советы участникам соревнований, вопросы мотивации, истории с соревнований, отношение к ЕГЭ и школе спортивного программирования в Иркутске.


Финал студенческого командного соревнования по программированию ICPC, 2016 год (источник: ICPC Live)

Андрей Чумаченко основатель и руководитель сообщества по программированию в Иркутске, студент магистратуры ИГУ по фундаментальной информатике, призер полуфинала студенческого чемпионата мира по программированию ICPC 2018, 2019 (среди стран СНГ), призер Всесибирской олимпиады имени И.В. Поттосина 2018, 2019 (среди стран СНГ), победитель четвертьфинала студенческого чемпионата мира по программированию (среди студентов Восточной Сибири) 2018, 2019, победитель Универсиады Алтая по программированию 2019 (среди студентов и школьников России), финалист чемпионата БГУИР по программированию 2018, 2019.

Андрей попал в поле зрения наших радаров, когда проводил бесплатный интенсив по задачам спортивного программирования в иркутской Точке кипения. Так как тема горячая, мы решили выяснить все в деталях.


С чем его едят


Что такое спортивное программирование и какие задачи там сейчас решают?

Для меня это в первую очередь соревнования, подготовка к ним и, конечно, особенное сообщество людей.

Ведь программирование для кого-то это как биатлон для Шипулина: реальный спорт, азарт, огонь.

По поводу задач все просто: берут те, которые можно решить за пять часов, в основном алгоритмические, математические и задачи на реализацию.


2016 год, студенты УрФУ только что выиграли международный чемпионат по программированию Challenge 24 в Будапеште. Тогда в десятку лидеров вошли семь команд из России (источник: codeforces.com)

Какой язык сегодня самый популярный в спортивном программировании? Моя подруга в московском Политехе на прикладной информатике (janka2330) изучала спортивное программирование как предмет и сдавала зачет. Говорит, было круто. Они соревновались с однокурсниками и сдавали задачи на spoj.pl (spoj.com), а писали на Ruby on Rails.

Язык сильно зависит от соревнований. Чаще всего я встречаю С++, также популярны Java, Python. Еще новичок Kotlin в последнее время набирает обороты. Ruby on Rails, да и просто Ruby, редко используют, но на некоторых соревнованиях они были в списке поддерживаемых языков. Я сам всегда пишу на C++, и мои ученики тоже. Мне он кажется наиболее удобным, когда надо быстро что-то закодить.


Языки, которые чаще других используют на соревнованиях


Как готовиться, чтобы победить


Расскажите про подготовку к соревнованиям. У вас наверняка есть свои секреты.

За несколько лет, проведенных в этой сфере, я понял, что у каждого свой путь подготовки. Как по мне, это практика, решение задач в течение года. Можно провести аналогию с обучением вождению: чем больше часов откатал, тем больше опыта приобрел. Вот так вместе с учениками и катаем. Бывают нарушения правил, опасные повороты, превышение скорости, но в конечном итоге мы добираемся до заветной цели.

Для наработки задач мы используем codeforces.com, там регулярно проходят онлайн-раунды, в течение которых надо решать задачи, приносящие баллы в рейтинг участнику.

Затем мы отслеживаем прогресс, сравниваем результаты и устраиваем разбор задач, чтобы в следующем раунде быть более успешными.


Архив олимпиадных задач codeforces.com

Еще заглядываем на acm.timus.ru крупнейший в России архив задач по программированию с автоматической проверяющей системой. На YouTube сейчас много чего появилось, но на постоянной основе мы его пока не используем. Если интересно, могу посоветовать оттуда крутого польского программиста под ником Errichto, у него свой канал, там можно накопать кучу полезностей.


Второй канал польского программиста под ником Errichto на YouTube

Ну и книги, конечно, как без них: Искусство программирования Дональда Кнута, например. Или Олимпиадные задачи по программированию. Руководство по подготовке к соревнованиям Стивена Скиены и Мигеля Ревиллы.

Лайфхаки для участника


Ок, а что может помешать выиграть на олимпиаде по спортивному программированию?

Наверное, враг всех студентов лень (шучу). А если серьезно, то нужно быть сосредоточенным на задачах и ненадолго отключить ту часть мозга, которая отвечает за всякие насущные дела.

Еще очень вредно тренироваться в ночь перед соревнованиями, тем более если не готовился в течение года.

Я бы советовал, наоборот, сделать передышку длиной в неделю и не решать ничего. Если ты хорошо работал в течение длительного времени, то мозг за время отдыха наведет порядок в накопленных архивах.

На самих соревнованиях большая ошибка не слушать свою команду и бежать впереди паровоза. Это грозит штрафами и подобными неприятностями. Ну и программисты-перфекционисты рискуют провозиться с одной задачей в погоне за идеальным решением и чистым кодом. Это не значит, что нужно делать все абы как, но главное не переусердствовать.

А чтобы победить, что нужно делать?

По моим ощущениям, для большого успеха надо немного разозлиться, но в начале карьеры взять спокойный настрой, плюс придерживаться плана.

Когда идти в программисты


Расскажите про свой путь в спортивном программировании.

Я считаю, что довольно поздно стал погружаться в эту тему: только в старших классах школы я серьезно начал изучать C++ и участвовать в олимпиадах, которые проводили университеты Иркутска. Затем, уже поступив в ИГУ, я встретил преподавателя, который поддерживал движение по спортивному программированию, и начал заниматься с ним. Так, потихоньку, спортивное программирование для меня перестало быть просто хобби, я занялся этим серьезно, стал активно участвовать в соревнованиях и дорос до тренера.


Андрей разбирает одну из олимпиадных задач на августовских сборах в Иркутске

Вы считаете, что в старших классах поздно начинать? Неужели программирование и вправду можно сравнить с профессиональным видом спорта, в который детей отдают чуть ли не с трех лет?

Конечно, не настолько, чтобы посадить ребенка в три года учить алгоритмы, хотя, если вдруг ему это интересно, то welcome. Я даже знаю некоторые обучалки программированию для дошкольников.

Но, кроме учеников старших классов, студентов и уже состоявшихся программистов, на соревнованиях я встречал ребят из пятых-шестых классов, которые по знаниям не уступают студентам, да еще и схватывают все на лету.

Поэтому чем раньше, тем лучше.

ЕГЭ больная тема


Раз мы заговорили о школьниках, как вы относитесь к ЕГЭ и подобным стандартам, по которым измеряют знания? Все-таки программирование это творческая специальность, хотя и сугубо техническая.

Я безусловно за то, чтобы предметы в школах, и особенно в университетах, были факультативными, и человек мог выбирать из всего множества то, что ему по душе. Так и учиться гораздо приятнее, и результат налицо не сравнить, когда из-под палки все делаешь.

Что же касается ЕГЭ, то это больная тема. Тут я могу наговорить материала на еще одну статью.

ЕГЭ на самом деле содержит довольно много интересных и полезных заданий, если речь об экзамене по математике или информатике. Да, он не идеален, есть изъяны, эксперименты, нет индивидуального подхода, но иначе массово знания выпускников и не оценить. ЕГЭ имеет недочеты, но лучше пока ничего не придумали.

Вступительные в вузы тоже придумывают в основном преподаватели, однако там меньше объективности и стандартов, всем управляет небольшая группа людей. Про коррупцию, взятки и заваливание неугодных при таком подходе говорить даже не хочется.

Сейчас в вузы можно поступать и по результатам олимпиад. И это круто для топовых школьников, для 10%. А что делать с остальными? Только ЕГЭ.

Да, есть простые олимпиады третьего уровня из перечня, но они часто еще более несуразны или содержат задачи из ЕГЭ.

Другое дело это отношение и подача ЕГЭ. Вся та истерия, которая нагоняется родителями, обществом, учителями прежде всего. Это лишнее. Те же самые учителя часто абсолютно некомпетентны в подготовке школьников к ЕГЭ. Дело не в сложности экзамена ничего сверхъестественного в нем нет. Дело в слабом уровне учителей, их зарплате, отношении государства к ним. По цепочке страдают и школьники.

О стандартах в целом конечно же, образование должно двигаться в сторону гибкости. Как я уже сказал, хорошо бы школьникам самим выбирать интересующие предметы. ЕГЭ в этом плане неплох: можно сдавать его по любому количеству предметов. Но в идеале надо научится смотреть на школьника как на индивидуальность.

А вы не видите аналогичную шаблонность в оценивании знаний на олимпиадах по программированию? Или там все по-другому?

Суть олимпиадных задач как раз в их безмерной нестандартности. Да, изредка попадаются задачи-баяны. Существуют задачи на стандартные, фундаментальные техники и алгоритмы. Но самое важное в олимпиадах уметь эти техники применить, скомбинировать, дойти до их использования, увидеть математическую идею решения. Это, определенно, способность уникальная и выходящая за рамки всех шаблонов.

Почему школьники учат спортивное программирование


В чем мотивация студентов и школьников вливаться в сообщества по спортивному программированию и участвовать в олимпиадах? Чему их может научить спортивное программирование, какие навыки помогает развить?

Мотивация совершенно разная: кто-то пришел, чтобы выучить язык программирования и получить больше практики и алгоритмических знаний, кто-то таким образом захотел попробовать себя и свои силы (участие в олимпиадах та еще проверка). Некоторые собирают портфолио для поступления в вуз или для будущей работы, хотят, чтобы их заметили IT-компании во время соревнований. Есть те, кто приходит ради общения, чтобы поддерживать и развивать комьюнити.

Спортивное программирование развивает скорость мышления. На подготовке к соревнованиям мы учимся тому, как быстро придумать оптимальный алгоритм, быстро его закодить и отладить в случае ошибок.

И конечно, командная работа, тут уже все как у взрослых: чтобы привести свой проект к внедрению, нужно уметь эффективно работать в команде. Ну и развитие внутри программирования (знания языка, алгоритмов) никто не отменял.

Что вы делаете в рамках своего сообщества спортивного программирования?

Сегодня я тренирую студентов, и мы ездим на олимпиады и соревнования по спортивному программированию. Среди моих учеников призеры четвертьфинала студенческого чемпионата мира по программированию (среди студентов Восточной Сибири) 2019 года, призеры сибирской площадки полуфинала студенческого чемпионата мира по программированию ICPC 2019 года, призеры Универсиады Алтая по программированию 2019, финалисты олимпиады имени Поттосина 2018 и 2019 годов.

Есть планы сделать полноценную школу спортивного программирования, где можно будет заниматься с детьми с пятого класса. Надеюсь, в октябре мы ее запустим.

Также я стараюсь выстраивать связи с IT-компаниями, чтобы получить возможность трудоустройства для своих учеников.

Плюс мы организуем соревнования по программированию, а не так давно провели интенсив, который длился 11 дней. Почти каждый день были пятичасовые соревнования, за которыми следовал разбор задач так называемая работа над ошибками, и лекции (немного теории про алгоритмы). В качестве тренеров выступали я и мой товарищ из МИФИ. Участниками интенсива были школьники из центра олимпиадной подготовки ENTER из Улан-Удэ (Республика Бурятия) и студенты из Иркутска, которые регулярно участвуют в олимпиадах по спортивному программированию.


Августовский интенсив по спортивному программированию в иркутской Точке

Был у меня такой случай


Давайте разберем один кейс. Предположим, я тестировщик, и у меня в команде два программиста. Одного из них назовем плохим: делает все быстро, но отдает на тестирование нерабочий код, и я несколько раз в спринте отправляю ему одну и ту же задачу на доработку. Другой назовем его хорошим делает задачи дольше первого программиста, но сдает код, который не требует правок. Вопрос: спортивное программирование учит быть плохим или хорошим программистом? Ведь на соревнованиях время на решение задач ограничено наверное, и код страдает, и решения тоже

Думаю, что хорошим. Да, нужно работать быстро, но при этом четко, потому что иначе система не примет задачу. За неправильный ответ тоже есть свои штрафы, которые никто не хочет получать. Нужно быть внимательным к деталям, поэтому у олимпиадников уровень понимания задачи прокачан на отлично.

Чистота кода иногда страдает, ведь цикл поддержки всего пять часов, но чем больше опыта у участника, тем тщательнее он следит за кодом.

Поделитесь интересными историями с соревнований.

Все наши забавные истории обычно связаны с задачами. Например, я однажды долго мучился над решением, потому что не заметил, что фразу no solution нужно было вывести с переставленными в одном месте буквами no soluiton.

Или вот на четвертьфинале чемпионата мира в прошлом году мы отправляли задачу на проверку в систему за две секунды до конца соревнований, и в итоге задача была решена успешно. Подобные вещи всегда проходят на эмоциях, которые только добавляют азарта.



Минутка рекламы про наш акселератор AI-проектов

Мы начали прием заявок на Архипелаг 20.35 образовательный интенсив для тех, кто делает проекты, используя методы машинного обучения и анализа данных. Проект может быть коммерческим, социальным, научным или впишите ваш вариант. На Архипелаге 20.35 будет отличный шанс прокачать себя и свой проект, собрать команду, получить грант, найти спонсора, поскольку интерес к разработкам заявили фонды развития и компании, внедряющие у себя AI.

Отбор и программа преакселерационной подготовки бесплатные. А если вы пишете о своем проекте на Хабре вам плюс в отборочный рейтинг! О самых интересных проектах расскажем в нашем блоге.

Подробнее..

Перевод Новая норма что думают про эпоху онлайн-обучения профи из семи разных стран

12.08.2020 16:20:14 | Автор: admin
Пандемия COVID-2019 с ее тотальной удаленкой сформировала новые стандарты для L&D-специалистов (Learning & Development). Годами они предлагали онлайн-курсы как альтернативу личному обучению. Но внезапно возможность обучаться в классической обстановке учебного заведения пропала полностью, и то, что было альтернативой, стало единственной реальностью.


Внезапно менеджмент заинтересовался цифровым самообразованием...

Под катом краткие резюме по текущей ситуации и прогнозы от тех, кто давно занимается преподавательской деятельностью как в онлайне, так и в офлайне. Предлагаем вам взглянуть на ситуацию с разных континентов, чтобы оценить, что из происходящего временно, а что новая норма.


Автор статьи Раян Трейси работает в сфере L&D больше 20 лет и ведет популярный блог, посвященный онлайн-обучению. Недавно он попросил своих коллег из разных стран подвести первые итоги внезапного перехода всех обучающих процессов в онлайн, а также дать прогнозы на будущее.

Мы пришли к мысли сделать перевод этой статьи, когда очередной раз изучали собственную статистику. Видно, что за последние месяцы число онлайн-мероприятий на платформе выросло в пять с лишним раз, а офлайн сократился примерно в семь.



В целом число мероприятий заметно сократилось. Главная причина не все форматы можно перенести в онлайн, а их у нас более трех десятков, и не все организаторы готовы проводить встречи в сети.

Общая посещаемость мероприятий тоже предсказуемо снизилась. При этом уровень онлайновых мероприятий этого лета, как и их посещаемость, находятся на уровне офлайна прошлого августа.



Конечно, тут много факторов. Все университетские Точки закрыты до 1 сентября. Команды городских Точек сами выбирают: либо мероприятия 50 человек и все меры безопасности очно, либо все в онлайне. Тут мы задумались, какие тенденции останутся с нами, а какие исчезнут вместе с предосторожностями, и решили посмотреть, что думают специалисты из других стран. Поэтому вернемся к Райану и его коллегам.

Райан Трейси (Ryan Tracey), Австралия


Итак, мы были вынуждены переключиться на удаленку. Но проблема в том, что цифровое самообразование не стало нормой. Напротив, стандартной реакцией на изменяющиеся внешние обстоятельства стало преобразование классических занятий в вебинары. Я не против вебинаров как таковых, но, надо признать, был немного разочарован общей склонностью слепо увековечивать старые подходы в другой среде.

Как и у очного обучения, у вебинаров есть свое место. Но я хотел бы, чтобы массовая изоляция привела к появлению большого количества более творческих решений задачи образования.

Возможно, еще слишком рано, чтобы делать выводы. Прошло всего несколько месяцев с начала пандемии. Все это время главной задачей было поддерживать стабильность бизнеса. Быть может, новая норма просто одно из быстрых решений, позволивших продержаться, со временем она изменится и будет диверсифицирована.

Мне было бы интересно заглянуть вперед: что произойдет, когда ограничения ослабнут и все вернутся в офисы? Вернемся ли мы к нашим прежним процессам? Или джина уже выпустили из бутылки?

Никто не может знать ответ на этот вопрос наверняка. Поэтому я положился на мудрость толпы попросил нескольких практиков из сферы L&D с разных концов света ответить на вопрос: как пандемия COVID-2019 повлияет на сферу L&D в долгосрочной перспективе?

Ниже несколько ответов.

Таруна Гоэл (Taruna Goel), Канада


Меня интересует влияние карантина, социального дистанцирования и удаленной работы на когнитивные способности человека, его память, обучение и поведение. Как бы технологии ни помогали нам в краткосрочной перспективе, мы уже видим влияние слишком большого количества синхронных видеозвонков в форме усталости от Zoom.

Отрасли L&D необходимо изучить проблемы удаленной работы и дистанционного обучения. Развитие специалистов на рабочем месте должно базироваться на научно обоснованных методах исследований, учитывающих такие факторы, как отвлечение внимания онлайн, усталость от ноутбука и изменения производительности труда, наряду с психическим здоровьем работника, его эмоциональным благополучием и уровнем стресса в постпандемическом технологически ориентированном мире.

Если совместная удаленная работа на станет новой нормой в долгосрочной перспективе, то для выполнения своих обязанностей потребуется приобрести новые навыки, подходы и установки. Сегменту L&D придется взять инициативу на себя, дав возможность развивать эти навыки, отношения и мышление. Необходимо создать каналы обучения, роста, общения и обмена знаниями, а также помочь сотрудникам освоить новые способы эффективной и действенной работы.

Это не значит, что нам потребуется больше виртуальных вебинаров и онлайн-видеовстреч. Я надеюсь, что вместо этого L&D станет куратором процесса и объединит общий опыт, что позволит сотрудникам быть более самостоятельными на пути развития.

Майк Тейлор (Mike Taylor), США


После того как мы пройдем через пандемию, одним из важных моментов с точки зрения L&D будет то, что мы опробуем много новых идей. У нас действительно нет выбора, не так ли?

Одним из самых больших изменений должен стать переход от традиционного статического запаса знаний (курсового образа мышления) к учету информационных потоков. Курсы отнимают много времени, стоят дорого, и большинство из них начинают устаревать еще на этапе создания.

Учитывая скорость развития современного мира и сокращение срока актуальности знаний, мы должны позволить бизнесу постоянно их обновлять.


Это означает, что нужно больше внимания уделять кураторству со стороны экспертов. Самим экспертам необходимо помочь освоить эффективные способы проведения тренингов, которые шарят их знания. А остальным придется научиться учиться и взять на себя ответственность за процесс управления собственными знаниями.

Воспринимайте знания как вирус, т.е. мы хотим, чтобы они распространялись также быстро (самим вирусам пожелаем обратного). Для этого нужно расширять каналы распространения, помогать людям говорить о том, что они изучают. Как мы можем использовать технологии, чтобы поместить людей в общее цифровое пространство и помочь образованию стать вирусным?

Вместо того чтобы копировать аудиторные занятия в онлайн-среде, стоит воспринимать это как возможность изменить наше мышление, увидеть широкий спектр альтернатив. Сейчас лучшее время для использования специальных инструментов, таких как Microsoft Teams, Yammer, Jive и т.д., чтобы разблокировать знания, запертые в хранилищах информации внутри компании. И это только один из многих путей. Посмотрите, что делают для этого коллеги. Важно пробовать новые вещи, экспериментировать с новыми, лучшими идеями.

В нашем новом мире умение учиться становится более важным, чем когда-либо прежде. Как однажды сказал Джек Уэлч, способность организации учиться и быстро преобразовывать полученные знания в действие это сильнейшее конкурентное преимущество.

Майра Айха Виллар (Mayra Aixa Villar), Аргентина


Я оптимистичный и позитивный человек, но боюсь, что COVID-2019 останется с нами надолго. И он сильно повлияет на процессы личного обучения и развития.

Задача профессионалов в области L&D подумать о более творческих способах помощи организациям и учебным заведениям сделать цифровое обучение не только привлекательным, но и более доступным для всех, пока мы приспосабливаемся к новому стандарту.

Мы всегда говорили о создании более увлекательного процесса обучения в онлайне, но на этот раз это больше, чем просто желание. Подумайте обо всех учебных курсах, которые раньше проводились очно и были разработаны именно в таком формате по определенной причине. Это курсы, в которых нужна практика или где для успешного выполнения задания студентам абсолютно необходимо тесное взаимодействие с наставником. Бизнес и учебные заведения нуждаются в быстрых и креативных решениях, чтобы обучать онлайн и эффективно компенсировать отсутствие личного взаимодействия преподавателей и студентов.

Нам нужно начинать думать не только о традиционных средах обучения, но и об условиях, а также особенностях учащихся из разных стран. Загрузка документов на платформу для проведения вебинара не решение. Специалисты L&D должны как никогда ранее внимательно отнестись к ограничениям, с которыми могут столкнуться учащиеся. У них может не быть доступа к интернету или компьютера, они могут чувствовать себя некомфортно при использовании технологий. Несмотря на это, мы должны предложить образовательные ресурсы тем детям, подросткам и взрослым, которые не смогут посещать очные занятия.

Думаю, профессионалы в области L&D должны будут продумать изменение методов доставки контента, чтобы сделать образование более эффективным, привлекательным и доступным для всех.

Гер Дризен (Ger Driesen), Нидерланды


Думаю, в долгосрочной перспективе влияние будет не таким уж большим. Кризис COVID-2019 станет просто встряской в истории. Он окажет большое влияние на умы тех, кому пришлось туго, и станет маркером поколения. Это будет большое событие (помнишь ли ты 2020 год?), о которым мы будем говорить в течение многих лет. Но с практической стороны пандемия окажет незначительное влияние на L&D.

Во-первых, как мы видим сейчас, будет толчок в сторону онлайн-обучения. На текущей стадии всеобщей паники мы принимаем онлайн-инструменты, которые на данный момент достаточно хороши, но не подходят для долгосрочной работы. Те профессионалы L&D, кто подготовился заранее (кто уже экспериментировал с онлайн-обучением), выиграют от текущей ситуации.

Материалы L&D, которые были перемещены онлайн, здесь и останутся. Компании и учащиеся, которые колебались, получат позитивный опыт и осознают, что практичнее и эффективнее проводить обучение в интернете (и захотят продолжить его).

Разумеется, нас также ждет отскок к обычным образовательным процессам. Люди были, есть и будут социальными существами, они всегда будут ценить реальные встречи. Мой прогноз (примерно на два года), что олдскульное очное обучение в ближайшем будущем будет в тренде.


Все это поможет нам более четко разграничить, какие материалы L&D нужны в интернете, а какую часть обучения лучше оставить в формате лицом к лицу. Со временем мы найдем оптимальные, хорошо продуманные смеси подходов.

И еще одно замечание. Жизнь во время кризиса у многих замедлилась. Такие периоды обычно хорошо подходят для обучения. Я надеюсь, что замедление станет одним из обычных элементов L&D.

Белен Касадо (Belen Casado), Испания


Думаю, что профессионалы в будущем будут стараться работать дома и посещать курсы с помощью таких инструментов, как Zoom.

Во время пандемии COVID-2019 я увидел, что люди ценят возможность общаться друг с другом. Поэтому студенты ценят взаимодействие как со своими учителями, так и со сверстниками. В обычном курсе кликни и прочитай этого не происходит вот почему он всегда оставляет много вопросов.


Студенты также ценят возможность видеть своих учителей живьем, даже если качество изображения оставляет желать лучшего, а на фоне их собственная квартира. В противовес этому в прошлом мы тратили много денег на создание профессиональных обучающих видеороликов, которые были не так привлекательны, поскольку их сделали актеры, которые только читали свой текст.

Курсы кликни и прочитай скучны, потому что обучающимся нужно видеть живых людей, которые мотивируют посещать занятия. В некотором смысле в таком формате они чувствуют себя увиденными.


Поэтому, если мы хотим добиться успеха в новом мире электронного обучения, думаю, нам нужно добавить больше живого взаимодействия, особенно со студентами, находящимися в центре этих коммуникаций, в том числе через выполнение заданий в видеоформате или в рамках вебинаров.

Гаутам Гхош (Gautam Ghosh), Индия


Есть два аспекта.

Во-первых, в широком бизнес-контексте большинство компаний борются за выживание, поэтому многие традиционные долгосрочные обучающие мероприятия приостановлены, особенно те, что реализуются лично и стоят больших денег. Это приводит к развитию доставки контента через интернет. Однако в краткосрочной перспективе это может привести к ухудшению качества обучения, особенно если организатор плохо знаком с онлайном и пытается воспроизвести здесь очную модель.

Во-вторых, я надеюсь, что в долгосрочной перспективе функции L&D глубже интегрируются в путь развития сотрудника и бизнеса. Многие сотрудники повышают квалификацию и готовят карьерные взлеты своими руками, и L&D необходимо говорить о том, как строить сообщество учащихся внутри или вне организационных границ.

Снова Райан Трейси


Я согласен с коллегами в том, что краткосрочная реакция на пандемию COVID-2019 была скорее рефлекторной. Но это и понятно. Готовый инструмент лучше, чем идеальный гипотетический. Логично использовать имеющиеся инструменты (например, платформу для проведения вебинаров) для удовлетворения срочных образовательных потребностей.

Я также согласен с мнением своих коллег, что продуманность наших услуг будет развиваться. Чтобы оставаться эффективными, образовательные решения должны стать более доступными, тиражируемыми, интегрированными, социальными, интерактивными и самонавигируемыми. Важно признать, что проблемы дистанционного обучения не исчезнут, когда мы вернемся в офис. Хотя мы вернем личные занятия на повестку дня, нам все равно необходимо будет обслуживать часть аудитории дистанционно.

Таким образом, в этой человеческой трагедии может появиться проблеск добра провокация для изменения системы образования, ее развития к лучшему.
Подробнее..

Восемь самых популярных книг по Agile, Scrum и Kanban

25.06.2020 14:15:14 | Автор: admin
Наша команда знакома с гибкими методологиями разработки, двухнедельные спринты наше все. Недавно руководство решило распространить наш опыт на другие подразделения и попросило нас помочь в этом деле. Трезво оценив обстановку, мы поспешно отказались от этого предложения, но обещали подкинуть литературы, чтобы коллегам было с чего начать.

И вот тут возникли трудности: каждый топил за свою подборку. Чтобы избежать лишних споров, мы решили создать свою схему подбора литературы, основываясь на общедоступной статистике.



В итоге основными инструментами для анализа стали: поиск Яндекса, Wordstat и крупнейшие книжные сайты с их статистикой и отзывами. О том, какой рейтинг можно намыть с их помощью, под катом. И еще мы думаем, что методика получилась универсальной вполне применимой для подбора книг по другим направлениям.


Как растет спрос на гибкие методологии


Раз уж всплыл этот вопрос, нам стала любопытна динамика интереса к Agile, Scrum и Kanban внутри нашей платформы. Для этого подняли статистику по всем мероприятиям в Точках кипения и сделали поиск по трем основным ключевым словам. Отредактировав вручную финальные списки, получили любопытную картину.

Начнем с Agile:


В 2019 году мы зафиксировали скачкообразный рост. Похоже, 2020-й не станет исключением. Пунктиром наш прогноз до конца года.

А тут разбивка по месяцам. Особенно впечатляет пик в апреле, во время самоизоляции:


Ну а в июне уже чувствуется сезонный спад активности.

По Scrum похожая ситуация, где по годам наблюдается даже более быстрый рост:


Хотя по месяцам цифры достаточно ровные:


А вот с Kanban все скромнее: пять мероприятий в 2019 году и три за первые пять месяцев 2020 года.

Далее мы решили оценить, насколько активность в Точках соответствует общим тенденциям роста интереса к Agile-тематике.

Мы взяли яндексовский WordStat и посмотрели динамику числа запросов по соответствующим ключевым словам за последние полгода:


Период ограничен, и здесь виден только небольшой всплеск интереса в апреле.
Где еще можно посмотреть на тренды? Например, в Российской государственной библиотеке. Ну и заодно выяснить, что хорошего можно почитать по этой теме.

Итак, возьмем статистику по количеству книг с упоминанием наших терминов по году издания. Получается вот такая картина:


По факту с 2017 года количество книг с упоминанием гибких терминов увеличилось в разы. И раз мы уже перешли к книгам, самое время вернуться к вопросу, как не утонуть в них и выделить те, которые стоит прочитать.

В поисках правильных критериев оценки


Самый очевидный способ собрать список топовых книг по Agile и посмотреть, что советуют гуру этого направления. Это будет субъективная подборка, и доверие к ней сравнимо с доверием к самим гуру. Но для формирования шорт-листа и последующего статистического анализа самое то.

Вот так выглядит один из субъективных рейтингов, который нам встретился:
Лучшие книги по Agile, Scrum и Kanban, по версии одного из экспертов
ФИО автора
Название книги
1
Джефф Сазерленд
Scrum. Революционный метод управления проектами
2
Сборник
Канбан и точно вовремя на Toyota. Менеджмент начинается на рабочем месте
3
Майк Кон
Scrum: гибкая разработка ПО
4
Джефф Сазерленд, Кен Швабер
Софт за 30 дней. Как Scrum делает невозможное возможным
5
Дженнифер Грин, Эндрю Стиллмен
Постигая Agile
6
Зузана Шохова
Путь скрам-мастера
7
Майк Кон
Agile: Оценка и планирование проектов
8
Юрген Аппело
Agile-менеджмент. Лидерство и управление командами
9
Стивен Деннинг
Эпоха Agile


В итоге после объединения различных списков из разных источников удалось собрать шорт-лист из 22 книг. Как понять, какие из них наиболее полезные?

Вариант 1: посмотреть рейтинг книг по отзывам на сайтах, посвященных книгам. Их можно найти, например, на Litres.ru, Livelib.ru, Ozon.ru. Есть также сайт Bookmate.com, где пользователи отмечают, какие книги они прочитали, и оставляют рекомендации. Для нас интересно количество этих рекомендаций.

Если свести все данные в единую тепловую карту, получится вот такая картина.

Рейтинг книг на основании оценок пользователей специализированных сайтов


В целом некоторая корреляция в оценках есть, и можно сделать выводы по отдельным книгам. Но стоит помнить, что в основе этих оценок лежит мнение лишь десятков людей, а иногда и единиц, так что оценка остается субъективной.

Продолжаем искать более объективные метрики.

Вариант 2: посмотреть на популярность книг по числу запросов в Яндексе и количеству страниц, на которых эти книги упоминаются.

Из WordStat берем данные по прямым поисковым запросам этих книг за последние пару месяцев. Смотрим в поиске Яндекса количество страниц, на которых упоминается книга. Затем сужаем поиск, считая количество страниц с упоминанием книг на сайте профильного вуза, например Высшей школы экономики. Снова сводим в единую карту.

Рейтинг книг на основании количества упоминаний


Как видим, книги выстроились в новый порядок. При этом видна определенная корреляция между упоминаемостью книг на сайте вуза и количеством страниц в поиске Яндекса. В принципе количество упоминаний книг на сайте ВШЭ неплохой параметр для определения их полезности и востребованности.

Вариант 3: создать сводный рейтинг на основании нескольких метрик обоих типов. Выбор этих метрик наше субъективное решение, здесь вы можете критиковать и предлагать свой набор.

Итак, мы выбрали для себя пять метрик, по каждой из них отсортировали книги. Затем 10 лучшим в каждом чарте присвоили по 1 баллу. Если значение метрики одинаковое у 10-й и 11-й книг, даем баллы обеим. Суммируем баллы и сортируем по их возрастанию.

Метрики, на которых остановились мы: рейтинг Livelib как самый полный, упоминания на сайте HSE, количество запросов в апреле, количество страниц с книгой в Яндексе и Вот здесь мы решили использовать еще один интересный параметр количество пользователей, прочитавших книгу на Bookmate, так как он показался более наглядным, чем количество положительных оценок.

Вот что получилось:


Восемь книг из 22 смогли набрать больше двух баллов из пяти ставим им зачет и рекомендуем как самые популярные и полезные.

Кратко расскажем о каждой из них.

1. Джефф Сазерленд. Scrum. революционный метод управления проектами




Книга основателя Scrum пользуется высокой популярностью с 1995 года. Она пережила множество изданий и доступна в нескольких переводах. На 280 страницах хватает воды, но есть и четкое описание придуманной автором методологии. Правильнее будет именно с нее начинать свое знакомство со Scrum.

