Как можно управлять объектом, не имея о нем полной информации? Почему важно этому научиться? Идет ли сегодня талантливая молодежь в науку? Чем можно ее привлечь? Какова ситуация с отечественными научными журналами? Об этом мы беседуем с Андреем Алексеевичем Галяевым, членом-корреспондентом РАН, заведующим лабораторией № 38 «Управление по неполным данным» Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН.
— Андрей Алексеевич, что это за «неполные данные», о чем идет речь?
— Название это было присвоено лаборатории в момент ее создания в 1968 г. С того времени понятие «неполные данные» менялось и наполнялось новым смыслом. А на тот момент это были задачи, связанные с фильтрацией. Основным в этих задачах был некий ненаблюдаемый процесс, который можно было описать, наблюдая какой-то другой процесс. В итоге получалось, что мы оперируем данными, которые не совсем соответствуют исходному процессу, но пытаемся восстановить его свойства.
Сейчас неполные данные частично понимаются как пропуски данных, то есть отсутствие данных или, может быть, отсутствие целого ряда наблюдений на интервале времени.
— Чем конкретно занимались сотрудники лаборатории в те времена?
— Так исторически сложилось, что первым руководителем лаборатории был А.М. Петровский. Наши предшественники занимались задачами наведения зенитных ракет, это тоже было связано с наблюдениями и задачами фильтрации. А потом они начали трансформироваться в задачи управления движением объектов. Возник новый класс — задачи траекторного управления наблюдениями. А вот здесь уже наличие или отсутствие каких-то каналов для наблюдений стали дополнительной возможностью для решения задач управления.
— С какими задачами вам приходилось сталкиваться?
— Это задачи управления движением объектов в условиях неполноты информации, которая может быть создана искусственно, например вы можете специально поставить какую-то помеху в канал наблюдения или вообще отключить этот канал, но решение вам все равно надо принимать. Сейчас, в условиях развития разных БПЛА, разных роботизированных комплексов, это становится важным каналом наблюдения — как использовать имеющуюся информацию для управления движением этих объектов. Как мы все знаем, у них всегда есть определенные цели и задачи и они их выполняют.
Важно понимать: поразить систему управления беспилотника еще не значит, что он перестает выполнять свою задачу. Он все равно продолжает двигаться по некоторой траектории. А уж где эта траектория пересечется с землей или каким-то объектом, мы такими данными заранее не обладаем.
— То есть понять, куда он полетит, невозможно?
— Это сложная задача. И дело даже не в вычислении траектории. Цели тоже бывают разные. Здесь речь идет о том, чтобы спрогнозировать, в каком классе движения он будет двигаться. Если мы видим, что он не маневрирует, движется летательный аппарат самолетного типа, мы можем спрогнозировать, что он будет продолжать движение по прямой. Физические законы никто не отменял, можно посчитать, как он будет двигаться. Но тут возникает другой вопрос: хватит ли нам времени, чтобы просчитать, спрогнозировать, куда-то передать и кого-то предупредить?
— Вы сами занимаетесь подводными объектами. Какие могут быть здесь задачи?
— Задачи у нас в основном закрытые, рассказывать о них напрямую я не могу. Приведу пример из обычной жизни. Допустим, вечером вы выходите из метро, вам нужно домой. Вы знаете, что у вас есть длинный путь, — он освещен, можно им пройти. А можно пройти через темный парк. Это тот же самый недостаток информации: вы не можете спрогнозировать, что там произойдет. Но при этом вы читали местные блоги и знаете, что периодически там что-то случается. И вы принимаете какое-то решение. А дальше, когда вы уже движетесь по парку, вы замечаете, что звук ваших каблуков привлекает потенциально опасных людей. И вы начинаете задумываться: сходите с асфальта на землю, чтобы не шуметь, стараетесь смотреть по сторонам, прислушиваться…
— Это все повышает скрытность объекта?
— Нет. Скрытность объекта повышают дополнительные знания. Способов получения информации об объекте много, эта информация может обрабатываться совместно. Это не непосредственные значения каких-то физических параметров. Это могут быть и знания о физических явлениях вообще: как, например, распространяется в среде, как долго живет, что с этим происходит и т.д. Все вместе с возможностями обнаружения, поиска складывается в некую картину. И эта картина имеет некое информационное наполнение. На ее основе мы можем принимать решение, что же нам делать.
Есть и другие каналы получения информации, они тоже используются, и все это в итоге совместно обрабатывается и, надеюсь, облегчает принятие решения в разных ситуациях.
