Анжелика Кузнецова, младший научный сотрудник ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", участник молодежного сообщества ВЫЗОВ
- Я занимаюсь математическим моделированием аддитивного производства, или, иначе, 3D-печати. 3D-печать — это изготовление деталей посредством послойного выращивания. Соответственно, я стараюсь поместить весь этот процесс в компьютер и симулировать, то есть произвести виртуальные испытания, чтобы максимально отладить технологию и печатать с первого раза идеально.
- То есть моделирование подразумевает, что ты сначала с командой строишь модель, которую уже можно применять и печатать на 3D-принтере с первого раза. Правильно я понимаю?
- Конечно, это очень сложный процесс, который делится на несколько этапов. Мы анализируем физический объект, сам процесс. Мы анализируем материалы, из которых они изготавливаются, исследуем уравнения, которые максимально точно могут описать эти течения, эти превращения, изменения агрегатных состояний. Затем мы ищем численные методы, как мы можем эти уравнения решать на компьютере. И затем уже идет серия решений и работы с данными. Если углубляться в детали, это все — отдельные большие кандидатские диссертации.
- С бакалавриата начала исследовать эту тему или что-то изменилось?
- Начиная с бакалавриата и вплоть до этого времени я, в принципе, занимаюсь примерно одним и тем же. На бакалавриате я была в грантовом проекте «Умник».
- Вы победительница конкурса «Умник» Фонда содействия инновациям?
- Да, все верно. И там у меня был проект по моделированию композиционных материалов. Но методика примерно та же. Училась я в то время также на кафедре лазерных аддитивных технологий, и, в принципе, всегда в сфере моих научных интересов были и оставались именно моделирование 3D-печати.
- Как получилось так, что эта сфера увлекла такую молодую прекрасную девушку, как вы?
- Все началось со школы. Каждое лето я ездила в физико-математические лагеря. И школа у меня была тоже довольно-таки особенная. Это специализированный олимпиадный научный центр в городе Казани. Это очень интересная школа, которая максимально смогла раскрыть, мне кажется, мой потенциал. Тогда я еще не знала, что мне это интересно. Но именно на летних школах нам показывали не функциональность математики, а нам показывали ее красоту, какие-то разделы.
- Математика как искусство.
- Да.
- Показывали, как, на самом деле, красиво в ней что-то может сочетаться, как она может очень просто объяснить что-то довольно сложное.
- Например, в десятом классе, на летней школе — она называется «Квант», при Казанском федеральном университете — мы решали дифференциальное уравнение, моделируя чашку кофе. И мы хотели узнать, когда максимально выгодно добавить туда сливки. В начале, когда только приготовили, или надо чуть-чуть подождать, пока он уже остынет.
- Вы уже откроете секрет?
- Вообще, лучше в конце. Но, конечно, там очень сильно влияет геометрия кружки. Поэтому если кружка у нас с узким горлышком, то она дольше будет тепло хранить. Но меня сам факт того, как мы можем влиять, как мы можем с помощью математики оценивать реальность и прогнозировать, и помогать, в том числе, чтобы самолеты у нас не падали, а взлетали и садились — меня это потрясло. И я поняла, что это именно то, что я хочу делать.
- Очень интересно. Я впервые слышу, когда математику презентуют через кофе и сливки. Это впервые, наверное, на моей памяти. Давайте еще пораньше вернемся. Все-таки родители настояли на том, чтобы пошли в науку или собственный выбор? Рассказывайте по-честному.
- Родители у меня вообще далеки от науки были на тот момент. Но сейчас у меня мама, в 50 лет, защищает свою первую кандидатскую.
- Да вы что? Браво!
- В сфере филологии и педагогики.
- Вы дали импульс семье к науке, открыли?
- Я думаю, мы взаимно обмениваемся. Но на тот момент они были очень далеки от науки. И поэтому, я думаю, это все-таки мой такой зов личный. Но, конечно, они меня поддерживали всегда и говорили, что это действительно очень перспективно. Верили в меня. Отдали, собственно, в эту школу. И я думаю, это очень здорово помогло мне.
- Великолепно, что заметили ваш потенциал, интерес, и была создана структура, система, которая вам помогла и выросла на сегодняшний день. Давайте тогда перейдем к настоящему времени. Интересно мне: вы занимаетесь математическим моделированием, вы помогаете создавать на 3D-принтере те или иные... Что это могут быть? Детали?