В определенное время, в определенном месте, с определенной небольшой группой людей становится возможным все.


Книга объяснит, как правильно управлять проектами быстрее и эффективнее, затрачивая при этом меньше ресурсов.

2. Канбан и точно вовремя на Toyota. Менеджмент начинается на рабочем месте




Это перевод учебных материалов специалистов компании Toyota к семинарам по производственной системе из далеких 1970-х годов. Как Сазерленд по Scrum является своеобразным евангелием, так и эта книга стала точкой отсчета для Kanban-подхода.

Многие знают о канбан лишь то, что это какая-то карточка, прикрепляемая к таре для доставки деталей на сборку. На самом деле это нечто гораздо большее. Это синтез менеджмента и философии, позволяющий добиваться долговременного успеха.


На самом деле тут сразу два метода управления канбан и точно вовремя, позволяющие правильно выстроить производство и синхронизировать его с производственными запасами. Книга будет полезна как стартовая площадка для понимания современных Agile-подходов.

3. Майк Кон. Agile: Оценка и планирование проектов




Майк Кон, эксперт в области Agile, в этой книге не стал впадать в долгие рассуждения, но вывалил большую гору фактов, примеров, графиков и советов, которые помогут читателю разобраться с Agile.

Подход многих руководителей проектов можно представить как планирование, планирование, планирование выполнение. Agile-подход это планирование выполнение адаптация, планирование выполнение адаптация. Чем выше неопределенности проекта, тем важнее применение agile-подхода для успеха.


Упор в книге делается на две составляющие успеха любого проекта планирование и оценку. Книга немаленькая более 500 страниц, но потраченное время стоит полученных знаний. Между прочим, именно эта книга чаще всего упоминается на сайте ВШЭ.

4. Дженнифер Грин, Эндрю Стиллмен. Постигая Agile




Этот объемный труд (450 страниц) включает в себя описание всех основных agile-методологий: Scrum, Kanban, Lean и XP (eXtremal Programming). Книга легко читается, методологии даются несколько поверхностно, в обзорном режиме.

То, что создают люди, часто зависит от того, на чем они сосредоточены. Чем больше люди сосредоточены на своих личных целях, а не на целях команды, тем меньше шансов, что они будут иметь реальную ценность для компании.


Для знакомства самое то. Постоянные повторения одного и того же призваны занести в память читателей самые важные моменты.

5. Хенрик Книберг. Scrum и XP: заметки с передовой




Эту книгу непросто найти в русскоязычном переводе, но это одно из лучших практических пособий по Scrum в области разработки ПО. Практические советы, наглядные примеры все, как мы любим.

Оказалось, что достаточно всего лишь четко определить проблему, и она часто решается сама собой.


Книга небольшая, в сети можно найти перевод, сделанный энтузиастами из Agile Ukraine.

6. Борис Вольфсон. Гибкое управление проектами и продуктами




Основное отличие этой книги от других акцент на создание продуктов, взгляд на Agile глазами продакт-менеджера на всем жизненном пути продукта. Здесь вы найдете и бизнес-моделирование, и аналитику требований, и методы управления командой, и даже управление рисками.

Закон Паркинсона: любая работа увеличивается в объеме, чтобы заполнить все отпущенное на нее время.


В книге рассказывается о трех методиках: Scrum, Kanban и XP и их правильном использовании. Воды почти нет, и в целом книга более похожа на студенческий конспект.

7. Майк Кон. Scrum: гибкая разработка ПО


Это практическое пособие по освоению методики Scrum с примерами из практики. Посвящено вопросам гибкой разработки программного обеспечения, но будет полезно читателям и из других предметных областей, ведь принципы ведения проектов одинаковы.

Scrum-командам приходится отвыкать мыслить в категориях моих задач и ваших задач и привыкать мыслить в категориях наших задач.


К сожалению, перевод книги в версии издательства Вильямс не слишком хорош лучше читать книгу в оригинале или посмотреть другие версии переводов.

8. Дэвид Андерсон. Канбан. Альтернативный путь в Agile




Замыкает наш топ одна из ключевых книг по Kanban. Для первого знакомства, правда, она не подходит: слишком глубоко все разжевано, много тонкостей, которые будут интересны уже погруженному в тему читателю. Зато те, кто ее осилит (и пару раз перечитает), смогут включиться в канбан.

Когда вы просите людей измениться, это порождает страх и снижает их самооценку, поскольку тем самым вы даете понять, что их навыки более не нужны.


Стоит обратить внимание, что здесь Kanban рассматривается в разрезе разработки ПО, что делает книгу полезной именно для ИТ-продуктологов, разработчиков и руководителей проектов.

Согласны ли вы с нашим топ-8? Какие книги еще маст-хэв для тех, кто изучает Agile? Если вам есть чем поделиться или покритиковать, пишите в комментариях этим вы поможете другим в поиске знаний и добавите себе кармы.
Подробнее..

23 реинкарнации лазера, которые нас окружают в повседневной жизни

22.07.2020 14:19:29 | Автор: admin
Под катом научно-популярная лекция о современном применении лазеров и принципах работы лазерных устройств, тех самых, которые помогают победить рак и идентифицировать коронавирус, определять строение тканей, передавать данные и строить города, сводить татуировки и делать мышей счастливыми.



Ну и, надеюсь, вы уже видели самую большую в мире лазерную установку длиной 130 метров, установленную в Сарове в ВНИИЭФ. Она предназначена в том числе для изучения термоядерного(!) синтеза.


Эта статья расшифровка лекции Дмитрия Артемьева, старшего преподавателя кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета и м.н.с. научно-исследовательской лаборатории Фотоника. Дмитрий прочитал эту лекцию в нашей самарской Точке кипения прямо перед введением режима всеобщей самоизоляции.

Что такое свет


Для полноты картины начнем с азов. Из курса физики известно, что свет это электромагнитная волна или поток фотонов. Поскольку одна из характеристик электромагнитных волн длина волны, под светом (излучением) мы будем подразумевать электромагнитную волну длиной от 1 нанометра до нескольких сантиметров. Таким образом, наше определение покрывает диапазон от рентгеновского до инфракрасного излучения.



Видимый для нашего глаза диапазон занимает очень маленький интервал, порядка 300 нанометров.

Если говорить про диковинные диапазоны, такие, как рентгеновские, то, например, в прошлом году создание лазера на свободных электронах, который работает в рентгеновском диапазоне, стало одной из главных тем и было номинировано на Нобелевскую премию по физике. Интересно, что победитель в этой номинации тоже был связан с лазерной техникой: премию присудили за создание сверхкоротких и сверхмощных импульсов. Кстати, часть исследований проводили в России, в Нижегородском институте общей физики.

Чем лазер отличается от обычной лампочки


На картинке сравнение основных характеристик. Особо отметим, что максимальная мощность лазера многократно выше мощности источников, которые применяются в лампах. Но не каждому лазеру это нужно: часто для применения достаточно долей ватта, милливатта или микроватта, чтобы получить просто какое-то определенное излучение.



Вспомним, что ширина видимого диапазона излучения порядка 400 нанометров. Примерно такой же по ширине спектр имеет лампа накаливания, поэтому при перемешивании цветов мы видим белый свет. В свою очередь, ширина диапазона лазера может составлять 0,1 нанометра. Это уникальное свойство лазера используется при проведении некоторых спектральных исследований и точных прецизионных измерений.

Если посветить лазерной указкой из одной стороны комнаты в другую, мы увидим на противоположной стене лишь небольшое пятно, демонстрирующее узкую направленность излучения и малую расходимость пучка лазера. А у лампы дневного света или накаливания излучение практически изотропно, т.е. направлено во все стороны.

У естественного света отсутствует определенная направленность вектора электрического поля, это означает, что свет не поляризован. То есть у света обычной лампочки вектор E (напряженность) направлен в различные стороны. В случае лазерного излучения вектор E имеет определенное направление, колебания происходят в одной плоскости. Такая поляризация тоже делает лазерное излучение в какой-то степени уникальным.

Физика процесса


Лазер изобрели в конце 50-х прошлого столетия. В 1964 году за открытие лазерного излучения американец Чарльз Таунс и советские ученые Александр Михайлович Прохоров и Николай Геннадьевич Басов получили Нобелевскую премию. Причем Прохоров и Басов открыли не лазер, не усиление света, а усиление излучения микроволнового диапазона, так называемый мазер.



Лазер аббревиатура из пяти латинских букв: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation. В переводе с английского это означает усиление света под действием вынужденного излучения. Ниже представлены три диаграммы. Сначала, чтобы произошло излучение, необходимо, чтобы электрон или частица перешли в возбужденное состояние. Для этого частица должна получить энергию. После этого она перейдет на более высокий энергетический уровень.



Дальше возможны два сценария. Если частица случайным образом перейдет на более низкие энергетические уровни, то мы получим спонтанное излучение. Однако если на частицу, находящуюся на верхнем энергетическом уровне, воздействовать определенным фотоном, то есть направить на нее свет определенной длины волны, то произойдет уже вынужденное излучение. И фотон, рожденный в результате такого внешнего воздействия, будет тождествен тому фотону, с которым он провзаимодействовал. Так получается когерентное излучение, при котором волны равны друг другу.

Как устроен лазер


Перед вами схема первого лазера. Это классический рубиновый лазер, созданный в 1960 году американским ученым Теодором Мейманом. Для работы прибора нужна активная среда, в данном случае кристалл рубина, и два зеркала. Одно зеркало глухое, с коэффициентом отражения, близким к единице. Второе полупрозрачное, в зависимости от типа лазеров коэффициент отражения у него может отличаться как на доли процента, так и на десятки процентов относительно глухого зеркала.



В качестве оптической накачки для твердотельных лазеров, как правило, используется другое оптическое излучение. В первом лазере на кристалле рубина применялись лампы белого света, которые содержали синий и зеленый спектры именно их кристалл рубина поглощает лучше всего.

Итак, классическая схема лазера: это активное вещество (рубин), резонатор (два зеркала) и система накачки. В других схемах накачка может происходить не только от оптического излучения, но и, например, при помощи электрического разряда (в газовых лазерах). Но в первую очередь лазеры отличаются по типу активной среды: твердотельные лазеры, газовые лазеры, лазеры на парах металлов. Выше мы упоминали лазер на свободных электронах, сейчас он активно разрабатывается и модернизируется. Также сейчас популярны диодные (полупроводниковые) лазеры и волоконные, где в качестве активной среды используется оптическое волокно.

Где применяется лазерное излучение


Лазерное излучение можно использовать в медицине, промышленности, связи, военном деле и науке. На картинке ниже примеры медицинских инструментов. Так, сейчас очень популярны лазерные скальпели для коррекции зрения. Они помогают скорректировать геометрию хрусталика, чтобы избавить от близорукости или дальнозоркости, исправить астигматизм и так далее. Лазер идеален для операций на глазе не только из-за очень маленьких размеров пучка важно и то, что время воздействия таким скальпелем можно сократить до фемтосекунд. Различные типы излучений используются для косметических операций. А в стоматологии ультрафиолетовое излучение применяют для затвердевания зубного клея, который очень хорошо его поглощает.



В промышленности с помощью лазеров производится точнейшая обработка стали: гравировка, вырезание отверстий с очень тонкой и чистой кромкой. Свойства лазерного излучения используют для закаливания некоторых металлов. Чаще всего в современной промышленности применяется волоконный лазер.



В строительной сфере лазеры применяют, чтобы определять расстояния или выстраивать геометрию. Сейчас лазерные уровни продаются во всех строительных магазинах, причем стоят недорого.



Военные и охотники уже давно используют лазерные прицелы. При этом лазер редко используют для прямого нанесения ущерба: пока такие аппараты слишком громоздки. Например, в американских вооруженных силах проводился эксперимент, в ходе которого лазерная установка устанавливалась на самолете. Для чего понадобился целый самолет? Несмотря на небольшой по размерам излучатель, система накачки потребляла огромное количество электроэнергии, а активная среда сильно нагревалась. Так что почти все пространство самолета занимали системы питания и охлаждения лазера.



В нашей стране также разрабатываются подобные системы. Пару лет назад у нас было анонсировано лазерное оружие Пересвет. Пока о нем известно только то, что оно размещается на мобильной платформе, на грузовике. В остальном, увы, гостайна.
Отдельно надо сказать про использование лазеров в научных исследованиях. Например, ученые в Сарове используют лазер в процессе термоядерного синтеза: для облучения мишени излучение высокой мощности фокусируется в пятне минимальных размеров.

Такие лазеры могут занимать большие пространства: для термоядерной реакции нужен серьезный источник излучения, размеры которого могут достигать сотен метров.



Лазерная установка УФЛ-2М в Сарове

Наряду с такими гигантами, сравнимыми по габаритам с футбольными стадионами, в последнее время набирают популярность миниатюрные лазеры на так называемых наноструктурах.
Лазеры активно используются в системах связи, в том числе спутниковых. Одно из самых полезных для связистов свойств распространение излучения в оптическом волокне: оптоволоконные системы позволяют передавать до сотен гигабайт в секунду на огромные расстояния.



Как устроено оптоволокно


Принцип работы оптического волокна основан на эффекте полного внутреннего отражения. Посмотрите на картинку ниже: у нас есть струя воды, и если на вход подать излучение, то при изгибе струи оно не выходит наружу, а распространяется внутри.



Именно так и распространяется излучение по среде с более высоким показателем преломления относительно его оболочки. Этот принцип позволяет передавать данные на десятки, сотни и тысячи километров с минимальными потерями.

В качестве источника оптического излучения используются либо светодиоды, либо лазерные диоды. У лазерного диода более высокие характеристики, но и стоит он дороже.



В телекоммуникационной технике, как правило, применяют полупроводниковые лазеры с длиной волны 1,3 или 1,55 микрометра. Эти длины волн не попадает в полосу поглощения различных гидроксильных групп, которые есть в составе волокна. Таким образом, сигнал не поглощается и не затухает на протяжении многих километров.

В качестве детекторов можно использовать фотодиоды, PIN-диод и лавинный фотодиод. Они отличаются по чувствительности. Если нужно зарегистрировать очень слабый сигнал, берут лавинный фотодиод. Если сигнал на десяткисотни ватт, то можно применить любые другие типы фотодиодов.



Лазерное излучение и биологические объекты


При падении лазерного пучка на биоткань может произойти поглощение этого излучения, а также пропускание, рассеяние или флуоресценция. Еще один из возможных вариантов абляция, сгорание верхних слоев ткани. При этом внутренние слои не повреждаются.



При поглощении имеет место коагуляция различных частиц, то есть их слипание. Этот эффект применяется при использовании лазера в хирургии в качестве лазерного скальпеля. В отличие от механического скальпеля, разрез сосуда или ткани происходит практически бескровно. К тому же лазерный луч может быть значительно тоньше, чем острие металлического скальпеля.


На графике ниже элементы, которые могут находиться в сосудах, в крови, в тканях кожи. Как мы знаем, человек более чем на 70% состоит из воды. Вода также присутствует в каждой биологической ткани. Есть меланин, который окрашивает нашу ткань. Если мы загорели летом, то меланина в тканях кожи становится существенно больше. А имеющийся у всех нас гемоглобин может быть в двух состояниях насыщенный кислородом (оксигемоглобин) и без кислорода (дезоксигемоглобин).



График показывает, насколько активно различные элементы поглощают излучение с разными длинами волн. Таким образом, при использовании лазера с определенной длиной волны мы можем добиться селективного поглощения.

Или, к примеру, возьмем два источника излучения с разными длинами волн: один попадает в максимум поглощения, другой в минимум. При дифференциальном контрасте можно получить концентрацию определенных веществ. Мы видим, что максимумы спектров окси- и дезоксигемоглобина разнесены между собой. Таким образом мы можем определить концентрацию, например, оксигемоглобина.

Это очень важно при проведении хирургических операций. Сейчас в любом хирургическом отделении стоит прибор, который отслеживает насыщенность крови кислородом. Этот датчик позволяет в режиме реального времени определять, что происходит с тканью пациента в нужном месте.

Диагностика, визуализация, лечение рака...


В некоторых диагностических системах используют несколько лазеров с разными длинами волн. Они помогают проводить исследования по различным клеточным структурам: как они себя ведут, какую дают реакцию на препараты.



Выше упоминалось, что лазер может счищать верхние слои кожи. Это используется, в частности, для удаления татуировок. Косметологические салоны сводят наколки твердотельным лазером с длиной волны 1064 нанометра.

Еще одно распространенное применение лазеров фотодинамическая терапия, которая часто применяется при лечении онкологических заболеваний. Вначале в ткань человека вводится фотосенсибилизатор вещество, которое накапливается в агрессивных раковых клетках. После этого на опухоль она, как правило, окружена здоровой тканью воздействует лазер с длиной волны, попадающей в максимум поглощения данного фотосенсибилизатора. В результате излучение поглощается только раковыми клетками. Таким образом, мы выжигаем раковую опухоль, не задевая здоровую ткань.



Лазер применяется в медицине для визуализации. Например, в оптической томографии он служит источником света (см. схему). В качестве источника света также можно использовать суперлюминесцентный диод: он также излучает за счет вынужденного рассеивания, но не имеет такой степени когерентности.



Источник света направлен на светоделитель. Часть излучения отражается на зеркало, а другая направляется на объект, отражаясь от которого обе волны могут взаимодействовать между собой. Если две когерентные длины волны взаимодействуют между собой, происходит интерференция. И на детекторе мы регистрируем набор интерференционных полос, после обработки которых можно получить картинку среза ткани.

Оптический когерентный томограф, принцип действия которого показан на схеме, есть во всех крупных городах. Данная технология позволяет построить трехмерную картину объекта, в данном случае глаза. И пространственное разрешение, где мы можем отделить один пиксель от другого, может составлять единицы микрон. Аналог данной технологии ультразвуковое исследование. Только для УЗИ используется не оптическое излучение, а ультразвуковая волна. У ультразвука глубина проникновения выше, чего не скажешь о точности: пространственное разрешение измеряется в миллиметрах, а не в микронах.

Почему нужно комбинировать методы


В Самарском университете данный подход использовали для исследования тканей кожи и легкого с онкологическими образованиями. На фото слева восстановленное 3D-изображение тканей легкого. А справа фотография участка, с которого происходила регистрация сигнала.



На картинке слева заметно различие структур между собой. Черное это воздух, оттуда сигнал не приходил. Пористая структура, похожая на губку, это здоровая ткань легкого. При переходе вправо можно наблюдать, как возникают слои. Они более плотные и имеют определенную структуру, которая характерна для онкологических новообразований в тканях легкого. Это пример плоскоклеточного рака, удаленного в результате операции в Самарском онкологическом центре.

Такой же подход применялся для исследования тканей кожи. С его помощью легко определить базально-клеточную карциному, однако другие типы рака часто бывают похожи между собой, и диагностировать конкретный тип заболевания становится невозможно. Поэтому оптические методы исследования необходимо дополнять спектральными.

На следующей иллюстрации представлена диаграмма комбинационного (неупругого) рассеяния света, так называемое рамановское рассеяние. Здесь мы снова наблюдаем энергетические уровни, с которыми познакомились при рассмотрении вынужденного рассеяния.



На картинке показано, как лазерное излучение возбуждает колебания в молекуле. При этом 99,999% этого излучения не изменяет длины волны. Но некоторая часть излучения после взаимодействия с молекулой может измениться. Эта доля изменения энергии соответствует колебанию связей, на которые было направлено лазерное излучение.

В результате комбинационного рассеяния света мы получаем набор полос, положение которых привязано к конкретному колебанию нашего объекта. С помощью этих данных мы можем определить, какие колебания у нас есть. В свою очередь, по интенсивности колебаний определяется количественный состав этих компонент.

На фото момент исследования в Самарском онкологическом центре. Так происходит визуализация образца ткани при помощи дерматоскопа, разработанного там же.



На следующем слайде характерные графики спектров комбинационного рассеяния для кожи и новообразований. В определенных полосах спектра интенсивность может увеличиваться либо уменьшаться. Так, в полосе 2 интенсивность для злокачественной меланомы увеличивается на 100%. И за увеличение этой интенсивности отвечает изменение компонентного состава в этой области. В частности, если речь идет о биохимических изменениях в ткани, то меняется соотношение ДНК и РНК в клетке. Также может меняться соотношение белков и липидов в ткани.



Подобное исследование проводилось и для тканей легкого. Мы видим, что можно отличить злокачественные образования от доброкачественных. Также для анализа данных могут применяться различные математические подходы например, регрессионные модели, которые позволяют быстро находить спектральные отличия в большом массиве данных.



Итак, исследование биологического объекта при помощи лазеров и спектральной техники позволяет получить огромный набор данных. Для их обработки приходится прибегать к математическим методам, которые, в свою очередь, надо реализовать на компьютере с использованием специального ПО.

Подведем итоги


Биофотоника дает широкие возможности для диагностики состояния тканей в режиме реального времени, позволяет осуществлять лазерную абляцию очищение верхних слоев кожи. Лазерный скальпель широко применяется в хирургии. Также при облучении лазером в организме могут ускоряться какие-то процессы, например выработка кислорода в сосудах или каких-то тканях. Либо замедляться, если это необходимо.

Все оптические технологии используются для неинвазивных исследований без непосредственного контакта инструмента с тканью. Для более точного исследования в различных диапазонах можно использовать сразу несколько лазеров. Но это далеко не все возможности. Мы не упомянули такое интересное направление, как оптогенетика воздействие лазерного или оптического излучения на когнитивные функции. Исследователи воздействуют на нейроны в определенных областях мозга, пытаясь улучшать настроение, стимулировать выработку гормонов и так далее. Пока такие опыты проводятся на животных. На фото мышь, в череп которой вживлено оптическое волокно для соответствующих исследований.



В связи с текущей пандемией стоит отметить, что упомянутая выше рамановская спектроскопия технология, которая может использоваться для исследования вирусов. Здесь снова междисциплинарный подход: вирусы частицы размером 20200 нанометров, нужно их как-то уловить. Вирусы содержатся в крови, которая движется по некоему капилляру. Следовательно, в капилляр устанавливаются специальные наноловушки наноструктуры, способные поймать и захватить частицы определенного размера. После захвата частиц проводим их облучение лазером и регистрацию рамановского рассеяния вот теперь мы можем точно сказать, что это. Преимущество оптических технологий в данном случае в том, что вирусы обнаруживаются даже при минимальной их концентрации.

***

На наш взгляд, мы перечислили большинство наиболее интересных областей применения лазеров. Хотя наверняка могли что-то забыть. Так что, если кто-то подкинет интересных фактов в комментариях, с удовольствием поплюсуем.
Подробнее..

Выгорание и стресс это когда жизнь проходит без нас

30.07.2020 16:13:15 | Автор: admin
Часть дел мы делаем потому, что должны их сделать. Мы должны заработать денег, должны казаться лучшими, должны, в конце концов, перевести очередную бабушку через дорогу и помыть посуду. При этом мы не спрашиваем себя, точно ли это то, что нам нужно? Это наша настоящая цель? Мы это делаем, держа в голове мысль, как бы поскорее закончить, чтобы заняться чем-то другим. Подобные дела рано или поздно приводят человека сначала к постоянному стрессу, а затем к выгоранию.


Альфрид Лэнгле (фото: Артем Лапшин, discours.io)

Как предотвратить выгорание и как помочь себе, если это уже с вами произошло? Об этом была лекция доктора медицинских и философских наук Альфрида Лэнгле, которую он недавно прочел в НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге.


А натолкнуло нас сделать расшифровку этой лекции очередное изучение статистики c Leader-ID, где мы увидели скачкообразный рост числа мероприятий, посвященных выгоранию.



Пики приходятся на самый конец года и на пик пандемии, что вполне логично. Причем, апрельский пик произошел, когда на время изоляции закрыли все Точки кипения, и количество мероприятий сократилось в разы, так как остались только встречи в онлайне.

И есть еще интересный момент посмотрите на этот график:



Это распределение участников этих мероприятий по возрасту. Похоже, что эта проблема начинает волновать людей с 19 лет с пиком на 21 год. Да, на нашей площадке примерно половина студенты, но чтобы выгорание касалось именно их любопытный факт.

Табличка ниже распределение по профессиям. Во втором столбце число зарегистрированных на нашей платформе пользователей, кто указал в профиле соответствующую или похожую должность/специальность (на обработку и суммирование этих данных мы потратили кучу времени). Третий столбец сколько человек из этой профессии регистрировались на мероприятия, связанные с выгоранием. Последний столбец процент от общего числа специалистов этого направления на платформе.



К первой и последней строчке надо отнестись с осторожностью (данных маловато), а в остальном, по моему личному мнению, в топе те профессии, где приходится много работать с людьми.

А это разброс по регионам:



Обратите внимание, что Москва тут далеко не на первом месте. И если кто-то готов изложить свою версию происходящего пишите в комментариях. А мы перейдем к лекции, но сначала пара слов о самом Альфриде Лэнгле.

Альфрид Лэнгле австрийский психолог, психотерапевт. Доктор медицинских и философских наук. Ученик Виктора Франкла, развивающий экзистенцанализ и логотерапию.




Я хочу поговорить о том, что очень распространено в рабочем мире, о стрессе и выгорании. Я бы хотел показать вам связь между стрессом и выгоранием. Всё это я предоставлю на фоне экзистенциального понимания человека и экзистенциальных дефицитов. Вы получите довольно много медицинской, психологической информации и экзистенциальное руководство для жизни. В презентации есть достаточно сухие части, потому что это научный базис, но есть также и вдохновляющий аспект, который приходит из экзистенциального основания и из психологии. Обычно люди, которые слушают подобную презентацию, задумываются, какие симптомы у них уже есть или, может, будут или были. Все это вы можете оставить на проработку на сегодняшний вечер. После лекций ко мне обычно подходят люди и говорят: Я не знал, что у меня уже так много симптомов. И я надеюсь, что вы не найдёте достаточно много симптомов и у себя.

Каковы экзистенциальные основания выгорания и стресса, что такое экзистенция и как это взаимосвязано? Какие изменения происходят в жизни на основании этих симптомов?


Сначала я бы хотел поговорить о фоне, потому что очень важно понимать фон, чтобы говорить о выгорании и о том, как его предотвратить. Потому что в хорошей жизни, исполненной экзистенции, у нас не возникает стресс.

Точнее, у нас всегда есть немного здорового стресса. Может, даже есть какие-то пики, которые выходят за эту здоровую норму, но обычно это не ведёт к выгоранию или физическим симптомам, которые являются следствием стресса.


Быть на самом деле здесь




Что такое экзистенция и из чего она состоит? Вместо экзистенции можно сказать моя жизнь, моё бытие здесь в этом мире, то, как я принимаю решения или живу осмысленной жизнью, когда я живу в соответствии со своей любовью, отношениями, с тем, что для меня важно. Тогда у меня есть чувство, что я по-настоящему здесь.

Экзистировать, или существовать, значит просто быть здесь. Экзистенциальный минимум это когда у вас столько денег, сколько хватает, чтобы выжить. Чтобы кто-то мог остаться в этом мире и продолжить жить. Даже в повседневном языке мы говорим, что экзистировать, существовать это просто быть здесь.

В экзистенциальной психологии это рассматривается на более глубоком уровне. Я здесь: конечно, я родился, я здесь нет сомнений. Но экзистенциалисты спрашивают: Ну хорошо, ты случился, ты родился, это случилось с тобой, но по-настоящему ты здесь? Ты действительно присутствуешь в своих отношениях? Ты действительно присутствуешь в своей семье как дочь или сын, как отец или мать? Действительно ли я здесь, когда я один с самим собой? Что значит по-настоящему быть здесь? Потому что, очевидно, недостаточно просто физически присутствовать. Это нечто большее. Необходима внимательность, сознательность, открытость к тому, что вокруг меня, и открытость к тому, что внутри меня, доступность для других и для себя.

Ведь часто бывает, что я каким-то образом здесь, мы все в какой-то степени здесь, но, чтобы по-настоящему экзистировать или существовать, нужно нечто большее. Нам необходимо внутреннее согласие. Может, сейчас вы по-настоящему здесь и по-настоящему присутствуете, потому что вы согласились прийти сюда, вы дали абсолютное согласие, чтобы прийти.

Внутреннее согласие это иметь внутри себя чувство, которое говорит да. Давать согласие значит говорить да, мне это хорошо, я это сделаю, я согласен. Внутреннее согласие это центральное понятие экзистенции.


Это ключ к тому, чтобы прийти к полностью проживаемой экзистенции. Мы все знаем, мы все это делаем, но многие люди не осознают важность этого действия.

Многие люди не могут раз за разом спросить у себя: Действительно ли я хочу это? Действительно ли я хочу работать так много? Хочу ли я сделать эту работу или этот проект?

И многие скажут: Конечно, у меня есть мои цели. Это важно для моей карьеры, это приносит мне много денег и это очень престижно. Поэтому я хочу. В этом есть ловушка. Это развилка между дорогой к стрессу и выгоранию и исполненной жизни.


Потому что просто иметь цели или использовать вещи недостаточно. Важно, чтобы мы послушали себя внутри и обратили внимание на этот голос внутри нас, на резонанс, в который мы вступаем, на это внутреннее согласие. Согласие это голос, который говорит да, чтобы мы были открыты к нашему резонансу, к тому, что мы чувствуем, что мы ощущаем, а не просто оставались жить под диктатом эмоциональности, практичности, целей и нужности. Быть по-настоящему здесь значит быть здесь со всем сердцем, а не только с головой, не только отвечая на вызовы извне. Это, конечно, важно, но недостаточно. Это значит целостность всего существа. И с этим связано восприятие наших чувств, нашего тела. Если это по-настоящему не делается, тогда нас настигает стресс.

Теперь, после этого небольшого взгляда на экзистенциальное понимание человека и нашего бытия, давайте поговорим о термине выгорание, а потом о термине стресс.

Выгорание и стресс


Выгорание это достаточно новый термин, ему нет даже пятидесяти лет. Первый раз его использовал Герберт Фройденбергер, немец, который жил в Нью-Йорке. В своей психиатрической практике он понял, что в том районе Нью-Йорка, где многие люди занимаются волонтёрской работой и, например, работой при церквях с бедными людьми, они чувствуют себя очень плохо.

Несмотря на то, что начинали они работать с высокими идеалистическими представлениями и с большим энтузиазмом планировали воплотить свои христианские или иудейские идеи в работе с бедными людьми, через полгода-год многие из них приходили к нему как к психологу. Они говорили об отсутствии энергии, а иногда даже хотели покончить с собой. То есть люди, которые раньше были идеалистами, приходили к нему как тень самих себя. И когда он спрашивал, что же они делали в последнее время, в последний год, все говорили, что у них была очень бурная деятельность, они просто делали много всего.

Идеализм исчез, и они остались просто холодным пеплом. Как раз в то время Фройденбергер прочитал роман Грэма Грина Случай выгорания, и то, что он увидел в практике, очень напоминало ему эту книгу.

В своем романе Грэм Грин описывал архитектора, который был очень фрустрирован и очень устал от профессии. Из Америки он переехал в Конго, где помогал людям лечиться. То есть он убежал из тяжёлой, подавляющей атмосферы Северной Америки, где ему приходилось работать только ради денег, и нашёл вдохновение и покой, работая как волонтёр.

Как видите, термин выгорание родился из практики, которую психиатры очень хорошо знали. Врачи видели, что у разных людей возникают похожие симптомы, но считали это формой депрессии. Да, по симптомам они схожи, но не полностью идентичны друг с другом. Фройденбергер же обратил на это внимание и в 1973 году впервые рассказал о выгорании на конференции психиатров в Нью-Йорке. В в 1974 он опубликовал свои наблюдения.

Фройденбергер понял, что выгорание никогда не возникает без непосредственного участия пациента.


Выгоревшие люди всегда очень активные, им нравится жить. Они хотят что-то совершать, они не парализованы. У них отличное настроение, им нравится их жизнь. Но каким-то образом они приходят в состояние, в котором им очень тяжело, болезненно, есть мысли о самоубийстве, и это обычно заканчивается депрессией. Выгоревшие люди страдают от стресса, в отличие от людей с депрессией, для которых это нехарактерно. Депрессия это состояние, в котором ухудшение настроения происходит постепенно, и уровень энергии снижается не потому, что люди раньше были активными. Такое очень редко бывает при депрессии. Именно поэтому Фройденбергер решил, что выгорание отличается от депрессии, и для выгорания нужно другое лечение.

Фройденбергер пришёл к выводу, что в любом выгорании стресс играет самое важное значение. Не бывает выгорания без стресса.


