In English

Проведение научного эксперимента − образ идеального ИТ-будущего

11.09.2013, Новожилова Ирина
Издание: PC Week
Мы живем в эпоху перемен, перемен к лучшему, и это касается всех сторон нашей жизни, как жизни повседневной, так и развития науки, техники и технологий. От мировой державы − Советского Союза − остались академические городки, уникальные научные установки, академическая наука. После двадцатилетнего провала наша наука начала восстанавливаться − в 2005 году были приняты первые государственные программы инноваций. В рамках федеральных и региональных программ развития науки и технологий в России за последующие годы было закуплено новое оборудование, созданы центры коллективного пользования, развиваются технопарки и технологические кластеры; активными темпами развивается международное сотрудничество, особенно в части интернациональных мегапроектов.

Сейчас российская наука находится на этапе перехода к следующей фазе роста, от этапа формирования материально-технической базы к этапам внедрения в производство и коммерциализации разработок. Уже сформирована значительная база научного оборудования, разворачивается организационная структура и создается нормативно-правовая база, обеспечена стартовая информационная поддержка. Теперь дело за автоматизацией типовых процессов, централизацией управления и упрощением взаимодействия между всеми участниками.

Любой рост, тем более ускоренный, не бывает без проблем – неоднородности распределения научного оборудования и научных кадров по стране, наличия значительного количества однотипного оборудования. К этому добавляются географические (самое большое государство в мире) и временные (8 часовых поясов) особенности нашей страны. Как следствие, возникают проблемы недостаточной загрузки научного оборудования, трудности с доставкой образцов, расходных материалов и реактивов, и привычно большие командировочные расходы из-за неразвитости систем дистанционного взаимодействия.

Как создать единое информационное пространство для проведения удаленных научных экспериментов

Задачей компаний, занимающихся информационно-коммуникационными технологиями, является автоматизация технологических процессов. Поэтому ИТ-разработчики предлагают программные решения по созданию единого информационного пространства для проведения удаленных научных экспериментов – функционально удобного для взаимодействия всех субъектов исследовательской инфраструктуры (исследователей, вузов, технопарков, инжиниринг-центров, центров коллективного пользования).

Информационная система такого рода обеспечит через привычный и простой для пользователя веб-интерфейс:
  • подбор требуемого научного оборудования по техническим параметрам (система инвентаризации), по критериям доступности (бизнес-календарь), по стоимости часа работы оборудования (система тарификации);
  • удаленное участие ученого в процессе проведения научного эксперимента – удаленное онлайн-общение с оператором оборудования, видеонаблюдение и видеозапись всего процесса проведения эксперимента (система мультимедийного взаимодействия);
  • подбор экспертов, а в случае необходимости и партнеров, в научных областях для проведения смежных исследований и анализа результатов (экспертные сети);
  • подключение к платформам высокопроизводительных параллельных вычислений для предварительного математического моделирования и последующей обработки результатов исследований;
  • доступ к хранилищу всех видов результатов научного эксперимента (система хранения);
  • информационную безопасность решения.
2013_08_pcweek_L.jpg
Рис.1. Структура информационной системы обеспечения удаленного научного эксперимента.

Очевидно, что не всякое исследовательское оборудование может быть дистанционно подключено к информационным системам, и не во всяком месте проведения научных экспериментов возможно размещение видеокамер. Поэтому бизнес-процессы, реализованные в информационной системе, предполагают разнообразие форм воплощения в жизнь:
  • проведение эксперимента без участия заказчика в соответствии с заранее согласованной методикой эксперимента и предоставление отчета с полученными результатами;
  • проведение эксперимента с удаленным онлайн-наблюдением заказчика за процессом эксперимента и корректировкой действий оператора, обслуживающего научное оборудование, формирование файлов с полученными результатами;
  • самостоятельное управление заказчиком экспериментальным оборудованием через веб-интерфейс и фиксирование результатов исследований;
  • заказ эксперимента с физическим присутствием заказчика во время проведения изучения образцов.
Требования к лабораториям, предоставляющим оборудование для проведения удаленных экспериментов, достаточно просты – подключение оборудования (или управляющего компьютера) к порталу удаленного эксперимента по сети интернет, установка одной или нескольких видеокамер в помещении проведения исследований, поддержание актуальных графиков загрузки оборудования. Разумеется, на веб-портале предусмотрен личный кабинет для исполнителей исследований, где задаются характеристики оборудования, время его доступности, цена использования, а также производится согласование методики, условий и ключевых показателей исследования; осуществляется общение с заказчиком во время проведения эксперимента.

