В день церемонии вручения дипломов выпускникам магистратуры 2018 года в Сколтехе повсюду царило праздничное настроение, хотя всего за неделю до этого все было совершенно иначе.

За несколько недель до завершения учебы студентов выпускного курса магистратуры охватывает ощущение стремительного приближения дня защиты.  Ведь уже очень скоро им предстоит выступить с ярким и убедительным докладом о своих достижениях перед авторитетной экзаменационной комиссией, состоящей из представителей науки и промышленности ‒ специалистов, имеющих многолетний опыт работы в тех областях знаний, которые изучают студенты.

В ходе защиты магистранты должны не только представить научные результаты в виде короткого доклада на английском языке, который для большинства из них не является родным, но и ответить на многочисленные и зачастую неожиданные вопросы экзаменаторов.

Мы побеседовали с некоторыми из лучших студентов этого выпуска, преподавателями Сколтеха ‒ выдающимися учеными, а также представителями администрации Института и членами экзаменационной комиссии, чтобы из первых уст узнать о том, что должен сделать студент, чтобы достойно преодолеть нелегкий этап защиты диссертации, которого побаиваются даже отличники.

// Межпланетные полеты ‒ мечты или реальность?

Выпускник Сколтеха Шамиль Биктимиров буквально сразил экзаменационную комиссию своим докладом о результатах исследования, посвященного проблеме добычи полезных ископаемых на астероидах для удовлетворения потребностей поселений, которые предполагается создавать на Марсе.

В последние несколько лет все чаще стал обсуждаться вопрос о перспективах колонизации Марса. Например, американский предприниматель, миллиардер Илон Маск утверждает, что лучшим вариантом для переселения человечества после апокалипсиса станет именно Красная планета.

«Я считаю, что землянам придется выбирать один из двух основных путей развития», ‒ заявил Маск в своем докладе о планах его компании SpaceX по колонизации Марса. «Один путь ‒ остаться на Земле и ждать «Судного дня», некоего апокалиптического события, которое приведет к полной гибели человечества. Второй, альтернативный путь ‒ стать межпланетной цивилизацией. Надеюсь, вы согласитесь, что второй путь является единственным правильным выбором».

Тем не менее, во всех рассуждениях о перспективах создания поселений на Марсе неизбежно вставал вопрос обеспечения колоний необходимыми ресурсами. В исследовательском проекте Биктимирова рассматривается как раз проблема получения таких ресурсов на астероидах.

«Я провел исследование, в котором рассмотрел два возможных варианта обеспечения колоний ресурсами, необходимыми для их жизнедеятельности. В первом варианте гипотетическая колония получает все необходимое с Земли, а во втором ‒ с групп астероидов. В последнем случае я исходил из предположения о том, что для ведения добычи полезных ископаемых на астероидах и доставки их на Марс уже создана необходимая инфраструктура», ‒ объяснил он.

Исследования Биктимирова показали, что второй вариант является значительно более экономичным.

«Мои исследования показали, что, используя ресурсы астероидов, можно существенно снизить массу межпланетного космического корабля и тем самым значительно сократить затраты, так как характеристическая скорость перелета с астероида на Марс значительно меньше, чем для перелета с Земли. Кроме того, я установил, что при использовании астероидов можно существенно увеличить объем доставляемых на Марс ресурсов, что позволит снабжать ими сравнительно крупные колонии», ‒ сказал Биктимиров.

На вопрос о том, почему, по его мнению, комиссия отметила именно его диссертацию, Биктимиров ответил, что главными отличительными особенностями его проекта являются сложность самих исследований и практическая ценность полученных результатов.

«В моем выступлении на защите диссертации нашли отражение не только теоретические аспекты современной космической науки, такие как космическая логистика и применение орбитальной механики для расчета траекторий межпланетных перелетов, но и результаты практического характера, которые в перспективе могли бы использоваться при планировании космических полетов и разработке новых технологий», ‒ отметил он.

«Чтобы подготовить серьезную диссертацию, необходимо выдержать очень точный баланс между теорией и практикой», ‒ убежден декан факультета «Авиационная техника» Московского авиационного института профессор Александр Ефремов, который уже три года возглавляет работу экзаменационной комиссии Сколтеха по программе «Космические и инженерные системы».

«В одних работах все внимание уделяется теории в ущерб практическим вопросам, например, поиску технических решений прикладного характера.  В других работах ‒ все с точностью до наоборот. Лучшие работы получаются у тех студентов, которым удается добиться оптимального соотношения между теорией и практикой», ‒ сказал он.

