Een zwaartekrachtantenne en een plant: ingenieurs van verschillende generaties deelden hun dromen

Corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen Andrei Morozov (66): "Ik droom ervan een zwaartekrachtantenne te creëren."

Andrej Morozov, hoofd van de afdeling natuurkunde aan de Technische Staatsuniversiteit van Moskou en corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen, beschouwt zichzelf zeker als ingenieur en is trots op deze titel. Geen wonder: naast auteur van meer dan 300 wetenschappelijke artikelen, 10 monografieën en drie leerboeken, heeft hij 31 (!) uitvindingen op zijn naam staan. Voor veel hiervan heeft hij staatsprijzen en diverse onderscheidingen ontvangen, waaronder de Orde "Voor Verdienste voor het Vaderland", 2e Klasse.

Het belangrijkste onderzoek van deze wetenschapper richt zich op de ontwikkeling van theorieën en de ontwikkeling van systemen voor het op afstand detecteren van chemische verbindingen in de open atmosfeer en op de grond. Deze systemen zijn door het Russische Ministerie van Defensie en de Federale Veiligheidsdienst van Rusland in gebruik genomen.

Andrej Nikolajevitsj, vertel eens over je jeugd. Wanneer besefte je dat je een carrière in de uitvinderswereld wilde nastreven?

Ik ben in 1959 in Moskou geboren als dochter van twee promovendi in de ingenieurswetenschappen. Zowel mijn moeder als mijn vader waren materiaalkundigen, met talloze wetenschappelijke artikelen en uitvindingen op hun naam. Mijn hele jeugd was ik, om zo te zeggen, omgeven door een bijzondere wetenschappelijke uitstraling die van mijn ouders uitging. Ik herinner me dat ik als kleuter zat te kijken hoe mijn vader koelsystemen voor waterkracht berekende. Hij was een voorbeeld van hoe je een leven opbouwt. Over het algemeen raakte ik al op school gefascineerd door natuurkunde, en ik was erg gefascineerd door de toepassing ervan in de ruimtevaart.

— De tijd van de eerste ruimtevluchten, Gagarin...

Ik kan me Gagarin niet herinneren; ik was pas twee jaar oud toen hij de ruimte in ging. Maar de Amerikaanse maanmissies hadden een grote impact op me, en wel heel tastbaar. Ik was geïntrigeerd door de mogelijkheid om nieuwe natuurkunde te gebruiken om de meest geavanceerde ruimtevaartuigmotoren te bouwen, zodat we die konden gebruiken om naar andere planeten, naar de sterren, te vliegen. Mijn interesse werd zeker aangewakkerd door de literatuur die we thuis in overvloed hadden: de complete werken van Jules Verne, Stanislav Lem, Arthur C. Clarke, de gebroeders Strugatsky, Jack London – nou ja, heel veel...

Na de achtste klas schreef ik me in voor een cursus natuurkunde en wiskunde, studeerde af en meldde me na mijn afstuderen aan bij de 'koninklijke' afdeling aan de Bauman Universiteit, toen nog bekend als M1. Het toeval wilde dat mijn groep, die overstapte van afdeling M1 naar afdeling M8, zich niet richtte op techniek, maar op technologie, en in mijn eerste jaar begon ik de fascinerende seminars bij te wonen van professor Mikhail Ivanovich Kiselev, een ingenieur met een hoofdletter 'E'. Na mijn cum laude afstuderen in 1982 ging ik meteen studeren aan de faculteit natuurkunde, waar ik tot op de dag van vandaag werkzaam ben als afdelingshoofd en, al bijna 30 jaar, als algemeen directeur van het Centrum voor Toegepaste Fysica van de universiteit. Hier ben ik ook hoofdontwerper van diverse technische ontwikkelingen. Overigens mocht ik de opleiding van specialisten in technische natuurkunde binnen de afdeling organiseren. Dit jaar was het 20-jarig jubileum van onze bacheloropleiding.

— Vertel ons eens over de belangrijkste focus van uw werk en waarom bent u verkozen tot lid van de Russische Academie van Wetenschappen?

— Dit werk omvat het snel identificeren van chemische stoffen in de atmosfeer over grote afstanden. Stel dat er een wolk boven ons zweeft. Welke chemicaliën bevat die? We hebben datameetsystemen ontwikkeld die de chemische samenstelling van een wolk in één seconde kunnen bepalen op afstanden tot wel 5 à 6 kilometer.

— Hoe gebeurt dit?