Для участия исследователя в ходе заказанного эксперимента нужен лишь компьютер с видеокамерой и аудиооборудованием, подключенный к сети интернет.

Любая программная или аппаратная платформа бессмысленна сама по себе, бесполезна без внедрения и ежедневного использования, без точной подстройки и продвижения. Поэтому информационную систему поддержки удаленных научных экспериментов должна обслуживать компания-сервисный оператор. В функции такой компании должны входить:
  • организация договорных отношений и документооборота между участниками экспериментов;
  • обеспечение взаиморасчетов – тарификации, биллинга и платежей;
  • подготовка финансовой, бухгалтерской и плановой отчетности;
  • поддержание в актуальном состоянии баз используемого оборудования и календарей загрузки оборудования;
  • логистика исследуемых образцов, реактивов и расходных материалов (доставка, страхование, хранение и утилизация);
  • логистика при проведении комплексных и длительных экспериментов;
  • поддержание работоспособности аппаратной части решения;
  • администрирование программной части решения – личных кабинетов исследователей, профилей оборудования и пр.;
  • техническая и информационная поддержка пользователей системы;
  • подключение к платформе новых видов и типов научного и технологического оборудования;
  • продвижение решения на российском и международном рынках.
Обслуживаемая информационная система, помимо выполнения своих основных функций, может использоваться:
  • как элемент обучения студентов (видеозаписи и результаты экспериментов могут использоваться в рамках курсов дистанционного обучения; оборудование, подключенное к системе, может использоваться для проведения лабораторных работ; исследования образцов могут быть положены в основу систем эмуляции экспериментов и пр.);
  • как тренинговая площадка для повышения квалификации научных сотрудников и специалистов коммерческих компаний;
  • как база для продвижения российской науки за рубежом.
Что еще могут предложить информационные системы для облегчения текущей работы научных работников? Например, автоматизированный поиск источников финансирования в сети интернет по заданным параметрам (ключевым словам, датам, периодам, регионам, суммам, срокам исполнения и другим показателям). Для научных коллективов − это поиск конкурсов, грантов, целевых программ, субсидий и лично для исследователя − стипендий, премий, стажировок, конференций, фестивалей и других мероприятий.

Другой «автоматизированной» стороной научных исследований может являться виртуальная лаборатория – защищенное информационное пространство, предназначенное для хранения, обработки и систематизации результатов работы научного коллектива по научной теме. В нем может быть налажен процесс подготовки отчетных документов по проектам, подготовки публикаций и документов для регистрации патентов и свидетельств.

В настоящее время компания АйТи предлагает накопленный опыт и свои разработки в области автоматизации научно-лабораторной деятельности ведущим НИИ и вузам страны.


Образ будущего «автоматизированного» эксперимента

В любой точке нашей страны или за рубежом ученый, зайдя на веб-портал «Научных экспериментов», получает список лабораторий, где готовы провести исследование согласно его методике. При выборе места проведения эксперимента уточняются пожелания по срокам, предлагается оптимальная стоимость работ. Здесь же, на портале, можно будет запланировать сложный эксперимент, проводимый последовательно на различном оборудовании в территориально удаленных лабораториях; ознакомиться с отзывами других ученых о качестве проведенных работ.

После определения и согласования параметров исследований в согласованное время курьерская служба заберет исследуемый образец и, с соблюдением всех условий транспортировки, доставит его в лабораторию, где он будет обрабатываться и храниться.

Специалисты научного центра совместно с заказчиком проведут эксперимент. Все результаты эксперимента будут храниться в электронном виде в личном кабинете исследователя на веб-портале. Дополнительным сервисом для клиента может являться заказ математической обработки результатов на высокопроизводительных компьютерных системах с использованием специализированного программного обеспечения или создания композитных приложений специально под требования заказчика.

На интернет-портале исследователь может провести подбор экспертов, которые проанализируют полученные экспериментальные данные и подготовят научное заключение.

После окончания эксперимента в автоматическом режиме будет предоставлена статистика работы услуги, выставлены и доставлены отчетные документы, произведены взаиморасчеты. Курьерская служба доставит обратно заказчику исследованный образец, или же образец будет утилизирован с соблюдением всех санитарных требований.

Заключение

Информационные системы, по своей сути, предназначены для облегчения рутинной деятельности человека, для механического перебора больших массивов информации, и информационная система удаленного эксперимента не исключение. Уже сейчас в западных странах существуют ее воплощения. Пусть это будущее для российской науки станет ближе!


Центральный федеральный округ