// Тернистый путь к успеху

Одной из трех лучших диссертаций, представленных в этом году выпускниками магистерской программы «Биотехнология», была признана работа Юлии Гордеевой. Это действительно большое достижение, если учесть, какой путь прошла Юлия, прежде чем стать студенткой Сколтеха.   

Три года назад Гордеевой отказали в приеме заявления на поступление в Сколтех. Тогда она решила попытать счастья в другом вузе и поступила в магистратуру Московского физико-технического института (МФТИ).  Будучи студенткой первого курса магистратуры МФТИ, она начала работать в лаборатории профессора Константина Северинова, директора Центра наук о жизни Сколтеха (CLS).

«После года нашего сотрудничества профессор Северинов понял, что Сколтех совершил большую ошибку, не приняв мое заявление. Мне порекомендовали попробовать еще раз. Так, закончив первый курс магистерской программы по прикладной физике и математике в МФТИ, я поступила в Сколтех на программу «Биотехнология». Я очень довольна тем, как все сложилось. Исследовательская работа в Сколтехе открыла для меня широкие возможности для получения новых знаний и проведения серьезных экспериментов», ‒ сказал Гордеева.

Наблюдая за успехами своей студентки, Северинов признает, что отказ в приеме ее заявления был большой ошибкой.

«Мне кажется, что в Юле сочетаются качества, которые характерны для лучших студентов МФТИ. Она совершенно бесстрашно берется за любую задачу. Такая решительность и уверенность в себе вырабатывается у физтехов, которые смогли успешно «пережить» образование МФТИ с его очень серьезным упором на подготовку в области физики и математики. Лучшие выпускники МФТИ в целом и Юлия в частности готовы решать любую задачу. Они порой могут и не знать, с какой стороны за нее взяться, но их это не останавливает. Они уверены, что могут справиться с любой задачей, и действительно справляются!» ‒ сказал Северинов. Он также подчеркнул, что Юлия удостоилась не только награды за лучшую диссертацию, но и диплома с отличием, что случается очень редко.

Решительность и целеустремленность помогли Гордеевой в процессе подготовки к защите диссертации справиться со сложным проектом, посвященным исследованию системы бактериального иммунитета BREX.

«BREX – это недавно открытая система защиты бактерий от вирусов бактерий (фагов), в которой задействованы несколько генов, механизмы работы которых пока недостаточно полно описаны. Несмотря на определенное сходство с некоторыми известными защитными системами, у системы BREX принципиально иной механизм работы», ‒ сказала она. 

Работая над диссертацией, Гордеева стремилась получить новые данные в этой пока мало изученной области, и ее усилия были вознаграждены. Она не только получила награду за одну из лучших диссертаций, но и написала по результатам своей работы статью, которая находится на рассмотрении в авторитетном международном научном журнале.

«В нашей статье мы попытались ответить на два основных вопроса: как система BREX отличает «своих» от «чужих», т.е. клетку, которую она защищает, от заражающего ее вируса, и на какой стадии BREX останавливает процесс инфекции. Чтобы получить ответ на первый вопрос, мне пришлось обратиться в департамент по научным исследованиям и разработкам компании Philip Morris в Швейцарии, где имеется самое современное оборудование для секвенирования ‒ платформа PacBio. При помощи их оборудования мне удалось проанализировать ДНК фагов, способных преодолеть BREX защиту. Ответ на второй вопрос мне пришлось искать в лаборатории профессора Ланинг Цзэн в Техасском университете A&M, где с использованием флуоресцентной микроскопии я пыталась установить, каким образом ДНК фагов попадают в клетки, имеющие защиту BREX. Пока нам удалось найти ответы только на первую группу вопросов, и нам все еще неизвестно, каким образом BREX уничтожает вирус. Мы уже приступили к новой серии экспериментов и надеемся с их помощью полностью разгадать эту загадку», ‒ сказала Гордеева.

Вот что рассказал нам профессор Северинов: «Чтобы довести этот сложный проект до конца, Юле пришлось в течение года не только проделать огромную работу в Москве, но и поработать в двух лабораториях за рубежом. И у нее все получилось! За все это время она старалась все проблемы решать самостоятельно, не обращаясь ни к кому с просьбами объяснить ей, как и что она должна делать, как пользоваться сложной техникой и т.д. Она во всем разобралась без посторонней помощи».

