О работе в лаборатории технического зрения — в интервью с Максимом Кравченко.

КТИ НП СО РАН является сегодня ключевым центром компетенций в области оптических измерений и технического зрения. Участие в таких стратегических проектах, как СКИФ и «Миллиметрон», не только подтверждает высокий уровень разработок института, но и способствует развитию отечественного научно-производственного потенциала в высокотехнологичных отраслях. Поговорим про важность разработок Института с Максимом Кравченко, научным сотрудником Отраслевой научно-исследовательской лабораторией технического зрения.

Максим, расскажите, как давно вы в Лаборатории технического зрения, где учились и как попали в оптику?

Я в КТИ НП уже 10 лет, закончил НГТУ, как и многие из наших. В самом начале было не всё так однозначно:) Бакалавриат закончил по оптике, пришел на практику в КТИ НП и остался здесь работать, параллельно отучился на факультете бизнеса на прикладную информатику в веб-дизайне: хотелось чего-то нового, там было больше программирования.

Приборостроение увлекло больше, чем веб-дизайн?

Да, оптика оказалась для меня интереснее.

Расскажите, пожалуйста, подробнее о вашей лаборатории и о специфике исследований.

У нас лаборатория технического зрения, а это значит, что мы можем решать поставленные задачи с помощью камеры и изображений (можем всё рассмотреть и измерить).

Смотреть мы можем по-разному.

Можно просто посмотреть на объект с помощью камеры (так называемые телевизионные методы).

Можно на объект что-то спроецировать и посмотреть изменения (это уже методы структурного освещения, которые используются для высокоточного 3D-сканирования и измерения формы объектов).

Есть направление теневых методов, когда с помощью определенных инструментов можно производить контроль геометрии и обнаружения дефектов на основе анализа силуэтов объектов (например, методика с применением ножей Фуко, которая реализована силами КТИ НП в оптической системе контроля телескопа "Миллиметрон").

Есть направление триангуляционных методов, когда на основе геометрического принципа триангуляции (построения треугольников) определяют трехмерное положение объектов (координат и расстояния) в пространстве.

Еще одно направление - интерферометрия. Это уже совсем другая область, я как раз в основном этим и занимаюсь.

Также классифицировать можно по объектам, которые мы исследуем. Так, лаборатория спроектировала множество систем технического зрения для группы объектов атомного и оружейного сектора (например, комплекс контроля внешнего вида топливных таблеток или система контроля геометрических параметров пуль), а также для космических проектов (к примеру, алгоритм контроля зеркальной системы).

На выставке Технопром-2025 награждали сотрудников КТИ НП, которые принимали активное участие в проекте СКИФ, в том числе и вас. Как считаете, какова основная роль лаборатории технического зрения КТИ НП в этом проекте?

Вот есть пучок синхротронного излучения фотонов — мы смотрим, контролируем и анализируем этот пучок на разных участках его пути. Без этой функции работа на экспериментальных станциях была бы невозможна. По большому счету можно сказать, что мы делаем СКИФу глаза:)

Расскажите про какой-нибудь прибор, который выполняет эти задачи?

Возьмём монитор пучка. Этот прибор визуализирует форму синхротронного излучения, проверяет на соответствие заявленным параметрам, которые заданы для данной конкретной станции. Принцип достаточно прост: в пучок излучения размещается, например, алмазная пластина размером больше, чем пучок. Из-за попадания на нее рентгеновского излучения пластина начинает флюоресцировать, мы смотрим на неё камерой и регистрируем светящуюся площадку — таким образом измеряем размеры и форму пучка.

В одном из вариантов мониторов, люминофор нанесен инновационным методом детонационного напыления в ИГиЛ СО РАН (спасибо коллегам за помощь). Регистрация люминесценции производится цифровой камерой с использованием объектива через вакуумно-плотное прозрачное окно.

Можно отметить, что большинство разработок вашей лаборатории используются в промышленности. А есть ли какие-то действующие или планируемые проекты для медицинской области или других областей естественных наук?

Наша лаборатория еще не работала в медицинской тематике. Но знаю, что смежная лаборатория изучала, как долго может жить роговица без человека — в связке с медицинскими организациями проводились очень интересные и показательные исследования.

Какие самые перспективные направления технического зрения вы видите? :)

Точно будут интерферометры. Техническое зрение хорошо тем, что его достаточно просто использовать. Утрированно: взял камеру, снял, написал программу, изображение обработалось. Но на выходе получаешь относительно низкие точности - единицы микрон. А есть интерферометрические методы - мы напрямую не видим объект, а видим его рассеянное или отраженное излучение. И это излучение мы складываем с опорным, которое на объект не попадает. За счет этого сложения нам удается добиться точностей меньше микрона, доли микрона, некоторые добиваются нанометров. Техническим зрением таких показателей не достичь.

Но интерферометрия - это не техническое зрение?

Нет. Это параллельное направление. Здесь больше потенциала, но как и везде есть свои нюансы: сами по себе системы очень сложно собираются и настраиваются, более того их сложно эксплуатировать. Техническое зрение не предъявляет больших требований к системе: настроил камеру, видно объект — можно снимать. С интерферометрией не так: здесь вас ждет долгая настройка, к тому же прибор может расстраиваться от лишних вибраций. Да, интерферометрия предоставляет очень точные данные, но зачастую это не всегда оправданно.

А что видите в будущем?

В связи с тем, что техника развивается, точности растут, а требования становятся всё выше и выше, мне кажется, что интерферометры будут развиваться, и производители будут стараться создавать более простые в эксплуатации системы. Условно, чтобы можно было использовать прибор также непринужденно как, например, сотовый телефон. Наша задача как ученых и инженеров - двигаться в этом направлении.

Есть такой миф, что СКИФ нужен только физикам, что вы думаете об этом?

Думаю, что простым людям в ближайшей перспективе он точно не нужен:) Но когда первые открытия будут сделаны и они дойдут до потребителей, — конечно, всё изменится.

Как считаете, какие навыки важны для специалиста, занятого в области исследований и разработок систем технического зрения?

Наверное, здесь, как и во всех системах, нужно понять специфику того, что делаешь. В нашем случае было сложнее, так как раньше институт не работал ни с рентгеном, ни с вакуумом — не было таких задач. Приходилось многое осваивать самостоятельно и в команде.

Вообще считаю, для специалиста важна способность к быстрому обучению и адаптации. Проекты уровня СКИФа требуют постоянного освоения новых физических принципов и условий эксплуатации, будь то работа с экстремальными температурами, вакуумом или специфическими диапазонами излучения. Помимо инженерных и IT-навыков, необходимы системное мышление и готовность работать в междисциплинарной команде, чтобы решать нестандартные задачи на переднем крае науки и технологий.

Считаю, в нашем институте созданы хорошие условия — от передового оборудования до атмосферы взаимопомощи и обмена знаниями — для реализации самых интересных научно-технических проектов.

Другие интервью с сотрудниками КТИ НП — в рубрике #Профи_КТИ_НП. Подписывайтесь на наши новости #КТИ_НП