Проектное обучение, активно развивающееся сегодня в Университете, затрагивает все сферы деятельности современного общества. Один из наиболее ярких проектов, соответствующих тенденциям дигитализации всех сфер нашей жизни, – проект кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Энергетического факультета Политехнического института «Умный дом».
О возникновении идеи «Умного дома» и воплощении идеи на площадке ЮУрГУ, «нажимной плите», генерирующей электроэнергию, и «Умном дворе», «встречающем» жильцов дома, а также – о технологиях «Умного дома», протестированных в условиях Арктики, об участии в проекте иностранных студентов, об интеграции проекта «Умного дома» в систему «Цифрового города», и о многом другом мы беседуем с руководителем проекта, доктором технических наук Евгением Соломиным.
– Как возникла идея «Умного» дома? В чем его уникальность? В чем преимущества в сравнении с аналогичными проектами?
– Концепция «Умного дома» в целом не нова, есть множество уже реализованных примеров, в основном в Европе и США. У нас в России о подобных инновациях только слышали или мечтали, поэтому и появилась идея создать показательный проект. По нашему мнению, «Умный дом» состоит из множества компонентов, которые условно подразделяются на генерирующие (на основе возобновляемых источников, например, ветроэлектростанции, солнечные станции и т.д.), энергосбергающие приборы (умные счетчики и розетки, светодиодное освещение), гаджеты (смартфоны, пульты и т.д., имеющие коммуникационную связь с компонентами дома) и программное обеспечение (гаджеты и компоненты непосредственно самого дома).
Термин «инновация» происходит от латинского «novatio», что означает «обновление» (или «изменение»), а термин «инновация» ввел в 30-х годах XX века Йозеф Алоиз Шумпетер – австрийский и американский экономист, социолог и историк. Таким образом, наш «дом» является полностью инновационным для России, поскольку таких аналогов у нас нет. С мировой точки зрения ряда компонентов «дом» также является инновационным.
– Какие именно это компоненты? Расскажите о них подробнее?
– Например, предполагается использование новейших российских разработок – патентов и ноу-хау в части генерации, умных счетчиков и программного обеспечения. Вряд ли мы сможем сделать инновационные гаджеты типа смарт-домофона, но кто знает – мы ведь только начали…
Преимущество проекта, во-первых, в его мультидисциплинарности (он находится на стыке различных направлений науки и техники), во-вторых, в масштабности (мы не ограничиваем разработчика ни по теме, ни по объему). В выборе основных направлений развития проекта мы ориентируемся на студентов. Какой вариант генерации студент выберет, такой мы и будем эксплуатировать. Инициатива остается за магистрантом-участником проекта.
Заслуживают внимания такие разрабатываемые нами проекты, как «Нажимная плита», генерирующая электроэнергию за счет мышечной силы ноги человека или «Умный двор». Проект «Умный двор» предусматривает возможность обзора свободных мест на парковке при входе или въезде в пространство двора. В темное время суток в «Умном дворе» можно будет автоматически осветить путь и распознать лицо подходящего к двери человека, автоматически открыв дверь, чтобы ему не потребовалось доставать ключи или брелок.
– Каким будет демонстрационный рабочий образец дома?
– По задумке проекта и по предварительной договоренности с организацией «Региональный оператор капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах Челябинской области» предполагается, что:
- Организация-партнер предоставляет двухэтажный дом, которому требуется капитальный ремонт;
- Силами участников проекта в дом устанавливается генерирующее оборудование и все то, что можно было бы там внедрить из разработанных и доступных компонентов «Умного дома». Финансовые ресурсы на закупку комплектующих должны поступать в Университет из Фондов РФ, куда мы планируем готовить заявки;
- Организация оплачивает Университету комплектующие и работу, получая готовый «Умный дом», Университет выпускает специалистов, получивших реальный опыт разработки и внедрения, а команда может далее коммерциализировать проект». Финансовые средства могут быть потрачены либо на следующий проект в рамках данной программы, либо на исследовательские лаборатории по профилю проекта.
Подобная концепция полностью соответствует пожеланию ректора Александра Шестакова:
«Проекты должны соответствовать передовому уровню техники, задачам, которые решает бизнес. Они будут согласованы с предприятиями, лидирующими в России или на глобальном мировом рынке. Предприятие дает тему проекта… Через два года мы получаем результат – устройство, систему или программный продукт… По окончании обучения формируются готовые «стартапы»».
Важно пояснить, что, в случае возможного отсутствия финансирования, мы с командой студентов сможем разработать и, может быть, даже изготовить лишь отдельные компоненты «Дома». Тем не менее, мы планируем обращаться с заявками на все выходящие конкурсы всех фондов РФ.
– Вы руководите проектом Ветроэнергетических установок в Арктике. Можно ли сказать, что эти разработки были предтечей интеллектуального дома? Логичными шагами к реализации нового масштабного проекта? Или это отдельный автономный проект?
– Проект в Арктике является совместным проектом по электроснабжению специальных объектов Филиала Объединенной Ракетно-космической Корпорации НИИ Космического приборостроения. Он предусматривает работу созданных нами многоярусных вертикально-осевых ветроэнергетических установок, аналогов которым пока нет в мире, в суровых условиях арктического морского климата. Технологии, примененные в Арктике, найдут применение и в Челябинском «Умном доме», поскольку у нас в регионе, в связи с изменением климата, также бывают ураганы и смерчи с сильными ветрами, обледенением ответственных элементов конструкции и другими экстремальными условиями.