— Какие еще задачи вашей лаборатории доводилось решать?
— У нас много разных задач. Я уже упоминал задачи планирования траектории движения объектов. Есть также задача противодействия другим объектам. У нас в лаборатории трудятся как люди солидного возраста, так и молодые ребята, которые хотят быть полезными, реализовать себя.
— Вы их сами воспитываете?
— Частично — да. Это выпускники МГУ — физфака, мехмата, Физтеха. Надо сказать, что они получили очень хорошее образование. Образование нельзя дать, его можно только получить. И вот у них было это желание. Они продолжают стремиться к тому, чтобы расширять и углублять знания. Они не останавливаются, идут в правильном направлении по траектории ученого. Наша задача им в этом помочь. При этом они — большие патриоты нашей Родины.
— В чем это выражается?
— В правильной оценке текущей ситуации. Если мы начали говорить о неполноте информации, то надо добавить, что искусственная неполнота информации может быть ложной. Сейчас набирает обороты создание различных фейков, которые особенно воздействуют на молодежь, поскольку она получает информацию из самых разных источников в соцсетях. Те идеи, которые там закладываются, оказывают на них большое влияние. Наши ребята, несмотря на то что они тоже там находятся, отлично умеют фильтровать информацию, понимают, что хорошо, а что плохо.
— Эту информацию фильтровать все труднее, потому что фейки становятся изощреннее. Нельзя отличить фейковые фото и видео от настоящих. Как им это удается?
— Задача управления — это переведение объекта из одной точки пространства в другую. При этом есть набор возможных направлений, в которых он будет двигаться, и на них влияет вектор управления. А набор этих векторов в итоге кем-то формируется, причем намеренно, так, чтобы что-то скрыть, а что-то выставить не в том свете, неправильным образом. Но при этом остается еще цель: ради чего это делается? У них одна цель, а ребята, когда мы что-то обсуждаем, пытаются понять, а кому это нужно, важно, какую выгоду и кто получает. Нужно ли каждую информацию, которую он получает, оценивать — или же информации нужно дать немного времени «отстояться», чтобы она стала более или менее достоверной или чтобы стало понятно, что это обман? То есть правильные ориентиры — это для них. Это их воспитание. Они в том числе смотрят на старшее поколение. Их корректируют, но при этом, мне кажется, у них большой потенциал. Это наша надежда в будущем.
— Что представляет собой руководимая вами кафедра в МГУ?
— Это кафедра физико-математических методов управления на физическом факультете МГУ. Я ее возглавил в 2018 г., мне ее передал академик Станислав Николаевич Васильев, бывший директор нашего института. Сейчас он — сотрудник нашей лаборатории. Человек, который всю жизнь отдал нашей науке, воспитанию молодежи. Спасибо, что он оказал мне такое доверие.
Мы выпускаем немного студентов, у нас ежегодно 10–12 бакалавров и 8–10 магистров. При этом бывают всякие вариации: в этом году у нас был выпуск 17 бакалавров. На кафедре работают шесть преподавателей. Со всеми задачами справляемся, поскольку с кафедры есть поток молодежи к нам в институт. Может быть, он небольшой, но ведь всех и не заставишь. Не все готовы становиться учеными.
— Мы часто слышим о том, что современное образование существенно хуже того, что было раньше. Сравнивая нынешнюю молодежь с собой молодым, что можете сказать? Действительно ли она стала более меркантильной, менее мотивированной? Сдал ли преподавательский состав?
— Надо сказать, преподавательский состав стареет, и это действительно одна из проблем любого вуза. Раньше оставались наиболее сильные ученые, в том числе и в научном плане. А сейчас есть проблема заполнения вакансий. Сохраняются сложности с финансированием, как ни стараемся их решать. Люди амбициозные, понимающие, что могут чего-то достичь, не всегда готовы ждать, чтобы реализоваться. Это же долгий путь. В какой-то организации они могут за короткое время вырасти в руководителей. А здесь, чтобы стать ученым, они должны окончить аспирантуру, защитить диссертацию, после этого сформировать собственную тематику исследований, чтобы дальше стать доктором наук. А это годы. Не все к этому готовы. Прогнозировать финансирование тоже бывает сложно.
— И все же чем различаются те ребята и эти? Вспомните себя студентом.
