«Наука в Сибири» № 24-25 (2410-2411) 27 июня 2003 г. МНОГОЛИКАЯ АВТОМАТИКА На последнем Общем собрании Сибирского отделения член-корреспондент РАН Анатолий ШАЛАГИН был избран директором Института автоматики и электрометрии. В канун своего 60-летия ученый рассказывает корреспонденту "НВС" об институте, которому посвятил большую часть жизни. Юрий Плотников, "НВС" — Анатолий Михайлович, естественный вопрос "молодому" директору. Наверное, есть обширные планы на будущее? — Я не планировал свою жизнь на административной стезе до самого последнего времени, пока Николай Леонтьевич Добрецов и некоторые члены Президиума СО РАН не убедили меня, что я не прав, что вроде как "надо". Поэтому говорить, будто у меня вызрели грандиозные планы реформирования или какого-то глобального поворота в жизни Института, не приходится. С другой стороны, в нашем Институте, похоже, лучше и не иметь директора со своими амбициями, со своей новой программой, потому что в течение последних 15 лет в ИАиЭ сложился стиль жизни, предполагающий большую степень самостоятельности. Это началось еще в советские времена — каждый руководитель подразделения сам определял, что делать и как жить. — "Каждый за себя" или "один за всех и все за одного"? — Институт многоплановый, но это не означает, что каждое самостоятельное подразделение занимается только своей узкой тематикой без оглядки на то, что делают соседние и без связи с ними. Есть традиционное разделение на три большие направления. Первое — собственно фундаментальная наука (у нас с уклоном в сторону физических процессов при взаимодействии лазерного излучения с веществом). Второе — техническая оптика с нацеленностью на прикладные разработки, на конкретные изделия. И третье, пожалуй, самое многочисленное — это информатика. Очень активно развиваются исследования, связанные с анализом и синтезом изображений. Если говорить о синтезе изображений, то, говоря обыденным языком, это проблемы создания виртуальной реальности. Мы создаем образ реальной обстановки для тренажеров — для космонавтов, летчиков, представителей других профессий. При этом имитация окружающей обстановки должна быть максимально достоверна именно с точки зрения адекватной реакции человека на нее. Приходится заниматься проблемами перспективы, соответствия того, что видит глаз, тому, что отражается в мозгу. — Но это вопросы уже не физики, а, скорее, психологии... — Совершенно верно. Психология входит сюда в качестве составной части. Вот я вхожу и вижу комнату — как это перевести на формализованный язык, чтобы воссоздать на дисплее? И как правильно управлять аппаратом в соответствии с этой картинкой? Учился человек на тренажере, у него в мозгу, в памяти что-то зафиксировалось, далее он оказывается в реальной обстановке, начинает делать вроде бы то же самое — и не попадает! Например, стыковка в космосе... — Мне доводилось читать о разработке первых стыкуемых аппаратов под руководством академика Раушенбаха. Была колоссальная проблема. Оказывается, невероятно сложно управлять объемными предметами по плоскостному изображению. — С Раушенбахом наш Институт имел тоже очень тесное взаимодействие. Разработки нашего Института используются в Звездном городке уже три десятка лет. И в проблему стыковки нами была внесена соответствующая лепта. Несколько лабораторий этим занимались... Но мы пока говорили о синтезе изображения, а есть еще обратная задача — анализ. Если вы снимаете поверхность Земли из космоса, получается плоская картинка, которую надо расшифровывать. Конечно, иногда и по фотографии можно определить, где ровное место, а где горы. Но в настоящее время этого мало — надо создать рельефную карту местности. Принцип здесь тот же, что и в бинокулярном зрении — мы видим объемное изображение за счет того, что рассматриваем его с двух ракурсов. Следовательно, нужно сфотографировать одно место с нескольких ракурсов, получить плоские картинки — а дальше начинается колдовство с обработкой этих изображений. Создаются определенные программы, много в них тонких моментов, и в итоге, поскольку принцип понятен, рельеф восстанавливается. Сегодня достижение нашего Института состоит в том, что при съемке со спутника достигается точность воспроизведения рельефа в пять метров по высоте. Это на сегодня отличный показатель для гористой местности. Кроме того, анализ изображений важен и в других задачах. Допустим, какой-то объект в тумане... — Ежик?! — Пусть ежик! (Смеется) Или, например, танк. И позарез нужно обеспечить его максимальную видимость, а потом прицелиться? Есть тепловизоры, приборы ночного видения, которые работают в условиях прозрачности. Просто темно, и нужен либо усилитель яркости, либо инфракрасная аппаратура. А здесь — снег, туман, дождь, размытые, исчезающие контуры, а надо ловить слабые сигналы, путем обработки "вытаскивать" их, убирать всю муть и оставлять только четкое изображение. — Получается, солдат увидит этот танк на дисплее? — Конечно. Он будет смотреть через специальное приспособление (тут Шалагин изображает двумя руками трубу наподобие тех, что часто показывают в голливудских фильмах из жизни киборгов. — Авт.). — Заказчиком подобных разработок раньше выступало военное ведомство. Но сегодня военные сами жалуются на безденежье... — Был довольно длительный промежуток всеобщего провала. Прикладные исследования в нашем Институте обычно чувствовали себя значительно лучше, чем фундаментальная наука. Я сам всегда занимался фундаментальной наукой и хорошо помню ощущение бедности. А потом, в начале 90-х, когда все рухнуло, оказалось даже, что фундаментальщики