%20%D0%90%D1%80%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20(%D0%9A%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BD%20%D0%9D%D0%BE%D1%81)(1).JPG)
– В проекте задействованы шесть магистрантов. Прокомментируйте, пожалуйста, роль каждого из них. Что сделано по проекту каждым из магистрантов на сегодняшний день? Почему в подпроекте «Тренажер для выработки электроэнергии с устройством интеллектуальной регулировки нагрузки» два магистранта?
– Во-первых, пять человек – это формальное количество студентов, пожелавших учиться по новой системе (однако уже сейчас, по прошествии трех месяцев, команда уже увеличилась до восьми человек, из которых – один магистрант из Китая и два аспиранта из Ирака). Таким образом, проект «разрастается» и становится международным, вовлекаются новые участники, пока без оплаты, неофициально. Но мы полагаем, что это сыграет только положительную роль, поэтому стремимся к вовлечению как можно большего количества участников, и не только магистрантов, но и бакалавров, и аспирантов. Во-вторых, с каждым участником проекта ведется индивидуальная работа, что серьезно повышает уровень подготовки и, соответственно, увеличивает значимость и вероятность планируемого результата. В дальнейшем мы планируем расширить вовлечение иностранных разработчиков с целью тиражирования компонентов проекта за рубежом.
В-третьих, мы готовы вести еженедельный отчет по проекту на сайте ЮУрГУ. У нас есть что показать! На третьем месяце обучения мы подали заявку на один патент, еще на два патента заявки будут поданы через неделю, высланы в редакции журналов три статьи ВАК и на Международную научно-техническую конференцию «Пром-Инжиниринг», индексируемую Scopus, отправлено четыре статьи.
– В дома, которые курирует управляющая компания ООО «Дом74» (подпроект Евгения Гордиевского «Умный двор») в рамках экспериментальной части программы будут внедрены специальные устройства. Что это за устройства?
– Пока, насколько нам известно, подобные устройства в Челябинске не внедрены. Этот компонент или по-другому подпроект «Умного дома» будет абсолютно новым! Это, во-первых, «умная парковка», электроснабжение которой осуществляется от нажимной плиты, генерирующей электроэнергию за счет массы автомобиля при въезде на парковку с «умным» шлагбаумом, имеющим монитор, на котором высвечиваются свободные места и другая информация (температура воздуха, время и т.д.). Во-вторых, «умный консьерж», состоящий из камер, компьютеров и актуаторов, который позволяет, например, автоматически распознать по лицу жильца, осветить ему световую дорожку, открыть дверь, вызвать лифт и многое другое. Причем система является самообучаемой и после первого же применения обычного ключа запоминает жильца, в следующий раз открывая двери и включая свет. В-третьих, это «умный коммунальщик», следящий за коммунальными счетами, предупреждающий вовремя о предстоящих платежах и осуществляющий автоплатежи. И этим дело не ограничивается, все фантазии воплощаются в жизнь, поскольку не так все это и сложно, вопрос времени и небольших денег. Упомянутая компания системы ЖКХ – еще один, дополнительный к основному и очень своевременный заказчик. Это отличная подстраховка. Если мы не сможем получить деньги от фондов, этот вариант станет прекрасной альтернативой.
– Проект междисциплинарный. Какие институты и высшие школы задействованы в нем?
– Проект, действительно, является мультидисциплинарным по своей сути, так как для каждого изделия необходимо рассчитать экономические характеристики, технические параметры, технологические барьеры, безопасность, управление и многое другое. Нами предусмотрена кооперация с Высшей школой электроники и компьютерных наук и рядом факультетов Политехнического института в части технологической кооперации, а также с Высшей школой экономики и управления – в плане продвижения продукта.
– В проекте пять авторитетных заказчиков. Как осуществляется взаимодействие с ними в рамках проекта? Возможно магистранты будут проходить практику на этих предприятиях?
– С Минобороны РФ проведены переговоры на базе АО «КБ «Кунцево», совместно с которым мы планируем в 2019 году завершить разработку серийных ветроэнергоустановок ВЭУ-3 Арктического применения, которые могут быть далее использованы как для электроснабжения нашего «Умного дома», так и в составе ВПК. Аналогичная ситуация с ФСБ, пограничным войскам которой требуются автономные системы генерации. Поэтому после апробации проектов мы планируем известить данные организации о достигнутых успехах, имеющихся специалистах и возможности внедрения проекта или его компонентов в зоне интересов этих потенциальных заказчиков. Корпорация «Росатом» строит ветропарк мощностью 132 МВт около Москвы. Соответственно, ряд технологий будет предложен Госкорпорации для внедрения. У остальных потенциальных заказчиков имеется предварительный интерес, который, однако, должен быть увязан с интересами студентов и потенциальных потребителей – то есть совмещении направлений разработок и технико-экономических интересов ВУЗа и студентов с потребностями заказчика. Над этим нам предстоит серьезно поработать как с нашими экономистами-маркетологами, так и с закупочными структурами заказчиков.
– Согласно плану пошаговой детализации, проект будет реализовываться до 2021 года. Что планируется сделать в ближайшее время?
– В данный момент мы планируем патентование каждого разрабатываемого компонента, компьютерное моделирование компонентов и выпуск публикаций ВАК и Scopus/WoS по результатам моделирования. Следующим этапом будет воплощение в «железе», то есть реализация проекта в макетах, моделях или готовых экспериментальных образцах, уровень которых зависит от объемов финансирования.
– Как Ваш проект взаимодействует с проектом «Цифровой город», также реализуемым при участии ЮУрГУ?
– Мы полагаем, что «Умный дом» полностью соответствует определению и должен являться элементом «Цифрового города».