Говоря кратко, если люди долго страдают от стресса, это приводит их к состоянию, в котором им перестает хватать энергии. То есть стресс это действительно то, вокруг чего вращается эта тема. Именно это приводит людей к выгоранию. И, конечно, это не только стресс типа я должен подготовиться к экзамену или, например, у ребёнка режутся зубы, я плохо высыпаюсь, а потом иду на работу. Это тоже стресс, но с этим мы можем справиться. В случае с выгоранием мы говорим о постоянном стрессе.

Термин стресс впервые ввел канадский физиолог Ганс Селье. В 1976 году он опубликовал свои исследования, в которых отметил различия между хорошим стрессом, или эустрессом, и плохим стрессом, или дистрессом. Eu по-гречески означает хорошо. Diss это слишком много. Сам термин стресс появился лишь потому, что Селье, свободно говоривший на восьми языках, не очень хорошо знал английский. Позже он говорил, что лучше бы он использовал слово strain, но стресс уже пошел в мир и менять терминологию было поздно.

Почему Селье решил разграничить эустресс и дистресс? Потому что он понял, что этот плохой стресс, дистресс, возникает не просто тогда, когда вокруг очень много разных требований. Похожие симптомы появляются у людей, когда им нечего делать, то есть когда их жизнь скучна, у них нет никаких вызовов. Слишком много вызовов и слишком мало вызовов и то, и другое плохо для нашей психики и для нашего тела. Нам нужны вызовы и нужен здоровый стресс.

Виктор Франкл говорил о том, что очень важно, чтобы была разница между теми, кто мы есть, и теми, кем мы должны стать. Когда в жизни есть смысл, то всегда есть что-то, что мы ещё не сделали, что мы должны воплотить в реальность. У каждого из нас есть ещё что-то, что мы должны сделать: прибраться в квартире, написать email, встретиться с другом, позвонить маме. Никто из нас не сделал всего. И у каждого из нас есть какие-то мысли ну вот завтра или на следующей неделе я должен что-то сделать.

И когда у меня есть внутреннее согласие с тем, что я должен сделать скажем, опять съездить к маме или наконец-то сесть писать свою диссертацию то если мы смотрим на это с точки зрения внутреннего согласия, это хороший стресс. Это здоровые вызовы, которые помогают продолжать свою жизнь. Они помогают ориентироваться в жизни и приводят к исполненности.

Обычно когда мы просто говорим стресс, то имеем в виду дистресс. Можно определить дистресс как неспецифический ответ. Обычно это ответ тела на какой-то вызов. Селье был врачом и сначала он изучал эту реакцию на животных, а потом на людях. Он наблюдал за изменением гормонов и кровяного давления при всех этих симптомах. Он говорил о том, что тело реагирует на вызов и требования. Это может быть коронавирус, переедание, голод, неправильное применение какого-то лекарства или бессонница. Каким бы ни был вызов извне, которому тело должно ответить, это все ведёт к какой-то физической реакции, неестественной для тела. И эта реакция на разные запросы постоянно одна и та же.

Дистресс




Теперь мы можем определить дистресс в более широком смысле что позже Селье и сделал. Дистресс это отсутствие равновесия: когда у меня больше требований, больше задач, больше работы, чем ресурсов. Когда у меня работы больше, чем времени, и я должен её выполнить, тогда у меня стресс. Например, если нужно сделать работу или презентацию, а у меня нет сил, знаний или других возможностей. Тогда я чувствую неуверенность и тревогу. У меня стресс. При этом возникают такие же физические реакции, как в других ситуациях с похожим психическим опытом.

Дистресс это когда от меня требуют слишком многого, когда я теряю энергию, когда меня как будто бы поднимают за голову.


Это очень неприятное чувство, которое связано с давлением обстоятельств.

Симптомы стресса





У стресса есть симптомы физические и психические. Первая и самая базовая телесная реакция это когда поднимается давление, появляются неприятные симптомы в желудке, нас тошнит, возникает диарея, боль в желудке или ослабление дыхания, когда мы дышим поверхностно и быстро. Мы больше не дышим глубоко, потому что у нас нет на это времени. Мы чувствуем это сужение. Мы раздражительны и нервозны. Мы даём быстрые ответы, у нас нет энергии и возможности долго слушать кого-то. Например, на экзамене, когда мы сильно стрессуем, потому что думаем о том, что не выучили все до конца, мы не можем сконцентрироваться, мысли уходят, и мы просто видим чистый лист перед глазами.

Когда у нас очень сильный стресс, мы чувствуем апатию, не чувствуем больше мотивации. Появляется физическое ощущение сужения, безнадёжности, и мы не можем из него выбраться. Часто это связано с бессонницей и другими телесными проблемами, например, с инфекциями, мышечной болью, которая путешествует по телу, по шее и спине.

Выгорание нас ловит в этом стрессе. Я не вижу, как мне выбраться отсюда. У меня экзамены через три недели, а я ещё не готов, и мне некуда от этого убежать. Или у меня двое маленьких детей, я мать-одиночка в маленькой квартире, и мне некуда бежать. Это всё приводит к стрессу. Когда к этому присоединяется безнадёжность, люди оказываются в ловушке. Когда у нас такие условия и нам некуда бежать, нет инструментов, которые могут нам помочь, это ещё больше увеличивает стресс.

Физиология стресса


У стресса, конечно, есть физиологические основания. У нас есть службы быстрого и медленного реагирования. На уровне нейронов мы можем реагировать быстро. Это доступ адреналина, или норадреналина. Этот быстрый стресс производит стимуляцию рецепторов. Эта часть нервной системы симпатическая создана, чтобы противостоять, чтобы бороться. Есть еще парасимпатическая система, система восстановления, получения силы обратно. Симпатическая система делает нас готовыми к битве. Она мобилизует всю силу, всю энергию, поднимает уровень сахара в крови, давление. Это быстрая реакция, которая так же быстро пропадает. Например, когда мы за рулём и приходит внезапный стресс, адреналин попадает в кровь и мы можем реагировать очень быстро. А через 20 минут адреналин в крови исчезает.

Но есть и более опасный стресс, кортизоловый. Кортизол это прекрасное оружие. Он помогает нам пережить разные ситуации, физические или психологические. Он также мобилизует энергию в теле, черпая ее изнутри. Он разрушает мышцы, потому что приносит оттуда сахар в кровь. Он берёт всю энергию, которая у нас есть в теле. Конечно, это нормально для критической ситуации. В медицине это очень помогает. Например, больным астмой можно дать во время приступа кортизол, и это помогает им выжить. Но когда этот стресс продолжается долго неделю, месяц или даже год или два наша система постоянно мобилизована. Из-за этого страдает тело, снижается иммунитет, ведь энергия черпается из белка, а иммунная система это чистый белок. Повторюсь, длинная реакция нормальна, если это на день или на неделю, но если она продолжается дольше, это опасно.

Истощение


Именно поэтому если мы постоянно находимся в стрессе, начинается истощение. Кортизол уже сделал свою работу и теперь всё сложнее и сложнее получить энергию. Истощение появляется тогда, когда мы больше не можем восстанавливаться или у нас недостаточно времени, чтобы спать, заниматься спортом и отдыхать, потому что мы не разрешаем это сами себе. Мы думаем, что у нас нет на это времени.

Часто стресс также может проявляться в том, что человек больше не может заснуть. Люди лежат в кровати, но спят только 2-3 часа. Тогда они могут употреблять наркотики и алкоголь. После длительного периода напряжения физические реакции больше не работают так же хорошо, как раньше. Тогда на всех трех измерениях человеческого бытия возникают симптомы. Мы проживаем слабость, возникают разные другие расстройства, например, расстройство сна, расстройство дыхания.

Также параллельно на уровне психики мы не можем больше проживать радость. Мы больше не испытываем радости, когда едим наше любимое блюдо или просто прогуливаемся. Мы становимся нечувствительными и раздражительными. На персональном уровне мы избегаем отношений, больше не встречаемся с друзьями, у нас просто нет на это энергии. Мы изымаем себя из мира. И если раньше нам нравилось, например, исполнять или слушать музыку, просто общаться с друзьями, то теперь мы слишком истощены для этого. Мы остаёмся дома и не можем отдохнуть. Это такая адская спираль, которая все больше и больше втягивает людей в выгорание.

Теперь давайте посмотрим конкретно на симптомы.

Симптомы выгорания


Их описали Маслач и Джексон. На нулевом уровне есть идеализм и перенапряжение. Им на смену приходят эмоциональное и физическое истощение, дегуманизация. Все это заканчивается просто нежеланием чего-либо делать. Люди не хотят ничего делать ни по отношению к себе, ни на к работе. Если это продолжается долго, то приводит к срыву. Люди просто уходят с работы, становятся депрессивными и подумывают о самоубийстве. И у них также появляется много болезней на телесном уровне.

Первый шаг выгорания это эмоциональное истощение. Люди постоянно уставшие. Они испытывают отвращение, когда думают о работе. Часто у них возникает расстройство сна, появляются разные болезни. Они гораздо чаще, чем раньше, болеют ОРВИ.

На следующем уровне они теряют себя, свою личную жизнь. Люди, которые были такими идеалистами, так хотели помогать другим, становятся циничными. Врачи, которые так хотели помочь пациентам, цинично относятся к ним и больше не хотят с ними работать. В то же время они понимают, что они делают, и чувствуют вину, потому что мозг работает а энергии нет. У них возникает избегающее поведение, они пытаются поменьше работать. У них есть чувство, что они просто функционируют как машины. Внутренняя жизнь останавливается, а внешняя идет как прежде. Они каким-то образом больше не являются сами собой. Они всё более и более чужды себе.

На третьем этапе они уже плохо справляются с работой. Они недовольны, что у них так мало результатов и нет успеха. Они чувствуют себя беспомощными. Они больше не узнают себя, чувствуют себя несовершенными, недостаточными. Это уже очень близко к депрессии и может привести к ней.

Фройденбергер описал 12 стадий выгорания, что является детализированной версией тех трех этапов, что я описал выше. Не всегда всё происходит чётко по этим стадиям. Иногда они немного перемешиваются.



На первом уровне он описывает распространенное поведение: человек постоянно пытается кому-то понравиться, сказать, что он хороший или что-то хорошо делает. Это очень часто может приводить к выгоранию, ведь в этом случае люди будут делать больше, чем они должны или могут. Это логично, потому что если я постоянно должен показывать всем, какой я хороший, в какой-то момент я достигну предела и не смогу это делать.

И тут я начинаю отрицать свои собственные потребности. Сначала я не обращаю на них внимания. На следующей стадии я их вообще подавляю. Потом возникают конфликты. И я думаю, что эти конфликты не имеют значения, поскольку они возникают из-за того, что я очень занят. А потом такие люди начинают реинтерпретировать свои ценности. Они говорят, что дружба вообще в жизни не важна. И то, что было раньше ценно, теперь меняет позицию в их иерархии ценностей.

Когда люди так живут, возникают проблемы, потому что другие люди на это реагируют. Они больше и больше слепнут по отношению к этим проблемам. Потом они отходят от людей, которые говорят им, что у них есть проблемы. Затем меняется их поведение. Они становятся отрицающими, негативными, циничными. Они теряют свою внутреннюю жизнь. Это такая деперсонализация, о которой мы уже немного поговорили. Когда люди так живут, возникает внутренняя пустота. Нет у них никакой радости, никакого удовольствия, никакого отношения к самим себе. Может быть сначала депрессия, а потом болезни или всё вместе и мысли о самоубийстве.

У меня было много пациентов с выгоранием, но я помню одного с очень сильной степенью. Это меня удивило, потому что он вплотную до момента обращения работал директором большой фирмы. И никто не видел его психического состояния. У него было так много рутины, что он часто думал о самоубийстве. Он больше не водил машину, потому что боялся, что когда он поедет по туннелю, то просто выедет на встречку и врежется в грузовик. Эта мысль его преследовала.

Экзистенциальный бэкграунд выгорания


У меня был и другой пациент. Его жена позвонила мне, чтобы записаться на приём. Я спросил, насколько это срочно. Она сказала, что достаточно срочно. Это был вечер пятницы. Я сказал, что запишу его на утро понедельника. Он пришёл ко мне в офис, сел и сказал: Наконец-то я здесь. Я спросил, почему. Все выходные я сидел и держался за свой стул, чтобы быть уверенным, что я не выпрыгну из окна.

Это уже последняя стадия выгорания, которая очень критична, очень важна и очень тяжела. Этот путь начинается с того, что я требую слишком много от себя.
Мы можем помочь этим людям.


Давайте теперь посмотрим на экзистенциальный фон. Почему люди ведут себя таким образом? Как мы можем это понять?

Экзистенциальные правила


Выгорание это не то, что происходит мгновенно. Оно связано с тем, что очень долгое время в жизни отсутствует смысл. Например, когда я работаю и не вижу смысла в этом, а меня волнуют только полезность или результаты. Тогда это может привести к выгоранию.

В чём экзистенциальный смысл? Я теперь сравниваю эти два полюса: экзистенциальный смысл и ложный смысл. Экзистенциальный смысл это когда я вижу что-то ценное, что затрагивает меня, и я готов отдать частичку себя, чтобы сделать это.


Мы все знаем об этом, когда видим кого-то, кто сидит один и плачет. Друг, например. Нас это трогает, мы чувствуем, что это нехорошо. Может, я могу помочь, я хотел бы помочь. Тогда я иду к этому человеку, моему другу.

Каждый день полон таких моментов: когда мы готовим завтрак для семьи или когда мы идём на работу. Когда мы живём и работаем таким образом, тогда мы испытываем исполненность и счастье, потому что мы чувствуем ценности, которые говорят с нами. Мы ориентируемся по тому, что нам нужно, или по тому, что предлагает ситуация. Закат. Я смотрю на закат, и это приятно. Но это не настоящий экзистенциальный смысл, это ложный смысл. Он приводит к пустоте.



При ложном смысле присутствует чувство, что что-то меня толкает извне к тому, что мне надо сделать. При этом то, что по-настоящему важно, уходит на второй план.

На двух полюсах (ложном и экзистенциальном) жизнь различна. На экзистенциальной стороне мы творческие, мы делаем персональный вклад, мы включены. Мы активны, можем менять ситуацию и радуемся этому, у нас есть богатый опыт. Мы чувствуем себя свободными, потому что это мы принимаем решения. Мы выполняем наши обязательства. Тогда как в параэкзистенциальном ключе мы истощаем самих себя. Нам кажется, что жизнь ведёт нас, ситуация нас ведёт. Не я живу свою жизнь. Мы сконцентрированы на фактах, а не на ценностях. Мы чувствуем принуждение.


На экзистенциальной стороне у нас есть полноценная внутренняя жизнь. Конечно, вечером мы можем быть усталыми, конечно, нам нужен отпуск, но она есть. Оказавшись на другой стороне, мы тоже представляем, что есть смысл, но это не исходит по-настоящему из нашего взаимодействия с ситуацией, а это проекция из нас. Тогда мы чувствуем пустоту. Даже когда мы отдыхаем, мы все равно потом чувствуем пустоту. Потому что я отдаю себя, а это не наполняет.

Первое экзистенциальное правило





Здесь мы можем прийти к заключению, что тот, кто является лишь исполнителем каких-то обязанностей или функций, рано или поздно добьет самого себя. Когда я просто выполняю какую-то работу, я хочу, чтобы она поскорее завершилась. Я не хочу, чтобы оно было связано со мной. Я мою посуду чтобы сделать это, а не чтобы у меня было удовольствие от этого процесса. Для мытья посуды или уборки это ещё нормально, потому что это 10-20 минут, но когда очень длинные периоды в жизни происходят с такой установкой, я начинаю отталкивать самого себя. Я хочу избавиться от каких-то дел, но рано или поздно я избавляюсь от самого себя.

Второе экзистенциальное правило





Мы можем описать мотивацию людей, которые сталкиваются с выгоранием, как формальную мотивацию, а не мотивацию, которая направлена на суть, на ценности. Формальная мотивация это, например, долг. Я должен быть здесь, потому что учитель должен быть на месте, даже когда перерыв у студентов. Вечером я должен читать все эти книги, интересные они или нет это неважно. Нет мотивации на содержание. Просто формальная мотивация.

Хорошая мать должна быть всегда со своими детьми. Нравится ли это вам? Это неважно, я должна быть там. Это формальная мотивация, в этом нет жизни.


Очень много таких мотивов: карьера, охота, амбиции, идеалы, потребности, даже христианские идеалы: должен помогать бедным людям, иначе я не христианин, так написано в Библии. Но хочешь ли ты этого?

Формальная мотивация приходит к нам извне, иногда из религии, из наших собственных ожиданий. Мы можем противостоять этому, столкнуться лицом к лицу и спросить: а хочу ли я этого? Может быть я этого не хочу и пытаюсь соответствовать чужим требованиям или представлениям обо мне. А если это мне не удается, то чувствую себя виноватым. Я не обращаюсь по-настоящему к тому, что я делаю. Я не включаюсь в это и не чувствую ценность своей работы. Это такое ложное включение. Конечно, это должно привести к пустоте, потому что я не получаю ничего взамен.

Третье экзистенциальное правило





Если мы не нацелены на смысл, а делаем вещи только потому, что они полезны, мы не чувствуем ценности, не сконцентрированы на них. Мы не живём полноценной жизнью. Нас не привлекает то, что мы делаем. Но нас толкает вперед то, что это должно быть сделано, это полезно для моей карьеры или для того, чтобы мой муж оставался дома со мной. Во всех сферах нашей жизни мы можем жить под звездой этой мнимой полезности. Это может быть эффективно. Иногда нас будет ждать успех но мы теряем связь с жизнью.

Четвертое экзистенциальное правило


Выгорание и стресс происходят тогда, когда мы что-то делаем без внутреннего ощущения ценности своих дел. Тогда мы проживаем нашу жизнь без самих себя. Это можно сформулировать проще: когда мы живём с внутренним согласием, выгорания не произойдёт. Внутреннее согласие это лучшее лекарство от выгорания.

Пятое экзистенциальное правило


За выгоранием стоит недостаток связей/отношений. Люди теряют связь с самими собой. Они не чувствуют самих себя. Эмоции для них несущественны. Они не дают им выход, они не важны для них.

Когда я не забочусь о себе и о своей внутренней жизни, я не забочусь и о тебе. Тогда, конечно, приходит пустота и раздражительность.


Когда мы имеем связь с происходящим, у нас есть хорошая профилактика выгорания в отношениях не только с другими людьми, но, прежде всего, с самим собой. Когда у меня хорошие отношения с самим собой, я открыт со своими чувствами для другого. В отношениях связано внутреннее и внешнее.



Можно сказать, что выгорание это счёт, который мы должны заплатить, когда мы долго живём без хороших отношений.

Другие последствия выгорания




Рассмотрим теперь другие следствия выгорания. У людей сужается жизнь, они больше не занимаются в свободное время тем, что наполняет их радостью. Они продолжают формальную жизнь. Они смотрят телевизор и переключают каналы каждые 15 минут, потому что они нервничают, когда фильм идёт слишком долго. Появляется большой риск подсесть на алкоголь, курение и транквилизаторы. Они едят слишком много или слишком мало, слишком много чипсов или фастфуда во время работы.

У них постоянно есть проблемы с другими людьми, потому что они не по-настоящему присутствуют для других людей: для детей, для партнёра, для друзей. Они становятся бунтовщиками, что очень показательно. Но они отрицают даже это свое восстание. Они интерпретируют его другим способом. Они не видят тут связи с их собственной жизнью.


Эта нестабильность может также переключиться и на рабочее место. Они постоянно меняют работу. Они думают, что их плохие чувства связаны с конкретным рабочим местом, и надеются, что когда они сменят работу, эти чувства исчезнут.

Потом они становятся более и более болезненными. У них нет никакого пути к отступлению, и они мечтают о смерти.

Основное правило




Мы можем вывести правило. Когда кто-то больше половины времени проводит за вещами, которые он не любит, в которых не участвует сердцем, эмоционально, не чувствует радости от того, что он делает, рано или поздно он придет к выгоранию.


Поэтому жить нужно целостно. Не только на уровне рациональности, полезности, отвечая каким-то внешним запросам и требованиям по отношению к себе, но важно быть связанным со своей внутренней жизнью и сделать себя присутствующим в своей внутренней жизни.

Предупреждение выгорания


Давайте перейдем к практическим вещам. Прежде всего, спросите себя: зачем я делаю это? Это точно моя цель? Почему эта цель так важна? Чувствую ли я, что это для меня важно и это даёт моей жизни смысл? Давайте спросим себя, нравится ли мне это делать. Это хорошо? Чувствую ли я это? Получаю ли я что-то обратно, когда включаюсь в это? Ведь иначе я прихожу к дисбалансу. Я могу готовить с чувством долга, а могу с чувством удовольствия. Если я не чувствую ценности в этом, мне стоит поменять ситуацию. Часто бывают ситуации, из которых сложно выйти. Но гораздо чаще встречаются ситуации, из которых мы можем выйти, но не понимаем этого.

В моей жизни был случай дети иногда говорили мне: нам не нравится, как ты готовишь. Когда это стало происходить постоянно, мы с женой стали менять ситуацию. Хорошо, тогда сами готовьте то, что вы хотите. Это было хорошим решением. Сейчас они очень любят готовить. Они получили свободу и ответственность, потому что они не хотели, чтобы их просто использовали.

Если я больше не чувствую удовольствия от процесса готовки или его ценности, как следствие, мои дети будут постоянно жаловаться. Хочу ли я жить для этого? Это очень сложный вопрос.

Действительно ли я хочу жить ради заработка денег? Конечно, нам нужно какое-то их количество. Но хотим ли мы потратить жизнь, чтобы заработать ещё больше? Действительно ли я хочу жить, чтобы другие думали, что я самый лучший?


Это делает мои ценности относительными, когда я включаю их в горизонт всей своей жизни. Для чего? Нравится ли мне это? Хочу ли я жить для этого? Потому что любое время, которое я инвестирую это время моей жизни. Я поступаю так, как будто я хочу жить для того, что я делаю.



Важность планирования


Чтобы предотвратить выгорание, нужно хорошо обдумывать и планировать все, что я беру на себя. Спросите себя, реалистичны ли эти планы? Я уже не молод, но тоже делаю такие ошибки. Когда я пишу статью, я думаю, что это займёт у меня неделю. Но я знаю себя. Я планирую эту неделю, но оставляю в расписании пробелы, которые можно было бы заполнять в процессе. При планировании важно учесть развлечения, отдых, спорт, сон, отпуск. Психологи и консультанты специально помогают людям улучшить их отдых, рекомендуют прибегать к аутогенным тренировкам, йоге или медитациям по утрам.

Для предотвращения выгорания также важно уметь разбираться с проблемами. Когда мы с ними сталкиваемся, это может быть похоже на грибницу: в разных местах все время растут новые грибы новых проблем. У нас постоянный стресс, постоянное давление. Проблема здесь потому, что она требует нашего внимания. Мы должны что-то с ней сделать. Проверьте свою установку по отношению к работе. Зачем я делаю это? В чём причина? В чём ценность? Попросите о помощи извне. Существуют люди, которые думают, что они всё должны сделать самостоятельно. Это, конечно, приведёт к выгоранию.

Восстановление / лечение




Восстановление можно разделить на три стадии, о которых чуть ниже. Вообще есть очень много литературы о том, каким образом лечить выгорание. Консультанты и психотерапевты прикладывают много усилий, чтобы вернуть людей к жизни, но иногда это бывает очень сложно. Взять, например, пациента, который находится на высокой должности, у него было очень много работы, и вот он прошел четырехмесячное восстановление. Когда такие люди потом возвращаются обратно к работе, существует очень большой риск того, что их отношение к ней будет прежним.

У меня был один пациент, с которым я работал над выгоранием примерно два месяца. Мы начали уже тогда, когда он ушел с работы по болезни. Изначально он даже не мог себе вообразить, что он должен выйти из офиса в шесть часов, а в среду ему нужно работать только полдня, и половина дня у него была свободная.

Через два месяца терапии он понял, что он теперь не ролевая модель для своих коллег. Если он не первый в офисе утром и не последний вечером, или если жёны его коллег видят его прогуливающимся в парке днём в среду, люди не будут ненавидеть его и считать слабаком или ленивым боссом.


Вскоре во время работы с ним мы выяснили, что в детстве его мать воспитывала пятерых детей одна, и он был самым старшим. У неё был маленький ресторан. Это значит, что было очень много работы. Он чувствовал, что если он не поможет ей, семья разрушится. Она выгорит. Таким образом, он помогал, потому что хотел помочь выживанию семьи. Он очень боялся, что мама придёт к нему и скажет: Ты ленивый мальчик. Когда ему было 60, он делал всё, чтобы никто не подошёл к нему и не сказал: Ты ленив. Подобные установки приводят нас к тому, что мы делаем слишком много, исполняя требования.

У таких людей также есть проблемы с делегированием. Очень важно провести границы: это я могу сделать, а это не могу, и мне нужна помощь. Если вы начальник важно помнить про коллег, которые могут помочь. Или я говорю начальнику, что это слишком для меня. И я чувствую самоценность даже тогда, когда делаю меньше. У меня есть предел, граница. Каковы мои пределы? Каковы мои собственные возможности? Что я должен выбрать? Как я могу смотреть сам себе в глаза и смотреть в глаза другим с уважением?

Добавьте частичку себя




Вместо того, чтобы позволить чему-то случиться, нужно в свои потребности, свои мечты, свои цели привнести самого себя. По-английски это звучит как commit (взять обязательства). Это латинское слово, которое значит я пошлю что-то вместе с тем, что я делаю. Что я посылаю, когда я делаю что-то? Я посылаю самого себя. Но я могу послать самого себя, только если у меня есть внутреннее согласие. Внутреннее согласие делает мою жизнь персональной. С внутренним согласием у вас есть гарантия, что вы не придёте к выгоранию.

Почему? Потому что с внутренним согласием у меня есть сочувствие самому себе в ситуации. Это не просто рационально. Это значит, что я чувствую это своим сердцем. И я могу почувствовать, что сейчас этого слишком много. Я чувствую, что я бы хотел отдохнуть. Я чувствую, что я не обязательно должен что-то делать. Мы ощущаем это. У нас есть эта возможность. Мы можем жить в нашей индустриальной постмодернистской культуре без того, чтобы впадать в выгорание. Но только если мы будем уделять внимание тому, чтобы быть людьми, быть самими собой и относимся с вниманием к самим себе.






P.S. Если вы хотите еще немного углубиться в тему, рекомендуем вот эту научную статью Альфрида Лэнгле: "Эмоциональное выгорание с позиции экзистенциального анализа" (pdf).

Отдельно благодарю Екатерину Сушко и Дмитрия Лайуса из Высшей школы экономики за помощь в подготовке данного материала.
Подробнее..

Когда будет термояд 500-мегаваттный проект ITER глазами участника

02.09.2020 16:16:09 | Автор: admin
Если объяснять на пальцах, термоядерный реактор это когда в магнитном поле удерживают плазму с температурой в 150 раз выше, чем на Солнце, а в трех метрах от нее находится охлаждающий контур гигантских катушек с температурой почти абсолютный ноль по Кельвину. По факту получаем самую горячую и самую холодную точки в галактике под одним колпаком. В реакторе два изотопа водорода сплавляются в гелий, высвобождая нейтрон, обладающий огромной энергией. По сути, это Солнце на Земле.


ITER международный проект по строительству опытного реактора мощностью 500 МВт, который официально перешел из стадии строительства на стадию сборки.

Виталий Красильников наш рассказчик, работает на проекте уже семь лет.

Виталий родом из Троицка. Закончил троцикую школу 3 (теперь это лицей), отучился на физтехе в МИФИ, выбрав по примеру отца и друзей семьи тему токамаков, а после работал в научном центре ТРИНИТИ. Откликнулся на интересную вакансию в ITER и в данный момент участвует в строительстве самого большого токамака из когда-либо спроектированных человеком. С конца прошлого года Виталий вместе с коллегами курирует разработку нейтронных диагностик.

В августе при поддержке троицкой Точки Кипения он провел вебинар Когда будет термояд?. Эту статью мы сделали вместе с Виталием на основе его лекции и сессии вопросов ответов, которая за ней последовала.


Итак, давайте поговорим о термоядерном синтезе.

Была такая шутка: в каком бы году вы ни спросили, вам отвечают, что термояд будет через 10 лет. Сегодня эти прогнозы по срокам мы формулируем на основе проекта ITER International Thermonuclear Experimental Reactor (Международного экспериментального термоядерного реактора). Сейчас это знамя, под которым ведутся все основные разработки в данной области.

В пике ITER должен производить 500 МВт ядерной мощности в 10 раз больше, чем требуется для его работы. Это один из самых амбициозных энергетических проектов. Сегодня в нем участвуют семь стран-партнеров, представляющих больше 50% населения планеты: страны ЕС (выступают как единый участник), Китай, Индия, Япония, Россия, Корея и США. Со стороны проект поддерживают Австралия и Казахстан.

Базовые принципы работы термоядерной установки


Для неподготовленной части аудитории сделаю небольшое отступление об основных идеях, заложенных в ITER.

Экспериментальный реактор строится для изотопов водорода дейтерия и трития. Если у обычного водорода ядро состоит из одного протона, то ядро дейтерия содержит один протон и один нейтрон, а ядро трития один протон и два нейтрона. В результате реакции дейтерия и трития получается сложное ядро из пяти элементов, которое разваливается на гелий и нейтрон.


Ядерная реакция дейтерия и трития с образованием гелия и свободного нейтрона

Гелий инертный газ, который ничем не вредит. У свободного нейтрона короткое время жизни, он сам по себе не опасен. Но он обладает большой энергией, поэтому нейтрон необходимо каким-то образом поймать и затормозить, а его кинетическую энергию применить с пользой. Один из вариантов нагреть воду, создать турбину и преобразовать эту энергию в электричество.

Чтобы соединить дейтерий и тритий, их нужно разогнать навстречу друг другу. В больших объемах это можно сделать, нагрев смесь двух газов. Но чтобы реализовать эту реакцию в масштабах ITER (получив заданное отношение затрачиваемой и полезной мощности), по предварительным расчетам, придется нагреть смесь до 100200 млн градусов (по Кельвину или Цельсию уже не важно). Для сравнения: на Солнце всего 10 млн градусов, т.е. температура внутри экспериментального реактора должна быть в 1020 раз выше.

Чтобы удержать плазму такой температуры в замкнутом объеме, можно использовать электрические и магнитные поля.
Один из подходящих инструментов предложили еще в Советском Союзе это тороидальная камера, получившая название токамак.
Термоядерный реактор ITER в разрезе

Токамак представляют собой магнитную катушку, где магнитные поля сформированы таким образом, что удерживают плазму в неком объеме внутри бублика.

Огромные перспективы термоядерного синтеза стоят на трех столпах.

  • Топливо для описанной реакции, по сути, бесконечно, существующих запасов землянам хватит на миллионы лет: дейтерий доступен в Мировом океане, а тритий можно производить в неограниченном количестве из лития.
  • Взрыв или ядерное разрушение в результате неконтролируемой термоядерной реакции невозможны в принципе. Если что-то идет не так, реакция просто затухает.
  • И третий это отсутствие выбросов. На выходе мы имеем гелий, который остается в плазме и подогревает ее, а также нейтрон с большой кинетической энергией, который нужно просто поймать. Сама установка, конечно, облучается нейтронами, но не производит ядерные отходы.

Токамаки строились и раньше, в том числе в России. Но даже самый крупный токамак, находящийся в Англии (Jet), пока потребляет больше энергии, чем производит: сейчас отношение полученной мощности к затраченной от 0,8 до 0,9. В ITER планируют улучшить результаты на порядок, добившись отношения 10 за счет другой физики плазмы, которая должна сама себя подпитывать. Правда, предстоит еще понять, как управлять этими процессами.

С ростом масштабов и температур инженерные проблемы растут нелинейно. Увеличился объем плазмы в два раза катушка нужна в четыре раза больше. Нужны сверхпроводники, которые придется обернуть в некий термос и обеспечить внутри температуру -270 градусов. Все это нетривиальные инженерные задачи.


ITER: диаметр 28 метров, высота 30 метров. Масса 30 тысяч тонн

Вот так выглядит ITER. Токамак размещен в колбе, она называется криостат. Это внешняя оболочка, которая охлаждает сверхпроводники катушек, создающих магнитное поле.
Внутри токамака необходимо создать температуру в 100 раз выше температуры Солнца это будет самая горячая точка нашей Галактики. А снаружи будет одна из самых холодных точек 4 градуса по Кельвину.
Расстояние между самой горячей и самой холодной точками всего несколько метров.

