Исполнилось 135 лет Санкт-Петербургскому государственному электротехническому университету "ЛЭТИ"
Здесь работали выдающиеся ученые. В том числе изобретатель радио, первый выборный директор ЛЭТИ Александр Попов, основатель отечественной радиотехники Имант Фрейман, основоположник советской гидроэнергетики Генрих Графтио, первый русский электрохимик Александр Кракау. И вполне закономерным стало то, что целая плеяда выпускников вуза стали известными позднее, как, например, лауреат Нобелевской премии по физике Жорес Алферов.
Сейчас в стенах ЛЭТИ обучаются более 10 тысяч юношей и девушек - студентов, аспирантов. Из них более двух тысяч приехали к нам на учебу из 90 стран мира. Можно не сомневаться: среди учащихся дня сегодняшнего есть те, кому суждено стать гордостью отечественной и мировой науки.
Историческая справка
Решение о создании Технического училища Почтово-телеграфного ведомства было принято в июне 1886 года, и за рекордные сроки учебное заведение было создано: открытие состоялось уже в начале сентября. В журнале "Электричество" за сентябрь 1886 года так сообщается об этом: "Наконец... это бесспорно полезное, ставящее нас в полную независимость от заграницы, училище телеграфных инженеров открыто... Несмотря на желание придать торжеству и освящения и открытия скромный, чисто семейный характер, оно вышло торжественным, насколько требовал случай открытия первого в России Высшего технического училища почтово-телеграфного ведомства". То есть с самого начала училище рассматривалось именно как высшее учебное заведение. И уже тогда сюда был конкурс: на 30 мест подано 150 заявлений. В первые же годы работы опыт показал: нужно увеличивать время подготовки (изначально оно было три года) и число обучающихся. Под училище было отдано здание на улице Якубовича, в центре города.
В 1891 году указом императора Александра III училище было переименовано в Электротехнический институт (ЭТИ), а число студентов на всех курсах (тогда их было четыре) установили в 120 человек. Причем обучать их стали бесплатно.
Знаковым для ЭТИ стало начало XX века. Институт (уже получивший в название имя императора Александра III) стал признанным центром электротехнической мысли в стране. Специально для вуза строили комплекс зданий на Аптекарском острове, на Петроградской стороне (где университет и находится поныне). Срок обучения с четырех лет увеличился до пяти, а выпускникам стали присваивать звание инженер-электрик.
В 1918 году имя императора вычеркивают из названия вуза. Институт становится имени В. И. Ульянова (Ленина), а в 1924 году к названию добавляется - Ленинградский. Собственно, именно в ЛЭТИ учились потом наши бабушки и дедушки, отцы и матери.
Во время войны в ЛЭТИ продолжались научные изыскания, внесшие огромный вклад в Великую Победу. Была разработана технология сварки металлических конструкций, которую успешно использовали на "Дороге жизни", способы дефектоскопии для проверки качества металла для самолетов и брони танков перед сборкой. Самое известное: была практически реализована идея закалки танковой брони токами высокой частоты по методу профессора Валентина Вологдина. Это танки "КВ" и "ИС". Причем удалось и существенно сократить время обработки металла: от многих часов до нескольких десятков секунд. Эти и другие работы были отмечены после войны Сталинской премией.
И в послевоенный период институт продолжал оставаться одним из самых популярных технических вузов страны. Институт постоянно шел в ногу со временем: здесь открывались новые кафедры, новые направления подготовки. В 1992 году ЛЭТИ получил статус технического университета.
Сейчас университет проводит подготовку по 20 направлениям бакалавриата, двум направлениям специалитета, 19 - магистратуры, 14 - аспирантуры. Реализуется более 50 программ повышения квалификации и около 20 - профессиональной переподготовки. Число мест для приема, финансируемых из федерального бюджета, ежегодно превышает 2300.
Династия Вологдиных
Начало празднования 135-го дня рождения Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" ознаменовалось полуденным выстрелом из пушки Петропавловской крепости и открытием во дворе университета памятника выдающемуся ученому, сделавшему ряд открытий в области высокочастотной техники, Валентину Петровичу Вологдину, который три десятка лет работал в ЛЭТИ.
Да, изобретателя радио Александра Попова знают все. Имя Валентина Вологдина не на слуху. Между тем именно его называли "личным врагом Гитлера". В годы войны на танковом заводе в Челябинске (в Челябинск из ЛЭТИ была эвакуирована группа Вологдина) он создал лабораторию и цех высокочастотной закалки деталей боевых машин: танков, самоходных орудий. Их броня проходила закалку токами высокой частоты по методу, разработанному самим Вологдиным. В результате броня наших танков в полтора раза превышала прочности брони немецкой техники. Именно поэтому об ученом говорили: "Он не был на Курской дуге, но благодаря ему враг был повержен".
Бронзовый бюст выдающегося ученого отлит по модели скульптора Александра Черницкого в 1955 году, через два года после смерти Вологдина. Много лет памятник стоял перед ВНИИ токов высокой частоты в Шуваловском парке. К 135-летию ЛЭТИ руководство ВНИИ токов высокой частоты приняло решение передать его университету. И это правильное решение: во дворе ЛЭТИ находится зона отдыха, здесь всегда много молодежи.