Alle stoffen zenden energie uit langs hun spectraallijnen. We vangen deze straling op, voeren een transformatie uit, voeren een specifieke berekening uit, vergelijken deze met de spectra in de database en bepalen de stoffen in de wolk. De laatste jaren gebruiken we dit om de emissies van industriële installaties te bepalen. In Norilsk hebben we bijvoorbeeld de emissies van de schoorstenen van de fabriek vanaf een kilometer afstand gemeten, en in welke hoeveelheden. Om u een idee te geven: deze volumes worden gemeten in honderdduizenden tonnen per jaar. En er zijn geen andere methoden voor dergelijke monitoring.

Laatst was ik bij een van de instituten van Roscosmos, waar we het hadden over hoe we onze instrumenten in een baan om de aarde konden brengen om de concentraties van broeikasgassen te meten.

Dergelijke apparaten hadden 20 tot 30 jaar geleden simpelweg niet gemaakt kunnen worden. Dit vereist nieuwe fysica, rekenkracht, materialen en dataverwerkingsmethoden, waaronder kunstmatige intelligentie, die bij al dit werk wordt gebruikt.

U geeft al lange tijd les aan de Baumanka. Kunt u ons vertellen hoezeer het onderwijssysteem voor ingenieurs is veranderd?

"Dit moet absoluut gezegd worden. De USSR had een zeer goed ontwikkeld systeem voor de opleiding van ingenieurs. Ik geloof dat Sovjet-ingenieurs werden opgeleid volgens de beste methodologie ter wereld. Helaas is er veel verloren gegaan op dit gebied van opleiding. Het Bolognaproces, zoals iedereen nu begrijpt, heeft daar grote schade aan toegebracht."

— Wat precies?

Vroeger kregen ingenieurs een opleiding van slechts vijf tot zes jaar, en vanaf praktisch hun tweede jaar werden ze geïntroduceerd in een aantal technische disciplines. Zodra het Bolognaproces werd ingevoerd, werd vier jaar uitsluitend besteed aan de opleiding van de bachelorstudent, die geen systeemontwikkelaar is, maar een gebruiker. En dan moest die gebruiker binnen een jaar of twee worden omgevormd tot ontwikkelaar, en dat alleen als de student een masteropleiding wilde volgen.

— Is er nu, voor zover ik het begrijp, een kleine verandering in de situatie?

— Volgens de plannen van het Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen zullen we over een jaar grotendeels terugkeren naar curricula die sterk lijken op die welke in de Sovjet-Unie werden ingevoerd, met een volledige cyclus van technische opleidingen.

U geeft les aan de Technische Staatsuniversiteit van Moskou en bezoekt regelmatig de Polytechnische Universiteit van Sint-Petersburg. Kunt u ons vertellen wat voor soort jongeren er momenteel komen om het vak te leren? Waar zijn ze gepassioneerd over?

— Ik geef al bijna 40 jaar college aan studenten en ik heb ze zien veranderen. Eind jaren negentig daalde hun interesse en leergierigheid enorm; het was heel moeilijk. Nu komt de interesse weer terug; de afgelopen 15 tot 20 jaar hebben we een gestage interesse in techniek gezien. Je ziet het zelfs aan de manier waarop studenten naar colleges luisteren. Zo'n 20 jaar geleden luisterden ze niet eens naar de docenten; ze zaten gewoon wat met elkaar te kletsen. Nu luisteren ze, maken aantekeningen en komen tijdens de pauzes constant naar je toe om vragen te stellen. Het is een compleet andere houding. Ze hebben het verlangen om nieuwe dingen te creëren, nieuwe technologie, teruggekregen. En natuurlijk zijn ze vrolijker en optimistischer geworden; ze geven altijd feestjes, maken sketches en discussiëren over van alles en nog wat. Kortom, het leven is teruggekeerd, en daar ben ik blij om.

— Wat vind je als natuurkundige van neurale netwerken? Zal AI ons vroeg of laat tot slaaf maken?

— Over het algemeen is kunstmatige intelligentie (AI) heel eenvoudig; het is een manier om snel matrices te vermenigvuldigen. Vanuit wiskundig perspectief stelt dit ons in staat om snel relevante informatie uit een enorme hoeveelheid data te halen, iets wat mensen simpelweg niet kunnen. En daar moeten we gebruik van maken. Ik las gisteren een zeer interessant artikel over de impact van kunstmatige intelligentie (AI) op het onderwijs, en daarin stond het volgende: binnen de komende 3-4, of hooguit 5 jaar, zou het hele onderwijssysteem volledig herbouwd moeten zijn met behulp van AI. Onze studenten kunnen nu al oplossingen bedenken voor elk probleem met behulp van AI, en als we examens afnemen, weten we niet wie het probleem heeft opgelost: de student zelf of de AI die ergens in hun zak, op hun telefoon, zit.

- Dit is slecht voor de student, hij leert niets uit zichzelf...