Когда технологии не поспевают за теорией


Практически по всем направлениям разработки ITER мы сталкиваемся с проблемами, которые еще никто никогда не решал.

К примеру возьмем электронику, предназначенную для работы в вакууме и использующуюся для космических целей. Однако у нее нет защиты от радиации, которой в космосе почти нет. Существуют радиационно стойкая сталь и электроника для атомных реакторов, но они неспособны работать в вакууме (таких требований в реакторах просто не было). А значит, нужны новые, устойчивые и к вакууму, и к радиации материалы.

Еще пример нейтронные детекторы, которыми я занимаюсь. Для ITER нам нужно несколько сотен детекторов, по 10 кристаллов в каждом. Нынешними темпами мир выращивает примерно 1050 кристаллов в год, а к 2025-му нужно будет получить около 2000 кристаллов. Этот спрос неспособны удовлетворить имеющиеся установки. Несколько западных лабораторий работают над тем, чтобы доработать технологию.

И подобные примеры можно приводить бесконечно.

Краткая история ITER


Впервые о проекте ITER публично заговорили в 1985 году на саммите в Женеве на пике оттепели международных отношений. США и СССР в лице Горбачева и Рейгана договорились о совместных разработках в области термоядерного синтеза. А крестным отцом ITER, пожалуй, можно назвать Е.П. Велихова советского ученого, который предложил эту идею Горбачеву.


Встреча Рейгана и Горбачева на саммите в Женеве, 1985 г.

Некоторое время достигнутая договоренность существовала в эдаком вакууме, но в начале 2000-х к ней вернулись.

Когда в ноябре 2006 года в Елисейском дворце было подписано соглашение между семью странами-участниками, стало понятно, что проект ITER будет реализован.

Строительные работы на площадке начались в 2007 году. К 2010-му на территории уже вырубили лес, выровняли землю, построили несколько зданий. Начали рыть котлован под токамак-комплекс. На фото видны автомобили и домики. Площадь вырытого котлована размером с городской квартал.



В 2011-м начали заливать фундамент.


Ниже на фото активные сейсмические подставки. Они заменяемые: если одна из них выйдет из строя, специальный робот залезет под здание и произведет замену.


Сверху бетонной плиты специальная противосейсмическая раскладка арматуры, которая будет заливаться бетоном.


Я приехал на проект в 2013 году. Тогда все строительство шло под землей и выглядело примерно так:


С конца 2014 года началось возведение стен над землей. На фото ниже Assembly Building. В него для предварительной сборки будут попадать все крупные компоненты системы, а в здание токамака их перенесут с помощью большого крана.



А это подстанция высокого напряжения и трансформаторы.


В 2015 году Assembly Building обернули во внешние стены.


А это фото 2016 года:


А на фото ниже хорошо виден прогресс с 2014 года по весну 2020-го. Фото сделаны с разных ракурсов, но на них заметны существенные улучшения.



А вот так проект выглядит сегодня:


Здание токамака из бетона со стенами толщиной 1-1,5 м закончили 18 июня 2020-го (металлическая конструкция сверху временная)

Еще несколько фото прогресса. Первый кадр снят внутри токамак-здания. Под этой крышкой будет размещаться токамак ITER. Вдали видно здание сборки и перемещаемый кран.


А это основание криостата. Оно уже установлено туда, где будет собираться токамак.


В начале лета 2020-го проект ITER официально перешел из стадии строительства на стадию сборки. Мы чуть ли не каждую неделю принимаем на стройплощадке большие элементы токамака: катушки, части вакуумной камеры. И это новый вызов. Огромные компоненты предстоит подгонять с точностью часового механизма. К примеру, допуски изготовления вакуумной камеры (30-метровой конструкции весом чуть меньше килотонны) 1 мм. Возможно, оборудование придется подгонять под неточные размеры компонентов.

А параллельно идет постоянное уточнение конструкции, переделка чертежей.
Например, электрики выяснили, что нужно использовать более толстые провода. Те, в свою очередь, не помещаются в трубопроводы, плюс придется увеличивать отверстия в стенах. А значит, вырастет поток нейтронов наружу. Итог: придется разрабатывать более стойкую к радиации электронику.
Есть такая шутка, что каждые два года проект строят заново. Но при этом ни один шаг нельзя пропустить: нельзя восемь лет ничего не делать, включившись только на финальном этапе. Необходимо пройти весь путь от начала и до конца.

Структура проекта


Как я сказал, в проекте семь участников. В соответствии с базовой договоренностью Европейский союз вкладывает 45%, остальные страны по 9%. Вкладывают деньги в центральную организацию на юге Франции. А также оборудование (части установки) и лучшие умы.

На гистограмме ниже показано, как страны-участницы вкладываются в отдельные направления.


Под восьмой аббревиатурой JF, по всей видимости, скрывается доля других стран (Казахстан и Австралия). Это распределение довольно плоское. Направления не разделены между странами, и это осознанный шаг, чтобы знания в каждой из областей не концентрировались в одних руках. Все делают понемногу. Например, Россия отвечает за верхние патрубки вакуумной камеры. Также она делает несколько диагностических систем.


Тут видно, что Россия поставляет катушки тороидального поля, часть диверторов, несколько модулей термозащиты, часть вакуумной камеры

Важный момент, на котором я хотел бы остановиться, это организация процессов в ITER.


В центре структуры генеральный директор ITER Organization, над ним совет ITER, в который входят представители всех партнеров, участвующих в проекте. Правительства стран участниц проекта на схеме показаны зеленым.

Совет управляет всем процессом, диктуя свои решения директору. Тот, в свою очередь, воплощает их в реальность, управляя рядом департаментов. На схеме их всего три, в реальности же их намного больше.

Департаменты общаются с локальными агентствами стран-участниц (иногда их называют домашними агентствами), а те взаимодействуют с лабораториями и индустрией именно они строят компоненты токамака и поддерживающих систем.

Некоторые подсистемы изготавливает ITER напрямую, но большая часть все же проходит через всю цепочку от директора до завода в конкретной стране.

Как видно из схемы, линейное управление проектом отсутствует. Локальные агентства имеют выход на свои правительства, и цепь замыкается. Эта нелинейность важная особенность ITER: в любом вопросе участвуют разные стороны.

Для ITER определено четыре основных этапа.


Таймлайн проекта. Выход на полную мощность запланирован на 2035 год. После система будет использоваться только в научных целях и для обкатки технологий
Так называемая Stage Approach Configuration должна дать первую плазму к декабрю 2025 года. Эту дату установили несколько лет назад, и она не сдвигается, несмотря на коронавирус и политические изменения.
В этой конфигурации ITER будет функционировать всего полгода. Мы называем эту стадию политической плазмой: на малой мощности она поможет нам проверить вакуумную камеру, систему нагрева, магниты. В итоге мы должны понять, что вакуумная камера работает и плазма создается.

Далее начнется досборка тонких систем, в том числе системы нагрева плазмы. По мере сборки запланированы Prefusion power operation 1 и 2 на 2028 и 2032 годы соответственно.
Выход на максимальную мощность в декабре 2035 года. После 2035 года ITER будет функционировать в научных целях еще 10 лет. Планируется 5,5 тыс. разрядов в 500 МВт по 500 секунд.

Вместо итогов


На данном этапе речь не идет о коммерческом производстве электроэнергии путем термоядерного синтеза. Нейтроны не будут захватываться, а их энергия не будет преобразовываться в электричество. Нейтроны будут выходить из установки, и их будут задерживать бетонные стены здания. Частицы будут проникать в комнаты и ячейки, поэтому во время работы установки людей в здании не будет. А механические свойства материалов, подвергающихся постоянной бомбардировке нейтронами, конечно, рассчитывают с учетом планируемого срока эксплуатации установки (полный выход нейтронов за все время работы установки порядка 1021).

В теории есть несколько способов использовать кинетическую энергию нейтронов во благо. Один я уже упоминал нагреть воду и поставить турбину. Второй путь гибридный. Небольшой токамак можно обложить ураном-238 и использовать нейтроны для поддержания реакции распада урана. Масса урана при этом может быть много меньше критической, т.е. взрыва не произойдет ни при каких условиях. Если что-то пойдет не так в такой гибридной установке, реакция просто затухнет. Уран будет работать только за счет того, что его бомбардируют нейтроны, которые появляются, когда идет термоядерная реакция. И хотя такая станция производит радиоактивные отходы, она безопасна не может взорваться.
Но финальная цель это, конечно, чистый термояд, где нет урана и ядерных отходов. Это единственно правильная цель, но путь к ней долгий и сложный. Если ITER выполнит свою функцию и к 20352045 годам ответит на вопрос, можно ли получить выход энергии в 10 раз больше, чем затрачено, мы начнем строить демонстрационную станцию. В лучшем случае к 2050-му она даст ответ, будет ли коммерческий старт у проекта.
Однако двигаться в этом направлении надо. И ITER это выгодная сделка. Каждый участник вкладывает 9%, но получает 100% разработок. По сути, это большой учебный проект для всех стран, который стоит намного дороже, чем любые коммерческие разработки. Но, несмотря на это, проект идет согласно графику и не обманывает ожидания. С каждым годом ему все больше доверяют, а значит, дальше работа должна пойти лучше и быстрее.


Основной этап строительства ITER завершен. Настал черед сборки реактора (фото март 2020-го)

В общем, это будет подарок нашим внукам. О том, как продвигается проект, рассказывают на YouTube-канале ITER Organization.
Подробнее..

Околонаучный бизнес масштабы фальсификаций при публикации научных работ

05.11.2020 14:15:50 | Автор: admin

Речь пойдет о научных жуликах в России и других странах.

Российский сегмент интернета наводнили предложения о быстром увеличении индекса Хирша, помощи в публикациях ВАК, Scopus, WoS, в написании докторских диссертаций. Это мошенники, которые ведут так называемый околонаучный бизнес.

Под катом рассказ Юрия Тарасевича, доктора физико-математических наук, профессора лаборатории Математическое моделирование и информационные технологии в науке и образовании Астраханского государственного университета, о том, кто эти мошенники, каков процент фальсификаций и в чем именно состоит подлог.


В основу рассказа легла лекция, которую Юрий Тарасевич прочитал в астраханской Точке кипения. Видеозапись есть на YouTube-канале Астраханского университета и его собственном канале. Далее ему слово.

Disclaimer: тема очень скользкая. Я не хочу никого оскорбить или обвинить. Рассказ носит теоретический характер, все совпадения случайны, а истории вымышлены.

Неопытный ученый может попасть на крючок мошенников по незнанию. А многие идут на сделку с ними сознательно. Какими бы строгими ни были правила отбора в элитарное сообщество, всегда найдутся проныры, которые смогут эти правила обойти. Это вечная проблема ключа и отмычки.

По оценке Джеффри Билла, ежегодный доход околонаучного бизнеса исчисляется миллиардами долларов.

Только в России рынок фальшивых публикаций в журналах составляет около 50 миллионов долларов (оценка сооснователя Диссернета Андрея Заякина).

Cargo cult

Когда я смотрю на происходящее, мне вспоминается замечательный советский фильм Волга-Волга и один из его главных героев Иван Иванович Бывалов, начальник управления мелкой кустарной промышленности города Мелководска. Этот профессиональный эффективный менеджер руководит фабрикой музыкальных инструментов, но ничего не смыслит в музыке.

К сожалению, мы недалеко ушли от тех времен. Зачастую у руля стоят профессиональные менеджеры, которые превращают все в науку самолетопоклонников (по-английски cargo cult science), как ее назвал нобелевский лауреат Ричард Фейнман в 1974 году, выступая в Калифорнийском технологическом университете. По его терминологии наука самолетопоклонников ориентируется не на внутреннее содержание исследований, а на соответствие деятельности некоторым внешним атрибутам.

Самолет, построенный аборигенами Меланезии около импровизированной взлетной полосыСамолет, построенный аборигенами Меланезии около импровизированной взлетной полосы

Ричард Фейнман говорил: У тихоокеанских островитян есть религия самолетопоклонников. Во время войны они видели, как приземляются самолеты, полные всяких хороших вещей. И они хотят, чтобы так было и теперь. Поэтому они устроили что-то вроде взлетно-посадочных полос, по сторонам их разложили костры, построили хижину, в которой сидит человек с деревяшками в форме наушников на голове и бамбуковыми палочками, торчащими, как антенны. Он диспетчер, и они ждут, когда прилетят самолеты.

Они делают все правильно. По форме все верно, и выглядит так же, как и раньше. Но все это не действует, самолеты не садятся. Я называю это науками самолетопоклонников. Потому что люди, которые ими занимаются, следуют всем внешним правилам и формам научного исследования, но упускают что-то главное, так что самолеты не приземляются (полный текст выступления есть в книге Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!).

Не так давно комиссия РАН по противодействию фальсификации научных исследований опубликовала доклад Иностранные хищные журналы в Scopus и WoS: переводной плагиат и российские недобросовестные авторы (.pdf). Этот доклад был посвящен единственной проблеме переводному плагиату, то есть публикации на английском языке тех статей, которые были уже опубликованы на русском, без соответствующих разрешений и сносок. Я рекомендую почитать этот доклад на досуге. Цитирую:

Более 30 руководителей российских университетов и их подразделений имеют статьи с переводным плагиатом. Всего в российских научных и образовательных учреждениях работают более 1100 человек, причастных к случаям публикации неоригинальных переводных статей. В целом в хищных журналах из изучаемого нами списка более 23 700 публикаций с участием российских авторов.

Объем бессмысленно расходуемых российским бюджетом средств из-за публикаций в хищных журналах, которые могли бы использоваться на содержательные научные проекты, заведомо превышает миллиард рублей (за период индексации соответствующих изданий в WoS/Scopus).

Примерно в 10% случаев статьи в журналах-хищниках опубликованы на деньги научных фондов, таких как РНФ и РФФИ.

Для нашей науки миллиард это огромные деньги. И все это лишь малая доля проблемных публикаций. На самом деле их гораздо больше. О качестве экспертизы проектов и отчетов в наших научных фондах, особенно в РФФИ, можно говорить очень долго, есть множество публикаций на эту тему. Остается только развести руками и вздохнуть. Ориентация на формальные показатели приводит к очень печальным последствиям как для бюджета, так и для российской науки в целом.

Этапы научной работы как должно быть

Научная работа прежде всего состоит из получения научных результатов. Эти результаты должны быть доведены до научной общественности то есть опубликованы. Публикация создает научную репутацию. Продвижение это такой же важный этап научной работы, как и получение самих результатов. Благодаря репутации вам дают финансирование, с которым вы можете получать новые научные результаты. Иными словами, сначала вы работаете на репутацию, а потом репутация работает на вас.

Для получения результатов нужно финансирование, но чтобы претендовать на финансирование того же РНФ, нужно иметь публикации в престижных научных журналах (цитата из прошлогодней конкурсной документации: Руководитель проекта должен иметь не менее семи различных публикаций по тематике проекта в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях, индексируемых в базах данных Сеть науки (Web of Science Core Collection) или Скопус (Scopus), опубликованных в период с 1 января 2015 года до даты подачи заявки).

В каком-то смысле научная деятельность напоминает древний алхимический символ вечного движения уроборос змею, глотающую свой хвост.

Ориентация исключительно на формальные показатели опасна тем, что эти показатели часто меняются. Еще несколько лет назад научная деятельность оценивалась по публикациям из перечня ВАК. Но РАН и Минобрнауки перешли на общепринятую в мировой практике оценку научной деятельности с помощью наукометрических показателей: теперь важны публикации в журналах, индексируемых Scopus. Хотя этот переход был предсказуем еще лет десять назад, для руководства многих организаций, особенно региональных вузов, он оказался шоком.

Научные исследования, как и произведения искусства, должны быть достоянием общественности. Но для этого необходимо проводить эти исследования на мировом уровне, писать по результатам интересные статьи и публиковать их в тех журналах, которые читают. Этот план не такой сложный.

Проводить научные исследования на мировом уровне можно даже в условиях не самой лучшей экспериментальной базы.

Ни одна научная лаборатория мира не обладает полным набором оборудования и специалистов для проведения комплексных исследований. Поэтому коллаборации это норма научных исследований XXI века. Всегда можно найти специалистов, которые заинтересованы в ваших знаниях и опыте, чтобы провести совместную работу на хорошем уровне.

Чтобы писать интересные статьи по результатам исследований, нужно сначала стать читателем прочитать много публикаций в ведущих мировых журналах и понять, что принятый в них стиль представления результатов радикально отличается от того, который привыкли использовать мы. Научиться этому стилю несложно. А если вы будете писать, как принято во всем мире, то ваши работы будут читать.

И наконец, публиковать статьи в журналах, которые читают, тоже несложно. Опять-таки нужно быть читателем. И тогда вы поймете, какие журналы действительно пользуются спросом в мировом научном сообществе. И будете ориентироваться на публикацию в этих журналах.

К сожалению, часто появляется соблазн думать не о самих научных результатах, а о формальных показателях, забывая о том, что последние должны быть побочным продуктом научных результатов.

А поскольку есть спрос на формальные показатели, то есть предложение. Околонаучный бизнес очень разнообразен и способен удовлетворить любые запросы.

Околонаучный бизнес: классификация хищников

В 2017 году в журнале Nature была опубликована статья польских ученых, посвященная проблемам журналов-хищников. Я процитирую эту статью.

Тысячи академических журналов не стремятся к качеству. Они существуют главным образом для извлечения вознаграждения от авторов. Эти журналы-хищники демонстрируют сомнительные маркетинговые схемы, следуют слабым или несуществующим процедурам рецензирования и не обеспечивают научной строгости и прозрачности.

рисунок - scholcomm.bc.eduрисунок - scholcomm.bc.edu

К сожалению, не только журналы-хищники пытаются вытащить деньги из доверчивых авторов. Уловки околонаучных мошенников разнообразны. Любую потребность псевдоученого они охотно удовлетворяют за его деньги.

Мошенники проводят большое количество околонаучных конференций. Как правило, это заочные или веб-конференции, в которых реально никто не участвует. Единственная цель организаторов собрать с людей деньги.

Издают псевдонаучные книги в режиме print on demand (печать по требованию). Такие книги ничем не отличаются от самых обычных препринтов, которые не проходят ни рецензирования, ни редактирования. Еще в 2012 году Рособрнадзор по поводу одного из таких издательств даже разослал письма с предупреждением.

Издание LAP Lambert Academic Publishing не учитывается в качестве официально опубликованной монографии, поскольку издания данным издательством не рецензируются и не редактируются, а отбираются путем массовой рассылки приглашений опубликоваться, при этом публикация осуществляется в одном экземпляре (новые экземпляры печатаются только после поступления соответствующего запроса от покупателя) и в силу этого не может служить свидетельством апробации изложенных в ней научных результатов.

Существуют целые фабрики по производству фиктивных дипломов и степеней. Это отдельная тема, о которой нужно говорить особо. Лучше всего об этом рассказывает Диссернет.

Параллельно есть множество других нарушений, связанных, в частности, с тем, что указываются фиктивные авторы публикаций.

Журналы-хищники

В 2012 году в Nature была опубликована статья Джеффри Билла, который рассказывал о том, как появились журналы-хищники. До 2010 года этой проблемы не существовало в принципе. Она появилась в последнее десятилетие и с каждым днем становится все более острой.

Затем появились издатели-хищники, которые публикуют поддельные журналы, используя модель открытого доступа, в которой автор платит. Эти издатели нечестны и непрозрачны. Они ориентированы на то, чтобы обмануть исследователей, особенно неопытных в научном общении. Они создали сайты, которые очень похожи на сайты законных онлайн-издателей, и публикуют журналы сомнительного и совершенно низкого качества.

Проблема не только в издателях. Ученые тоже виноваты. Многие из них предпочитают неэтичные короткие пути и платят за публикацию. Без мощного спроса этот рынок просто не мог бы существовать. Издатели-хищники процветают только потому, что имеется достаточное количество псевдоученых, готовых платить за публикацию откровенно слабых работ, плагиата или самоплагиата.

Что представляют собой журналы-хищники?

Predatory journals (журналы-хищники) псевдонаучные издания, занимающиеся околонаучным бизнесом и проводящие агрессивную рекламную кампанию. Они публикуют статьи за деньги без качественного научного рецензирования или вообще без рецензирования, хотя декларируют его.

Хочу подчеркнуть, что журналы-хищники используют модель открытого доступа. Что это значит? Обычно в журналах автор не платит ничего, а издержки издательства компенсирует читатель (платит за подписку на весь выпуск журнала или за отдельную статью). Средняя цена одной статьи 3060 долларов.

Подписка очень дорога и не всем доступна. Казалось бы, можно открыть доступ всем, если поменять схему то есть размещать статьи в открытом доступе и предложить платить за публикацию авторам, точнее, университетам и дающим гранты организациям, которые финансируют исследования. И такая схема существует.

Средняя цена публикации в журнале открытого доступа примерно 22,5 тысячи долларов.

Журналы-хищники используют схему открытого доступа и предлагают заплатить авторам сумму в 10 раз меньше. Средняя цена 200 долларов. Так что как только вам предлагают опубликовать статью за эти или даже меньшие во время рекламных акций деньги, должны возникать сомнения, действительно ли это научный журнал. Солидные научные журналы не рассылают письма с подобными предложениями. И цена за публикацию в открытом доступе существенно выше, поскольку предполагается, что платит университет или грантодающая организация.

Журналы, исключенные из WoS и Scopus

На мой взгляд, особое внимание стоит уделить изданиям-хищникам, которые смогли пролезть в WoS или Scopus и задержаться там на какое-то время. Scopus проводит регулярную работу по очистке от сомнительных журналов. Но, к сожалению, попасть в эту базу легче, чем вылететь из нее. Для исключения нужны железные доказательства.

Свежий список журналов, исключенных из базы данных Scopus за нарушение публикационной этики по состоянию на июнь 2020 года есть в открытом доступе (.xlsx). Сегодня в списке 582 издания. Прирост за год с июля 2019 года составил 20 журналов.

В списке оказались названия, хорошо знакомые по публикациям коллег:

  • MATEC Web of Conferences;

  • WSEAS Transactions on (в который входят Biology and Biomedicine, Circuits and Systems, Communications, Computers, Heat and Mass Transfer, Information Science and Applications, Power Systems, Signal Processing, Systems);

  • EPG Web of Conferences;

  • International Conference on (26 наименований).

К сожалению, в список попадают и журналы вполне достойных обществ, например Web of Conferences, который издается Европейским физическим обществом (European Physical Journey). То же общество выпускает целую серию научных журналов по физике. В целом существенная доля сомнительных публикаций оказывается в материалах конференций. Если какие-то журналы, издающие материалы конференций, до сих пор еще не попали в этот список, они имеют реальные шансы там оказаться в 2021 или 2022 годах. Как читатель, я считаю, что стараниями наших соотечественников и ученых из некоторых других стран публикация материалов научных конференций превращается в откровенную свалку. Рецензирование поручают организаторам конференций, а они его либо не проводят вообще, либо проводят, но очень слабо.

Даже если какого-то конференционного журнала нет среди исключенных из Scopus, задумайтесь над реальным качеством публикаций. Стоит ли вообще в этом журнале публиковаться?

Статистика по странам, институтам, публикациям и журналам

По количеству публикаций в журналах, исключенных из Scopus, лидируют страны бывшего СССР, а также страны с не самым высоким экономическим развитием.

Доля статей в исключенных из БД Scopus журналах (20102017 годы)

Лидирующее положение с долей 23% от общего числа публикаций занимает Казахстан. Из всех статей, опубликованных учеными Казахстана в базе данных Scopus, 23% оказались в журналах сомнительного качества, которые затем были исключены из Scopus в связи с постоянным нарушением публикационной этики и размещением статей крайне низкого качества.

Хочу подчеркнуть, что это только верхушка айсберга журналы, которые смогли пролезть в Scopus, но через некоторое время Scopus понял, что это жулики и предъявил железные доказательства того, что в них не проводится нормальное рецензирование или публикуют плагиат.

А сколько журналов еще осталось? Для скольких журналов Scopus пока не смог найти железных доказательств того, что они занимаются околонаучным бизнесом? Сколько подобных журналов в Web of Science? Сколько не индексируются Scopus и WoS, но люди охотно в них публикуются, потому что у них международное название? Предполагаю, что таких журналов в два-три раза больше.

Немного другой разрез бывшие страны Советского Союза.

Рейтинг начинается с Казахстана и заканчивается Туркменистаном самой закрытой страной на постсоветском пространстве. Публикаций очень мало, вероятно, по этой причине и доля публикаций в исключенных изданиях мала.

Россия занимает пятую строку с почти 3% публикаций в журналах низкого качества.

А общая картина выглядит следующим образом. Это БРИКС, а также страны, лидирующие в научном отношении.

У стран, занимающих лидирующие позиции в науке, менее 1% публикаций в сомнительных изданиях. Понятно, что прокалываются все. Где-то недосмотрели, где-то не хватило опыта выявить журналы-хищники.

Я думаю, что 0,17% в США или 0,2% в Великобритании это в первую очередь молодые ученые, которые не сориентировались и попались на удочку мошенников.

Но когда речь идет о 10% публикаций, вряд ли это ошибки. Скорее всего, это целенаправленная политика на размещение статей низкого качества в околонаучных журналах.

Надо отдать должное коллегам из Казахстана. Они довольно быстро увидели проблему и стали с ней активно бороться. И сейчас ситуация по Казахстану гораздо лучше, чем была в 2017 году.

На графике общее число публикаций и число публикаций в исключенных из Scopus источниках по состоянию на февраль 2017 года.

Статистика по КазахстануСтатистика по Казахстану

Ситуация в России

Кто лидирует по количеству публикаций в сомнительных журналах в нашей стране? Когда мы начинали это исследование, я был абсолютно убежден, что в список попадут провинциальные вузы, ведь федеральный университет это организация, которая должна заботиться о своей репутации, в том числе за счет хороших публикаций в самых престижных научных журналах. Зачем ему позориться?

Как я заблуждался!

Число статей в исключенных из БД Scopus журналах по университетам (20102017 годы):

Я советую сравнить этот список с тем, который дает комиссия РАН в докладе Иностранные хищные журналы в Scopus и WoS: переводной плагиат и российские недобросовестные авторы (pdf). Прошло три года, многое ли изменилось?

Статистика выше по некачественным журналам, а комиссия РАН проверяла плагиат, то есть публикацию не оригинальных статей на иностранных языках. Это разные способы жульничества. Но есть ли корреляция? Посмотрите сами.

Вот статистика по одному из провинциальных вузов. Совершенно типичная картина:

  • Всего за 20132016 годы 138 статей.

  • Доля статей в журналах, исключенных из Scopus, 8,7%.

С учетом журналов, которые не входят в Scopus, но являются хищническими, я думаю, что 8,7% можно смело умножать на два, а то и на три.

Это список журналов, в которых были опубликованы статьи. Хотите сравнить его с докладом комиссии РАН (pdf)?

Чуть выше я предполагал, что 0,1 или 0,2% ученых из Великобритании и США, которые все-таки опубликовались в сомнительных журналах, это малоопытные ученые, которые просто попались на крючок хищников. Но посмотрите, кто публикуется в сомнительных изданиях в провинциальном вузе в России.

Оказывается, почти 62% авторов статей имеют статус профессора и выше. Насколько выше, можно выяснить по ссылке

Встает вопрос: а кто же подает пример молодежи? И по какому пути она пойдет дальше?

Виды мошенничества при подготовке научных публикаций

Серьезной проблемой, связанной с публикацией сомнительных с научной точки зрения материалов, является нарушение публикационной этики. К таким нарушениям относятся:

Искажение списка соавторов включение в число соавторов лиц, не внесших вклад в получение научных результатов, или исключение из числа соавторов тех, кто внес заметный вклад в полученные результаты.

  • Нарезка салями искусственное разделение статьи и публикация ее по частям.

  • Фальсификация и фабрикация данных.

  • Плагиат использование чужих идей и данных без ссылок на автора.

  • Многократная публикация одной работы. Имеется в виду многократная публикация не только на одном и том же языке, но и на разных языках. Если при переводе не указывается факт перепечатки, это нарушение публикационной этики. Более того, перепечатка должна выполняться по договору с тем издательством, которое впервые выпустило статью. Перепечатки возможны в ряде случаев. Например, некоторые российские журналы имеют параллельное английское издание. Статьи на русском и английском языках выходят одновременно, но в шапке англоязычных публикаций отмечено, что это перевод, а также указаны данные исходной статьи. Другой пример перепечатка актуальных статей из изданий, ставших раритетными, чтобы открыть к ней доступ для более широкого круга читателей. В этом случае также обязательно указывается, что это перепечатка, и даются данные исходной публикации.

Искажение списка соавторов

Рассмотрим конкретные формы искажения списка соавторов:

Ghost author (автор-призрак, литературный раб) тот, кто внес существенный вклад в работу, но не указан в качестве автора. Для кого-то это очень хороший бизнес люди пишут статьи (об их научном уровне говорить не будем) и продают текст либо напрямую, либо через посредников. Автором указывают человека, который к работе не имел никакого отношения.

  • Gift author (нужный или просто хороший человек) в качестве соавтора публикации указано лицо, которое имеет к работе косвенное отношение, его вклад в получение научных результатов, их интерпретацию и подготовку публикации отсутствует, незначителен или носит чисто технический или организационный, но не научный характер. У нас очень распространена практика, когда в соавторы включают, например, аспирантов, просто для того, чтобы к защите диссертации у них было нужное количество опубликованных работ. Зачастую включают коллег по кафедре, чтобы обеспечить наукометрические показатели кафедры в целом.

За деталями рекомендую обратиться к Elsevier Ethics in Research & Publication.

К сожалению, в отличие от плагиата, который современными методами отслеживается очень быстро и эффективно, найти и доказать нарушение публикационной этики весьма проблематично. Обратите внимание на обезличенные данные по РИНЦ (вместо фамилии указаны идентификационные номера).

ID идентификатор автора, N число публикаций в РИНЦ, C число цитирований из публикаций, входящих в РИНЦ, h индекс Хирша по публикациям в РИНЦ, Cs число самоцитирований, Cc число цитирований соавторами, A число соавторов(источник: Тарасевич Ю.Ю., Шиняева T.С. Наука самолетопоклонников: 40 лет спустя)

У некоего автора 5 тысяч публикаций. У ученых с огромными наукометрическими показателями их в лучшем случае наберется 23 сотни при условии, что они являются руководителями лаборатории или занимают аналогичные позиции. Но сказать, что автор 5 тысяч публикаций был включен в соавторы только потому, что, например является директором института, я не могу. У меня нет никаких оснований это утверждать, как нет и никаких доказательств. Я могу только высказать удивление по поводу того, что человек за время своей научной карьеры опубликовал 5 тысяч статей.

Даже если предположить, что это немолодой человек, и его научная карьера продолжалась 50 лет, это 100 статей в год, то есть две статьи в неделю. Вполне возможно, что существуют люди с такой выдающейся производительностью труда. Но мне очень хотелось бы посмотреть, как они работают, и научиться работать так же эффективно.

Вот еще один конкретный автор и распределение его публикаций в научной электронной библиотеке elibrary.ru по годам.

Источник: Тарасевич Ю.Ю., Шиняева T.С. Наука самолетопоклонников: 40 лет спустя

Число публикаций в год здесь колеблется от 40 до 100 это 12 статьи в неделю. Подчеркиваю, что этот график не является доказательством. Мы не можем пойти в суд и сказать, что человек жулик, который приписывает себя к статьям, к которым не имеет отношения. И я не знаю, каким должно быть доказательство, чтобы его принял суд или научная общественность. Но определенные сомнения возникают.

Инструменты для выявления и предотвращения злоупотреблений

Существует целый ряд систем, которые позволяют отслеживать злоупотребления в этой сфере:

К сожалению, разговоры об этических принципах научных публикаций идут многие годы, но имеют не очень большой эффект. На сайте Ассоциации научных редакторов и издателей (АНРИ) приведен полный список этих этических принципов. Я привожу здесь только те пункты, которые мне представляются наиболее важными: именно они, по моему опыту, чаще всего нарушаются.

17. Требование к авторам самостоятельно предоставлять рецензии на собственные статьи, а также договорное и псевдорецензирование. Данная практика подразумевает отсутствие рецензирования в журнале.

Я буду крайне удивлен, если найдется кто-нибудь в научном мире, кому никогда не предлагали представить вместе со статьей еще и рецензию. К сожалению, эта практика весьма распространена в отечественных журналах. Редакция либо напрямую просит предоставить рецензию, либо не рецензирует вообще.