И как напутствие ученым будущего звучат слова Валентина Петровича: "Открытие, достижение цели, даже самый труд, поиски верного решения доставляют наслаждение, и не меньшее - преодоление трудностей".
На открытие памятника пришли родственники Вологдина. Как уточнил внук ученого (тоже выпускник ЛЭТИ) Валентин Владиславович Вологдин, делом своей жизни выбрали специализацию по токам высокой частоты десять родственников Валентина Петровича Вологдина: сыновья, внуки, правнук, внучатые племянники. Четыре поколения Вологдиных. Возможно, будет и пятое: праправнук великого ученого Даниил, пока еще школьник, пришел в ЛЭТИ на практику.
Наночастицы для здоровья
Корреспондентам "РГ" предоставили возможность посетить некоторые подразделения университета. И первой остановкой стал Инжиниринговый центр "Навигация и управление движением", созданный год назад для развития направлений, связанных с разработкой и испытанием инерциальных навигационных систем и автономных роботизированных объектов. По этим направлениям университет намерен занять лидирующие позиции в мире.
Но началась экскурсия с медицинского направления. Поскольку на территории центра расположен мультифотонный микроскоп Bergamo II. Столь высокоточный прибор есть в редких ведущих институтах мира! Микроскоп многофункционален, но в данный момент его используют в разработке препаратов нового поколения, в которых заложен принцип адресной доставки лекарств.
Как пояснила Юлия Спивак, доцент кафедры микро- и наноэлектроники, главная задача новых препаратов - дойти до конкретного органа, который и нужно лечить. Чтобы препарат (допустим, антибиотик) не распространялся по всему организму, а шел точно в цель. Таким образом можно использовать меньшую дозу, снизить токсичность. К тому же наноконтейнеры с лекарством можно спроектировать так, чтобы действующее вещество препарата выделялось постепенно, а значит, препарат имел пролонгированное действие.
Понятно, что в разработке участвуют медицинские центры (в том числе Центр Алмазова), а задача ЛЭТИ - определить, каким должен быть наноконтейнер, что нужно улучшить для достижения эффекта.
Сейчас на мультифотонном микроскопе изучают срезы тканей, взятых от лабораторных животных, которым были введены наночастицы того или иного вещества. Это атомно-молекулярная архитектоника - материал собирают на уровне атомов различными технологическими приемами.
Отметим: в ЛЭТИ постоянно разрабатываются технологии для персонифицированной медицины. Например, система мониторинга пациентов с гестационным сахарным диабетом (создана совместно с Центром Алмазова) предназначена для беременных и позволяет контролировать диету, уровень сахара, дозу препаратов. А роботизированная система рентгенотерапии, созданная при участии ученых ЛЭТИ, позволяет получить высокие результаты при лечении рака легких.
Навигация для космоса и океанов
В упомянутом Инжиниринговом центре идут разработки, касающиеся совершенствования системы калибровки инерциальных навигационных систем. Здесь создаются стенды для калибровки этих высокоточных измерительных систем, позволяющих определить не только месторасположение любого подвижного объекта, но и другие параметры: скорость движения, направление движения, крен и другие.
- Раньше все навигационные системы были инерциальными, то есть не требующими дополнительных источников информации. Потом пришли спутниковые системы. Но сигнал спутника проходит отнюдь не везде. Поэтому сейчас создаются интегрированные навигационные системы, которые состоят как из инерциальной навигационной системы, так и спутниковой. Они друг друга дополняют, - уточняет Юрий Филатов, директор Инжинирингового центра.
На стендах задают определенные параметры движения, закрепляют прибор, начинают движение, а затем сравнивают данные, которые вырабатывает навигационная система, с заданными параметрами. Это позволяет оценить точность характеристик навигационной системы.
Такой стенд можно использовать на подводной лодке, самолете, ракете, космическом корабле, автомобиле. Есть и совсем крошечные микромеханические модели, благодаря которым может точно определить свое месторасположение человек, например находясь в незнакомой местности. Подобные системы-малютки калибруют на малом стенде.
Обучая беспилотник
Одна из площадок лаборатории интеллектуальных мобильных систем Международного инновационного института искусственного интеллекта, кибербезопасности и коммуникаций имени А. С. Попова больше похожа на огромный игровой центр, по которому ездят машины, а по тротуарам передвигаются пешеходы-уточки. Не случайно такой полигон называется Duckietown. Это уменьшенная модель городской транспортной среды, включающей дороги с разметкой, светофоры, дорожные знаки. Площадка - вторая по величине в Европе, и решают здесь отнюдь не детские задачи. Как рассказал Кирилл Кринкин, руководитель направления "Искусственный интеллект", здесь моделируют сложное поведение беспилотных автомобилей и решают задачи высокого уровня - начиная от разъездов на перекрестках и заканчивая управлением трафиком. Задача: обучить беспилотник ездить по дорогам, не нарушая правила.