Такой серьезный и решительный подход Гордеевой к работе вызвал восхищение у коллег Северинова. «Я получил от них несколько писем, в которых красной нитью проходила одна и та же мысль ‒ если у вас в Сколтехе учатся студенты такого уровня, то какими же должны быть ваши аспиранты и постдоки?»  ‒ сказал он. Гордеева уже поступила в аспирантуру Сколтеха, так что в будущем ей предстоит заниматься не менее интересной научной работой.

// И снова робот

Сильное впечатление на экзаменаторов произвела и работа студента Сколтеха Мигеля Альтамирано Кабрера, посвященная созданию робота, способного разбирать смартфоны с целью их быстрой и эффективной утилизации. Свою диссертационную исследовательскую работу он выполнял в рамках совместного проекта RecyBot, осуществляемого лабораторией Сколтеха под руководством профессора Дмитрия Тетерюкова и лабораторией Массачусетского технологического института (МТИ), возглавляемой профессором Камалем Юсеф-Туми.

«Целью проекта RecyBot является создание интеллектуальной роботизированной системы, обеспечивающей автоматическую разборку смартфонов и позволяющей снизить объемы отходов от электроники и значительно расширить возможности восстановления ценных материалов», ‒ сказал Альтамирано Кабрера.

В рамках проекта он отвечал за одно узкое направление ‒ операцию по выкручиванию винтов из смартфонов.

«До недавнего времени производители уделяли основное внимание сборке электроники. Специалисты проделали немалую работу по ускорению и совершенствованию операций сборки. При этом вопросы разборки электронных устройств и утилизации полученных в результате этого материалов интересовали производителей гораздо меньше. Однако в последние годы отходы от электроники выросли до таких объемов, что промышленным компаниям пришлось всерьез задуматься над проблемой утилизации. Если эта проблема будет успешно решена, это позволит не только предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей среды новыми отходами, но и получить новый источник материалов, ресурсы которых в мире ограничены», ‒ добавил он.

Основная проблема, которую предстояло решить Альтамирано Кабрера, заключалась в том, что при выкручивании винты не удерживаются отверткой и то и дело отскакивают в сторону.

«Чтобы уменьшить вероятность выскальзывания винтов, мы решили посмотреть, как эту простую на первый взгляд операцию выполняет человек. Проведя серию экспериментов, мы выявили ряд закономерностей в сенсорике человека и применили эту модель их к нашей роботизированной системе. Иными словами, освоив сенсорику человека, наши роботы научились качественно выполнять операцию выкручивания винтов», ‒ пояснил он.

Еще до защиты диссертации исследовательская работа Альтамирано Кабрера вызывала у многих хвалебные отклики, а сам автор получил несколько приглашений выступить с докладом на ведущих международных конференциях по проблемам хептики, в том числе на  IEEE Haptics Symposium 2018 в Сан-Франциско, шт. Калифорния, и EuroHaptics 2018 в Пизе, Италия.

«Для студента, еще не закончившего магистратуру, получить приглашение сразу на две международные конференции ‒ это крайне редкий случай. Именно к такому уровню качества наших студентов мы и стремимся в Сколтехе», ‒ отметил профессор Тетерюков, который является научным руководителем Альтамирано Кабрера.

Отвечая на вопрос о том, что, по его мнению, особенно привлекло экзаменаторов в его работе, Альтамирано Кабрера сказал, что отличительной чертой проекта является новизна предлагаемого решения и, главным образом, использование моделей сенсорики человека для обучения роботов.

«Ценность работы Альтамирано Кабрера заключается в том, что роботов учат выполнять операции по выкручиванию винтов, используя для обучения реальные механизмы сенсорики человека. Эта технология в перспективе может использоваться для создания автоматизированных цифровых производств. Результаты проекта [Альтамирано Кабрера] могут представлять интерес для всех компаний – производителей электроники, использующих в своем производстве автоматизированные процессы сборки», ‒ сказал Тетерюков.

// Защита диссертаций на степень магистра Сколтеха: взгляд изнутри

В течение последних двух лет за организацию защиты диссертаций и проведение государственной итоговой аттестации магистров отвечает проректор по учебной работе Сколтеха Анна Деревнина.

Ее круг обязанностей весьма широк – от организации процесса подготовки диссертаций и формирования государственных итоговых аттестационных комиссий до непосредственного проведения защит. 

