Чему учиться сейчас, чтобы выжить на другой планете?

Партнерский материал

Чему учиться сейчас, чтобы выжить на другой планете?

24 декабря 2018

Если твоя мечта – попасть в экспедицию на Марс, то время начинать подготовку. Илон Маск в марте 2018 года заявил, что его ракета Big Falcon Rocket совершит первый околоземной полет в 2019-м. А уже еще через пять лет с ее помощью планируется запустить к Красной планете первый пилотируемый корабль.

Проекты высадки человека на Марс разрабатывают NASA, Европейское космическое агентство, а также ряд частных проектов, таких как нидерландский Mars One, фонд Inspiration Mars Foundation и другие. Они называют сроки начала марсианской миссии от 2025 до 2039 года.

О том, какие полезные навыки стоит освоить уже сейчас и где в России им научат, читайте в обзоре от наших земных экспертов.

Управляй интеллектом

Адель Закиров

Выпускник КГУ, механико-математический факультет.
Специализация: машинное обучение, цифровые технологии и геологическая экспертиза

Научил компьютер с помощью цифрового зрения и машинного обучения анализировать образцы срезов геологических пород (шлифы). С помощью математических алгоритмов может обучить программу определять патологии легких на флюорографии.

При полете на Марс будет задействовано много интеллектуальных систем. В том числе для управления кораблем. И они активно разрабатываются уже сейчас. Полет кораблей SpaceX и особенно приземление многоразовых ступеней – это все основано на обработке данных и машинном обучении.

Подобные технологии будут развиваться все интенсивнее. И нужны люди, которые общаются с ними на одном языке, могут доделать или починить что-то в случае поломки. Кое-что придется создавать с нуля прямо в ходе экспедиции.

На Марс человечество полетит не просто прогуляться. Мы будем исследовать этот новый мир, собирать образцы. И здесь методы машинного обучения могут сильно упростить процесс. Тот же проект по исследованию шлифов, которым я занимался — это уже готовая технология, и она может пригодиться нам на Марсе.

Я бы однозначно советовал брать инженеров в первую очередь. Это люди, которые строят сложные системы и механизмы, знают, как они работают, разбираются в электронике и автоматизации, то есть в прикладных, а не абстрактных вещах.

Мое мнение — сейчас перспективно учиться математике. Нужно суметь стать инженером, если можно так выразиться. Во всех смыслах. Знаете, как в фильме «Марсианин»: герой — биолог, но может и починить что-то, и в физике разбирается. В космосе нужны «универсальные солдаты» с сильной технической подготовкой.

Обучай роботов

Антон Егоров

Выпускник МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики.
Специализация: системный программист, математик.

Один из авторов проекта робота-манипулятора, которого в 2018 году презентовали на топливозаправочном комплексе в Шереметьево.

Марс в ближайшее время будет для нас исключительно враждебной средой, в которой нам необходимо будет применять навыки системного мышления, прогнозирования и планирования.

Безусловно, колонизаторам Марса придется много строить. И там в основном все будет роботизировано: не думаю, что на другую планету можно отвезти рабочих-строителей. Кроме того, на Марсе можно применять разведку роботами-дронами.

Чтобы управлять роботами, давать им корректные задачи, нужно будет заниматься обработкой данных, иметь экспертные навыки в кибернетике и программировании.

Основателям первой колонии также не обойтись без ИТ-разработчика, архитектора и специалиста по новым материалам. Кроме того, обязательно нужны будут медик, биолог и связист. В первую очередь идея в том, что мало добраться до Марса — надо еще поддерживать там жизнь, чтобы делать хоть что-то еще.

Создавай двойников

Антон Серов

Выпускник СПбПУ, физико-механический факультет.
Специализация: математическое моделирование.

Участник проектной команды, которая занимается исследованиями и разработкой «цифровых двойников» для нефтеперерабатывающих активов «Газпром нефти».

Пригодится знание алгоритмов машинного обучения, опыт работы с технологией «цифровых двойников». Миссия на Марс начинается с выбора оптимального пункта высадки. Это многокритериальная задача в условиях ограниченного набора данных, полученных со спутников и марсоходов. По мере накопления информации о Марсе может оказаться, что пункт высадки далеко не оптимален с точки зрения дальнейшего развития колонии. И в первой миссии будет необходим человек, который сможет оперативно проводить анализ поступающих данных и формировать обоснованное мнение о расположении пунктов капитального строительства колоний. Для этого этот участник миссии должен быть знаком в том числе с алгоритмами кластерного анализа.

Когда новая информация больше не будет давать значительных корректировок в местоположении будущих колоний, в выбранных пунктах начнется капитальное строительство.

И тут в работу включаются «цифровые двойники».

На Марсе все сооружения будут возводиться по технологии умного дома. Состояние объектов будет отслеживаться с помощью множества датчиков, показания с которых будут регулярно поступать в централизованные пункты управления. В пунктах управления в автономном режиме будет формироваться управляющее воздействие, упреждающее выход объекта из нормального режима работы.