- Здесь можно запустить порядка нескольких десятков машин. Представьте себе, что каждая работает абсолютно автономно, у нее нет никакого "внешнего разума". Машины подъезжают к перекрестку, распознают знаки, разъезжаются, самостоятельно принимая решение. Нет оператора, который бы подсказывал и контролировал, - объясняет Кринкин.
Одна из задач, которая решается в лаборатории, - создать систему, которая могла бы, основываясь на многочисленных датчиках, установленных на транспортном средстве, в доли секунды отобрать только те из них, показания которых важны на данный момент. На этих показаниях и базировалось бы принятие решения автопилотом.
Лаборатория участвует в создании беспилотного поезда "Ласточка" - как раз в части создания системы, способной выделять нужные данные из всех имеющихся. Но, безусловно, конфигурации такой системы можно применять для автопилота и других транспортных средств.
Студенты, занимающиеся в лаборатории, участвуют во всероссийских и мировых соревнованиях беспилотников и занимают призовые места.
"Умная" электроника для искусственного интеллекта
Одной из задач Инжинирингового центра микротехнологии и диагностики является разработка "умных" электронных чипов для систем искусственного интеллекта. Архитектура таких чипов воспроизводит принципы функционирования биологических нейронных сетей на аппаратном уровне, поэтому такие чипы называются нейроморфными.
Идея нейроморфных вычислений была выдвинута сравнительно давно, но ее практическая реализация стала возможна только с развитием новой элементной базы, в основе которой лежит использование "интеллектуальных" материалов, или мемристивных композиций.
Предложенные решения будут востребованы для создания нейронных сетей третьего поколения, способных к самообучению, позволят повысить скорость обработки параллельных потоков данных. И при этом снизится энергопотребление, а сами устройства будут еще более миниатюрными.
Спектр применения широк. Например, они могут использоваться при создании бионических протезов, более четко и быстро считывая информацию с человека и, соответственно, выполняя то или иное движение.
- При разработке нейроморфных модулей для искусственного интеллекта мы опираемся на утверждение, что ряд интеллектуальных материалов может использоваться для электрического моделирования спайковой активности самих нейронов. В дальнейшем это позволит не только исследовать процессы временной синхронизации активности нейронов, отражающих функциональную активность мозга, но и определить возможности их направленной синхронизации с целью нефармакологической коррекции некоторых функциональных состояний мозга, - пояснила Наталья Андреева, доцент кафедры микро- и наноэлектроники.
...А одно из применений нейросети, созданной в стенах университета, может увидеть каждый. На днях набережную пространства "Севкабель Порт" украсила необычная скульптура, представляющая собой огромные, устремленные в небо металлические прутья. Число их 144. Порыв ветра - и прутья соприкасаются друг с другом. Создаются вибрации-сигналы. Их в свою очередь фиксируют датчики и передают для обработки в нейронную сеть. Сеть их запоминает, аранжирует, превращая в электронную музыку. Причем алгоритмы искусственного интеллекта таковы, что точных повторений мелодий не будет. "Музыку ветра" можно послушать как рядом со скульптурой (в нее встроены динамики), так и по онлайн-радиостанции университета.
Виктор Шелудько, ректор СПбГЭТУ "ЛЭТИ":
- "Первый электротехнический", - говорим мы с гордостью. Сегодня ЛЭТИ является одним из ведущих вузов России, входит в престижные международные рейтинги. Мы осознаем и берем на себя ответственность за кадровое обеспечение и научно-технологическое развитие региона и профильных отраслей. Университет является лидером в разработке инновационных технологий и готовит инженеров нового поколения для цифровой экономики России. В прошлом году 980 наших выпускников (а это 87 процентов от их общего числа) остались работать в Санкт-Петербурге. Наше достояние - это прежде всего наши студенты. В ЛЭТИ учиться трудно, поэтому мы работаем с будущими абитуриентами, начиная со школьной скамьи. Во многих школах мы открыли инженерные классы. Ранняя инженерная подготовка - важнейший этап, благодаря которому ребята приходят в технические вузы мотивированными. Мы помогаем им правильно выбрать будущую профессию.
Вуз намерен участвовать в конкурсе "Приоритет-2030" и готовит свою программу развития. Активно развивается пилотная зона приоритетных исследований, в состав которой входят лаборатории по направлениям - искусственный интеллект, беспроводные технологии, медицинская инженерия. Будет продолжено международное сотрудничество в рамках совместных проектов с США, Германией, Китаем, Вьетнамом. А осенью по традиции отметим День преподавателя - праздник, который ЛЭТИ предложил и ввел первым среди всех вузов в России.
В августе 2020 года СПбГЭТУ "ЛЭТИ" в составе консорциума вузов и научных организаций Петербурга стал победителем конкурса на создание научного центра мирового уровня: Павловский центр "Интегративная физиология - медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости".
В 2020 году по поручению губернатора Санкт-Петербурга Александра Беглова ведушие вузы и научные организации Северной столицы разработали Концепцию научно-технологического развития города до 2030 года. Организатором этой масштабной работы выступил СПбГЭТУ "ЛЭТИ" совместно с Комитетом по науке и высшей школе. Концепция утверждена и вошла в государственную программу "Экономическое развитие и экономика знаний в Санкт-Петербурге".