«Компьютерные науки когда-нибудь преподнесут большой сюрприз»

— Выбор моей профессиональной деятельности был сложным, — рассказывает Олег. — В основном ориентировался на прикладную математику и на автоматизацию и связь. Предпочел второе направление. Это был интерес к существующим системам производства, передовым телекоммуникационным технологиям. Мой факультет в Ростовском государственном университете путей сообщения назывался «Автоматика, телемеханика и связь». Я представлял себя в будущем специалистом на производстве, но в процессе обучения понял, что мне интереснее создание чего-то нового, а не просто эксплуатация существующего. Так я занялся наукой. В основе решения был идейный, а не материальный принцип. Это было на последних курсах специалитета, главную роль в этом решении сыграл мой научный руководитель. Был, конечно, некоторый страх перед неизвестностью. Но помогли будущие коллеги, и родители это решение поддержали.

Выпускная работа Олега носила прикладной характер. Она была посвящена системам видеонаблюдения. Считает, что базовое образование дало полезные знания для будущих исследований. Например, в дальнейшем он работал с коллегами в области компьютерного зрения. В аспирантуру Олег поступил на научную специальность «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», также в РГУПСе.

— При поступлении в аспирантуру был внутренний раздрай, — говорит Олег. — Я подсознательно догадывался, чем хочу заниматься. Но потребовалось время, чтобы это конкретизировать. В результате я пришел к своей нынешней тематике — системам, основанным на знаниях. Впоследствии защищал кандидатскую диссертацию по специальности «Теоретические основы информатики». Это и стало фундаментом и предпосылкой для исследования искусственного интеллекта.

В аспирантуре Олег получал губернаторскую стипендию. Участвовал в группе, выполнявшей научные проекты РФФИ. В 2020 году окончательно понял, что хочет добиться от своей исследовательской деятельности. Единение коллектива, совпадение целей и задач с его траекторий развития он увидел в Международном исследовательском институте интеллектуальных материалов ЮФУ. Решил перейти туда:

— В РГУПСе проводится множество исследований. В том числе и фундаментальных. Там много талантливых ученых. Но в области моего интереса исследования там носили слишком прикладной характер. Сейчас я работаю над более современными исследовательскими методами. Когда я перешел в МИИ ИМ, его основными направлениями были синтез и диагностика новых функциональных наноматериалов. Мы с коллегами начали работать в этой области. В какой-то момент поняли, что существующего инструментария для достижения необходимых результатов недостаточно. Тогда стала формироваться идея о будущем исследовании.

Важным фактором, повлиявшим на формирование нового направления, стала Федеральная научно-техническая программа развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры. Опыт коллег Олега подсказывал, что синхротронные исследования, существующие в международных центрах, организационно очень сложны. Ученым приходилось долго ждать, пока подойдет их очередь к аппаратуре. Время работы с ней было ограничено. Это влияло на качество исследований. Зачастую приходилось ожидать своей очереди для проведения исследований в зарубежных центрах синхротронного излучения:

— Для того чтобы помочь коллегам более эффективно работать и привнести дополнительные возможности для строящегося отечественного синхротрона, я поставил цель смоделировать сам процесс экспериментов с новыми функциональными наноматериалами с его использованием. Для примера выбрал нанокатализаторы палладия. Они используются в химической и энергетической промышленности. Надеюсь, у меня получится создать действительно полезный инструмент, который позволит ускорить проведение исследований коллег. И в дальнейшем не только быстрее получать новые материалы, но и более оперативно внедрять их в производство. Я создаю информационные и программные инструменты. Благодаря данным, полученным от коллег, планируется создать цифровую модель этого эксперимента, отдельные алгоритмические или вычислительные блоки. Это будут блоки машинного обучения либо модели глубоких нейронных сетей. Где-то используем численные методы, математическое моделирование. Потом будет построена структура, которая алгоритмически будет повторять реакцию этих процессов на различные входные параметры.

Это делается для того, чтобы ученым не приходилось множество раз повторять эксперимент, незначительно меняя параметры. Олег с коллегами пытается сократить на это время. Искусственный интеллект поможет подобрать нужные параметры под требования конечной цели. Исследователям не придется воспроизводить десятки и сотни схожих измерений с использованием синхротронного излучения. Это приведет к экономии ресурсов времени и средств. Именно эта программа получила поддержку Российского научного фонда, и теперь группа молодых ученых под руководством Олега Карташова в течение двух лет будет решать поставленную задачу. Сумма гранта — 1,5 миллиона рублей в год. На сравнение его продукта, например, с микроскопом, который был изобретен и создан только для ученых, Олег уточняет:

— Не совсем микроскоп. Здесь шире. Когда коллеги-физики изобретут новый функциональный материал и будут пытаться внедрить в промышленное производство, то мой продукт будет полезен и на этой стадии. Результатами будут новые математические и компьютерные модели, а для конечного использования программные средства, которые будут позволять интегрироваться в систему сбора данных в синхротронных центрах. А также веб-сервисы. Все будет свободно распространяться и доступно для отечественных исследователей.

Кроме МИИ ИМ, где Олег работает старшим научным сотрудником, он трудится на инновационном предприятии «КИБЕР ВИЖН», где разрабатывают технологии искусственного интеллекта и компьютерного зрения для промышленного применения. Преподает в магистратуре ЮФУ искусственные нейронные сети, глубокое обучение, компьютерное зрение. О материальном уровне рассуждает в том духе, что если хорошо работаешь, в науке можно хорошо получать. Олег выиграл с группой единомышленников грант Фонда Владимира Потанина на новый образовательный курс по теме цифровой археологии. Будет читать лекции и на истфаке ЮФУ, например о том, как по маленькому черепку реконструируется пространственная форма сосуда. Планы по защите докторской не скрывает, считая это естественным результатом научной карьеры.

— Компьютерные науки, к которым имею отношения и я, могут преподнести большой сюрприз, — говорит Олег. — Надеюсь, что какая-то из моих работ будет оценена как существенный вклад в развитие науки.

— Олег — один из самых талантливых моих учеников, — говорит доктор технических наук, профессор Андрей Чернов. — А у меня их было немало. Отличие Олега от многих из них в том, что он предан науке. Защитив кандидатскую, он продолжает научную работу, а не оставил ее ради более выгодного места. Он взялся за решение сложных проблем, связанных с искусственным интеллектом, созданием цифровых двойников. В нашей области у него большие перспективы. Это подтверждается и грантом РНФ.