— Я помню. У нас в группе у всех, кроме одного, был красный диплом. И это именно стремление ребят, которые попали в ведущий вуз страны, показать, что, попав туда, они все равно лучшие, лучшие из лучших. Может быть, оценки, которые тогда получали и сейчас получают, различаются, и система оценивания в разных вузах функционирует по-разному — на Физтехе она теперь десятибалльная. Может быть, оценка — вообще не самое важное. Знания важнее. Но все, кто со мной учился, себя реализовали. Думаю, что те ребята, которые у нас остаются, тоже себя реализуют. Поэтому самым главным критерием остается все-таки самореализация. Надо подтвердить, что выбор был сделан правильно, а подтвердить можно только временем.
Например, Павел Лысенко окончил Физтех, защитил кандидатскую, в прошлом году получил академическую премию им. Б.Н. Петрова. Работа Максима Бузикова стала лучшей в прошлом году. Семейная пара Александр и Марина Самохины преподают, сами много работают, постоянно горят желанием получить новые знания, где-то участвовать. Скоро будут проходить соревнования по построению траекторий движения объектов Global Trajectory Optimization Competition, в которых участвуют команды разработчиков. Проводит их NASA. Команде ставится задача, и в течение месяца эта задача решается. Им интересно проявить себя, они всегда участвуют в этих соревнованиях. По-моему, они большие молодцы.
— Вы активно участвуете в издательской деятельности различных научных журналов. Сейчас с этим стало труднее. Как вы справляетесь с этими проблемами?
— Основное здесь — принципиальная позиция нашего директора. Я ее поддерживаю. Мы многократно обсуждали: те знания, которые мы в виде статей пытаемся донести до широкого круга общественности, в том числе до исследователей и ученых, должны быть бесплатными. Каждый должен иметь доступ, чтобы ознакомиться с этими статьями. Это так называемый open excess, но бесплатный. В этом направлении работают все наши журналы, которые издает институт. Это наш основной журнал по управлению — «Автоматика и телемеханика», журналы «Проблемы управления», «Управление большими системами», «Датчики и системы» и «Автоматизация в промышленности». Еще есть англоязычный журнал ASSA, главный редактор которого — Д.А. Новиков. Сейчас мы пытаемся сделать единую политику для всех журналов, решить те проблемы, которые возникают с индексацией, с учетом статей в мировой информационной системе, потому что с нами отказались иметь дело те организации, которые присваивают идентификаторы.
— А не возникает проблем с наполнением журналов? Хватает качественных статей? Журналов много, статей, соответственно, тоже надо много.
— Каждый журнал ведется по своей, годами сформированной тематике. А что касается наполняемости — проблемы есть. Мы компенсируем это, делаем специальные выпуски. Есть выпуски, посвященные известным ученым, — мы таким образом снимаем напряженность по заполняемости. Но мы — и члены редколлегии нашего института, и коллеги, которые принимают участие в рецензировании, — до сих пор держим очень высокую планку. Мы все равно требуем от статей, чтобы в каждой содержался научный результат, он был новым, приносил какую-то пользу, был правильно сформулирован.
— Можете «завернуть» статью?
— Каждую статью мы проверяем на антиплагиат. У нас есть пороговые значения по этим показателям. Цитирования могут быть чужими, а могут быть своими: взял человек часть своей работы и снова ее подал. Или он ее где-то уже опубликовывал. Мы с этим боремся, все это знают. И у нас на сайте есть эта информация в виде раздела «Публикационная этика». Мы стараемся за этим внимательно следить. Хотя какие-то показатели не всегда могут однозначно ответить на вопрос, насколько что-то заимствовано. Простой пример: формулировки теорем изначально содержат одни и те же слова. Но наличие тех же слов и других обозначений в буквенном, математическом смысле не значит, что это повторение одного и того же. Мы на это смотрим совместно. Для этого у каждой статьи есть куратор, он проводит совет, на котором обсуждают, стоит или не стоит что-то исправить.
— Я так понимаю, что вы тот человек, от которого нельзя ничего скрыть даже при неполных данных или отсутствии таковых. Вы все равно все узнаете. И про статью, и про объект, и про человека.
— Ну, приходится. Думаю, в институте все знают, что я человек принципиальный. И на защитах могу высказаться достаточно резко, и до прохождения работы. Резко в том плане, что работа требует улучшения, но она не дорабатывается. В большинстве случаев коллеги прислушиваются и стараются поправить. Кто-то просто приходит за советом, я стараюсь никому не отказывать. Наша задача в том, чтобы наука была качественная, ее было много и она делалась не только у нас локально, в лаборатории или в институте, но и во всей нашей стране.