“Dat is slecht, maar aan de andere kant betekent het dat we dit mechanisme ook moeten gebruiken bij het geven van lezingen, in seminars en bij het uitvoeren van laboratoriumwerk, en dat we onze programma's, cursussen en curricula moeten herstructureren, zodat we met behulp van kunstmatige intelligentie de informatieoverdracht kunnen versnellen en beter kunnen overbrengen.”

— Hoe kunnen we leerlingen zelfstandig laten denken?

We moeten ze uitleggen dat kunstmatige intelligentie (AI) onjuiste informatie kan produceren en dat mensen daarom verplicht zijn alle informatie die het produceert te verwerken en te overwegen. Ik denk niet dat AI ons ooit zal vervangen, want het is gewoon een systeem dat op matrixen werkt en geen emoties, verlangens of levensdoelen kent.

— Waar droom je wereldwijd van?

“Ik heb veel werk in uitvoering dat ik graag wil afmaken en mijn ervaringen wil delen met de jongeren om mij heen.

Op een meer wetenschappelijk niveau zou ik graag willen meewerken aan de ontwikkeling van een zwaartekrachtantenne in de Russische Federatie, iets waar mijn docent, academicus Vladislav Ivanovitsj Poestovoit, van droomde. Ik werk hier al meer dan 30 jaar aan en heb veel ervaring, maar helaas wordt het in ons land nog niet op nationaal niveau opgepakt.

— Waarvoor wordt een zwaartekrachtantenne gebruikt?

— Om zwaartekrachtgolven te detecteren. Alle informatie die de mensheid momenteel ontvangt, wordt immers verkregen via elektromagnetische golven. En zwaartekrachtgolven vormen een nieuw kanaal dat in de toekomst een manier zou kunnen worden om informatie over te brengen. Als je bijvoorbeeld moet communiceren met een object diep in de zee, zal geen enkele elektromagnetische golf het bereiken. Maar een zwaartekrachtgolf bereikt het gemakkelijk. De aanleg van zwaartekrachtcommunicatielijnen is natuurlijk een zeer ver toekomstbeeld, maar ooit zal het werkelijkheid worden.

Nikolai Tsygichko (14): "Ik wil een machinefabriek bouwen."

Het verhaal van Nikolai Tsygichko, een 14-jarige ingenieur uit Voronezj, begon toen hij 12 jaar oud was. Vandaag de dag heeft hij twee eigen uitvindingen op zijn naam staan ​​en won hij de Russische prijs "Uitvinder van het Jaar 2024". We spraken met Nikolai en zijn vader, Nikolai Viktorovich Tsygichko, eveneens militair ingenieur van beroep en specialist in speciale militaire communicatie.

Nikolai ging naar het A.V. Koltsov Gymnasium, waar ook zijn twee zussen en broer naartoe gingen. Toen het wonderkind naar de zesde klas ging, droomden zijn ouders ervan hun kind niet alleen talen te leren, maar ook beroepsvaardigheden, maar de school had onvoldoende uitgeruste lokalen voor de jongens die een beroepsopleiding nodig hadden.

Tsygichko Sr. moest zijn zoon twee machines kopen – een freesmachine en een draaibank – om hem te leren wat hij zich niet kon voorstellen zonder een echte man op te voeden. Eerst leerde hij zijn zoon lange krullen snijden – een teken van een bekwame draaibankbediener – en daarna kleine onderdelen en souvenirs. De jongen vond het leuk, maar al snel stelde hij onverwachts voor... de machine te upgraden.

"Mijn vader kocht twee machines voor me", herinnert de 14-jarige Nikolai zich. "Maar ik was niet blij met hun verouderde staat. Ik zocht online naar mogelijkheden om ze te verbeteren en te moderniseren."

Nikolais vader was verbaasd, zegt hij, over hoe snel zijn zoon online vond hoe hij een freesmachine moest upgraden. "Pap, in welke eeuw leven we? Alles is digitaal, en wij...", herinnert hij zich, zei zijn zoon. Dus moesten ze zich allebei verdiepen in de fijne kneepjes van het aansluiten van een CNC-machine op een standaardmachine. Nikolai, van opleiding communicatietechnicus, begreep er zelf niet veel van, maar om zijn zoon geïnteresseerd te houden, verdiepte hij zich erin en kwam erachter wat er aan de hand was. "Je schrijft een G-code die de machine vertelt waar en hoe snel hij moet bewegen, je schrijft de spindelsnelheid op, en dat is alles! Er zijn er maar vier – de basis-G-codes. Het is echt elementair! Het is geen correlatieve ontvangst van ruisachtige signalen, het is geen statistische radiotechniek," zegt Nikolai. "Toen ik het opzocht, besefte ik dat je niet eens een universitaire opleiding nodig hebt om het allemaal te begrijpen en aan een kind uit te leggen."