Элемент такого будущего мы наблюдаем сейчас на нашем проекте по оцифровке НПЗ. Для достижения полной автономности работы установок завода необходимо иметь очень точные и устойчивые модели всех процессов. И то, что еще совсем недавно казалось невозможным, по мере развития систем хранения и анализа данных, по мере увеличения информации об объектах и процессах, становится достижимым на наших глазах.

Молодым специалистам я бы посоветовал пойти по пути применения к разным областям знаний математического анализа и моделирования. Не буду оригинальным, если выделю такие области как биоинформатика, информационные технологии. Если же смотреть еще более широко, то я бы посоветовал стремиться созидать и творить.

Предсказывай будущее

Никита Куприянов

Выпускник СПбГЭТУ «ЛЭТИ», магистратура – программная инженерия.
Специализация: информационные технологии.

Разработчик решений для создания первой российской цифровой платформы управления производством.

Среди обязательных участников первой экспедиции на Марс должны быть инженеры физико-математических наук, а также системные программисты, способные разрабатывать программное обеспечение. Обязательно понадобятся знания по теории автоматизированного управления и математическому моделированию для разработки моделей управления техническими средствами.

Кроме того, в первой экспедиции нужны эксперты по разработке платформенных решений, призванные объединить всю инфраструктуру в единую автоматизированную программную систему. Подобной задачей занимаются операционные системы в наших телефонах, а также технологии «умного» дома.

Одна из наших команд сейчас как раз занимается разработкой цифровой платформы управления непрерывным производством, целью которой является объединение независимых технологических цепей в единый и слаженный механизм.

Простой пример, как это все сможет пригодится. Рассмотрим задачу загрузки и работы оборудования. На Земле сложилась практика, что в работе техники предпочтение отдается режиму с максимальной загрузкой оборудования, так как на выходе ожидается больше конечного продукта. Это все равно что выжимать максимум из автомобиля – не всегда эффективно. На средних «оборотах» можно произвести меньше продукции, однако сэкономить на электроэнергии, износе оборудования и выиграть в конечном итоге.

Для того, чтобы производить подобные расчеты, необходимо научиться заглядывать в будущее, но самостоятельно человеку это не под силу. На помощь приходят когнитивные помощники, способные на основе данных делать высокоточные прогнозы. Используются нейронные сети и программы с искусственным интеллектом. Перечисленные инструменты позволяют человеку предсказывать будущее.

Сложнейшая задача требует максимальной автоматизации, что служит источником больших объемов данных для анализа и предиктивной аналитики. Все системы должны работать на одном универсальном «языке», своеобразном «промышленном Android», что позволит синхронизировать все технологии и достичь оптимального результата. Все это мы сейчас создаем на Земле, в России.

Естественно, для того чтобы продолжать развивать подобные технологии, требуются хорошие навыки как в ИТ, так и в математике. Причем преимущество за математикой, так как она является фундаментом для таких наук, как физика, химия, биоинформатика и другие важнейшие для освоения Марса специализации.

Делай шаг за шагом

Диляра Беспятова

Выпускница СПбГУ, Высшая школа менеджмента
Специализация: scrum-мастер

Участвует в трансформации компании, работает с agile-командами, создающими новые продукты и сервисы.

Космическая экспедиция несет высокую степень неопределенности. А это предполагает использование не совсем стандартных подходов к решению задач.

Каждый наш шаг мы должны верифицировать: а туда ли мы идем? а правильно ли мы делаем? В таких условиях как раз Agile mindset , Scrum, Kanban и подобные фреймворки лучше всего подходят. Очень важно учиться адаптироваться под быстро меняющийся мир.

Мы можем колонизировать Марс итеративно. То есть ставить себе задачи, допустим, на краткосрочные периоды. И в конце смотреть, что у нас получилось, корректировать в соответствии с изменяющимися условиями дальнейшую стратегию. Не нужно пытаться основать на новой планете целый город с нуля. Чтобы получать на выходе максимальную эффективность, даже в космосе можно применять итеративно-инкрементальные подходы. Они учат начинать с малого, мыслить продуктами, а не процессами, ориентироваться на метрики и доводить работу до конца, получать обратную связь, корректировать планы в процессе движения к конечной цели.

Scrum-мастер знает, как организовать процесс работы команды, как помочь с решением сложной проблемы, поддержать коллег в трудный момент. Также я бы взяла в «марсианскую» команду геолога, строителя, медика, и full stack-разработчика.

Причем желательно, чтобы эти люди потом друг друга обучили своим компетенциям. Например, геолог мог бы оказать первую помощь, а строитель понимал бы в геологии.

Есть такая, на мой взгляд, очень важная вещь, как готовность постоянно расширять свои рамки. Мы живем в мире, в котором все очень быстро меняется, и сегодняшние профессии могут через 15-20 лет перестать существовать. Нужно быть готовым к тому, что ты не всегда будешь тем, на кого ты учился в университете. Нужно быть готовым сменить профессиональную область, причем сделать это быстро. Получить какой-то навык, будучи уже взрослым человеком.

Этот материал является частью проекта «От Земли до Марса»