18. Предложение агентских услуг. Оказание авторам таких услуг, как публикация под ключ, переписка с редакцией от лица автора, доработка агентом статей по рекомендациям рецензента, подготовка платных рецензий.

19. Продажа соавторства, подарочное соавторство, изменение состава авторов. Указание в числе авторов лиц, не внесших интеллектуальный вклад в исследование, является нарушением авторских прав и норм этики, поскольку не только вводит в заблуждение читателей, но и расценивается как мошенничество.

20. Публикация материалов заочных научных конференций.

Это, честное слово, какое-то бедствие.

Мой служебный почтовый ящик просто завален такими предложениями.

Поскольку практика подобных конференций напрямую связана с махинациями и мошенничеством в сфере науки, публикация материалов этих конференций расценивается как неэтичная, содействующая распространению псевдонаучных текстов.

Итак, завершить разговор хочу цитатой из Стругацких, Понедельник начинается в субботу:

сюда в двенадцать часов новогодней ночи, прорвавшись через пургу, пришли люди, которым было интереснее доводить до конца или начинать сызнова какое-нибудь полезное дело, чем глушить себя водкой, бессмысленно дрыгать ногами, играть в фанты и заниматься флиртом разных степеней легкости. Сюда пришли люди, которым было приятнее быть друг с другом, чем порознь, которые терпеть не могли всякого рода воскресений, потому что в воскресенье им было скучно. Маги, Люди с большой буквы, и девизом их было Понедельник начинается в субботу.

Цитата о том, что занятие наукой должно идти от души. Если вы не можете спать из-за мыслей о том, как устроен мир, стоит заниматься наукой. Вы будете заинтересованы в том, чтобы ваши научные результаты были опубликованы в самых престижных научных журналах, чтобы максимально широкий круг коллег их прочитал и использовал в своей работе. Если же вы случайный человек в науке и вас интересуют только наукометрические показатели, необходимые для переизбрания на следующий пятилетний срок, тогда и подходы будут другими. Каждый выбирает свой путь самостоятельно.

Подробнее..

Глубокие нейросети в компьютерном зрении genesis for geeks

20.11.2020 14:23:38 | Автор: admin

Если вы в общих чертах представляете себе, как работает компьютерное зрение, но жаждете деталей, то эта статья для вас.

Распознавание объектов нейросетью на системах NvidiaРаспознавание объектов нейросетью на системах Nvidia

Под катом о том, как работают нейросети, какого рода алгоритмы используются в системах компьютерного зрения и насколько улучшилось качество распознавания за последние годы. А также о сферах применения: от медицины и геологии до транспорта, строительства и безопасности.

В общем все то, что вы хотели знать, но боялись спросить, или не доходили руки погуглить.

Статья написана по мотивам выступления Евгения Бурнаева, кандидата физико-математических наук, доцента центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных, в московской городской Точке кипения и нашей последующей беседы с ним.

Чтобы сократить уровень посредничества, просто передаем ему слово.

Привет! Я занимаюсь deep learningом глубоким обучением нейросетей для компьютерного зрения и предиктивной аналитики. Наша научная группа включает 30 исследователей. Мы активно публикуемся в передовых журналах и много сотрудничаем с индустрией Huawei, Airbus, Bosch, Louis Vuitton, Sahara Force India Formula 1 team.

При упоминании словосочетания искусственный интеллект все начинают вспоминать страшилки вроде Терминатора.

На самом деле искусственный интеллект набор технологий на основе математики, аппаратного и программного обеспечения, который позволяет автоматизировать решение рутинных задач.

Ассоциация математического подхода с нейросетями возникла еще в 40-х годах прошлого века, когда Питтс и Мак-Каллок предложили простейшую математическую модель нейрона. Одновременно появился простой алгоритм обучения. В результате люди нафантазировали чуть ли не человекоподобных роботов. В реальности ни одну из этих фантазий так и не внедрили не существовало технических возможностей. Так наступила, как это теперь называют, первая зима искусственного интеллекта: финансирование сократили, а интерес к вопросу снизился.

Следующий всплеск интереса произошел лишь в 90-х, когда появились вычислительные мощности и новые хорошие математические алгоритмы, которые позволяли решать задачи распознавания и прогнозирования. А в 2014 году технологии распознавания получили буквально третье рождение благодаря тому, что мы научились решать подобные задачи на порядок лучше, чем раньше. Но ассоциация с нейронами сохранилась по сей день.

Технологии шагнули довольно далеко. Но пока еще у систем распознавания есть много проблем. Требуется дорабатывать алгоритмы, чтобы повысить эффективность их работы. Здесь есть где развернуться не только инженеру, но и ученому.

Но начнем с того, как это работает.

Компьютерное зрение

Компьютерное зрение это прикладная область, составная часть искусственного интеллекта.

В теории от компьютерного зрения мы ожидаем возможности имитировать способности человека по распознаванию объектов на фото способности понимать, где текст, где лицо, а где здание.

Учитывая комбинацию распознаваемых элементов на фото, человек может сказать очень многое. Он видит, что небо голубое, флаги не трепещут на ветру, а значит, ветра нет и погода солнечная. Хотелось бы, чтобы системы компьютерного зрения это повторили.

Тест Тьюринга для систем компьютерного зрения ответить на любой вопрос об изображении, ответ на который может дать человек.

Пример обнаружения объектов на фотоПример обнаружения объектов на фотои идентификациии идентификации

Первые алгоритмы компьютерного зрения появились давно. Типичный пример один из самых простых детекторов лиц Виолы Джонса, который отмечает положение людей в кадре.

Работа алгоритма обнаружения лиц в фотокамерах

Этот алгоритм в некотором смысле необучаем (на обучаемости остановимся чуть позже). Ну а в данный момент мы наблюдаем бум алгоритмов, которые основаны на более сложных принципах.

Как устроены системы компьютерного зрения

Цифровое изображение это матрица, где каждый пиксель это некоторый элемент, содержащий число. В случае черно-белого изображения это число от 0 до 255, отражающее интенсивность серого.

Пиксели растрового изображения и их яркость в однобайтной кодировкеПиксели растрового изображения и их яркость в однобайтной кодировке

Для цветного изображения это обычно комбинация трех цветов. Еще в позапрошлом веке первые цветные фотографии одновременно снимали на три камеры в разном цвете, а потом полученные кадры совмещали. И до сих пор цветные изображения часто раскладывают на те же три цвета красный, зеленый и синий.

Построение цветного изображения на заре фотографииПостроение цветного изображения на заре фотографииПостроение цветного изображения из пикселей красного, синего и зеленого цветовПостроение цветного изображения из пикселей красного, синего и зеленого цветов

Поговорим о том, как работать с изображениями, чтобы они лучше воспринимались машиной.

Задача категоризации

Компьютерное зрение позволяет решать задачи распознавания. Фактически это базовая задача категоризации, когда мы устанавливаем для фотографии метки из заранее определенного множества категорий.

Как выглядит базовая задача категоризации изображенияКак выглядит базовая задача категоризации изображения

Эта задача бывает двух типов: бинарная (например, изображен ли на этой картинке человек) и более сложная (к каким типам относится планктон на картинке). Бывает, что одновременно с классификацией объекта мы должны отметить, где он находится.

Виды задачи классификацииВиды задачи классификации

Имитируем распознавание

Предположим, у нас есть картинка. Инженер подошел бы к распознаванию следующим образом: он начал бы проверять, что есть на этом изображении. Например, какие есть объекты, имеющие овальную форму. Для этого он выбрал бы какие-то признаки, которые на объектах овальной формы принимали бы большие значения.

Это искусственный пример, но здесь важно понять принцип. Когда мы посчитаем эти признаки, они поступят на вход классификатора. Если среди них есть те, что принимают большие значения, мы говорим, что на изображении есть определенные объекты и они находятся в такой-то части.

Условная схема решения задачи классификацииУсловная схема решения задачи классификации

Типичный пример классификатора то, что называется деревом решений. Самые простые деревья мы строим в обычной жизни:

Пример простейшего дерева решенийПример простейшего дерева решений

Деревья решений такого типа можно строить и в более сложных случаях. Например, при выдаче кредита, но у них будет очень много узлов, где происходят ветвления.

На практике обычно комбинируют множество деревьев решений, то есть получают ответы с каждого, а потом проводят что-то типа голосования.

При распознавании фотографии (поиске ответа на вопрос, есть ли на фото люди) мы можем применить ровно такой же подход считаем признаки и отправляем их в дерево решений, чтобы получить финальный ответ.

Примеры признаков, которые можно использовать для категоризации фотоПримеры признаков, которые можно использовать для категоризации фото

Признаки и их расчет

Какого типа признаки здесь можно было бы использовать?

На практике изображение делят на части и на каждой проводят локальный анализ. Например, оценивают направления, в которых градиенты изображения меняются сильнее всего, или считают среднее значение для пикселей, которые есть в этом изображении, или вычисляют контуры объектов на изображении.

Все это можно делать в том числе с применением известных фильтров матриц коэффициентов, которые мы прикладываем к изображению, двигаясь по нему слева направо (сверху вниз), через умножение чисел в матрице на эти коэффициенты. Если фильтр устроен определенным образом, на выходе можно получить новое изображение, в котором, например, выделены края:

Другой пример фильтр, увеличивающий высокие частоты (резкость):

А если я возьму такую матрицу чисел, изображение, наоборот, будет размытым:

Классический подход состоит в том, что фильтры строятся вручную исходя из различных математических и инженерных соображений. Основываясь на своем опыте, для каждой задачи человек комбинирует группы фильтров, примерно представляя, что лучше всего подходит в этом случае. Но оказалось, что эти фильтры можно научить.

Что это значит? Представьте, что в фильтрах стоят не готовые числа, а некие заранее неопределенные коэффициенты. Вы применяете эти фильтры к изображению, а потом объединяете этап построения результатов фильтрации и классификацию в единое целое. По сути, вы настраиваете коэффициенты фильтров для конкретной задачи по большой выборке данных так, чтобы качество решения задачи (например, распознавание) было максимальным.

Решение задачи классификации при помощи нейросетиРешение задачи классификации при помощи нейросети

Для настройки коэффициентов требуются: большая выборка данных, много слоев и специальное вычислительное оборудование. Поговорим о каждом из компонентов.

Большая выборка

Прорыв в этой области произошел в 2010 году, когда появился датасет ImageNet, который содержал 10 млн картинок. Чтобы его получить, проделали огромную работу: каждой из картинок вручную присвоили класс объекта, который там изображен.

На сегодняшний день это уже не единственная база размеченных картинок.

Примеры баз размеченных изображенийПримеры баз размеченных изображений

Наличие огромных баз данных, на которых можно обучать коэффициенты фильтров, дало старт развитию систем распознавания.

Многослойность

Предположим, у нас есть изображение. Есть первый слой с каким-то количеством фильтров. Применяя эти фильтры последовательно к изображению, мы получаем новую картинку. После этого применяем к изображению специальное нелинейное преобразование (в нейросетях оно называется Transfer Function передаточная функция), затем другие фильтры, а следом новое нелинейное преобразование. И так далее. Каждый такой этап называется слоем.

Пример последовательного применения фильтров к изображениюПример последовательного применения фильтров к изображению

В итоге получаем такую нелинейную фильтрацию, которая выделяет характерные признаки изображения. В конце этого процесса у нас будет набор коэффициентов. Для одних типов объектов они будут больше, для других меньше. И эти признаки-коэффициенты подают на вход стандартного классификатора.

После создания первой системы, обученной на очень большой базе данных, оказалось, что точность распознавания возросла в несколько раз, в какой-то момент сравнилась с точностью человека и даже превысила ее. Нейросеть такого типа содержит 60 млн параметров это те самые настраиваемые параметры фильтров.

Ниже на гистограмме показано, как со временем эволюционировала точность от 2010-го до 2015 года, а также отмечено количество слоев нейросети, которое необходимо, чтобы достичь такой точности.

Изменение точности и сложности нейросетей с 2010-го по 2015 год (справа налево)Изменение точности и сложности нейросетей с 2010-го по 2015 год (справа налево)

Ошибка классификации 33,5%, и это лучше, чем у человека. Человек распознает с ошибкой 45%.

Говоря о точности, всегда стоит указывать, о какой задаче идет речь. Чем сильнее мы сужаем спектр применений, тем большей точности можем достигнуть.

Качество систем распознавания зависит не только от того, как построена нейросеть, но и от того, как она обучена. Если создатель модели выполнил свою работу некачественно, точность распознавания будет существенно ниже. Правда, это легко проверить. К примеру, можно использовать кросс-валидацию, когда часть обучающей выборки отделяют для проверки работы модели. Этот подход имитирует ситуацию с получением новых данных.

Аппаратное обеспечение

Чтобы подобрать огромное количество коэффициентов, нужно специальное оборудование, которое позволит распараллелить подобные задачи, поскольку обычный CPU решает их последовательно.

Несколько лет назад Nvidia заказала у создателей MythBusters забавный пиарный ролик для демонстрации параллельных вычислений

Речь идет о графических процессорах (GPU), которые изначально создавали для ресурсоемких игр. Их адаптировали под быстрое выполнение матричных вычислений. А нейросети, по сути, у нас и построены на матричных вычислениях, то есть умножениях одной таблицы чисел на другую.

Какие задачи мы можем решить?

Имитируя человека, мы можем на фотографии указать, где находится предмет, и отделить его от окружающих объектов.

Можем ответить на вопрос, какая у человека позиция относительно других тел, и даже спрогнозировать по двумерной фотографии положение частей тела человека в 3D.

Можем отыскать лицо человека.

Обнаружение лица, идентификация, оценка позы, распознавание эмоцийОбнаружение лица, идентификация, оценка позы, распознавание эмоций

Имея априорные знания о движении, можем по позе человека на фотографии предположить, в каком направлении он бежит, или спрогнозировать, куда он будет двигаться далее.

Сопровождение объектов, распознавание действий, оптический потокСопровождение объектов, распознавание действий, оптический поток

Где сейчас используют нейросети

Некоторые из задач, которые я перечислю, можно решать и другими способами. Не надо думать, что нейросети покрывают все. Просто на данный момент это один из наиболее популярных и достаточно эффективных методов решения задач такого типа. Возможно, лет через пять появятся другие, более эффективные в конкретных приложениях архитектуры, которые будут отличаться от классических нейросетей.

А кроме того, есть большое количество инженерных задач, где старые методы, основанные на тех же дескрипторах, могут показывать лучшие результаты, чем нейросети, требующие большой обучающей выборки.

Поиск по картинкам

Все мы пользуемся стандартной функцией поиска объектов на фото в поисковиках вроде Яндекса и Google. На вход мы подаем фотографию. С помощью фильтров нейросеть считывает признаки, характеризующие семантический смысл фотографии (я говорил о них ранее). Далее они сравниваются с признаками фотографий, которые уже есть в интернете (те заранее были подсчитаны и сохранены в виде векторов чисел). Изображения со сходными признаками оказываются семантически близки.

Примеры поисковой выдачи по заданным фотоПримеры поисковой выдачи по заданным фото

Распознавание лиц

По такому же принципу устроено детектирование и идентификация лиц. Это приложение важно для обеспечения безопасности тех же банков.

Ниже реальный пример из презентации одной из компаний. Как вы думаете, правда ли, что в каждом из пунктов на двух соседних фото один и тот же человек? Людям сложно это определить, поэтому возникают ошибки и процветает мошенничество.

Определите, в каком из шести случаев изображен один и тот же человекОпределите, в каком из шести случаев изображен один и тот же человек

Правильно обученные системы компьютерного зрения не ошибутся даже в сложных ситуациях и в условиях плохого освещения. Точность распознавания у них достигает 99%.

Правильный ответПравильный ответ

В западных странах подобные технологии уже активно используют для контроля доступа и рабочего времени.

Социальный протест

Использование нейросетей, связанное с распознаванием лиц, вызывает у обывателей опасения. Вот один из таких заголовков:

Заголовок одного из изданий: Судя по сканирующим мозг каскам, Китай не заинтересован в тайне частной жизни рабочихЗаголовок одного из изданий: Судя по сканирующим мозг каскам, Китай не заинтересован в тайне частной жизни рабочих

В заметке речь шла о том, что в Китае якобы установили в шлемы рабочих сенсор, фиксирующий, насколько человек погружен в работу и какие он испытывает эмоции. Забегая вперед, скажу, что в текущих условиях это невозможно. Но такие статьи появляются, их связывают с искусственным интеллектом, и это вызывает опасения.

Более реалистичное применение камеры в учебном классе, которые оценивают, насколько студенты вовлечены в процесс. Так можно косвенно определить эффективность процесса обучения.

Система оценки вовлеченности обучающихсяСистема оценки вовлеченности обучающихся

Говоря об опасениях, нельзя не вспомнить знаменитую серию публикаций о наличии в Китае системы соцрейтинга, которая мониторит людей и оценивает, насколько они подчиняются правилам.

Фантазии на тему китайского соцрейтингаФантазии на тему китайского соцрейтинга

Насчет китайского опыта существуют разные мнения. Лично я в Китае не жил и не могу описать ситуацию. Но на Западе внедрение подобных систем вызывает социальный протест. Например, некоторое время назад рабочие Amazon жаловались на жесткие рамки учета рабочего времени, прописанные в новой системе мониторинга.

На волне этих протестов некоторые компании и даже правоохранительные органы в городах Америки сворачивают или ограничивают функциональность систем, связанных с трекингом людей и распознаванием лиц. Так что в целом законы о приватности и защите персональных данных работают, то есть опасения относительно нейросетей реально снимать при помощи законодательства.

Модификация фотографий

С помощью подобных нейросетевых моделей можно манипулировать изображениями к примеру, стилизовать фото.

Нейросеть добавляет налет абстракционизмаНейросеть добавляет налет абстракционизма

Нейросетевые модели могут анимировать фотографию или картину, используя видео эмоций другого человека. Лицо с фотографии будет изменять выражение вслед за человеком на видео.

Повторение мимики и жестов при помощи нейросетиПовторение мимики и жестов при помощи нейросети

А эту анимацию делали коллеги из дружественной нам группы Сколтеха.

Анимирование картины при помощи нейросетиАнимирование картины при помощи нейросети

Подобные методы используют при создании фильмов и рекламы.

Физическая безопасность и обучение

Компьютерное зрение активно применяют для обеспечения безопасности, например, чтобы наблюдать за пустой квартирой или контролировать условия труда: ходят ли рабочие в безопасных зонах, носят ли каски.

Система отмечает, что на объекте находятся люди без каски или перчатокСистема отмечает, что на объекте находятся люди без каски или перчаток

Контроль соблюдения скоростного режима на дорогах также может осуществляться с помощью нейросетевых моделей.

Для распознавания госномеров нейросеть не нужна. Но определить тип и модель транспортного средства без нее уже сложноДля распознавания госномеров нейросеть не нужна. Но определить тип и модель транспортного средства без нее уже сложно

Компьютерное зрение активно применяют в качестве элемента более сложных задач, например, в системах дополненной реальности. Хороший пример обучение технического персонала навыкам работы в сложных условиях, когда нужна максимально четкая реакция (тренировки автоматических навыков). Физических установок, реалистично имитирующих окружение для отработки подобных действий, мало или у них нет необходимой функциональности. И отработка навыков в дополненной реальности позволяет решить эту задачу.

Строительство и городское планирование

На гигантских объектах трудно понять, действительно ли строительство идет по плану, поскольку даже нескольким людям сразу тяжело все обойти и оценить объем работ за неделю или месяц. Вместо ручной сверки можно снять видео с дрона, взять данные с лидара (лазерного дальномера, оценивающего расстояние от сканера до точек на поверхности объекта) и по ним уже автоматически оценить, что и где построили.

Контроль строительства с помощью нейросетиКонтроль строительства с помощью нейросети

Компьютерное зрение используют для обработки данных дистанционного зондирования (аэрофотосъемки или съемки со спутника). Типичный пример когда на вход подают огромные снимки, полученные со спутника в разные моменты времени, допустим в конце лета и осенью, чтобы оценить, какие произошли изменения.

Пример обработки данных дистанционного зондирования, в результате которой выделены новые объекты (в данном случае постройки)Пример обработки данных дистанционного зондирования, в результате которой выделены новые объекты (в данном случае постройки)

Так можно выявить незаконные свалки и понять, насколько быстро они растут, или зафиксировать последствия стихийных бедствий: ураганов, пожаров, землетрясений. Сравнив снимки до и после, можно приблизительно оценить количество пострадавших домов и подсчитать потери страховой компании.

Аналогичные задачи есть в сфере городского планирования, а также в оценке населенности и объемов строительства. На картах не всегда есть информация о том, жилой ли это дом, сколько у него этажей, сколько в нем проживает людей. Но эта информация необходима, чтобы спланировать, например, размещение сетевого магазина. Нужно понять, какие рядом с этим зданием проходят людские потоки. И эту оценку можно выполнить по данным дистанционного зондирования.

Выяснить тип дома можно по крыше производственная ли это площадка, жилой дом или офисное здание. Высоту и этажность рассчитывают по тени, которую дом отбрасывает и по данным о том, в какой момент времени сделали фотографию. Так оценивают, сколько в среднем там может жить людей. Для большей части территорий с типичной плотностью населения оценки неплохо совпадают с реальностью. Эти данные важны для компаний, которые занимаются застройкой и развитием торговых сетей.

Пример анализа жилых объектов при помощи нейросетиПример анализа жилых объектов при помощи нейросети

Другой пример сканирование инфраструктурных объектов. Есть множество производственных помещений, чертежей которых не сохранилось. Однако при планировании ремонта или расширения без них не обойтись. Такую задачу можно решить автоматизированно обработав данные сканирования лидаром. Причем это можно делать как изнутри здания, так и снаружи. По этим данным можно воссоздать полную цифровую модель здания, с которой можно делать все что угодно, в том числе планировать ремонт и изменения.

3D-модель промышленного объекта, созданная по результатам сканирования при помощи нейросети. Объем модели нереально огромен: 12 млрд точек. С помощью модели намного проще проектировать ремонт и реконструкцию3D-модель промышленного объекта, созданная по результатам сканирования при помощи нейросети. Объем модели нереально огромен: 12 млрд точек. С помощью модели намного проще проектировать ремонт и реконструкцию

Геология

В нефтегазовой индустрии есть задача оценки, насколько легко нефть проходит через породу и, следовательно, можно ли ее существующими промышленными методами извлечь так, чтобы это было рентабельно. Задача решается через бурение. Для этого делают пробные скважины, из которых достают образцы породы (керн). По томограммам этого керна можно восстановить цифровую модель породы и понять, где в ней находятся поры, а где твердое вещество.

Восстановление цифровой модели породы при помощи нейросетейВосстановление цифровой модели породы при помощи нейросетей

От того, насколько эта порода пористая и как через нее распространяется вязкая жидкость, зависит, насколько трудно будет извлечь нефть.

Анализ прохождения вязкой жидкости через породуАнализ прохождения вязкой жидкости через породу

Медицина

В медицине существует большое количество задач, связанных с обработкой снимков, на которые врач тратит довольно много времени. Например, по снимкам сердца и предсердия надо вычислить их объем. Или по данным сканирования глазного дна понять, есть ли там какие-то изменения, связанные с диабетом.

Пример расчета объема сердца по снимку при помощи нейросетиПример расчета объема сердца по снимку при помощи нейросети

Если врач будет выполнять такого рода работу вручную, она займет много времени. Самое главное, что могут возникнуть ошибки, связанные с тем, что человек, допустим, устал. Чтобы этого избежать, нейросеть выполняет роль советчика. Подобное программное обеспечение уже одобрено минздравами многих стран. Это уже значительный рынок, где методы компьютерного зрения позволяют ускорить работу и сделать анализы более точными.

Подготовка к удалению опухоли мозга локализация речевого и зрительного центров помогает улучшить планирование операции и сократить время на локализацию этих центров во время процедурыПодготовка к удалению опухоли мозга локализация речевого и зрительного центров помогает улучшить планирование операции и сократить время на локализацию этих центров во время процедуры

Выше изображен проект, который мы делаем с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра нейрохирургии имени академика Н.Н.Бурденко. Это так называемая предоперационная картина, в рамках которой необходимо понять, что речевой и зрительный центры в мозге человека не пересекаются с опухолью (чтобы при удалении опухоли их не травмировать).

В обычных условиях человека будят во время операции и электрическим щупом фактически замыкают контакты на мозговой коре, проверяя, что при этом он внятно говорит, может двигать рукой и так далее. От этой процедуры нельзя отказаться, но хочется минимизировать время, которое тратится на такого рода манипуляции. Для этого делают fMRI-скан (фактически последовательность трехмерных фотографий мозга, каждая из которых показывает, в какой части была активность). Обработка этих сканов позволяет достаточно точно определить, где находятся речевой и зрительный центры. Так хирург может заранее спланировать, как лучше удалять опухоль.

Ритейл

Я думаю, многие слышали о магазине Amazon Go. Продавцов там нет. Человек заходит, берет товар. За счет автоматического распознавания товара можно рассчитать стоимость покупки. По выходе из магазина с человека списывают деньги.

Самый первый магазин Amazon Go в Сиэтле (фото: SounderBruce, CC BY-SA 4.0)Самый первый магазин Amazon Go в Сиэтле (фото: SounderBruce, CC BY-SA 4.0)

Схожая система есть для мерчандайзеров она оценивает выкладку. Человек берет смартфон, проводит им по полкам и оценивает, где находятся упаковки, сколько их и какого типа, достаточно ли товара.

Распознавание выкладки товаров по фотоРаспознавание выкладки товаров по фото

Эти приложения активно развиваются не только на Западе, но и в России. Первый магазин без продавцов уже протестировали в Москве.

Автономный транспорт

Типичная задача в этой сфере спрогнозировать положение объектов в трехмерном пространстве по изображениям с камер. Расчет координат центра, угла поворота все эти задачи успешно решаются с применением нейросетей.

Позиционирование в 3D при помощи нейросети, помогающее автономному автомобилю перемещаться в пространствеПозиционирование в 3D при помощи нейросети, помогающее автономному автомобилю перемещаться в пространстве

Кроме того, автомобиль, получив видео некого пространства вокруг себя, может ответить, бывал ли он в этом пространстве, что запечатлел на видео, когда проезжал это же место. Так можно реализовать визуальную навигацию роботизированных систем, помогающую автономному транспорту ориентироваться в пространстве по ситуации.

Визуальная навигация при помощи нейросетей, позволяющая автономному автомобилю точно определить расстояние до окружающих предметовВизуальная навигация при помощи нейросетей, позволяющая автономному автомобилю точно определить расстояние до окружающих предметов

Расширение задачи

Вначале мы определяли компьютерное зрение как возможность ответить на любой вопрос об изображении. Но чем сильнее мы хотим имитировать возможности человека, тем больше нам потребуется разных нейросетей, обученных на большом количестве изображений разных объектов. И в этом мы ощущаем свои пределы. Например, в ImageNet содержится порядка 10 тысяч классов объектов.

Мы можем соединить несколько нейросетей, заточенных под конкретные вопросы, это в какой-то степени уже реализуется в некоторых инженерных системах. Но полностью повторить человеческое описание картинки мы пока не можем.

Ошибки и обман систем распознавания

Создание систем распознавания с использованием современного аппарата нейросетей это просто хорошая технически реализуемая инженерная задача. В базовом варианте она не требует серьезной науки. Но в целом научной работы предстоит очень много, потому что эти системы все еще несовершенны.

Во-первых, их относительно легко можно обмануть. Как пример, ниже приведены фотографии человека с гримом на лице. В определенных ситуациях этот грим может запутать систему распознавания лиц.

Это связано с тем, что системы обучают на выборках большого размера, где присутствуют снимки людей с разной освещенностью, в очках и без них, но фото с таким гримом в этой выборке нет. Поэтому система распознает его как нечто инородное, не относящееся к человеку.

И если обмана или ошибки надо избежать, то рано или поздно разработчики проанализируют ситуацию и поставят соответствующую защиту.

Во-вторых, нейросети такого типа подвержены взлому. Вот один известный пример: к изображению добавляют шум с маленькой амплитудой. Для человека картинка почти не меняется, а нейросеть перестает его распознавать.

Взлом нейросети. Пример смешивания изображений, в результате которого сверточная нейросеть выдает ошибочный результат (источник: spectrum.ieee.org)

Аналогичные вещи можно делать и с физическими объектами, например, добавить посторонние элементы к знакам дорожного движения.

Даже небольшие помехи сбивают с толку алгоритм распознавания (подробности: spectrum.ieee.org)

Система распознает знак неправильно или не распознает его в принципе. Такие же проблемы есть с распознаванием других модальностей, например речи.

Но постепенно ситуация улучшается. Вспомним хотя бы систему разблокировки смартфонов по лицу. Первые реализации были ненадежными: чтобы обмануть систему, достаточно было использовать распечатанную фотографию. Теперь же необходимо создать объемный макет.

Для обмана используют напечатанную на 3D-принтере основу, которую оклеивают фотографиямиДля обмана используют напечатанную на 3D-принтере основу, которую оклеивают фотографиями

Как я говорил выше, точность повышают, расширяя набор обучающих данных и повышая число рассчитываемых признаков.

Мысли про сохранность рабочих мест

Отдельная тема это разговоры про сохранность рабочих мест. Не останутся ли люди без работы после внедрения всех этих технологий? Я полагаю, что проблема не столь катастрофична. Нейросети сокращают одни рабочие места и создают другие связанные с поддержкой и обучением этих систем. Вдобавок они открывают новые рынки, где тоже будет нужна разработка и обслуживание.

Подробнее..

Выделяем ДНК банана в домашних условиях

03.01.2021 12:17:37 | Автор: admin

В анонсах мероприятий, которые проходят в Leader-ID, можно встретить неожиданные вещи. К примеру мастер-класс по выделению молекул ДНК, для которого достаточно оборудования и реагентов, которые есть на любой кухне. Этот эксперимент можно провести вместе с детьми погрузить их, так сказать, в мир биологии и химии.

В основе поста рассказ Юлии Зайцевой, кандидата биологических наук факультета биологии и экологии Ярославского Демидовского университета (ЯрГУ). Если вам удобнее формат видео, оно тут.

Прежде чем мы начнем смешивать ингредиенты, буквально несколько слов про ДНК, ее структуру и роль в биологических процессах. А еще о том, как так вышло, что эту молекулу можно наблюдать невооруженным глазом. Если вы все это знаете, переходите сразу к пошаговой инструкции.

Структура ДНК

С химической точки зрения дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, это длинная полимерная молекула, состоящая из блоков, нуклеотидов.

Каждый нуклеотид включает:

  • остаток фосфорной кислоты,

  • сахар дезоксирибозу,

  • и одно из четырех азотистых оснований.

Эти блоки в ДНК повторяются.

Азотистые основания это гетероциклические органические соединения, производные пиримидина и пурина. В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований. Для удобства их обозначают буквами:

  • аденин (А),

  • гуанин (Г),

  • тимин (Т),

  • цитозин (Ц).

Азотистые основания разных нуклеотидов соединяются между собой водородными связями согласно принципу комплементарности. Аденин образует связь с тимином.

А гуанин с цитозином.

В итоге молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу.

Такая двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии.

Эту структуру ошибочно называют спиралью, но на самом деле это двойной винт.

Роль молекулы ДНК

С биологической точки зрения ДНК макромолекула, которая обеспечивает хранение, передачу и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.

Биологическая информация в ДНК хранится в виде генетического кода, состоящего из последовательности четырех видов нуклеотидов. Так как различаются нуклеотиды только азотистыми основаниями, по основаниям их и называют:

Размер молекулы ДНК

Перейдем к математике посчитаем длину человеческой ДНК.

Общее число нуклеотидов в геноме человека 3,2 миллиарда. Линейная длина одного нуклеотида 0,34 нанометра. Перемножив эти показатели, получаем следующее:

Что суммарная длина молекул ДНК в одной клетке около двух метров (общая длина цепей в двухспиральной молекуле). При этом линейная длина самой клетки всего 30 мкм.

А размер ее ядра, в котором располагается молекула ДНК, еще в несколько раз меньше.

Как же два метра ДНК помещается в клетку, диаметр которой почти в 70 тысяч раз меньше?

За это отвечает механизм особой укладки ДНК в клетке, который называется компактизация. ДНК, как нить, накручивается на катушку из специальных белков гистонов. Катушки сближаются друг с другом, образуя структуру, напоминающую баранки на нитке. А потом эта нитка с баранками-катушками формирует сложные петли.