"We hebben de motoren geïnstalleerd en de software verfijnd", vervolgt Nikolai jr. "Alles werkte. Het grootste voordeel is dat het heel gemakkelijk is om kinderen te leren. Dat weet ik uit eigen ervaring. Je kunt de basisbeginselen van het programmeren van deze machines letterlijk binnen een paar minuten onder de knie krijgen."

Toen het kind begon te slagen, prezen zijn ouders hun zoon (een gouden regel, volgens Nikolai's vader), en al snel stelde de directeur van de experimentele technische school die Nikolai bezocht voor om de machine in te zenden voor de Al-Russische VOIR-wedstrijd (Al-Russische Vereniging van Uitvinders en Vernieuwers). Kolja won de eerste prijs in de categorie "Jonge Uitvinder" met zijn CNC-training en productiefreesmachine en ontving een geldprijs van vicepremier Dmitri Tsjernysjenko zelf. Zijn creatie onderscheidde zich van de anderen door zijn vermogen om niet alleen hout, kunststof en non-ferrometalen te verwerken, maar ook gietijzer en staal. Hij kostte ook een derde van de prijs van zijn industriële tegenhangers.

Terwijl ze blij terugreden van het Jonge Wetenschappersforum waar Nikolai zijn prijs had gewonnen, vroeg zijn vader: "Wat gaan jullie met de 200.000 roebel doen?" "Ik vind wel iets," antwoordde zijn zoon. "Nee, leg het maar uit, mama en ik zijn gewoon nieuwsgierig..." Na enig overleg (Nikolai leek alles te hebben, een computer en een elektrische fiets), besloten ze om nog twee machines te kopen, ze te voorzien van CNC-functionaliteit en ze aan de school te schenken, "zodat andere kinderen ook geïnteresseerd zouden raken in het onderwerp." Ze schonken ze aan het Voronezj Lyceum nr. 7, dat in 2025 zijn 60-jarig jubileum viert, waar Tsygichko sr. ooit had gestudeerd. Maar deze gift zorgde, vreemd genoeg, voor een probleem: de school had nu de machines, maar niemand om ze te leren. Dus werd Nikolai Viktorovich gedwongen een club op het lyceum te openen. Het doel van de club is niet alleen om leerlingen te leren hoe ze een CNC-machine moeten bedienen, maar ook om, door middel van projectmatige activiteiten voor schoolkinderen (die overigens nu voor iedereen verplicht zijn), machines te bouwen om technologielokalen in de school mee uit te rusten.

Tegenwoordig beschikt Tsygichko's werkplaats over vier machines, en alle machines, behalve de allereerste, een draaibank, zijn geüpgraded naar CNC. Onlangs kocht zijn vader een draagbare fiberlasersnijder voor zijn zoon, die de jonge Nikolai meteen voorstelde om op een CNC-platform te installeren. Zo werd een nieuwe uitvinding geboren: een 4-in-1 portaallasermachine (snijden, lassen, vlakken en reinigen) met numerieke besturing. Het voordeel is de hoge snelheid: waar het vervaardigen van onderdelen op een freesmachine 2-3 dagen zou duren, kan de lasermachine dat in slechts enkele minuten. Beide uitvindingen zijn, symbolisch, gepatenteerd in het decennium van wetenschap en technologie.

Uit een gesprek met Nicholas Jr.:

— Wanneer ontdekte je dat je geïnteresseerd was in techniek?

— Drie jaar geleden nodigde een vriend van mijn vader, die bij een laserproductiebedrijf werkt, ons uit voor de metaalbewerkingstentoonstelling, en ik raakte geïnteresseerd in dit werkveld.

— Ik hoorde dat biologie, naast wiskunde en 3D-modelleren, je favoriete vak op school is. Wat vind je daaraan interessant?

“Ik vind het gewoon leuk om verschillende processen in het lichaam te bestuderen, en de leraar is erg goed.

— Wat zou je in de toekomst willen worden?

— Ik wil een machinefabriek bouwen.

— Hoe ontspan je? Heb je nog andere hobby's naast het werken met machines?

— Ik speel op de computer en fiets.

— Heb je tijd om met je leeftijdsgenootjes in de tuin te spelen?

"Ik speel niet met mijn leeftijdsgenoten op het schoolplein; soms speel ik online schaak." (De ouders voegen eraan toe dat hun zoon heel weinig vrije tijd heeft, aangezien hij ook sambo beoefent en naar een technologiepark voor kinderen gaat, waar hij overigens met zijn vrienden een CNC-machine bouwt. — Auteur. )

— Waar droom je van op wereldschaal?

— Leef met vreugde en interesse.