«Для каждой магистерской программы создается экспертная комиссия под председательством признанного специалиста в соответствующей области знаний. Его кандидатура утверждается Министерством образования и науки Российской Федерации. Остальные члены комиссии также подбираются из числа опытных специалистов в области промышленности и науки. Мы считаем, что взгляд со стороны крайне важен для оценки качества образования в Сколтехе», ‒ отметила Деревнина в своем интервью.

Она подчеркнула, что этот выпуск является в Сколтехе третьим по счету, и у экспертов, которые все эти годы работают со Сколтехом, есть возможность оценить достигнутый прогресс. 

По мнению профессора Ефремова, возглавляющего экспертную комиссию по программе «Космические и инженерные системы», самым ярким достижением Сколтеха за последние несколько лет является стабильно высокий уровень подготовки его студентов.

«Иногда мне задают вопрос: отличаются ли сегодняшние студенты от тех, что учились у нас в предыдущие годы? Я считаю, что за три года моей работы в составе экспертной комиссии Сколтеху удавалось обеспечивать неизменно высокий уровень качества подготовки студентов. Возможно, одна из отличительных особенностей Сколтеха как раз и состоит в том, что он смог добиться такого результата. Я желаю Сколтеху и впредь поддерживать столь же высокий уровень», ‒ сказал он.

«Практически всех студентов уже можно считать настоящими инженерами: они пока только учатся на магистров, но я вижу, что они вполне готовы к тому, чтобы решать сложные инженерные задачи», ‒ добавил он.

Одной из особенностей процесса подготовки к защите диссертаций в Сколтехе является тщательно продуманная система предзащит, в ходе которых студенты получают отзывы, замечания и рекомендации по доработке диссертации и подготовке ее окончательной версии.

«Подготовка диссертации для любого студента является непростой задачей, а для студента Сколтеха особенно ‒ наши студенты пишут диссертации и защищают их на английском языке, который для большинства из них является иностранным. Преодолевать языковые трудности студентам помогают наши профессора ‒ преподаватели английского языка Елизавета Тихомирова и Анастасия Шарапкова, которые в любой момент готовы дать студентам рекомендации по подготовке текста диссертации и презентации для защиты», ‒ сказала Деревнина.

Благодаря научному руководству профессоров Сколтеха и наличию всех необходимых ресурсов, выпускники магистерских программ этого года продемонстрировали высокие результаты.

 

*На прошедшей недавно в Сколтехе церемонии вручения дипломов выпускникам Института почетные грамоты «За достижения в научно-исследовательской работе» получили 18 студентов, представивших лучшие диссертации по своим направлениям.

Обладателями почетных грамот стали: Алексей Ковалов («Вычислительные системы в науке и технике», научный руководитель Андрей Иванов); Игорь Силин («Наука о данных», научный руководитель ‒ Владимир Спокойный), Алена Шилова («Наука о данных», научный руководитель ‒ Юрий Максимов), Аршак Минасян («Наука о данных», научный руководитель ‒ Владимир Спокойный),  Артем Коренев («Наука о данных», научный руководитель ‒ Павел Бойко),  Юлия Гордеева («Биотехнологии», научный руководитель ‒ Константин Северинов),  Артем Микелов («Биотехнологии», научный руководитель ‒ Дмитрий Чудаков),  Юлия Митина («Биотехнологии», научный руководитель ‒ Юрий Котелевцев), Эмиль Давлетов («Фотоника и инженерная физика», научный руководитель ‒ Алексей Бучаченко), Юлия Склюева («Фотоника и инженерная физика», научный руководитель ‒ Альберт Насибулин), Владислав Курилович («Математическая и теоретическая физика», научный руководитель ‒ Игорь Бурмистров), Микола Семенякин («Математическая и теоретическая физика», научный руководитель ‒ Андрей Маршаков), Наталия Гвоздик («Материаловедение», научный руководитель ‒ Кит Стивенсон),  Лаура Виктория Гонсалес Гиральдо («Энергетические системы и сети», научный руководитель ‒ Альдо Биски),  Рита Фазилева («Нефтегазовое дело», научный руководитель ‒ Алексей Черемисин), Мигель Альтамирано Кабрера («Космические системы», научный руководитель ‒ Дмитрий Тетерюков),  Андрей Сартисон («Космические системы», научный руководитель ‒ Дмитрий Тетерюков), Шамиль Биктимиров («Космические системы», научный руководитель ‒ Антон Иванов) и Зарина Чокпарова («Инновационные и цифровые инженерные технологии», научный руководитель ‒ Игорь Ужинский).