При такой укладке длина молекулы ДНК уменьшается в 100 тыс. разПри такой укладке длина молекулы ДНК уменьшается в 100 тыс. раз

Если бы мы провели такую компактизацию в макромире, то смогли бы нитку длиной с Останкинскую башню (~500 метров) уложить в спичечный коробок.

Длина молекул ДНК в теле человека

В общей сложности в нашем теле ученые насчитывают около 70 триллионов клеток (своих и чужих тут мы не забываем про микробиом). Наименьшая длина молекулы ДНК 1,5 м.

Если умножить ее на количество клеток, получится, что общая длина цепочек ДНК в организме человека более 100 триллионов метров. Это грандиозная величина! Она чуть ли не в 1000 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца (150 млн километров).

Пошаговая инструкция по выделению молекул ДНК

Для эксперимента подойдет любой растительный материал. Проще работать с тем, что легче измельчить, например мякоть банана.

Чтобы извлечь ДНК из ядра растительной клетки, нам потребуются:

  • ступка с пестиком, дома можно использовать блендер;

  • воронка;

  • стеклянная посуда: колба, стакан, пробирка или любая другая прозрачная емкость, которая найдется на вашей кухне;

  • фильтровальная бумага или марля;

  • хлорид натрия (поваренная соль) 1,5 г;

  • гидрокарбонат натрия (сода) 5 г;

  • весы, позволяющие взвешивать от одного до нескольких грамм; в отсутствие весов для соли и соды можно использовать мерные ложки здесь главное соблюсти пропорции ингредиентов;

  • детергент (лат. detergio стираю) это разновидность поверхностно-активного вещества, которое уменьшает поверхностное натяжение воды и способствует ее проникновению в поры и между волокнами; детергенты помогают отмывать что угодно от грязи; в домашних условиях в качестве детергента можно использовать мыло, средство для посуды или шампунь;

  • дистиллированная вода 120 мл;

  • 95%-й этиловый спирт.

Шаг 1. Готовим буферный раствор

Буферными (англ. buff смягчать удар) называют растворы с определенной устойчивой концентрацией водородных ионов. Проще говоря, pH такого раствора почти не меняется, даже если мы добавляем в него кислоту или щелочь.

Чтобы приготовить буферный раствор для нашего эксперимента, наливаем в колбу 120 мл дистиллированной воды и добавляем в нее 1,5 грамма хлорида натрия. В домашних условиях можно использовать поваренную соль, это, конечно, не химически чистый NaCl, но для нашей миссии подойдет.

Далее взвешиваем и добавляем в раствор 5 грамм гидрокарбоната натрия (дома используем соду).

Если дома не нашлось инструментов для взвешивания 1,5 г соли и 5 г соды, можно приготовить больший объем буферного раствора с сохранением пропорции ингредиентов. В этом случае для последующих шагов берем только часть раствора.

После добавления перемешиваем содержимое колбы до полного растворения.

Если у вас вдруг нет такой замечательной магнитной мешалки воспользуйтесь ложкой (тут был подмигивающий смайл, но модератор его удалил)Если у вас вдруг нет такой замечательной магнитной мешалки воспользуйтесь ложкой (тут был подмигивающий смайл, но модератор его удалил)

Шаг 2. Смешиваем буферный раствор с детергентом

В качестве детергента мы используем средство для мытья посуды. Нам будет вполне достаточно 5060 мл. Добавляем его в буфер и перемешиваем полученную смесь в течение трех минут.

Шаг 3. Подготовка сырья для извлечения ДНК

Мякоть банана тщательно измельчаем до однородного состояния. Дома это удобнее сделать блендером.

Шаг 4. Разрушение клеточных стенок

Полученную кашицу В смысле, к полученной массе добавляем холодную смесь буферного раствора с детергентом.

Тщательно перемешиваем.

Детергент разрушает клеточные мембраны и мембраны ядер клеток. Таким образом, нити ДНК окажутся свободно плавающими.

Шаг 5. Получение молекул в растворе

Разрушив клеточные стенки, удаляем их: для этого фильтруем раствор в течение 1015 минут при помощи воронки с фильтром. В нашем случае мы используем фильтровальную бумагу, но дома можно взять ткань или даже марлю.

Шаг 6. Визуализация

К полученному фильтрату по стенке сосуда под острым углом осторожно приливаем охлажденный в морозилке 95% этиловый спирт, чтобы он не перемешивался с содержимым. Добавляем сколько не жалко. Но в целом количества, равного половине имеющегося в колбе фильтрата, будет достаточно.

Предчувствуя вопрос из зала, скажу сразу нет, водка тут не подойдет.

И вот на границе раздела двух жидкостей мы наблюдаем, как постепенно появляются белые нити ДНК.

Из всех клеточных компонентов только ДНК быстро выпадает в осадок в спирте, образуя видимые глазу белые нити. Все остальные компоненты остаются в водной фазе.

Используя этот метод, можно выделить ДНК из любого растительного материала. На практике хорошие результаты получаются с луком, чесноком, бананами и томатами. В общем, дети будут довольны.

Подробнее..

Беспилотник на практике немного деталей про тестовую машину от StarLine

04.03.2021 14:05:18 | Автор: admin

Практика куда интересней теории. Например, для лидара дым и пар из выхлопной трубы впереди идущего авто аналогичен бетонному столбу, а круиз-контроль, через который логично было бы управлять торможением, не адаптирован к движению задним ходом. И таких нюансов множество.

Ниже небольшой рассказ про устройство беспилотного автомобиля, созданного питерской командой StarLine на базе опенсорсной платформы и цифровой модели дороги.

Мы пошли беседовать с их инженерами потому, что их авто попало в топ-50 проектов Технологического прорыва НТИ, а также выиграло соревнование Зимний город, где машины с автопилотом проходили на время 50-километровую дистанцию на полигоне с городской обстановкой. Другими словами, это не выставочный образец, который сделал три круга по территории Сколково, а реальная обкатка сложной комбинации платформ и технологий.

Начать рассказ стоит с носителя. Автопроизводители не торопятся давать сторонним компаниям API для управления своими машинами, поэтому строительство беспилотника вне стен автоконцерна всегда начинается с реверс-инжиниринга стандартных моделей.

Выбор носителя и навесного оборудования

Чтобы облегчить управление автомобилем, StarLine подбирал легковушку с автоматом, электроусилителем руля и максимальным количеством автоматических систем помощи водителю автопарковкой, адаптивным круиз-контролем, ESP, ABS. Выбор пал на Skoda Superb.

Затем выбрали датчики и органы зрения. Беспилотник ориентируется в пространстве при помощи видеокамер, лидара (для ряда тестов их устанавливали несколько), радара, а также высокоточного приемника ГЛОНАСС/GPS.

Устоявшейся конфигурации всего этого оборудования и мест его размещения на автомобиле пока нет StarLine, как и другие разработчики подобных проектов, экспериментирует.

Сейчас фронтальные, боковые и тыловые камеры установлены в герметичном боксе на крыше и обеспечивают полный обзор по периметру автомобиля. Бокс защищает объективы и электронику от сырости и городской пыли. В зависимости от погодных условий его либо подогревают, либо охлаждают. При этом объективы смотрят на окружающее пространство через толстое минеральное стекло, которое не обмерзает на морозе.

от так выглядит защищенный блок с камерами и датчикамиот так выглядит защищенный блок с камерами и датчиками

Рядом с камерами на крыше оставили место для высокоточного GPS и основного 128-лучевого лидара. Дальность действия последнего всего 100120 м, поэтому по ходу движения его показания дублируют фронтальным четырехлучевым лидаром с дальностью около 300 м. Он позволяет лучше видеть динамические объекты, а заодно обеспечивает резервирование. Для расчета маневров задним ходом и перестроения между полосами сзади установили еще один лидар.

Сколько лидаров ставить

Когда на квалификации конкурса Зимний город из-за сочетания холода и влажности отказал основной лидар, машина доехала до финиша на фронтальном и боковых лидарах, которые на том автомобиле разместили на углах заднего бампера. Они также обеспечивали круговой обзор. Так что эта избыточность уже показала себя с хорошей стороны.

Некоторые проекты беспилотных автомобилей обходятся без лидаров. Но по цифровой модели города без измерения расстояний далеко не уехать. Чтобы позиционировать автомобиль на модели с точностью до 10 см, приходится дополнять данные высокоточного ГЛОНАСС/GPS-приемника результатами лазерной дальнометрии до объектов, зашитых в модели. В теории задачу определения расстояний до характерных особенностей местности можно решить и с помощью стереокамер. Но лидар выигрывает время и существенно экономит аппаратные ресурсы. Он практически мгновенно получает данные о расстояниях до объектов, которые можно использовать и в других алгоритмах.

Не исключено, что уже завтра датчики изменят свое положение на кузове: эксперимент еще не завершен, да и техника развивается. За те пару лет, что существует проект, ассортимент датчиков на рынке стал намного больше, а сами датчики теперь совершеннее.

На некоторые датчики цена упала в десятки раз. Те же высокоточные GPS-приемники еще два года назад стоили порядка 1020 тыс. долларов, а сейчас их можно приобрести за 50100 долларов.

Разработчики уже запланировали замену тех двух лидаров на заднем бампере, которые использовали на Зимнем городе, на конфигурацию из трех: один задний плюс еще два в передних крыльях. Для Зимнего города лидары на заднем бампере приходилось выносить далеко за габариты автомобиля, в то время как монтаж на передних крыльях даст большую плотность облака точек при меньших затратах на монтаж.

Дополнительный лидар на заднем бампереДополнительный лидар на заднем бампере

Появляются как более точные инструменты, так и более защищенное исполнение, адаптированное для применения в автотранспорте. После неудачного опыта с поломкой лидара из-за намерзшего конденсата следующий выбирали уже с учетом результатов тестирования на соответствие IP68. В ответ на такой запрос китайцы прислали видео работы лидара в бочке с водой на глубине 1 м похоже, он подходит для эксплуатации в России.

Управляющая электроника

Основные вычислительные мощности разместили в багажнике. Обратите внимание, что система имеет жидкостное охлаждениеОсновные вычислительные мощности разместили в багажнике. Обратите внимание, что система имеет жидкостное охлаждение

Архитектура системы модульная. Предусмотрели слой железа и софта, специфичный для данной модели автомобиля и предназначенный для взаимодействия с его агрегатами. А всю остальную электронику и алгоритмы разработчики могут применить и на любой другой машине.

Сложнее всего было интегрировать электронику в автомобиль. Казалось, на старте проекта всё продумали осталось только провода подключить. Но без сюрпризов и реверс-инжиниринга не обошлось.

Например, изначально механизм торможения автопилота подключили в качестве эдакого адаптивного круиз-контроля. И все было хорошо, пока не потребовалось научить беспилотник ехать задом. Тут-то и выяснилось, что современный автомобиль не умеет ездить задом на круизе. Пришлось менять логику врезаться в тормозную систему между главным тормозным цилиндром и системой управления ABS, эмулируя сторонним блоком действия водителя. Блок взяли самый простой из всех, что нашли на рынке, от Toyota Prius.

Для решения части задач на уровне взаимодействия с автомобилем, например для работы с цифровыми CAN-шинами, StarLine использует компоненты собственного производства. Конкретно в этом случае использовали единственный в беспилотнике компьютер в автомобильном исполнении с защитой от вибраций и температуры. Он мониторит работу остальных блоков. А вот вычислительные системы автопилота самые обычные с поправкой на резервирование. Разрабатывать под них софт гораздо дешевле и быстрее, а это дает возможность оперативнее проверять гипотезы относительно управления беспилотником.

В системе детекции и классификации объектов, распознавания знаков и сигналов светофоров, предсказания поведения других участников дорожного движения, а также фильтрации данных с датчиков используют пару игровых видеокарт Nvidia 1080Ti.

Электронику собрали внутри рамы из алюминиевого профиля, который прикрепили к кузову через виброгасители. Изначально все это охлаждали воздухом, но так и не решили проблему с отводом тепла из замкнутого пространства. Тогда инженеры перешли на жидкостное охлаждение с дополнительным радиатором снаружи в нише бампера. Теперь антифриз заливать надо не только под капот, но и в систему управления в багажнике.

Цифровая модель дороги

В базовом варианте автомобиль StarLine ориентируется в пространстве, используя точную цифровую модель дороги. Она позволяет упростить алгоритмы управления и сэкономить на аппаратных ресурсах.

Например, необязательно пытаться разглядеть знаки начала и конца населенного пункта вместо этого достаточно опираться на информацию о том, что мы в городе и здесь разрешена скорость не более 60 км/ч.

Техническое зрение с датчиками, камерами и лидарами дополняет цифровую модель, выявляя отличия реального дорожного движения от карты, распознает препятствия, знаки, движущиеся в зоне видимости объекты. Если стоит знак о дорожных работах и полоса перекрыта, алгоритм не даст въехать в огороженную зону.

Чтобы подход с управлением через цифровую модель был применим, эту модель надо постоянно актуализировать. Для этого данные о дорожных работах и других помехах должны оперативно попадать в цифровую модель где-то в облаке, а автомобиль так же быстро получать их. И вот здесь StarLine рассчитывает на процессы цифровизации, которые параллельно идут в городской инфраструктуре. Многие конкурирующие проекты не закладываются на них, но StarLine считает, что эти технологии ближе, чем кажется.

В той же Москве уже внедрили цифровую модель дорог. Этим проектом занимается Мостранспроект.

Любые изменения в организации дорожного движения, вплоть до ремонта водопровода, попадают в эту модель до того, как их начинают осуществлять. И беспилотный транспорт вполне может использовать эти данные.

Оперативно доставлять изменения цифровой модели беспилотнику предполагается через взаимодействие с инфраструктурой V2I vehicle to infrastructure. Хотя готовых масштабных решений V2I в российских городах пока нет, уже работают пилотные проекты, демонстрирующие простейшие сценарии взаимодействие транспортного средства со светофорами для получения информации об их состоянии и рекомендованной скорости движения.

В Питере подобные решения внедряют сразу две компании. Со светофорами одной из них автопилот StarLine уже обменивается информацией. Таких объектов в городе сейчас установлено около десятка.

Глобально же V2X идея обмена информацией между автомобилем и чем бы то ни было находится на стадии войны стандартов. StarLine возлагает на эту идею большие надежды. В городе V2X может сделать беспилотные автомобили агентами оперативного обновления цифровой модели дороги и контроля инфраструктуры.

Если в модели знак есть, а на практике автомобили его не распознают, вероятно, что-то с ним не так: погнут, сломан, занесен снегом. Беспилотник может не только получать информацию о состоянии дорог, но и информировать транспортные службы о проблемах.

А на трассе V2X можно использовать, чтобы уточнить положение автомобиля в полосе на сложных участках. Вокруг трассы у нас традиционно однотипный лес на сотни километров, поэтому беспилотник не может применять методы локализации по окружающим объектам: рядом с дорожным полотном их просто нет. Зато можно использовать объекты RSU (road side unit) с собственными высокоточными GPS-приемниками для трансляции на борт автомобиля поправок позиционирования. При небольшом расстоянии до RSU итоговая погрешность будет минимальной единицы сантиметров.

Платформа и алгоритмы управления

Второй инженер на заднем сидении снимает телеметрию и следит за поведением беспилотникаВторой инженер на заднем сидении снимает телеметрию и следит за поведением беспилотника

В основе беспилотника опенсорсная платформа Autoware. На момент начала работы это был самый развитый проект с открытым исходным кодом, который помог команде погрузиться в тонкости построения подобных систем. Кстати, популярную платформу Nvidia Drive рассматривали, но отвергли из-за недостатка гибкости выбрали легко модифицируемое решение.

По мере развития своего автомобиля команда разобрала Autoware по винтикам и шаг за шагом переписала его, опираясь на тонкости ПДД и результаты собственных испытаний.

На текущем этапе в ПО беспилотника используют ROS поверх Linux. Большинство программных модулей реализуют на С++. В качестве вспомогательного инструмента, например для быстрого прототипирования решений, широко используют Python. Для тестирования применяют Docker-контейнеры. Для хранения пространственных данных геопривязанных облаков точек используют PostgreeSQL. В скором времени StarLine планирует предоставить доступ к этим данным сообществу разработчиков.

Проблемы на практике: когда лидар путает дым из трубы с бетонным столбом

На первый взгляд алгоритм движения по дороге прост. Беспилотный автомобиль следует ПДД буквально. В сомнительных ситуациях, когда опытный водитель на уровне интуиции мог бы спланировать маневр для предотвращения аварии с нарушением (например, быстро перестроиться в соседнюю полосу), беспилотник будет тормозить до полной остановки. Кажется, что все банально, особенно если учесть, что консультируют разработчиков раллисты, хорошо знакомые с физикой процесса. Сложности, как обычно, в деталях.

Беспилотному автомобилю необходимо определять окружающие его объекты видеть с помощью всех имеющихся датчиков их положение и скорость, а также классифицировать, чтобы предсказать движение в ближайшие секунды. Одно из основных требований учитывать погодные условия, т. е. не срабатывать на снег и туман, зато фиксировать потенциально опасные объекты вне зависимости от силы ветра и осадков.

Фото с соревнований Зимний город, где машина StarLine первой прошла дистанцию 50 кмФото с соревнований Зимний город, где машина StarLine первой прошла дистанцию 50 км

Наматывая тестовые часы в Питере, автомобиль StarLine проходит жесткую школу выживания в условиях, когда с утра может быть солнце и 10, а вечером +1 и ливень.

В отличие от солнечной Калифорнии, где тестируют известные зарубежные проекты, здесь то светофор снегом засыплет, то лед на дороге помешает реализовать расчетную траекторию, то неожиданно аквапланирование на лужах подключится. Шаг за шагом это подкручивает и усложняет алгоритмы расчета движения.

В этом году условия позволили разработчикам от души поработать с фильтром снега, и сейчас алгоритм довольно хорошо переваривает сильный снегопад.

Любопытно, что гораздо сложнее оказалось отфильтровать облака выхлопов, которые в морозную безветренную погоду на перекрестке оставляют за собой автомобили. Для лидара это непрозрачные препятствия, из-за которых нельзя начинать движение.

Впервые столкнувшись с такой погодой, автомобиль остался на месте, когда весь поток уехал на свой зеленый, оставив развешенные в воздухе препятствия. Победить это удалось, только дополнив данные лидара изображениями с камер и данными с других датчиков.

Отдельная история учет действий систем помощи вождению, которые есть в современных автомобилях и активируются при езде в сложных условиях. Например, если срабатывает ESP, на низком уровне автомобиль просто не даст увеличить газ, пока не будет сцепления с дорогой. Системе управления надо учитывать этот момент и не пытаться выжать газ на полную. Это знание тоже пришло из практики из экспериментов на грунтовке.

В целом в сложных условиях вождения именно набор датчиков, работающих по разным физическим принципам, обеспечивает уверенное движение. Данные с одних сенсоров работают как инструмент проверки на валидность информации с других.

Простейший пример обход ошибок спутниковой навигации. В Питере, как и в любом крупном городе, есть зоны, где сигнал спутниковой навигации не принимается или принимается слабо. Это тоннели и многоэтажная застройка, а также пятна на карте вокруг военных объектов, где присутствуют радиопомехи в широком диапазоне частот.

Автомобиль фиксирует моменты, когда данные с GPS начинают расходиться с логикой. Для прохода таких участков он применяет алгоритмы, позволяющие определить свое местоположение по окружающим объектам (с использованием цифровой модели дороги), а также считает пройденное расстояние по числу оборотов всех колес использует одометрию. В совокупности с использованием инерциальной навигации и визуальной одометрии с камер это позволяет доехать до конца тоннеля или пересечь локальный бермудский треугольник.

Катаясь по городу в разных погодных и дорожных условиях, StarLine накопил огромный опыт. Сейчас за рулем всегда присутствует оператор, который в любой момент может перехватить управление перерулить алгоритмы беспилотника. Это работает как круиз-контроль на современных машинах. Достаточно совершить любое действие: повернуть руль, газануть, нажать на тормоз и автопилот отключается.

Беспилотник готов ехать в полностью автономном режиме, но только по свободному городу и предполагая, что остальные участники движения соблюдают ПДД. С пробками пока проблемы. Часть водителей творчески трактуют ПДД, поэтому тяжело предсказать, как в следующую минуту будут маневрировать автомобили по соседству. Учить автопилот предугадывать езду по понятиям команда StarLine планирует через machine learning. Нейросети будут обучать на результатах анализа видеозаписей движения. Посмотрим, пропустит ли он после этого наглеца из правого ряда под стрелкой.

В целом проект можно рассматривать как научный эксперимент и обкатку технологий. Но уже к концу года автомобиль имеет шанс проехать по улицам города с пустым водительским сиденьем при поддержке удаленного оператора.

Lexus уже на другой платформе Baidu ApolloLexus уже на другой платформе Baidu Apollo

У StarLine есть второй проект беспилотного автомобиля на базе китайской опенсорсной платформы Baidu Apollo. В отличие от первого, он больше смотрит на камеры, чем на данные лидара и цифровую модель дороги. И практика пока не дает однозначного ответа на вопрос, какой из подходов лучше.

Подробнее..

Шесть самых необычных онлайн-площадок для коммуникации

05.08.2020 16:23:28 | Автор: admin
Для организации онлайн-мероприятий существует много хороших платформ мы о них уже писали ранее. Но все эти вебинары и видеоконференции похожи друг на друга, как серые многоэтажки спальных районов. Когда хочется чего-то необычного, в общение надо впустить немного геймификации.



Мы отобрали шесть нестандартных площадок для встреч на удаленке. Каждую из них оценили на предмет возможности собрать встречи разного формата, удобства подключения участников и возможностей взаимодействия.


1. Онлайн-бары


Этот тип площадок в период самоизоляции вырос как на дрожжах. Типичный онлайн-бар это красиво оформленная страничка, на которой запускается движок видеоконференции. Обычно там есть барная стойка и звучит фоновая музыка-радио. Подборку таких заведений можно найти на onlinebar.pro. Например, StayTheFuckHomeBar. Здесь собираются до 50 человек, видеоконференция разворачивается на сервисе Whereby. Участники встречи расшаривают экран, делятся записями в Trello и документами. Эмоции выражают в чате через смайлики.


Stay the f**k home bar легендарный круглосуточный онлайн-бар, который стал родоначальником проекта StayReal.online с живым контентом

Плюсы таких площадок чуть более раскрепощенная атмосфера, чем обычный ВКС. Для неофициальных встреч, внутренних рабочих обсуждений, небольших митингов в своем круге вполне подходят. Для участия достаточно зайти по ссылке через браузер ничего сложного.

2. SpatialChat


Когда в видеочате участвуют хотя бы 10 человек, одновременное общение невозможно: все сольется в какофонию булькающих звуков. Обычно все сидят замьюченные, а разговаривают 1-2 человека. Совсем не похоже на настоящую тусовку, где народ расходится по кучкам и что-то кулуарно обсуждает. Можно ли реализовать такое в онлайне? Решение этой проблемы нашлось на площадке SpatialChat.

Эту платформу разработали ребята FunCorpLab в 2019 году в качестве простого эксперимента: как перенести дух вечеринки в сеть. Потом она пылилась в репозитории до начала изоляции. Тогда разработчики задумались, как же им общаться друг с другом, и вспомнили про SpatialChat. В апреле 2020 года идею расчехлили, показали на Product Hunt и платформа взлетела: сейчас ей пользуются до 150 тысяч человек ежемесячно.


Одни смотрят видео, другие превратили санузел в переговорку

Основная особенность SpatialChat возможность изменять положение своего кружочка-видеоаватара на общем поле. Чем ближе твой кружок к другому человеку или видео, тем лучше тебе его слышно. Такая простая механика позволяет кучковаться по интересам в рамках одного мероприятия, менять круг общения и персонально мьютить нежелательных собеседников.

На платформе расшаривают видео, картинки, ставят музыку. Существует текстовый чат, но в урезанном виде: сообщения появляются на пару секунд и пропадают все как в настоящем разговоре. Сколько человек может вместить SpatialChat? Разработчики заявляют, что 10 000, пока же самое большое мероприятие собрало 600 человек.


Совместный просмотр онлайн-трансляции можно оформить под виртуальный концертный зал

Эта площадка хороша для организации онлайн-встреч, где важен нетворкинг участников. На ней хорошо вести форумы с несколькими одновременными сессиями и семинары, где учащиеся работают в группах.

Больше всего по вкусу SpatialChat пришелся японцам, которые просто фанатеют от всевозможных Zoom-вечеринок.


Обычно они делят пространство на несколько зон: основной круг общения, круг родственников, туалет, курилка и, перемещая себя, показывают, что их отвлекли родственники или они просто отошли ненадолго.

Для подключения к конференции достаточно браузера Google Chrome. Из минусов: для демонстрации презентаций или файлов придется расшаривать свой экран, так как загрузить презентацию на площадку невозможно.

3. Mootup


Что если дополнить обычные видеоконференции элементами виртуального пространства? Так решили разработчики Mootup и создали виртуальные 3D-комнаты для проведения ВКС в Zoom, Teams, Slack, Bluejeans и Webex. Причем подключаться можно как через ПК или мобильник, так и с помощью VR-гарнитуры.

Существует несколько типов виртуальных комнат: офис, коворкинг, школьный класс, конференц-зал, переговорка и выставка. Перед заходом в комнату вы создаете свой персональный аватар, примерно как в The Sims.


Каждый участник может настроить свой аватар: выбрать пол, цвет и длину волос, одежду, внешность

В комнате вы можете оглядываться по сторонам и перемещаться по голубым кружкам. Аватарам доступны девять разных движений: поднять руку, похлопать в ладоши, пожать плечами и т.п.


Кликнув на другого пользователя, можно добавить его данные себе в контакты


Во время видеоконференции участники расшаривают свой экран на дисплеи внутри комнаты. Доступно голосовое общение, текстовый чат и приватный текстовый чат

Бесплатный доступ ограничен количеством участников до 5, а также временем сессии до 40 минут. Платный доступ позволяет создать свой дизайн комнат и разместить в них 3D-объекты из библиотеки семплов.


На экран можно выводить видео с собственной веб-камеры. И почему бы не добавить рядом с экраном бонсай?

Плюсы площадки: 3D-пространство, подстроенное под тип мероприятия, интеграция с несколькими ВКС-платформами. Здесь проводят встречи разного формата и масштаба, хотя проблема у кого-то включен микрофон остается.

Перемещение по заранее расставленным зонам выглядит довольно примитивно, зато аппаратные требования невысокие: все работает через браузер.

4. AltSpace VR


Вообще, в теме с виртуальными мирами что-то есть. И следующее интересное место площадка AltSpace VR. Оно заточено под использование VR-гарнитур, но поддерживает и 2D-режим для пользователей ПК. Чтобы запустить платформу, придется установить толстый (500 МБ) клиент через Steam.


Демонстрационная среда позволяет познакомиться с базовым набором возможностей

Внутри ждет немного мультяшный виртуальный мир, в котором пользователи выглядят как забавные человечки. Посетители организуют мероприятия в готовых локациях либо строят свой собственный мир. Для развлечения участников можно добавить простенькие игры: дартс, шарики. Веб-страницы и свои презентации на Slides.com участники выводят на присутствующий в комнате большой экран. И да, громкость звука здесь, как и в SpatialChat, зависит от расстояния до источника звука.


Обстановка может быть не только офисной

Интересная фишка площадки возможность фотографировать все вокруг и даже делать селфи. Для частных вечеринок это может быть востребовано. Плюсы площадки: хорошо проработанный мир с некоторыми интерактивными объектами, разные пространства для проведения разных типов мероприятий. Основные минусы: необходимость загрузки толстого клиента и общая несерьезность обстановки.

5. Virbela


Эта платформа предлагает виртуальную среду, заточенную не просто под проведение мероприятий, но и под полноценную офисную работу. Дизайн более строгий, но присутствуют приятные бонусы в виде возможности поиграть в мяч (есть даже большое футбольное поле) или покататься с друзьями на катере.


Конференции можно проводить на берегу моря

Но главное здесь аудитории для семинаров и больших мероприятий. Они удобные и функциональные. Посетители могут сесть на любой свободный стул и приблизить любой экран либо просто крутить головой по сторонам и разговаривать с соседями. И да, у вас есть возможность замьютить особо разговорчивого соседа.


На экраны участники выводят свои презентации и другую информацию

Проведение мероприятий комфортно для организаторов: можно заранее загрузить презентации и видео, повесить на стены билборды. Гостей можно рассадить по приватным зонам, так что соседние группы не будут друг друга слышать. Все это расширяет круг возможных форматов мероприятий.


Места для отдельных рабочих групп

Существует даже такой формат пространства, как виртуальный офис компании: с кабинетами, рабочими местами, переговорками и конференц-холлом. Если для работы нужен только браузер, можно трудиться прямо из мира Virbela.

Аватары в этом VR-мире человекообразные, с возможностью тонкой настройки. У аватара есть семь предустановленных движений, выражающих эмоции: от пожимания плечами до победного танца.


В Virbela тоже можно создать персональный аватар выбрать костюм, прическу, обувь и даже часы

Virbela подойдет для организации развлекательной вечеринки на пляже и для проведения форума на тысячу человек, для всего есть свои фишки. Основной недостаток платформы необходимость загрузки толстого клиента на 5001000 МБ.

6. Minecraft


А что если провести мероприятие не в каком-то специальном пространстве, а прямо в популярной игре? Недавно Вышка (НИУ ВШЭ) провела в MineCraft конференцию по играм в виртуальной копии своего кампуса, а Большой драматический театр им. Г.А. Товстоногова поставил в этой вселенной первый спектакль.


Президиум на одной из сессий

Здесь речь не о каких-то международных общедоступных сервисах майнкрафтовской песочницы под каждый ивент организаторы разворачивали на собственных серверах модифицированную версию игры. Внутри игрового пространства они перестраивали часть зданий и добавляли собственные игровые механики, а также программируемые шоу.


Зал практически битком (ограничение накладывала сама платформа)

Движок MineCraft позволяет реализовать самые смелые идеи, но в то же время такой проект трудозатратен. Разворачивать свой игровый сервер чисто для онлайн-пати или рабочих встреч станут только отъявленные активисты.

Придется попотеть и над организацией трансляций внутри игры. ВШЭ, например, для этого использовала Discord. Что интересно, ивенты начинают проводить и в других игровых вселенных. Так, недавно американский репер Трэвис Скотт устроил музыкальный концерт в игре Fortnite. Если так дальше пойдет, ждите большие конгрессы в Fallout 76 и приятельские вечеринки у костра на Кордоне в Stalker. Гитара прилагается.

Сводная таблица онлайн-площадок






Что дальше?


Поиск необычных способов онлайн-коммуникации натолкнул на мысль, что люди в онлайн-общении хотят оставаться людьми: проявлять эмоции, выбирать круг общения, показывать свой статус и свою индивидуальность. Кое-что из этого виртуальные миры могут дать уже сейчас, и совсем скоро смогут все.

Разумеется, это не полный список платформ. Мы брали только те, которые казались нам интересными или необычными. Поэтому, например, мы пропустили тот же Mozilla hubs. А какие интересные платформы и места для онлайн-общения попадались вам? Поделитесь в комментариях, мы обязательно их посмотрим и протестируем самые необычные и полезные для организаторов мероприятий.



Также вам может быть интересно:
Сравнение семи популярных платформ для вебинаров и конференций
Проба еще 5 платформ для вебинаров
Подробнее..

Перевод Актуален ли PHP в 2021 году?

28.01.2021 18:09:16 | Автор: admin

Фокус внимания давно переместился с PHP на JavaScript и Python. Тем не менее у него выходят новые версии, а тесты производительности говорят о неплохом прогрессе. Насколько актуален PHP сегодня? Под катом размышления разработчика, который продолжает отдавать ему предпочтение.

Краткая история PHP

PHP разработал Расмус Лердорф в 1994 году. Лердорф создал набор скриптов, которые отслеживали посещения его онлайн-резюме, и назвал их Personal Home Page Tools (инструменты личной домашней страницы). Со временем название превратилось в PHP Tools. Он пополнял этот набор новыми инструментами, а потом решил переписать их: добавил взаимодействие с базами данных и многое другое. Так набор превратился во фреймворк.

Дальше эти инструменты продолжали эволюционировать в еще более сложные примитивы, а после публикации кода в open source в 1995 году число пользователей стало расти заметно быстрее. Если вас интересуют подробности этой истории, вы можете найти их на официальном сайте PHP.

Последняя версия языка сейчас PHP 8.0.

А что не так с PHP?

