Студенты Инженерной школы НГУ обучили нейросеть распознавать капли воды в сверхзвуковом потоке

Индустриальный партнер Новосибирского государственного университета – компания «Сигма-Про» – обратился к инженерам Лаборатории прикладных цифровых технологий НГУ с просьбой разработать программное обеспечение для нового класса задач в экспериментальных исследованиях в области механики жидкости и газа. Например, для разработки антиобледенительных средств для летательных аппаратов, изучения средств доставки лекарств в аэрозольной форме, создания спрейных систем охлаждения, нанесения лакокрасочного покрытия и т.д. Проходящих стажировку в лаборатории студентов Инженерной школы Механико-математического факультета НГУ Ксению Борисову и Тимура Гарипова привлекли к автоматизации процесса распознавания объектов при помощи методов машинного зрения. 

Наша лаборатория занимается разработкой и внедрением алгоритмов для решения прикладных задач механики, гидродинамики и тепломассопереноса, биоинженерии и обработки естественного языка через комбинирование результатов суперкомпьютерного моделирования, эксперимента и современных методов машинного обучения. На данный момент «Сигма-Про» разрабатывает собственное программное обеспечение для экспериментальных исследований и испытаний в области механики жидкости и газа. Ребята из Инженерной школы регулярно привлекаются к нашим проектам, и этот случай не стал исключением, — рассказал заведующий лабораторией, доктор физико-математических наук Рустам Мулляджанов.

Под руководством сотрудника лаборатории Ивана Плохих ребята научились с помощью нейронных сетей распознавать капли распыла воды из форсунки в сверхзвуковом потоке и обрабатывать полученные данные, а именно – собирать информацию о центрах масс, размерах, скоростях и перемещениях капель на парных снимках. 

Моя роль в проекте заключалась в разметке данных для обучения модели, а также в разработке и модифицировании нейронной сети для сегментации капель на изображении. Изначально заказчик предоставил данные в виде набора пар последовательных изображений. Далее я, совместно с Иваном, занимался подбором архитектуры и модификацией решения для получения подходящего результата. У меня сложилось положительное впечатление от совместной работы с компанией «Сигма-Про». Я считаю, что это был важный и ценный опыт – поработать с представителем из индустрии, пока я еще студент. Крайне рад, что смог применить свои знания в прикладной задаче, — рассказал Тимур Гарипов.

На данный момент разработанный алгоритм успешно внедрен в ПО «ActualFlow» для аппаратной базы комплексов «ПОЛИС», запущенной ранее совместно с Институтом теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, и уже ожидается в некоторых исследовательских организациях  (НИИ, ВУЗы) и научных подразделениях коммерческих компаний.

wJ_QH9KVxlQ.jpg

Справка:
Развитие исследований и подготовка специалистов в области ИИ на Механико-математическом факультете НГУ реализуется в рамках программы «Приоритет 2030».