живут лучше прикладников. — Разве это возможно? — Была приличная помощь со стороны Фонда Сороса. Ее как-то замалчивают из политических или идеологических соображений, а она была действительно очень серьезной. Тогда Запад помогал с воодушевлением. Это сейчас они на нас махнули рукой! И доллар стоил очень дорого — можно было поехать на месяц поработать за границу, а потом год-два у нас на это жить. Так что был промежуток лет в 5–6, когда прикладники жили хуже тех, кто занимался фундаментальной наукой. Потом как-то стала оживать промышленность, ВПК начал кое-что подбрасывать, и прикладные разработки вновь стали восприниматься. Нельзя сказать, чтобы очень хорошо, но тем не менее... Помимо этого, наладились тропинки взаимодействия с зарубежьем. Например, наши прикладные разработки по дифракционной оптике используются в Аризоне для контроля поверхности самого большого телескопа. — Вы с таким воодушевлением рассказывали про всевозможные информационно-космические чудеса. Это область ваших личных научных интересов? — Моя область — как раз фундаментальная физика, лазерная физика. Более конкретно — взаимодействие лазерного излучения с газовыми средами, нелинейная спектроскопия. У нас в Институте было положено начало новому направлению, где выясняется, что делается с газовой средой под действием лазерного излучения. Оказывается, там возникают некоторые новые эффекты, которые немыслимы в отсутствие излучения. Самый яркий — при определенных условиях в газовой смеси под действием излучения газы начинают бежать друг сквозь друга, причем довольно шустро, десятки метров в секунду, и в итоге разделяются. — Сколько же институтов в Академгородке делают лазеры? Институт лазерной физики, ИЯФ, ИТПМ, Автоматика... — Это только слово одно, а вещи — совершенно разные. Лазер на свободных электронах — это же махина совершенно невероятная! — ИТПМовские лазеры сталь режут. А ваши что умеют? — Во-первых, они успешно используются в медицине. Это аргоновые лазеры и лазеры на красителях, которые делает при нашем институте малое предприятие "Инверсия" вместе с университетской командой. Такие системы работают уже во многих странах мира: в Китае, Канаде, Германии, Чехии. Американцы сейчас предлагают сотрудничество, хотя у них и свои фирмы есть. Но наши образцы по многим параметрам лучше американских и, что немаловажно, дешевле. — Простите малограмотного — что означает "лазер на красителях"? — Это класс лазеров. Краситель — рабочее вещество, в котором осуществляется генерация. Сам по себе краситель — это кристаллический порошок, который размешивают в соответствующем растворе, как обычную бытовую краску. Его нужно подсветить другим лазером, после чего он выдает излучение, которое может перестраиваться в широком диапазоне частот. Причем разные красители генерируют в разных областях спектра. Сейчас эти лазеры немного отходят, уступают позиции полупроводниковым лазерам, которые активно развиваются и скоро будут давать характеристики, лучшие, чем у лазеров на красителях. Этим направлением мы тоже будем заниматься. Сегодня есть вообще такие лазеры, которые раньше и представить было сложно. Скажем, лазер на волокне. Коротенький кусочек специально изготовленного оптического волокна — это, оказывается, лазер! Если ввести в него излучение определенной частоты, он начнет выдавать излучение уже на другой частоте, которое тоже может по частоте перестраиваться. Это как раз самое последнее, чем занимается одна из исследовательских групп в нашем Институте. — Но если это тоненькая ниточка, то и использоваться она, наверное, будет там, где нужна именно ниточка, а не аппарат размером с футбольное поле? — Прежде всего, это нужно для передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи. Киловаттная мощность здесь ни к чему. Требуется создавать излучение определенного качества — просто непрерывное или очень короткие импульсы определенной формы и с определенными параметрами, которые будут распространяться в длинном волокне правильным образом, без затухания, не расплываясь, чтобы плотность передаваемой информации была обеспечена. — И как же столь разными направлениями управлять? Я упорно возвращаюсь к вопросу о роли директора. — Нужно создавать режим наибольшего благоприятствования для тех разработок, которые ведутся успешно, способствовать их продвижению, взаимодействию с высокого ранга заказчиками. Имидж института завоевывается годами, а потерять его можно в одночасье, если схалтурить или затянуть работу надолго. И здесь, конечно, роль директора важна, чтобы Институт все-таки жил хоть и в условиях высокой степени самостоятельности, но как единый организм. Во-вторых, нужно стремиться по мере возможностей к большему взаимодействию и взаимопереплетению. Одну задачу мы уже поставили — это конфокальный микроскоп. Такого типа приборы выпускаются на Западе, но они бешено дорогие. В этой работе мы задействуем все три свои направления: информационное, оптическое и лазерное. И, по крайней мере, по трем позициям наши разработки могут оказаться выше мирового уровня. С помощью системы распознавания образов можно построить трехмерную картину через микроскоп. Смотреть уже не в космос, а в микрокосм! А для программы, которая это обрабатывает, не все ли равно? Есть система позиционирования, которая используется для оптико-технических устройств. И собственно лазерная часть — нужно соответствующим образом сформировать световой пучок. Все будет сконцентрировано в одном приборе. Наверняка появятся и другие задачи, где потребны знания и достижения в трех наших научных направлениях. стр. 2