В Омске рассказали, как математика помогает в дизайне и строительстве дорог

Девятого апреля, в честь Дня математика, прошёл математический IT-субботник. На конференции рассказали, чем занимаются математики в Омске, как использовать науку в дизайне и строительстве дорог и как разговорить голосового помощника банка «Тинькофф». 

В этот раз субботник проходил в стенах офиса компании- организатора 7bits. 

Традиционно конференцию открыла генеральный директор 7bits Анна Тарасенко. Она рассказала, как можно участвовать в жизни IT-субботников. 

— Первого апреля празднуется День математика. Сколько себя помню, его всегда праздновали на математическом факультете ОмГУ. Поэтому апрельский субботник математический.

IT-субботник — бесплатная конференция, на которой может выступить любой желающий. Если нет материала на полноценный доклад, можете заявить баркемп и поговорить на интересующую тему. 

Мероприятия бесплатные, поэтому приветствуем, когда нам донатят на кофе и печеньки.

Первым выступил старший научный сотрудник Омского филиала Института математики им С.Л. Соболева Александр Трейер. Он рассказал, что делают математики вообще, и чем они занимаются в нашем городе в частности.

— В 1957 году академик Лаврентьев организовывал Академический городок в Новосибирске. Он перенёс науку из центральной части страны в Сибирь. В этом же году Соболев основал Институт математики, а в 1974 году в Омске появился ОмГУ, куда приехали первые математики – Кукин, Фридман.

В 1978 году приняли решение создать в Институте математики комплексный отдел с двумя лабораториями. Первая занималась алгеброматическим анализом, а вторая — прикладной кибернетикой. Ремесленников руководил всем комплексом и первой лабораторией, а Ларин второй. Так в Омске появилась математика мирового уровня.

Какими направлениями занимались и занимаются в институте:

• Алгебра,
• Геометрия,
• Механика,
• Теория вероятностей и математическая статистика,
• Дискретная оптимизация,
• Математическое моделирование,
• Методы прикладной математики.

Сейчас в учебном заведении есть четыре лаборатории и компьютерный класс. Я заведую лабораторией компьютерных и вычислительных методов алгебры и логики.

Казалось бы, фундаментальная математика не нужна для экономики или существования государства, достаточно прикладной. Именно она помогает решать задачи бизнеса и госуправления.  Например, существует закон Мура, который гласит, что каждые 24 месяца количество транзисторов на квадратный сантиметр увеличивается в два раза. Мы до сих пор не замедлились. 

Есть и симплекс-метод, который нужен для задач линейного программирования из-за роста вычислительной мощности. Учёные провели апгрейд метода и ускорили его в 500 000 000 раз. 

Фундаментальная математика даёт развитие прикладной спустя десятилетия. Например, теория чисел — абстрактная наука, из которой спустя 100 с лишним лет после начала исследований выросли вполне конкретные алгоритмы шифрования с открытым ключом. Поэтому остановить фундаментальные исследования нельзя, в больших городах ими необходимо заниматься.

А сейчас командой занимаемся онлайн-платформой обучения математическому анализу Gradarius. Проект работает в трёх вузах США, а его автор — Алексей Георгиевич Мясников, в прошлом один из первых сотрудников ОмГУ и Института математики. 

---

СЕО Antro Евгений Князев рассказал, как можно применять математику в дизайне. 

— В дизайне существует несколько математических законов. Например, закон Фиттса, который показывает, насколько удобно и быстро людям достигать точки использования курсора или пальца. Есть и закон Хика, который показывает, насколько сложно выбрать из разных вариантов. Но почти никто из дизайнеров не пытается подставлять константу b и не подозревает о существовании этих законов. 

Математика ощущается в дизайне продуктов из-за изменений на рынке. О дизайне часто говорят как о создании красивой картинки, что правда лишь отчасти. Если что-то красивое, но плохо работает, получится нормально. Мы готовы не обращать внимание на плохой пользовательский опыт из-за эстетики.

В сфере дизайна существует два вида исследований:

• Количественные,
• Качественные.

В первом случае помогает математика из-за использования статистики. Есть и количественные метрики, которые нужно уметь сочинять и понимать, как перевести поведение пользователя на язык математики. 

Математика помогает выстраивать логику и учит ей, хоть в дизайне она и не математическая.

