Владимир Волохов: «Молодой ученый — это тот, кто постоянно ищет. Ибо в получении чего-то нового он и испытывает настоящее наслаждение»

Сегодня в гостях у Молодежного портала Ярославской области Владимир Волохов, доцент кафедры динамики электронных систем ЯрГУ. После того, как на кафедре появилось научное направление, связанное с компьютерным зрением и робототехникой, он стал одним из его участников. В данный момент он вместе со своими коллегами из ЯрГУ и администрацией города в лице исполняющего обязанности заместителя Губернатора Ярославской области, директором департамента информатизации и связи Ярославской области Эдуардом Лысенко занимаются организацией турнира по робототехнике в Ярославле.

              

Владимир, расскажите немного о себе.
Родился и вырос в Ярославле. В 2002 году окончил лицейный класс «Физика и компьютерные технологии» МОУ ОСШ № 88 и поступил на первый курс физического факультета ЯрГУ им. П. Г. Демидова, где в течение пяти лет обучался по специальности «Радиофизика и электроника». В 2007 году с отличием окончил обучение в ЯрГУ и поступил в его аспирантуру по специальности «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», где обучался в течение трех лет. Будучи аспирантом, являлся ассистентом кафедры динамики электронных систем ЯрГУ. В 2012 году защитил кандидатскую диссертацию по теме «Подавление гауссовского шума в изображениях на основе анализа главных компонент и нелокальной обработки». На данный момент времени являюсь доцентом кафедры динамики электронных систем ЯрГУ. Профессиональная область интересов связана с цифровой обработкой изображений, техническим зрением, вычислительной фотографией и машинным обучением.

О чем вы мечтали в детстве? Кем хотели быть по профессии?
Мечтал о машинке с камерой на пульте управления, которую смог собрать многими годами позднее после окончания университета. Каких-то предпочтений к определенной профессии в детстве у меня не было. Я просто учился в школе, занимался в футбольной секции, дружил со своими одноклассниками и ребятами во дворе, стараясь не вникать в сложные переплетения взрослой жизни и будущей профессии.

Вы изначально хотели поступать учиться именно на физический факультет?
Нет, даже помыслить не мог об этом, так как после окончания девятого класса физика для меня казалась чем-то жутко непонятным и неинтересным. Общее отношение к предмету изменилось в старших классах, где под чутким руководством своего первого настоящего учителя по физике, Екатерины Тюриной, я постигал практические и теоретические составляющие в данной области. Окончательное решение о поступление на физический факультет ЯрГУ я принял примерно за полгода до вступительных экзаменов.

Что такое робототехника?
Робототехника — это широкая интегрированная область науки, возникнувшая на основе кибернетики и механики, которая направлена на создание роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения. Данное определение я фактически позаимствовал из книги Е. Юревича «Основы робототехники», с которой рекомендую ознакомиться всем заинтересованным исследователям в этой области.

             

Откуда появилось ваше увлечение робототехникой? С чего все началось?
Общими вопросами, связанными с созданием и программированием мобильных роботов, я начал интересоваться в 2013 году. На тот момент времени уже в течение нескольких лет на кафедре динамики электронных систем, преподавателем которой я являюсь, активно проходила работа группы, занимающейся компьютерным зрением и робототехникой. Задачи, решаемые студентами и аспирантами этой группы, раскрыли для меня новые возможности практического применения алгоритмов, связанных с системами технического зрения, в робототехнике, привив начальный интерес к данной области.

Легко ли и как удалось найти единомышленников?
Нет, искать единомышленников трудно. Но периодическое участие в профильных научных конференциях, семинарах и мероприятиях по цифровой обработке изображений, системам технического зрения, теории управления и робототехнике позволяет несколько облегчить эту задачу.

Какую цель вы преследовали, создавая роботов?
Основной целью являлось использование алгоритмов технического зрения в робототехнических системах для решения ряда научно-практических задач. Подобная интеграция позволяет подчеркнуть практическую значимость разрабатываемых алгоритмов, а также повысить интерес студентов и аспирантов заниматься ими.

             

Где могут пригодиться роботы, созданные вами / вашими учениками?
Проекты, в которых я и мои студенты принимаем участие на данный момент времени, могут найти практическое применение в области образовательной и спортивной робототехники. Один из этих проектов связан с созданием образовательного робототехнического конструктора, а второй с построением малобюджетной системы для игры в роботизированный футбол.

Какое место в отечественной робототехнике занимают ваши (региональные) разработки?
На данный момент времени я нахожусь в самом начале пути, поэтому говорить о собственных серьезных разработках в области робототехники не приходится. Повторюсь, что моя профессиональная область интересов больше связана с цифровой обработкой изображений, техническим зрением, вычислительной фотографией и машинным обучением. Однако в нашей группе по компьютерному зрению и робототехнике существует несколько серьезных наработок, которые могут быть использованы в области автономной мобильной робототехники. К ним можно отнести:
а) алгоритмы восстановления трехмерной структуры объектов с использованием одной или нескольких цифровых камер;
б) алгоритмы одновременной локализации и картографирования;
в) алгоритмы навигации роботизированных платформ с использованием цветовых меток.
Ежегодно студенты и аспиранты группы принимают активное участие в научно-технических конференциях различного уровня.