- Детали, да.
- Сооружения, может быть, какие-то здания? Нет?
- Да. Это тоже все может быть. Есть абсолютно разные 3D-принтеры, вплоть до тех, которые печатают живыми клетками, выращивают живое ухо и...
- Живое ухо?
- Их уже внедряют. Это уже решенные задачи. Сейчас работают над тем, чтобы печатать сердце. Там есть свои нюансы. Но конкретно я занимаюсь моделированием 3D-печати в промышленности. Когда я училась еще на бакалавриате, и был проект по моделированию композитов, тогда был конкретный запрос от АО «Аэрокомпозит», который работает с получением и разработкой самолета МС-21. Тогда был запрос конкретно на моделирование именно композитных материалов. Сейчас, конечно, все ждут, я думаю — я уверена, что они ждут — такое программное обеспечение, которое позволит моделировать детали и их производство. Потому что сейчас это острая необходимость — импортозаместить те вещи, которые сейчас уже недоступны никому. Поэтому, я думаю, многие ждут предприятия.
- С какими сложностями еще сталкиваетесь вы, например, в своей работе?
- Например, был такой момент, что титановый порошок искрится, если его не содержать в инертных газах. То есть его нельзя содержать в открытом воздухе. Но там произошла такая, получается, небольшая ошибочка, и, получается, чуть-чуть затек воздух, и он чуть-чуть заискрился. Но коллеги сработали, среагировали.
- Анжелика, проводятся эксперименты на базе вуза? У вас есть специально оборудованные лаборатории или это отдельные производства? Как это все проходит у вас?
- Филиал МГУ, Саров, находится в кооперации с РФЯЦ-ВНИИЭФ. И эта коллаборация хороша тем, что на кампус могут приезжать совершенно любые люди, педагоги. Также есть коллаборации со «Сколтехом», который также проводит ряд испытаний, потому что у них есть другие установки, которые, так как они исследовательские, как исследовательский центр работает, соответственно, они могут провести какие-то уникальные эксперименты для верификации, подтверждения, что мы моделируем не сферического коня в вакууме, что мы занимаемся моделированием реальных объектов и чтобы, соответственно, минимизировать ошибки и подтверждать нашу точность.
- Я знаю, что вы уже являетесь грантополучателем по конкурсу «Умник» Фонда содействия инновациям. Это полмиллиона рублей на научные исследования. Правильно же я говорю? Были ли еще какие-нибудь награды, гранты, стипендии? Расскажите нам подробнее про это.
- Да. Я очень благодарна нашему Правительству и, соответственно, нашему Министерству образования, что нас по-настоящему поддерживают. Кроме «Умника» был еще республиканский грант и грантовый конкурс «Пятьдесят лучших инновационных идей» для Республики Татарстан. Также грант Президента Российской Федерации в течение двух лет — это за научные достижения. И, соответственно, президентская стипендия.
- Здорово, что ваши научные исследования поддерживаются и признаются нашим государством и нашим обществом. И это дает вам, наверное, мотивацию идти дальше, развиваться и продолжать быть в науке? Хорошо. А насчет коллабораций с учеными, с другими, как в этом обстоят дела? Есть ли у вас уже, может быть, какие-нибудь интересные истории и планируете ли вы с кем-либо дальше взаимодействовать?
- Буквально недавно — абсолютно свежая новость — был спутник конгресса молодых ученых в Нижнем Новгороде, называется «Цепная реакция». При поддержке «Росатома» и Национального центра физики математики. Было такое мощное мероприятие, где мы работали над различными кейсами как раз таки по блоку трансфера технологий, именно внедрения фундаментальных исследований в бизнес и коммерциализации дальнейшей. И конкретно мы вместе с моим супругом — мы с ним коллеги — работали над кейсом разработки нейропротеза. Это невероятно интересная тема. Как раз таки протезы получаются исключительно аддитивным производством, потому что протез для каждого человека абсолютно уникален. Серийное производство невозможно и не имеет места быть. Соответственно, мы работали именно над исследованием технологии изготовления. И были коллеги из Нижнего Новгорода, были коллеги из Томска. Мы продолжаем держать связь, чтобы развивать этот проект и как раз таки продолжать тему грантов. «Росатом» предлагает как раз таки в январе подать нам заявки, чтобы мы эти кейсы докрутили и смогли получить как раз таки поддержку в миллион рублей для проведения первых начальных исследований.