Уже долгие годы этот язык мишень для критики. Люди справедливо упрекают его за проблемы в работе, особенно старые версии. Лердорф разрабатывал PHP как язык шаблонизации, а не как полнофункциональный язык программирования. Поэтому у него есть ряд недостатков, которые сильно усложняют поддержку и разработку крупных приложений.

Слабая типизация

Лично мне в этом языке не нравится слабая типизация, позволяющая сочетать разные типы и выполнять их неявные преобразования. Рассмотрим такой пример:

echo "1" + 3;echo 1 + "3";echo "1" + "3";

Результатом этих операций будет число 4, то есть в контексте оператора сложения язык преобразует числа в строке в целочисленные значения. В некоторых случаях это может оказаться желательным или позволит сэкономить пару строк кода, но чем больше становится проект, тем сложнее будет поддержка.

В поздних версиях языка начали появляться предупреждения о подобных странных и недопустимых операциях, то есть они признаны устаревшими или скоро ими станут.

Отсутствие пространств имен

Поддержка пространств имен была добавлена в PHP в версии 5.3. В более старых проектах приходилось создавать собственные типы пространств имен, в основном при помощи добавления пространств имен к названиям классов и методов. Из-за этого приходилось использовать повсюду абсурдно длинные имена.

В проектах, разработанных в предыдущих версиях, часто можно встретить классы наподобие Payments_Provider_Processor_Provider_SomeExternalServiceProvider, хотя его можно было бы просто назвать SomeExternalServiceProvider. В большинстве случаев это приводит к созданию раздутого кода и усложняет его чтение и разбор.

В более поздних версиях языка таких проблем нет.

Противоречивые функции стандартной библиотеки

Не буду говорить, что стандартная библиотека языка плоха, но она могла бы быть и получше. Язык довольно сильно совершенствуется, однако первым версиям стандартной библиотеки, на которые до сих пор ссылаются и поддерживают для обратной совместимости, не хватает целостности. Хоть это и небольшая проблема, она означает, что многие функции стандартной библиотеки имеют разные правила наименования, имена и порядок аргументов. Все это усложняет выявление их значений по умолчанию и поведение.

Вот некоторые примеры противоречивости наименований в строковых методах из документации:

  • strpos(string $haystack, string $needle, int $offset = 0): int|false: находит позицию первого вхождения подстроки в строке;

  • strsplit(string $string, int $length = 1): array : преобразует строку в массив;

  • explode(string $separator, string $string, int $limit = PHP_INT_MAX): array: разделяет строку по граничной строке.

Три разные функции: одна с префиксом str, вторая с префиксом str, а третья без префикса. Аргумент $string является первым для str_split, но вторым для explode. Вы можете изучить все строковые методы в документации этому паттерну следует множество функций, то есть среди них нет особого единообразия.

Суперглобальные переменные

Это больше относится к личным предпочтениям я ненавижу использовать глобальные переменные, а следовательно, и суперглобальные. Когда находишь какие-то старые самодельные проекты, особенно высока вероятность встретиться с печально известными переменными типа $SERVER или $REQUEST. Не поймите меня неправильно: иногда они очень полезны и время от времени их нужно использовать. Однако для безопасного использования этих значений первым делом нужно инкапсулировать их в многократно используемые классы. Если этого не сделать, то взаимодействие со значениями или внесение изменений в крупный проект будет очень сложной задачей, ведь с этими значениями связано множество скрытых зависимостей.

И что хорошего в PHP?

Язык на многих произвел плохое впечатление, но за последние годы он сильно улучшился. Благодаря релизу PHP7 язык модернизировался, в его основе появилось множество приятных особенностей, повысились скорость работы и удобство пользования.

Type hints

Это один из моих любимых способов модернизации старого кода на PHP: использование необязательных type hints, выполняющих преобразование типов, а также обеспечивающих документацию кода. Рассмотрим простую функцию:

function isValueSomething($value) {}

Если добавить type hints, код станет таким:

function isValueSomething(string $value): bool {}

Просто увидев сигнатуру функции, мы понимаем, что она ожидает строковое значение и вернет булев-результат. Можно добавить, что здесь полезно было бы применить правильное наименование, однако эти type hints гарантируют, что значения будут именно указанных типов и предоставляют IDE возможность автодополнения и статического анализа с предупреждениями и другими полезными вещами.

С версии 7.4 PHP позволяет задавать и типизированные свойства для классов:

class Person {    public string $firstName;    public string $lastName;    public int $age;    public ?string $job;}

Это означает, что у объектов Person будут строковые имя и фамилия, возраст в integer и допускающая пустое значение строка для должности. Чем больше классов тем полезнее эта возможность.

Улучшения синтаксиса

В поздних версиях PHP появилось много синтаксических улучшений:

  • стрелочные функции: fn ($x, $y) => $x + $y;

  • оператор объединения с неопределенным значением: $value = $array['key'] ?? 'default value';

  • присваивание с неопределенным значением: return $cache['key'] ??= computeSomeValue('key');

  • расширение массивов: $first = ['a', 'b']; $second = ['c', 'd']; $final= [$first, $second];

  • именованные аргументы: array_fill(start_index: 0, num: 100, value: 50);

  • разделитель числовых литералов: 299_792_458

Помимо синтаксических он содержит возможности для комплексных улучшений.

Constructor promotion

Взгляните на класс Person:

class Person {    private string $firstName;    private string $lastName;     protected int $age;    public ?string $job;    public function __construct(        string $firstName,        string $lastName,        int $age,        ?string $job    ){        $this->firstName = $firstName;        $this->lastName = $lastName;        $this->age = $age;        $this->job = $job;    }}

Вместо этого избыточно многословного кода PHP 8 поддерживает возможность написания такого кода:

class Person {    public function __construct(        private string $firstName,        private string $lastName,        protected int $age,        public ?string $job    ){}}

Удобно, не так ли?

Nullsafe-оператор

Этот оператор существовал в некоторых других языках наподобие JavaScript, но PHP его не поддерживал. Взгляните на код, который я взял из документации PHP:

<?if (is_null($repository)) {    $result = null;} else {    $user = $repository->getUser(5);    if (is_null($user)) {        $result = null;    } else {        $result = $user->name;    }}

Именно так писали логику в старых версиях PHP для учета проверок на null. Новый nullsafe-оператор позволяет свести это к такому коду:

$result = $repository?->getUser(5)?->name;

Разве не великолепно?

Объединенные типы

Хоть для меня это и не самая любимая штука, она все равно ценна в случаях, когда уже есть несколько возможных типов без type hints. Объединения позволяют определять в качестве вариантов несколько типов значений. Благодаря объединениям становится работающим вот такой код:

function doSomething(int|string $value): bool|array {}

Обычно наличие нескольких возвращаемых типов сигнализирует о возможности улучшения кода, однако предыдущие версии PHP вообще не позволяли задавать в таких случаях типы, поэтому это все равно усовершенствование.

Производительность

У меня нет четких данных для сопоставления производительности с другими языками, но по сравнению с предыдущими версиями скорость работы кода PHP заметно выросла. В дополнение к рывку, сделанному PHP 7 по сравнению с PHP5.6, все последующие релизы вносили улучшения, и эта тенденция продолжается. Проведенные Phoronix бенчмарки демонстрируют, что последняя версия PHP8 в три с лишним раза быстрее PHP5.6. В посте по ссылке выше есть подробные тесты, так что их стоит изучить.

В дополнение к этим бенчмаркам Kinsta также провела реальные испытания с WordPress. Вот результат для WordPress 5.3.

Точные цифры замеров таковы:

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 5.6: 97,71 запросов/с

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 7.0: 256,81 запросов/с

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 7.1: 256,99 запросов/с

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 7.2: 273,07 запросов/с

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 7.3: 305,59 запросов/с

  • Результаты бенчмарка WordPress 5.3 с PHP 7.4: 313,42 запросов/с

Пока в эти бенчмарки не включен PHP 8, однако видно, что даже версия 7.4 способна обрабатывать в три раза больше запросов по сравнению с 5.6, и это серьезное улучшение.

Вывод

В целом PHP за последние годы значительно улучшили, и с ним стало удобно работать. Я профессионально пишу на Golang, PHP и Python, но больше всего опыта у меня в PHP, поэтому я могу быть пристрастен. Однако, по моему мнению, PHP нашел идеальный баланс между гибкостью и поддерживаемостью.

В нем есть необходимые инструменты для реализации безумных вещей, гибкая система типов, позволяющая постепенно улучшать легаси-код, он достаточно быстр для большинства применений, его продолжают совершенствовать, а еще у него потрясающее сообщество open source.

Тем, кто разочаровался в PHP при работе с более старыми версиями, я рекомендую дать этому языку еще один шанс. Возможно, он вам все равно не понравится, но я считаю, что многие изменят свое мнение, беспристрастно взглянув на новую версию.


P. S. А еще хотел напомнить, что на нашей платформе каждую неделю проходят полтора-два десятка бесплатных мероприятий, связанных с IT и программированием. Не все они так же хардкорны, как доклады на конференциях Олега Бунина и JUG.ru, хотя попадаются темы и для продвинутых. Например, летом мы делали расшифровку доклада сообщества JUGNsk из новосибирской Точки кипения Project Panama: как сделать Java ближе к железу. И это был классный рассказ.

Подробнее..

Хочу в геймдев 27 ответов от 8 профи

17.06.2020 16:18:48 | Автор: admin
Это материал для джунов, которые хотят устроиться в геймдев. Восемь директоров дают советы: с чего начать, как вести себя на собеседовании, как на собеседованиях оценивают кандидатов, что делать, если нет нормального портфолио, нужно ли высшее образование, есть ли стажировки и многое другое.




Перед вами сухая выжимка советов и другой полезной информации с круглого стола, проведенного в конце мая через нашу площадку Leader-ID Высшей школой бизнес-информатики НИУ ВШЭ. В рамках поддержки своих обучающих программ они собрали экспертов и расспросили их про то, как джуну попасть в геймдев.

Кто давал советы и делился опытом:
  • Константин Сахнов (Kallist) совладелец издательства JustForward и игровой продюсер;
  • Михаил Кузьмин Marketing Director в TinyBuild;
  • Олег Доброштан директор по развитию и обучению в 101xp;
  • Сергей Волков HR Director в 1C Game Studios/1C Entertainment;
  • Алина Мудрая СЕО Values Value;
  • Роман Васильев Co-founder & CEO платформы inGame job;
  • Владимир Пранов Head of HR в Vintersaga;
  • Вячеслав Уточкин (viacheslavnu) директор образовательных программ по игровой индустрии ВШБИ НИУ ВШЭ.




Главный вопрос: сколько будут платить джуну?


Роман Васильев привел данные с ежегодного зарплатного опроса на inGame job.
Вот как выглядит медианная зарплата новичков по направлениям:



Лучше всего с зарплатами для джунов в локализации, аналитике и менеджменте, а замыкают список DevOpsы.

А вот медианная зарплата новичков по странам:



Где искать вакансии


Владимир Пранов: В Фейсбуке по запросу геймдев легко найти много интересных групп, где выкладываются вакансии, делятся новостями люди из индустрии, и можно выложить свое резюме. Еще есть платформы inGame Job и Talents in Games, где можно регистрироваться в качестве кандидатов, создавать резюме, откликаться, писать сопроводительные письма и пытаться найти работу.

Что должно быть в резюме



Это инструкция от Values Value. Подробнее тут

Алина Мудрая: Резюме должно быть структурированным, коротким (не больше одной страницы), не быть пестрым: черный текст, белый фон. Семейное положение может быть важно для работодателя, но демонстрировать вы его не обязаны. Называть файл с резюме лучше по своему имени и фамилии.

Олег Доброштан: Лучше менять резюме под требования конкретной вакансии, указывая требуемые навыки и ключевые слова, чтобы оно отвечало на вопросы работодателя. Достаточно указать три предыдущих места работы, при этом нерелевантный опыт лучше отбросить. Слишком частая смена мест, скорее всего, создаст о вас негативное впечатление. Также нужно отразить четыре-пять пунктов обязанностей, два-три пункта достижений и реальную роль с конкретным проектом.

Ошибки при создании резюме и на собеседовании


Владимир Пранов:
  • Слишком длинное и нерелевантное резюме.
  • Резюме с недостаточным количеством информации о задачах, достижениях и платформах.
  • Еще одна ошибка не посмотреть, с каким проектом (жанр, монетизация) и в какой компании соискатель собирается работать.
  • Очень важно правильно сформулировать желаемую зарплату, не продешевить, не переоценить себя.


Роман Васильев: надо выполнять все тестовые задания, так как они подскажут, в каком направлении развиваться, и дадут немного опыта. И дедлайны в тестовых проваливать не стоит, ведь это указывает на будущее отношение к работе. Не выпивать перед собеседованием, не подлизываться к работодателю, не пытаться набиться в друзья и не ругаться нецензурно.

Какое образование нужно


Владимир Пранов: Значимость образования для устройства в геймдев-компанию зависит от должности. Для программистов куда важнее скилы, опыт и портфолио проектов. Для геймдизайнеров также существенны знания и навыки, которые можно получить.

В целом иметь высшее образование необязательно: может хватить и курсов, которые и ценятся в геймдеве больше, потому что дают необходимые скилы в четкой и сжатой форме.


Учиться, впрочем, надо всегда. Это расширяет кругозор и дает новую информацию. Важно знать теорию и отрабатывать ее на практике. Например, чтобы создавать и редактировать игровые механики, требуется хорошо владеть математикой, и, хотя она на образовательных программах подается просто, это может мотивировать часть обучавшихся изучить ее подробнее.

Роман Васильев: Многие руководители смотрят на образование не как на корочку, а как доказательство целеустремленности и способности к обучению соискателя, потратившего время на серьезную учебу.

Образование дает не только знание, но и контакты и связи, необходимые для трудоустройства. 75% студентов программы Менеджмент игровых проектов находят работу либо в процессе обучения, либо после окончания, не имея опыта работы в геймдеве.

Что делать, если нет опыта


Михаил Кузьмин: Если у соискателя не было опыта в геймдеве, он, скорее всего, попадет на начальные позиции вне зависимости от того, чем он раньше занимался. Кроме программистов фронтенда и бэкенда: для них ограничений не существует. Чем лучше вы понимаете свой желаемый карьерный путь, тем скорее сможете по нему двигаться, и выйдет это у вас за год-три в компании об этом узнают на собеседовании и дальше смотрят, насколько вы подходите. Для успешного старта нужна большая наигранность в самых разных жанрах, которая выражается в том, что вы знаете рынок, можете про него рассказать, и желание много работать, поначалу даже немного механистично. Первичные профессии: Q&A, техподдержка и иногда все, что с приставкой джуниор, если уже где-то подучились или есть релевантное портфолио.

В tinyBuild часто просят у геймдизайнеров ссылку на открытый Steam-профиль (или другую платформу), который может многое сказать о соискателе и его понимании жанров.

Английский важен, хотя и не обязателен для стартовых позиций. Но надо уметь базово переписываться.

Иногда от резюме почти ничего не требуется: покажите мотивацию и готовность муторно работать руками.


Стартовые позиции зависят от компании, иногда достаточно горящих глаз.

Даже если проект не вышел успешным, все равно его лучше иметь в портфолио. Это будет означать, что соискатель столкнулся с большинством проблем в процессе разработки и смог довести работы до конца.

Стажировки в геймдеве


Алина Мудрая:
Стажировки востребованы в IT и медиа, но не в геймдеве это занимает очень много ресурсов компании.


В геймдеве каждый сотрудник либо делает точечные задачи, либо обучает. А компании приходится платить и за то, и за другое, часто не встречая в ответ благодарности.


Алина Мудрая СЕО Values Value

Олег Доброштан: Игровая индустрия в России молодая, так что пока стажировки вряд ли будут распространены. Также играет роль то, что геймдев не похож на энтерпрайз: нельзя заключить контракт на многие годы вперед и стабильно работать.

Во многих компаниях, например 1С Games и 101XP, начальные позиции как раз и выступают как стажировки.

Что может оттолкнуть в кандидате


Сергей Волков: Если есть отторжение или симпатия к определенной монетизации и жанрам, это важно. Негативно влияют на впечатление о соискателе жалобы на работодателей обычно этот признак совпадает с признаком смены работы каждые полгода. Также токсичность может проявляться в нюансах, и удаленка никак ее не скрывает. Вдобавок репутация быстро расходится по индустрии.
В целом же важна честность сотрудника.


Сергей Волков HR Director в 1C Game Studios/1C Entertainment

На собеседовании или обсуждении проекта с издателем


Константин Сахнов: Очень правильная идея задавать вопросы. Важно узнать детали, например, сколько денег издатель выделит на продвижение, если речь идет о поиске издателя. А если ищете работу, то стоит поинтересоваться, какие модели проектного управления в компании приняты и какие есть варианты карьерного развития. Если вы подготовились, узнали много о компании или издателе, придумали вопросы это характеризует вас с лучшей стороны. А если компания или партнер не может ответить на ваши вопросы, это, скорее всего, плохой признак.


Константин Сахнов совладелец издательства JustForward и игровой продюсер

Михаил Кузьмин: Издателю лучше демонстрировать амбиции и конкретные цели. Еще стоит посмотреть портфолио издателя. Необходимо четко понимать, зачем вашей игре издатель: вы ищете деньги, портирование на другие платформы или что-то другое. Выпуск инди-игр только на ПК издателя уже не интересует. Издатель предпочитает выпускать игры на всех платформах, а хорошо, если еще и на мобилке, и очень хорошо, если на всех одновременно.

Совет про питчинг (презентацию проектов)


Константин Сахнов: Часто встречающаяся ошибка начинающих разработчиков пытаются придумать сложную концепцию. Лучше сделать что-нибудь попроще, хотя амбиции это хорошо.

Михаил Кузьмин: Есть примеры успешных кейсов у свежесобранных на энтузиазме команд. Black Skylands игра с очень красивой рисовкой, которая разрабатывалась на редко используемом движке. TinyBuild подписались на проект, дали денег, помогли с арендой офиса в Москве. Автор доукомплектовал команду, перенес игру на Unity (потому что игру будет проще портировать на различные платформы), и они сейчас ее допиливают.

Кто такой геймдизайнер и чем отличается от продюсера


Константин Сахнов: Геймдизайнер проектировщик: человек, который способен в своей голове продумать игровые фичи, механики и знает, как их потом воплотить. Геймдизайнер пишет технические задания подробные описания механик и фичей, и благодаря таким описаниям другие сотрудники могут реализовывать придуманное. Если должности геймдизайнера и продюсера отдельные, то как раз продюсер легитимизирует проект: дает видение игре и задает вектор движения всей команды, а геймдизайнер воплощает его идеи заставляет механизм крутиться и отвечает за то, чтобы игра была интересной.

Как придумывают игровые механики


Константин Сахнов: Все, что мы придумываем, мы осознанно или неосознанно копируем из природы или из произведений других авторов. Можно использовать эту методику открыто и последовательно.

Например так: посмотреть всех конкурентов будущего проекта, выписать все их идеи, трансформировать и привнести что-то из других платформ или старых игр. Идеи можно черпать из реальной жизни или книг, перенося действия в виртуальность.

Есть и другой способ: скопировать что-то и убрать какой-то элемент.
Самый простой вариант расширять свое сознание и кругозор и активно смотреть вокруг себя. Важнее всего не пытаться перенести какие-то игры целиком на другие платформы.

Удаленка и офис в геймдеве


Олег Доброштан: В геймдеве можно работать удаленно, но это зависит от должности и частоты коммуникаций, ведь коммуницировать удобнее и быстрее вживую. Будущее, вероятно, за смешанной моделью: офисы начнут становиться меньше, а возможностей оставаться дома будет больше.


Олег Доброштан директор по развитию и обучению в 101xp

Алина Мудрая: Для удаленщика очень важно умение озвучивать проблемы, ведь очень трудно понять человека, не видя его эмоций. Процессы могут работать, а вот душевные переживания сложно считать. Также необходимо уметь и быть готовым обсуждать вопросы и проблемы.

Очевидна тенденция перехода многих компаний на удаленку: многие организации, которые раньше не были готовы рассматривать сотрудников на удаленную работу, сейчас стали не столь строги.

Константин Сахнов: Есть и такой формат удаленная работа с редкими встречами с командой. Если рассмотреть такие примеры, становится очевидно, насколько важно организовать процесс подключения нового сотрудника к удаленной команде. Например, в Playrix с этим все прекрасно.

Если геймдев супермечта


Михаил Кузьмин: Не стоит романтизировать геймдев. Это такая же работа, как и остальные. Отличий всего два: игру нужно сделать веселой, а иначе не продастся, и цикл разработки тут существенно короче, чем у компаний, создающих что-то для бизнеса. Впрочем, геймдев приносит удовольствие и работающим в нем.

Профессиональное выгорание в геймдеве


Олег Доброштан: От выгорания может помочь отдых или занятие спортом. Если жить и работать как в сериале Lets dance, выгорание не создает больших проблем.

Про шансы, перспективы и трудоустройство


Сергей Волков: Хотя часто выглядит, особенно по рассказам бывалых, что геймдев негостеприимный, что на пути новичка полно преград, случается, что компания и кандидат находят друг друга, и тогда сотрудничество получается взаимовыгодное и приятное.

А еще учтите, геймдев это надолго. Вырваться отсюда сложно: очень сильно затягивает драйвом, интересными задачами, играми. Многие, ушедшие на более высокооплачиваемые должности в другие сферы, возвращаются даже на меньшую зарплату и позицию, лишь бы назад. А еще здесь никогда не будет скучно: индустрия очень подвижная, тренды постоянно меняются.

Олег Доброштан: Геймдев про творчество, хотя и много всякого приходится делать, не связанного с этим. А выстреливают игры, сделанные пусть и по лекалам, но все же творчески организованные. Не забывайте в процессе менеджмента творцов в себе.

Однако и менеджмент ценен важно учиться общаться и не ждать, что какой-то работодатель просто так возьмет. Впрочем, геймдев просто так вас не отпустит, возьмет к себе и вы будете счастливы.

Вячеслав Уточкин: Будет прекрасно, если спустя несколько лет у вас появится чувство, что приняли правильное решение и стали заниматься тем, что приносит исключительное удовольствие и финансовую стабильность.

Владимир Пранов: Вот тут есть прекрасная библиотека для разработчиков игр книги, курсы, статьи, подкасты, группы и лекции по геймдеву великолепная подборка.

Роман Васильев: Бояться не надо, надо пробовать. Иногда стоит откликнуться на вакансию, ведь не все требования там ключевые. В любом случае это лучше, чем не сделать ничего.
Подробнее..

Как мы собрали 4 тысячи кандидатов на 32 вакансии и прокачали 952 человека, а потом нашу методику забрали университеты

03.07.2020 14:20:11 | Автор: admin
Как выяснилось, поиск работы может представлять собой увлекательную командную игру, причем играть в нее можно не только ради финального трудоустройства, но и чтобы выявить в самом себе скрытые таланты и лидерские качества.

Изначально у нас была гипотеза, что играть в нее будут в основном вчерашние студенты или те, у кого маловато опыта. Но на практике в списке участников попадались директора, профессора и много других людей, кто уже устроен в жизни. Зачем они это делали? Хороший вопрос. Частичный ответ что не все решается должностью или деньгами.



Под катом разбор нашего весеннего кейса, который может оказаться интересным эйчарам больших компаний и тем, кто ищет не просто работу, а свое призвание.


Почему связка соискательрезюмерекрутер устарела


Мир соискателей и работодателей находится в постоянном движении. Первые оттачивают свои резюме, желая найти достойную работу, реализовать и развить свои таланты, получить заслуженное вознаграждение и, конечно, продвинуться по карьерной лестнице. Вторые проводят бессонные ночи, высматривая среди миллионов предложений таких сотрудников, которые понимают задачу и не срывают дедлайны.

Последнее слово всегда остается за работодателем именно он делает конечный выбор. И в этом есть некоторая несправедливость по отношению к потенциальному работнику.

По большому счету, все, что может сделать кандидат, чтобы заявить о себе, составить резюме и надеяться на то, что работодатель каким-то чудом разглядит между строк сухой анкеты перспективного сотрудника.


К сожалению, работодатель не телепат, а потому часто оценивает кандидатов интуитивно и очень-очень субъективно. В этом вопросе даже опытный эксперт по кадрам может ошибиться в оценке, не приняв во внимание личностные характеристики кандидата. Попадает, скажем, специалист в общую упряжку, и вдруг все его положительные качества становятся незаметными.

И тут дело совсем не в том, что в резюме соискателя таланты были приукрашены. Просто этот соискатель, например, потенциальный лидер, и его место во главе команды, а на любых иных позициях он будет неэффективен.


Вторая проблема, которая стоит на пути успешного найма, проверка профпригодности. Ведь одно дело заявить о своих навыках, а совсем другое доказать их на деле.

Главная идея оживить кейсы


Чтобы помочь выстроить оптимальные отношения между соискателем и работодателем, мы попробовали решить несколько сложных задач.

  • Найти ответ на вопрос: как проверить потенциал кандидата на вакансию? Нередко сам соискатель неверно определяет свои сильные и слабые стороны в этом нужно ему помочь.
  • Подавая свою анкету в кадровое агентство, человек может как переоценить, так и недооценить свои способности. Как же понять, что он может на самом деле?
  • Ни один современный проект не делается в одиночку. Поэтому очень важно знать, способен ли кандидат эффективно справляться с поставленными задачами совместно с другими людьми.


Поразмыслив, мы пришли к выводу, что дать ответ на эти важные вопросы можно лишь одним способом посмотрев кандидатов в деле (эта мысль от кэпа дает нам шанс взглянуть на все по-новому).

Очевидно, нам нужна некая среда, где человек мог бы подтвердить заявленные профессиональные навыки, таланты, а также продемонстрировать личностные качества в командной работе.


А еще было бы отлично, если бы эта система способствовала быстрому продвижению перспективных претендентов внутри этой тестовой среды. В итоге несколько лет назад мы создали первую версию нашего кадрового конкурса Открытый отбор.

В чем фишка


Первый Открытый отбор мы провели в 2012 году. Основная идея состояла в том, чтобы создаваемое рабочее окружение для соискателей было максимально приближено к реальным боевым условиям. Кандидаты попадали в рабочую среду с заданиями, поэтапным планом сдачи проектов и, самое главное, командой единомышленников. С последними приходится находить общий язык, проводить мозговой штурм, искать конструктивные решения, спорить, уступать, если нужно мотивировать.

До этого года все отборы были очные. Участники подавали заявки, а потом приезжали туда, где проходил основной этап. Мы подозревали, что теряем на этом самых лучших кандидатов, у которых все отлично, и нет стимула бросать все дела и лететь на конкурс.

В этом году по известным причинам мы не могли провести Открытый отбор в офлайновом режиме. Мы перезапустили весь конкурс с нуля, перенесли все в онлайн, ввели новые сценарии, написали Телеграм-бота. Возможно, именно по этой причине установили рекорд по числу участников на конкурс пришли больше четырех тысяч человек. Как тебе такое, коронавирус?

Новый формат состоял из трех этапов и шел полтора месяца. Стартовали мы 2 марта, а подводили итоги 20 апреля.

  • Первый этап, 30 дней. Участники регистрировались, писали свои кейсы, оценивали чужие кейсы, проходили онлайн-курсы и тестирование.
  • Второй этап 24-часовой командный марафон в Телеграм. Сюда прошла только треть участников из 1251 человек сформировали 104 команды. Эти команды должны были продемонстрировать свои способности коллективного решения кейсов как если бы проводился хакатон. Никаких многочасовых созвонов в Зуме работа кипит в привычном мессенджере, где бот раздает задания, принимает ответы и оценивает активность.
  • Третий этап индивидуальные собеседования. Второй этап прошли 952 участника именно они попали в лидерборды в порядке личного рейтинга. Работодатели смотрели на эти списки, на индивидуальные результаты, и приглашали людей на встречу. Кстати, интересный эффект: когда конкурс прошел и итоги подвели, с просьбой подобрать сотрудников обратились те работодатели, которые не участвовали на старте. Так, IT-фонд из Ульяновска запросил людей на 6 вакансий, которых не было среди исходных 32.


В процессе командного марафона кандидатам нужно было выбрать одно из 9 технологических направлений: образование, дроны, автомобили, нейротехнологии (рынки НТИ, например AeroNet для тех, кто разрабатывает и использует беспилотники), придумать идею проекта, сделать презентацию для инвесторов и сверстать лендинг.

Потенциал каждой группы можно было разглядеть уже с самого начала. Массив данных, которые мы получили после второго этапа, позволил нам построить кучу интересной инфографики. Выяснилось, что те, кто не тратил много времени на знакомство и быстро проходил этап подготовки презентации, в два раза быстрее справлялись с лендингом своего проекта. А в целом затраченное командами время выглядело так:



А вот так мы отобразили число активных участников в чатах:

И за низкую активность снижали командам баллы.

Финалисты боролись не за конкретные вакансии, а за группы


Обычный кадровый конкурс напоминает кота в мешке: принимая его условия, каждый участник делает выбор в пользу конкретной должности. Существует риск, что этот выбор не оправдает надежд не сложатся отношения с работодателем, изменятся предпочтения или именно эта конкретная вакансия будет занята. В Открытом отборе мы поступили иначе.

Похожие вакансии мы объединили в треки. Трек это направление, которое требует от кандидата конкретных знаний и навыков: знания законов, рынка образования или принципов маркетинга. Получилось 12 треков с 36 вакансиями. Участники могли спокойно работать со своими кейсами, и лишь на последнем, третьем, этапе конкурса они выбирали вакансию, которая им по душе.




Кто участники


В сравнении с аналогичными отборами, проводимыми ранее, география участников расширилась. Нынешний Отбор охватил 76 регионов России, а больше половины всех заявок на участие в конкурсе было получено из Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Ростова-на-Дону и Казани.

Самому младшему 16 лет, он подавал заявку на бренд-менеджера, а самому опытному 69, он выбрал вакансию руководителя образовательных программ. Для сравнения: в прошлом Отборе разброс в возрасте составил всего 20 лет, и самому старшему члену команды было 48.

Изначально мы полагали, что основной целью участия будут те самые вакансии. Однако некоторым участникам Открытого отбора предложения по работе были не особо и нужны. Многие из них уже состоялись в своей области как специалисты. Возможность пройти этот челлендж эти люди рассматривали скорее как способ получить новый опыт и подтвердить свою компетенцию.

В составе команд были профессора, психологи, руководители компаний, студенты, преподаватели. Например, Андрей Корабельников доктор наук, профессор. Разрабатывал научные и образовательные проекты. Основал три стартапа. В Открытом отборе был в команде EduTechPlace, где отвечал за технические решения проекта и поиск инноваций.

Руководитель команды Дмитрий Козырев. В свое время занимался подготовкой массовых социальных мероприятий в Санкт-Петербурге, изучал психологию и основы психоанализа. В данный момент директор мебельного онлайн-магазина. Цель его участия в Отборе, с его же слов, поиск стартовой площадки для ввода новых социальных инициатив. Иначе говоря, человек искал, куда еще направить энергию.

Кейсы: реорганизация Почты России и Marussia motors


Каждый участник работал над своим кейсом, и, хотя это были в большинстве случаев гипотетические задачи, участники получили удовольствие от поиска решений. А отдельные проекты вышли за рамки конкурса.

Так, например, во втором туре Отбора участники одной из команд превратили свое задание в реальный технологический стартап, ориентированный на рынок корпоративного обучения. Всего за десять с половиной часов они придумали, как разработать универсальную и общедоступную обучающую платформу виртуальной и дополненной реальности. По их мнению, эту идею можно использовать для подготовки и переподготовки инженеров.


Пример работы в очках смешанной реальности Microsoft HoloLens 2

Когда они рассказали, какие конкретные шаги сделали после финала конкурса, чтобы запустить свой проект, мы решили, что этот опыт пригодится тем, у кого есть идея стартапа кстати, и сделали о них отдельную статью в Дзене.

Были и другие интересные задания, над решением которых участникам Отбора приходилось ломать голову. Например, как осуществить реорганизацию холдинга, в который входят Почта России, Marussia motors и Московский инновационный кластер? Еще одна задача: предложить образовательную программу для членов правительства. Нужно было разработать концепцию этой программы, продумать состав спикеров, которых надо пригласить и тех, кого нельзя приглашать ни в коем случае, а под конец следовало оценить, во сколько это удовольствие обойдется.