                                 

Как будут выглядеть роботы будущего?
Не будучи футурологом, могу сказать, что форма и внешний вид роботов будущего будут целиком и полностью зависеть от их функционального назначения, поэтому, конечно, будут роботы, выглядящие как человек, автомобиль, самолет и т. п. Важно отметить то, что значительно будет увеличиваться миниатюризация и значимость группового управления роботизированными платформами.

Как много времени и сил уходит на создание одного робота?
Однозначно на данный вопрос ответить нельзя, так как все зависит от решаемой задачи. Например, робот для участия в отдельных видах спортивных соревнований может быть создан в течение нескольких недель, тогда как серьезные инженерные разработки, такие как создание планетоходов, требуют многолетней, кропотливой работы ученых и инженеров.

Что будут уметь роботы через 10 лет?
Роботы будут уметь делать то, что позволят им передовые разработки в области искусственного интеллекта и ряде смежных областей через 10 лет!

             

Расскажите немного о своей преподавательской деятельности в университете.
Моя преподавательская деятельность в университете разделена на несколько частей:
а) работа со студентами по курсовым и дипломным проектам;
б) проведение лекционных, практических и лабораторных занятий;
в) участие в грантах.
Являюсь автором блога http://volokhov.blogspot.ru/, на котором периодически обновляю материалы для студентов по ряду своих университетских дисциплин. Описать более широко работу преподавателя университета в рамках данного интервью проблематично, так как это потребует очень много времени. Скажу лишь одно, что это трудная и кропотливая работа, требующая большого терпения и жизненных сил.

С какого возраста, по вашему мнению, стоит приобщать детей к робототехнике?
Возраст важен, но не является определяющим фактором. Значимо понимать то, что робототехника — это интегрированная область, которая опирается на знания в области электроники и схемотехники, информатики, механики, теории управления, искусственного интеллекта и т. п. Список можно продолжать очень долго. Считаю, что для успешного развития в области школьной робототехники совершенно необходимы начальные знания в области электроники и схемотехники, а также в области программирования. 

 

Расскажите о своей последней научной работе.
Крайняя научная работа связана с управлением мобильными роботами при помощи системы технического зрения. Работа рассматривается как научное исследование, связанное с управление одним или несколькими автономными мобильными роботами с использованием внешней камеры, закрепленной над рабочей областью робота, алгоритмов технического зрения, исполняемых на центральном сервере, и роботизированных платформ, промаркированных цветовыми метками. Демонстрационное видео, показывающее пример работы системы, можно посмотреть здесь: https://www.dropbox.com/s/uwwevhqovekslrk/79_project_mrp_309.avi?dl=0. Задачи, решаемые мной и моими коллегами в рамках настоящего проекта, следующие: 
а) создание высокоэффективной (по быстродействию и качеству поиска) системы локализации мобильного робота по цветовым меткам;
б) разработка алгоритмов планирования / принятия решения мобильными роботами; в) разработка алгоритмов одиночного и группового управления мобильными роботами.

Каких успехов вы добились благодаря своим научным интересам?
Мои научные успехи еще впереди!

              

Над какими другими интересными проектами вы работаете?
На данный момент времени я являюсь руководителем проекта «Повышение информационной емкости цифровых изображений на основе анализа характерного шума матрицы устройства фотовидеофиксации». Дополнительно вместе со своими коллегами по работе занимаюсь организацией проведения Всероссийского молодежного турнира «Робоштурм», который должен пройти в конце ноября текущего года в городе Ярославле.

Какие у вас есть увлечения помимо научных?
Интересуюсь музыкой и историей фотографии.

Как бы вы охарактеризовали молодого ученого? Какой он?
Постоянно ищущий. Ибо в получении чего-то нового он и испытывает настоящее наслаждение.

Ваша любимая книга, песня, фильм?
Любимая книга — «Фауст», написанная Иоганном Вольфгангом Гёте. Она заставляет задуматься о смысле жизни. Мне очень нравятся песни на стихи нашего современника Константина Фролова-Крымского. В них многое посвящено нашей Родине, патриотизму и любви. Любимый фильм — «Человек с бульвара Капуцинов». Фильм, в котором свою последнюю роль в кино сыграл Андрей Миронов. Фильм о человеке, преданном своему делу.

   

Продолжите фразу: «Жизнь — ...»
Жизнь — это мгновение!

Поделитесь, пожалуйста, своими научными, спортивными, творческими планами на будущее.
Очень хочу написать книгу по вычислительной фотографии, материалы для которой собираю на данный момент времени, а также создать факультативный курс по автономной мобильной робототехнике в ЯрГУ.

Традиционный вопрос всем героям нашей рубрики. Что вы пожелаете читателям Молодежного портала?
«Во мраке неведомого зреют зародыши бесконечных горестей ... и бесконечных радостей. Можешь ты обратить свой взор к восходящему солнцу? Тогда радуйся. И если в конце концов оно ослепит тебя — все равно радуйся! Ибо ты жил». Цитата позаимствована из книги Теодора Драйзера «Титан».

Интервью брала Наталья Жукова.