---

Исследователь-разработчик Тинькофф Денис Разбицкий рассказал об A/B-тестировании на примере голосового помощника банка Олега.

— Болталка — модуль, который позволяет разговаривать с пользователями на свободные темы. Мы хотим сделать опыт общения классным и для этого смотрим на длину диалога.

Сейчас мы используем генеративную модель: она шаг за шагом выдаёт слово, когда отвечает на вопрос. 

Модель появилась, чтобы более разнообразно отвечать на вопросы. Ответ менее прогнозируемый и стабильный: мы не можем заранее оценить, какой результат получим. 

Для проведения A/B-тестов существует множество правил и хитростей. Например, математика диалога. У каждого диалога есть случайная длина и своё распределение. У каждого распределения есть набор характеристик: математическое ожидание и стандартное отклонение.

Как Денис проводил A/B-тест можете посмотреть на записи трансляции IT-субботника. 

---

Старший преподаватель кафедры проектирования дорог СибАДИ Виктория Шнайдер рассказала об информационном моделировании в транспортом строительстве. 

— Мы живём в сложную и интересную эпоху. Качественные перемены возможны только при совместной работе со специалистами из IT-сферы. Задача нашего вуза — подготовка кадров в области дорожного строительства и мостостроительства. 

Ядро цифровизации отрасли — технология моделирования. К 2024 году строительная отрасль должна цифровизироваться. Сейчас существуют новая концепция, которую можно назвать новым этапом, — Умный город. Развитие этого направления и новых технологий рассматривается на всех этапах жизни транспортного объекта: планирование, строительство, эксплуатация, утилизация или резервация. 

Были сформированы новые подходы в строительной отрасли, представлены этапы цифровизации и цифровой трансформации. Новые технологии были включены в паспорт федерального проекта цифровых технологий. 

Если говорить о трансформации, прочитайте учебник, разработанный ВШЭ, в котором представлено соотношение трёх типов проектов: автоматизации, трансформации и ценностного подхода цифрового развития с чётко расставленными приоритетами.  

Заинтересованное лицо в дорожном строительстве — государство, которое предоставляет финансирование. Мы работаем в соответствии с нормативной документацией, а работа подвергается правовому регулированию. Главная задача — обеспечивать согласование территорий при ценностном подходе цифрового развития. 

Если говорить о Минтрансе: мы участвуем в развитии и разработках систем управления, системе позиционирования транспортных систем, слиянии баз данных и сопровождающих программ. 

Мы всегда взаимодействуем с индустриальными партнёрами: Автобан, Мостострой и СИБРЕГИОН. Занимаемся подготовкой кадров, повышением квалификации и решением узких задач с научным обоснованием. 

Будет создано конструкторское бюро, чтобы привлекать грамотных студентов к решению задач партнёров. 

Мы должны говорить о подготовке к информатике, физике, математике, когда работаем со студентами, особенно в период дистанционного обучения, но подготовка хромает. Это боль, которую нужно транслировать в Минобр. 

Если говорить о применении цифровых технологий в транспортном строительстве, то на данный момент уже на всех этапах жизненного цикла автомобильной дороги и мостостроения применяются технологии, применяются базы данных и используются системы автоматизированного проектирования.  

Дорожная техника и 3D-оборудование, которые используются на строительных объектах, зачастую импортные. Главная задача в этом направлении — пересадить программное решение и российские системы позиционирования на наш каток, что сейчас затруднительно. 

В рамках научных исследований видим множество направлений: разработка алгоритмов облаков, развитие транспортной инфраструктуры в системе городских агломераций с использование цифровых технологий и моделирование проектных решений в дорожном строительстве с учётом компонентов внешней среды. 

Ярослав Загородников

Чтобы узнавать новости о новых IT-субботниках, подпишитесь на группу ВКонтакте. А смотреть записи конференций можете на YouTube-канале. 

Читайте также:

• От школы к факультету: об истории появления «Четвёртой школы» и о современной жизни на «Малом матфаке»;
• Геннадий Фридман о Манякине, омских учёных мирового уровня и приезде основателя Google в наш город;
• «Спрашивать математика, почему он стал математиком — это всё равно что спрашивать у шизофреника, почему он заболел»;
• Подборка омских школ математики и программирования для детей;
• Будущее рядом. Большой спецвыпуск: что выбирать абитуриентам и на какие профессии переучиваться взрослым?