Забавно было наблюдать и за тем, как еще одна команда с Отбора решала задачу с интересным кейсом разработки комнат будущего. Конкурсанты должны были дать четкий ответ: какие технологические решения в нее точно войдут, а каких не будет никогда. И еще: как обеспечить пропускную способность 1 млн человек в год. Большинство сделали ставку на технологические новинки, гаджеты, умный дом, экологичность и кастомизацию под посетителя. Комнату даже предлагали разместить в Московском метрополитене. Казалось, участники предусмотрели все! Деревянная мебель, звуки природы, бла-бла-бла. Но комментарий эксперта возвратил воодушевленно настроенных романтиков на землю: Все как положено, AR, AI, big data и прочее Люди, где ТУАЛЕТ?!!

Система оценки без баллов


Чтобы не слить конкурс и не сделать его похожим на сухой кадровый отбор консервативными методами, нам пришлось перестроить механику оценивания кандидатов. Никаких цифр, только бинарная система оценок да или нет. Командные и индивидуальные рейтинги мы назвали лидербордами.


Карточка команды 56: состав, статистика, активность

Мы также решили добавить провокационную фичу и дали участникам возможность оценивать чужие кейсы. Мы сообщили в условиях конкурса, что за объективную оценку конкурсанты получат дополнительные баллы. Как именно будет определена объективность, по совпадению с мнением экспертов или другими участниками, не сообщили. В итоге нововведение не проявило худшие стороны человеческой натуры. Ни один из кандидатов не постарался возвысить свой рейтинг, опустив конкурента. После подсчета голосов оказалось, что мнение участников почти совпало с экспертной оценкой и отличалось лишь на несколько процентов.

Что касается второго этапа Открытого отбора, то здесь мы также не стали усложнять подсчет оценки и поэтому оставили лишь два главных критерия, по которым можно было сделать объективный вывод о проделанной работе: эффективность команды и ее сплоченность.

Разумеется, нарекания в сторону системы оценивания были. И все же можно считать, что принцип оправдал себя, ведь недовольство отдельных участников было вызвано скорее их местом в рейтинге, а не подходом к выставлению баллов. Мы взяли на вооружение полученный опыт и, когда конкурс закончился, использовали его для двух новых сервисов.

Личное мнение


Отбор мы делали не только для решения задачи найма. Когда я сама искала свою самую первую работу, я поступала так же, как и большинство молодых амбициозных студентов. По сто раз заполняла бумаги, из последних сил придумывала себе хоть какие-то заслуги. Очень долго соображала, что писать в графе Опыт, когда его толком не было. И на полном серьезе каждый раз писала новое сочинение на тему Почему я хочу работать у вас.

Серия неудачных попыток устройства тогда больно ударяла по моей самооценке. Думаю, что отчасти по этой причине Открытый отбор принял именно такие формы, к которым мы пришли сейчас.

Для множества участников конкурс стал своеобразным социальным лифтом: дал возможность засветиться самым толковым и уверенным в себе, получить связи, набрать команду для собственных проектов.

Случись мне в те времена попасть на подобное мероприятие, не уверена на все сто, что я смогла бы завоевать тот самый желанный оффер (все-таки конкурс приличный), но зато после конкурса пришло бы понимание, куда нужно двигаться дальше, круг знакомых расширился бы, а в карму опыта добавились бы драгоценные баллы.


Из конкурса в сервис


После проведения отбора мы получили несколько десятков запросов о помощи в подборе сотрудников. Через неделю решили сделать на основе Открытого отбора платформу для поиска сотрудников. В итоге мы оперативно запустили сервис Longpoll для работодателей.

В нем все, как было на конкурсе: нестандартные вопросы для кандидатов, автоматическая система подсчета баллов с неограниченным числом факторов, командные задачи, рекомендации по развитию для участников. Есть бесплатная версия и продвинутая платная, если работодатель хочет создать такой конкурс лично под свои запросы и наблюдать за кандидатами в рабочем процессе.


Визуальные образы 12 направлений, по которым мы искали сотрудников в этом году

Открытый отбор в образовании
Мы всегда использовали Открытый отбор для поиска новых сотрудников, но последний конкурс дал неожиданный результат: питерский Политех предложил организовать вступительную кампанию в магистратуру в формате Открытого отбора.

В итоге мы разработали программу отбора на Технологическое лидерство и предпринимательство и превратили традиционный экзамен в соревнование. В нем интересно участвовать независимо от результата, но, конечно, конкурс без приза не конкурс, поэтому российские победители получат предложение учиться бесплатно, а иностранные скидку на обучение.

Несколько плюсов, которые мы видим в этом подходе.
Во-первых, у каждого участника есть право на ошибку и много шансов победить. Открытый отбор на программу дает возможность участникам зарабатывать баллы за самые разные активности.

Во-вторых, нет черных ящиков. Вся информация о рейтингах абитуриентов открыта и доступна в личном кабинете, поэтому всегда можно реально оценить свои шансы на успех.

В-третьих, командный этап Отбора проходит в Телеграме, привычном для абитуриентов мессенджере, который они используют ежедневно.

В-четвертых, на этой программе учат практиков, которые через 2 года закончат магистратуру с рабочим стартапом, поэтому ищут студентов активных и разогретых.

Радуемся за Политех, ждем старта нового командного этапа, надеемся, что формат пригодится и другим компаниям, которые готовы проводить масштабные конкурсы и отборы.
Подробнее..

Куда катится мир нейросетей интервью с создателем iPavlov

08.10.2020 18:22:32 | Автор: admin
Под катом о глубоком обучении, текущем направлении развития ИИ, привязке нейросети GPT к логическому представлению о мире, нехватке кадров и о том, как начинался iPavlov: проект разговорного искусственного интеллекта.



Сегодня у нас физтех-беседа с Михаилом Бурцевым заведующим лабораторией нейросетей МФТИ. Среди его научных интересов нейросетевые модели обучения, нейрокогнитивные и нейрогибридные системы, эволюция адаптивных систем и эволюционные алгоритмы, нейроконтроллеры и робототехника. Про это все и пойдет речь.




С чего началась история Лаборатории нейросетей и глубокого обучения на Физтехе?


В 2015 году я принял участие в инициативе Агентства стратегических инициатив (АСИ) под названием Форсайт-флот это такая многодневная площадка для обсуждения при Национальной технической инициативе. Ключевая тема касалась технологий, которые необходимо развивать, чтобы в России появились компании с потенциалом выхода на лидирующие позиции на глобальных рынках. Основной посыл был таков, что на сформированные рынки выйти крайне сложно, однако технологии открывают новые территории и новые рынки, и именно на них и надо выходить.

И вот мы плавали на теплоходе по Волге и обсуждали, какие же технологии могут позволить создать такие рынки и сломать текущие технологические барьеры. И в этой дискуссии о будущем выросла тематика с персональными помощниками. Понятно, что мы уже сейчас начали ими пользоваться Alexa, Алиса, Сири и было очевидно, что есть технические барьеры в понимании между человеком и компьютером. С другой стороны, накопилось немало наработок в исследованиях, например в области обучения с подкреплением, в обработке естественного языка. И становилось понятно: многие трудные задачи все лучше и лучше решаются с помощью нейросетей.

А я как раз занимался исследованиями нейросетевых алгоритмов. По результатам обсуждений Форсайт-флота мы сформулировали концепцию проекта по развитию технологий на ближайшее будущее, которая позднее трансформировалась в проект iPavlov. Это и стало началом моего взаимодействия с Физтехом.

Если говорить детальнее, то мы сформулировали три задачи. Инфраструктурная создание открытой библиотеки для ведения диалогов с пользователем. Вторая проведение исследований в области обработки естественного языка. Плюс решение конкретных бизнес-задач.

Партнером выступил Сбербанк, а сам проект сформировали под крылом Национальной технической инициативы.

Нам удалось быстро собрать очень хорошую команду на Физтехе, так как мы с 2015 года занимались развитием ИИ-сообщества: организовывали deephack.me научные хакатоны на построение глубоких моделей, а также проводили научные школы, куда приглашали с онлайн-лекциями известных исследователей, таких как Йошуа Бенжио или Юрген Шмидхубер. Плюс сотрудничали с сообществом Open Data Science.

В начале 2018-го мы опубликовали первый репозиторий нашей открытой библиотеки DeepPavlov и последние два года видим стабильный рост ее пользователей (она ориентирована на русский язык и английский язык): у нас примерно 50% установок из США, 2030% из России. Получился в целом довольно успешный открытый проект.

Мы занимаемся не только разработкой, но и стараемся внести вклад в глобальную повестку исследований по разговорному ИИ. Понимая необходимость проведения академических соревнований в данной области, мы начали серию Conversational AI Challenges в рамках ведущей конференции в области машинного обучения NeuIPS.

При этом мы не только организуем соревнования, но и участвуем. Так, команда нашей лаборатории в прошлом году приняла участие в конкурсе от Amazon под названием Alexa Prize создание чат-бота, с которым человеку было бы интересно разговаривать 20 минут.


Очередное соревнование начнется в ноябре

Это университетский конкурс, и ядро участников должно было состоять из студентов и сотрудников университета. Всего было 350 команд, семь отбираются в топ и три приглашают по результатам прошлого года мы прошли в топ.

Наша диалоговая система провела порядка 100 тысяч диалогов с пользователями в США и под конец имела рейтинг порядка 3,353,4 из 5, что весьма неплохо. Это говорит о том, что нам удалось за довольно короткое время сформировать команду мирового уровня на Физтехе.

Сейчас лаборатория ведет проекты с разными компаниями, из крупных это Huawei и Сбербанк. Проекты в разных направлениях: AutoML, теории нейросетей и, конечно же, наше главное направление NLP.


Про задачи, которые раньше вызывали трудности у машинного обучения: почему именно глубокое обучение выстрелило в решении этих задач?


Сложно сказать. Я сейчас немного упрощенно опишу мою интуицию. Все дело в том, что если в модели очень много параметров, то она удивительным образом может хорошо обобщать результаты на новые данные. В том плане, что число параметров может быть соизмеримо с количеством примеров. По этой же причине классический ML долгое время сопротивлялся напору нейросетей кажется, что ничего хорошего не должно получиться при таком раскладе.


Рост количества параметров в моделях глубокого обучения (источник)

Удивительно, но это не так. Иван Скороходов из нашей лаборатории показал (.pdf), что в пространстве функции потерь нейросети можно найти практически любой двухмерный паттерн.

Вы можете выбрать такую плоскость, что каждая точка на этой плоскости будет соответствовать одному набору параметров нейросети. А их loss будет соответствовать произвольному паттерну, и, соответственно, можно подобрать такие нейросети, что они лягут прямо на эту картинку.

Очень забавный результат. Это говорит о том, что даже при таких абсурдных ограничениях нейросеть может выучить поставленную перед ней задачу. Вот примерно такая тут интуиция, да.


Примеры паттернов из статьи Ивана Скороходова


В последние годы заметен существенный прогресс в области глубокого обучения, а виден ли уже горизонт, где мы уткнемся в предел показателей?



Рост размеров моделей ИИ и потребляемых ими ресурсов (источник: openai.com/blog/ai-and-compute/)

У нас в NLP предел еще не ощущается, хотя кажется, что, например, в обучении с подкреплением что-то уже начало пробуксовывать. То есть за последние пару лет качественных изменений нет. Был большой бум от Atari до AlphaGo с гибридизацией c Monte Carlo Tree Search, а вот сейчас чего-то прям прорывного не ощущается.

А вот в NLP наоборот: рекуррентные сети, сверточные и вот наконец архитектура трансформера и сама GPT (одна из самых новых и интересных моделей трансформеров, часто используемая для генерации текстов прим. автора) это уже чисто экстенсивное развитие. И тут кажется, что еще есть запас для достижения чего-то нового. Поэтому в NLP планка сверху еще не видна. Хотя, конечно, тут почти невозможно ничего предсказать.


Если представить развитие разработки языков и фреймворков для машинного обучения, то мы прошли от написания (условно) на чистом numpy, scikit-learn до tensorflow, keras уровни абстракции росли. Что нас ждет дальше?


Люди уже давно работают над фреймворками, где буквально из кубиков Лего складываются системы: взял пару коннекторов и бизнес-аналитику получил. В машинном же обучении, мне кажется, всегда будет баланс между low level и high level code: на чистом numpy модели уже никто не пишет и в основном используют высокоуровневые фреймворки. Но, например, у нас в NLP и разговорных системах присутствует фактически весь спектр: в целом мы покрываем нашими разработками существенную часть иерархии.

  • Tensorflow / Pytorch в начале у основания: тут именно написание конкретной модели машинного обучения.
  • Библиотеки пайплайнов и конвейеров: оперируют NLP-моделями первого уровня DeepPavlov.
  • Библиотеки отдельных разговорных навыков: навык уже работает на уровне целого пайплайна наш DeepPavlov Dream оперирует на данном уровне.
  • Система переключения между навыками/пайплайнами, в том числе наш DeepPavlov Agent.



Технологический стек в области разговорного искусственного интеллекта

Разным приложениям и задачам нужна разная гибкость инструментов, и поэтому я не думаю, что какие-то элементы этой иерархии уйдут. Будут развиваться и низкоуровневые, и высокоуровневые системы по мере надобности и необходимости. Например, визуальные, доступные не программистам, но также и низкоуровневые библиотеки для разработчиков никуда не уйдут.


А проводят ли сейчас социальные эксперименты по аналогии с классическим тестом Тьюринга, где люди должны понять, нейросеть перед ними или человек?


Такие эксперименты проводятся регулярно. В Alexa Challenge человек должен был оценить качество разговора, при этом он не знал, с кем говорит с ботом или человеком. Пока с точки зрения живого разговора разница между машиной и человеком существенна, но она с каждым годом сокращается. Кстати, наша статья об этом только что вышла в AI Magazine.

За рамками научной среды подобное делают регулярно. Вот недавно кто-то обучил GPT-модель, завел в Твиттере для нее аккаунт и стал постить ответы. Много людей подписалось, аккаунт набрал популярность, и никто не знал, что это нейросеть.

Такой короткий формат, как в Твиттере, когда формулировки общие и глубокомысленные, как раз хорошо подходит под систему вывода нейросетей.


Какие направления вы считаете наиболее перспективными, где ждать скачок?




(Смеется.) Я бы мог сказать, что именно в объединении всех моих любимых направлений и будет скачок. Попробую описать подробнее в рамках проблематизации. У нас есть текущие модели GPT на основе трансформера у них нет никакой цели в жизни, они просто генерируют текст, похожий на человеческий, абсолютно бесцельно. И не могут привязать его к ситуации и к целям в контексте самого мира.

И один из путей создать привязку логического представления о мире к GPT, который прочитал очень много-много текста, и в нем уже, и правда, немало логических связок. Например, через гибридизацию с Викидатой (это граф, описывающий знания о мире, в вершинах которого статьи Википедии).

Если бы могли их соединить, чтобы GPT мог использовать базу знаний, это был бы скачок вперед.

Второй подход к проблеме бесцельности NLP моделей основан на интеграции в них понимания целей человека. Если у нас есть модель, которая может управлять генеративной языковой моделью, привязанной к графу знаний, то мы могли бы обучать ее помогать человеку достигать его целей. И такой помощник должен понимать человека через NLP, и цели человека, и ситуацию далее ему нужно планировать действия. А в планировании лучше всего работает обучение с подкреплением.

Как это все объединить вместе и оптимизировать вопрос открытый.

И последнее поиск нейросетевых архитектур. Когда, например, с помощью эволюционных подходов мы ищем в пространстве архитектур оптимальные для данной задачи. Но это все будет решено не сегодня тут слишком большое пространство для поиска.

Из хороших новостей: железо эволюционирует очень быстро и, возможно, это позволит нам лет через 510 объединить нейросетевые языковые модели, графы знаний и обучение с подкреплением. И вот тогда у нас будет качественный скачок в понимании машиной человека.

С помощью такого помощника можно будет запускать решение уже и других задач: анализ изображений, анализ медкарт или экономической ситуации, подбор товаров.

Поэтому я бы сказал, что с научной точки зрения в ближайшие лет пять мы увидим бурное развитие в области гибридизации есть очень много крутых задач.

Ребята, дефицит кадров будет огромный, и есть отличный шанс получить новые и интересные результаты, да и оказать влияние на развитие индустрии. Подключайтесь надо пользоваться моментом!
(Автор активно поддерживает этот ответ, ибо занимается именно такими системами.)


Как начать погружение в глубинное обучение?


Самый простой способ, мне кажется, это пройти курс в deep learning school: изначально он был предназначен для старшеклассников, но и студентам вполне зайдет. Вообще, это отличное начинание, я помогал составлять расписание и читаю там вводные лекции.

Также рекомендую посмотреть вводные курсы от университетов, поделать задачки в интернете просто куча всего. Самое лучшее из всех средств для поиграть Colab от Google, там есть миллионы примеров задач, можно разобраться и запустить самые современные решения без установки софта вообще на ваш компьютер.

Другой путь поучаствовать в соревнованиях на Kaggle. А также вступить в Open Data Science это русскоязычное сообщество по Data Science, где есть несколько каналов, посвященных deep learning. Там всегда есть люди, готовые помочь советом и кодом.

Вот такие основные пути.




Leader-ID: друзья, к стартовавшему сейчас отбору на акселератор по продвижению AI-проектов мы продумали вариант входа для инди-разработчиков. Нет, это не отменяет основных условий, по которым в интенсиве участвуют только команды. Но у нас много вопросов от одиночек, у которых сейчас нет своего проекта, а участвовать хочется (и это не только программисты, большой интерес к AI-проектам у дизайнеров). И мы нашли решение: поможем собрать команду и единомышленников через бесплатный онлайн-хакатон. Он начнется 10 октября в 12:00 и закончится ровно через сутки. На нем бот распределит вас на команды, а потом вы под его руководством пройдете основные этапы разработки проекта и подадите его на Архипелаг 20.35. Все подробности в личном кабинете, надо лишь успеть зарегистрироваться.

Подробнее..

Жизнь под давлением как устроены водонапорные башни

10.09.2020 18:21:56 | Автор: admin
Этим летом в городе Слободском Кировской области частнику продали местную достопримечательность водонапорную башню, которую больше ста лет назад возвел знаменитый вятский архитектор Иван Чарушин. В советское время в ней располагались магазины, а в начале 2000-х работало местное телевидение. Новый владелец планирует открыть там музей, а часть помещений перепрофилировать под гостиничные номера.

Таких сооружений по всей России очень много. Водонапорные башни можно найти и в больших городах Москве, Екатеринбурге, Санкт-Петербурге, и в деревнях. Многие из них до сих пор выполняют свое прямое назначение. А этот пост о том, как они работают, какие типы башен бывают, ну и еще немного про судьбу Слободской.




Текст ниже редакционная переработка одного из выпусков ток-шоу Разберем на атомы, которое прошло в августе при поддержке нашей кировской Точки кипения при ВятГУ.



В нем приняли участие Анатолий Курбатов новый хозяин Слободской башни, а также кандидаты технических и исторических наук, рассказавшие про инженерные аспекты и архитектурные особенности водонапорных башен. Полную запись ток-шоу можно найти в описании мероприятия на Leader-ID.

История о том, как Анатолий Курбатов купил эту башню, тоже интересна, но, чтобы не загромождать текст, уберу ее под спойлер.

История Слободской башни
В 35 километрах от Кирова, на правом берегу Вятки, стоит небольшой городок Слободской. Старинный купеческий город, в котором, к слову, родился автор Алых парусов Александр Грин. В прошлом именно отсюда уходили первые торговые экспедиции на Аляску. В городе есть ряд интересных старинных зданий, которые все еще напоминают о его купеческом прошлом.


Панорама Слободского: вид на Благовещенский храм и реку Вятку

Одно из таких зданий в 2015 году в рамках программы приватизации администрация города выставила на торги. Это была одна из визитных карточек города старинная водонапорная башня, построенная в 1911 году, видное четырехэтажное здание по 50 квадратных метров на этаж. Начальная цена 941 тысяча рублей. Вопреки ожиданиям, покупателей не было, исходную цену снижали несколько раз.

Когда новость дошла до Курбатова, он был поражен. Красивейшее здание, построенное одним из самых талантливых архитекторов России Иваном Чарушиным, уходило буквально даром!


Та самая водонапорная башня в Слободском

Недолго думая, общественный активист Анатолий принял несколько импульсивное, но благородное решение выкупить здание за собственные средства и отреставрировать. В пользу покупки говорил и ряд благоприятных обстоятельств. Несмотря на то что это сооружение уникальный исторический памятник, официально башня не имела статуса ОКН (объект культурного наследия). Это значительно упрощало процедуру оформления покупки. Если бы у объекта был этот статус, все реставрационные и ремонтные работы автоматически выросли бы в цене в несколько раз.

Перед тем как принять окончательное решение в пользу покупки, Курбатов посоветовался с друзьями, стараясь взвешенно оценить риски такого вложения. Что примечательно, никто не высказался против.

Поэтому Анатолий сделал первый взнос и за две недели оформил все необходимые документы. Цена сделки 625 тысяч рублей.




Зачем нужны водонапорные башни


Идея водонапорных башен настолько простая и гениальная, что по сей день в самых разных местах планеты можно встретить современные сооружения, выполняющие те же функции. В начале XX века насосы, способные перекачивать воду по трубам, уже существовали и даже отчасти использовались в коммунальном хозяйстве. А вот изобретение гидравлических помп, работающих на электричестве, было настоящим достижением инженерии того времени. Ведь после их установки жителям не нужно было крутить ручку у колодца вода сама поднималась по трубам и лилась в ведра. Однако для сооружения мощного городского водопровода производительности таких насосов было недостаточно. Почему же не построить систему для прокачки воды с более мощным насосом? Теоретически это было возможно, но экономически нецелесообразно.

Другая проблема, которая послужила стимулом для создания технологии водонапорных башен, заключалась в том, что люди используют воду крайне неравномерно. Ранним утром, когда мы только-только просыпаемся, а также ночью, когда спим, вода особо не нужна. Возможно, есть один-два местных жителя, которые используют по каким-то причинам водопровод в это время, но это исключение.



Около 68 часов утра люди просыпаются, умываются, завтракают, и нагрузка на водопровод увеличивается. Ну а днем начинают работать предприятия, включаются системы полива, и потребление воды возрастает в несколько раз. И в этот момент при использовании маломощного насоса передача воды практически прекратится, так как он просто не будет успевать закачивать воду в систему.

Нецелесообразность использования мощных насосов была еще в том, что тогда не было умных контроллеров, которые бы следили за регулировкой мощности. Если взглянуть на конструкцию насосных систем, используемых в большинстве старых водонапорных башен, можно увидеть, что старые насосы имеют всего два режима работы включено и выключено. А это означает, что мощный насос очень нерационально расходовал бы ресурсы.



Самый большой горизонтальный насос с разъемным картером, изготовленный индийской компанией Kirloskar Brothers Limited (KBL). Способен создавать поток 7000 литров в секунду при напоре 27,5 метра

В итоге водонапорные башни стали быстро возводить в самых разных местах.


Водонапорная башня в Зарайске, 1916 год


Водонапорная башня архитектора Геппенера в Москве, 1901 год

Что находится внутри водонапорной башни


В верхней части башни размещается большой резервуар для воды. Уровень, на который устанавливается этот бак, должен быть выше самого высокого здания, в которое будет подаваться вода. Разница высот очень важна, поскольку весь принцип работы водонапорной башни основан на давлении, которое создает столб жидкости.



К резервуару ведут трубы от насосной станции, где обычно используют маломощный насос, постепенно наполняющий резервный бак.



Функциональность водонапорных башен проста. Однако если мы посмотрим на архитектуру таких сооружений в Европе, особенно начала XX века, то увидим, что облик многих из подобных строений нередко напоминает средневековые замки.



Более современные башни могут иметь футуристический дизайн, как Ройхувуори в Хельсинки одна из самых крупных водонапорных башен в мире.


Водонапорная башня Ройхувуори, 1977 г. В данный момент не эксплуатируется

Эта башня построена в виде гриба, ее максимальный диаметр 66,7 м при высоте 52 м, а объем резервуара 12 600 м3.

В США, где бизнес известен своим прагматизмом, даже старые водонапорные сооружения имеют строгий облик резервуар с опорами. Ничего лишнего, никаких удорожающих красот, лишь бы конструкция выполняла свое предназначение.


Водонапорная башня на крыше бывшего предприятия Ford в Омахе, штат Небраска

На территории России популярнее всего были так называемые башни Рожновского. Они не блещут изящным дизайном, но исключительно надежны, особенно учитывая наши суровые климатические условия.

Башня Рожновского сконструирована таким образом, что вода в ней не замерзает даже при 30 градусах по Цельсию. При этом очень важна правильная эксплуатация: при такой низкой температуре забор воды должен происходить со скоростью два резервуара в сутки. Если напор уменьшится, вода действительно превратится в лед.


Башня Рожновского и ее внутреннее устройство

При возведении водонапорных башен в старой России часто использовали комбинированные материалы кирпич и древесину. Из кирпича, как из более прочного материала, строили ствол водонапорной башни, а из древесины верхний этаж. Древесина была легче, а еще ее использование обуславливалось наличием в России холодных зим. Современные водонапорные башни, как и конструкция Рожновского, выполнены исключительно из металла.

Обычные водонапорные башни строили по полгода, но конструкцию Рожновского устанавливали в несколько раз быстрее. Башни возводили вдоль железнодорожных путей, потому что изначально их разработали, чтобы быстро заправлять водой паровозы. Согласно стандартам, срок эксплуатации такой башни 30 лет, но благодаря надежной конструкции фактический срок службы намного больше.

Главные составляющие водонапорной башни Рожновского мало чем отличаются от прочих конструкций водонапорных башен: бак для воды, водонапорная металлическая опора, крышки бака с люком для осмотра. Толщина стенок ствола и купола таких водонапорных конструкций одинакова около 5 мм. Конструкция башни Рожновского предусматривала вариант установки сразу двух резервуаров, расположенных по отношению друг к другу на разной высоте. Необходимость в использовании двух резервуаров могла возникнуть в том случае, если требовалось обеспечить несколько водонапорных сетей с разным напором воды в каждой. Максимальная высота башни редко превышает 30 метров.


Установка современной водонапорной башни

На внутренней стенке резервуара приварены скобы льдоудерживателя, а также скобы для спуска обслуживающего персонала. Для подъема на башню используют наружную лестницу с предохранительным ограждением.

Раз в три-четыре года необходимо проводить плановое обслуживание выявлять и заделывать трещины и течи, удалять ржавчину, делать дезинфекцию резервуара, красить, заменять крепежное металлическое кольцо.


Шуховская водонапорная башня в Полибино, Липецкая обл., 1896 г.

Из всех конструкций выделяется легендарная Шуховская башня. Владимир Шухов изобрел первые в мире гиперболоидные конструкции и придумал способ возведения сетчатых оболочек. Благодаря новой форме и технологии крепления такие металлические башни имели высокую прочность при меньшем весе. Сегодня о таких конструкциях вспоминают редко, тем не менее в разных городах все еще можно встретить водонапорные башни в узнаваемом шуховском стиле.


Лестница на шуховской башне

Плюсы и минусы

Водонапорные башни были очень удачным решением. Они имеют массу достоинств и до сих пор используются в тех районах, где необходимо обеспечить передачу воды по трубам при минимальном вложении средств.

Расчет давления в водонапорной башне может сделать даже школьник. Вначале следует определить высоту подъема воды, используя формулу h=n*hэ, где n число этажей в здании, а hэ высота этажа. Вспоминаем формулу Паскаля для определения давления на уровне Земли:

P=*g*H,

где плотность воды, g ускорение свободного падения, а H высота водонапорной башни. Так можно легко вычислить давление в водонапорной башне на любом этаже здания.

В современных зданиях напор воды обычно не превышает 68 атмосфер (по СНиП 2.04.01-85 от 0,3 до 6 атм для холодной и от 0,3 до 4,5 атм для горячей). Для зданий выше 40 метров дополнительно используются регуляторы давления (и вода может подаваться сверху вниз), а для высотных сооружаются целые технические этажи с насосными станциями.


Недостатки у башен тоже есть, хотя их немного. Главный минус привязка к высоте. Как показывает опыт использования водонапорных башен, в населенных пунктах рано или поздно возводят все более высокие здания, для которых давления, создаваемого высотой труб в башне, уже недостаточно. Тут или новую башню нужно сооружать, или полностью пересматривать конструкцию водопровода. Так как оба решения слишком дорогие, обычно в таких случаях в высотных зданиях резервуар устанавливают прямо на крышу.


Башня в Новосибирске, 1938 г.

Водонапорные башни очень легко приспосабливаются в условиях нового времени. Старые сооружения проходят реконструкцию и превращаются в офисы или магазины. А еще лучше в музеи, ведь многие из таких сооружений имеют богатую историю.

Ок, купил. А что теперь делать с водокачкой?


Курбатов признался, что поначалу ему было трудно принять сам факт того, что все это теперь его ответственность. Отныне ему нужно решать, как будет выглядеть здание и что в нем будет.

Удивительно, но еще тридцать лет назад, пока башня находилась в распоряжении АО Кировские коммунальные системы, она выполняла свою основную функцию. Позже ее уже не использовали по прямому назначению и она много раз переходила из рук в руки. Когда-то тут располагался магазин Охотник и рыболов, а в начале нулевых было представительство региональной телекомпании. О том, чтобы использовать водонапорную станцию по прямому назначению, речь не идет в этом нет необходимости, да и технически это сделать сложно. Значит, нужно искать новые варианты использования сооружения.

Курбатов планирует разделить здание на две части. На нижних этажах открыть музей, а верхний, четвертый этаж, откуда открывается потрясающий вид на город, отдать под гостиницу с номерами для любителей романтики.

Что касается тематики музейной экспозиции, тут еще нет определенности. С одной стороны, музей может быть посвящен Ивану Чарушину главному зодчему Вятской губернии. С другой можно сделать современный музей водонапорных сооружений с интерактивными трехмерными презентациями, иллюстрирующими архитектуру водонапорных башен разных мест на планете.

Окончательное решение относительно будущего здания примут, когда отреставрируют фасад и начнут восстанавливать внутренние помещения. Все-таки выбор варианта это вторично, а главное спасти здание, остановить разрушение и вернуть ему былое очарование. К сожалению, известно много примеров, когда после небрежного ремонта и восстановления исторически ценных зданий, переданных властью в частную собственность, от первоначального облика не оставалось и следа. Но Анатолий решил, что приложит все усилия, чтобы спасти башню.

Уже проведено техобследование, составлена смета и опреден фронт работ. По предварительной оценке, на восстановление здания потребуется около 1,8 млн рублей.


Часть задач взяли на себя волонтеры. Прежде всего, необходимо было убрать поросль, включая ту, что покрывает верхний этаж здания. Такие случайно проросшие растения очень опасны: их корневая система медленно, но неуклонно разрушает здание. Другая большая забота очистить дом от гор мусора, который там скапливался долгими годами, и вывезти его.

Все проблемы и вопросы: как лучше организовать работы, с какими подводными камнями можно столкнуться и другие приходится решать самостоятельно, потому что спросить просто не у кого. Если посмотреть на всю Россию, то окажется, что опыта по восстановлению объектов такого рода у нас не так много. Рассчитывать можно только на собственные силы. Впрочем, есть надежда на грант как президентский, так и частных или госкомпаний, что существенно снизит собственные затраты.


Анатолий Курбатов на одном из этажей башни. Как видно, печное отопление все еще в строю

Для реставрации наружного фасада водонапорной башни Анатолий решил задействовать потенциал движения по восстановлению городской исторической среды Том Сойер Фест. Настойчивость членов этой группы в конце концов начала приносить плоды: сегодня у команды волонтеров появились более или менее постоянные спонсоры, в числе которых такие компании, как МТС, Stanley, Black & Decker, Леруа Мерлен.

Еще одна немного подзабытая, но очень правильная традиция субботники. На настоящий момент новый владелец уже провел несколько таких мероприятий, благодаря чему дело сдвинулось с мертвой точки. К слову сказать, позитивный пример всегда заразителен. Свою помощь предложили даже главный архитектор Слободского и глава департамента благоустройства города, много людей приехали из Кирова.

Вместо итогов


Современные насосные системы практически вытеснили водонапорные конструкции. Электроника и прочее оборудование, которое адаптирует работу насоса под условия, становятся умнее и постоянно удешевляются. Вероятно, со временем люди полностью откажутся от идеи использования водонапорных конструкций и встанет другая проблема: куда девать сооружение. Возможно, появятся экзотические хостелы с панорамным видом с последнего этажа, новые музейные экспозиции. Есть и другая тенденция: такие сооружения выкупают и переоборудуют под жилые дома. В Сети можно нагуглить море оригинальных историй, но они, наверно, заслуживают отдельного рассказа.
Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru