Ученые физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова создали инновационный подход к анализу изображений течений газа и плазмы. В основе разработки – сочетание высокоскоростной оптической панорамной визуализации с алгоритмами компьютерного зрения и нейросетевыми моделями.
Представьте процесс, длящийся доли секунды: рождение ударной волны, хаотичное движение плазмы в термоядерном реакторе или обтекание гиперзвукового аппарата. Современные камеры фиксируют эти процессы со скоростью миллионы кадров в секунду. Но возникает парадокс: мы умеем снимать то, что недоступно глазу, но не успеваем это анализировать. Разбирать терабайты видеоданных вручную – удел титанов науки, требующий многих лет кропотливого труда.
Именно эту проблему намерены решить ученые физического факультета МГУ. Московские исследователи создали технологию автоматического анализа изображений течений газа и плазмы. Это не просто очередной алгоритм распознавания образов. Это мощный симбиоз высокоскоростной панорамной съемки, методов компьютерного зрения и глубоких нейросетей.
Система способна самостоятельно находить границы потоков, вихри, скачки уплотнения и иные структуры. Объем данных, получаемых при таких съемках, колоссален, и без алгоритмов машинного обучения он остается просто «цифровым шумом». Если раньше физик-экспериментатор был вынужден выступать в роли скрупулезного аналитика, вглядываясь в кадры, то теперь рутину берет на себя искусственный интеллект.
Технологический суверенитет и «большая наука»
Сегодня ИИ прочно ассоциируется у обывателя с чат-ботами или генерацией картинок. Однако настоящая революция происходит там, где нейросети встречаются с «большой наукой». Разработка МГУ решает вопрос технологического суверенитета. Она позволяет снизить зависимость российских лабораторий от зарубежного аналитического ПО.
Для страны это означает ускорение цикла испытаний в авиации, ракетостроении и энергетике. Хотя прямой пользовательский эффект пока скрыт за кулисами лабораторий, именно эти технологии в будущем обеспечат безопасность новых видов транспорта и стабильность энергосетей. Каждый сэкономленный месяц на этапе доводки двигателей приближает момент, когда новые технологии делают нашу жизнь комфортнее, а метеопрогнозы точнее.
Глобальная гонка за управление стихией
Российские ученые попадают в самый передовой край мировой науки. Глобальная гонка за управление стихией идет полным ходом. В 2022 году британская DeepMind обучила ИИ управлять плазмой в токамаке, а в 2026 году Великобритания запустила суперкомпьютер Sunrise для термоядерного моделирования.
МГУ не просто следует тренду, а формирует собственную школу на стыке газодинамики и машинного обучения. Это логичное продолжение линии исследований университета по анализу плазменных структур, которую специалисты активно развивали в 2024–2025 годах.
От эксперимента до экспорта в БРИКС
Пока разработка находится на стадии перспективного метода, но горизонты ее применения огромны. От диагностики термоядерных реакторов и экологического мониторинга до контроля процессов горения на предприятиях. В перспективе Россия может предложить рынку, в первую очередь партнерам по БРИКС, не просто софт, а готовые программно-аппаратные комплексы: «умные» оптические системы, которые видят и понимают физику процесса в реальном времени. Конечно, для выхода на внешний рынок потребуются масштабные испытания и адаптация под различное оборудование, но основа уже есть.
ИИ как инструмент познания природы
Технология позволяет автоматически обрабатывать массивы больших данных, получаемых при съемке потоков со скоростью миллионов кадров в секунду. Ее можно применять в метеорологии. Алгоритмы помогут анализировать погодные явления и прогнозировать опасные процессы: сильную турбулентность, пылевые бури, быстрый перенос загрязнений. Также метод найдет применение в космосе. Методика позволит обнаруживать и классифицировать малоразмерный космический мусор, оценивать его траектории.
Новая технология яркий маркер зрелости отечественного ИИ. Мы переходим от цифровых сервисов к инструментам познания фундаментальных законов природы. И если нейросеть научится безупречно «читать» хаос плазмы и газа, человечество сделает гигантский шаг к овладению энергией будущего.
Игорь Дорощенко - старший научный сотрудник кафедры молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества МГУОбъединение высокоскоростной оптической панорамной визуализации с алгоритмами компьютерного зрения и нейросетевыми моделями позволяет выйти на принципиально новый уровень анализа экспериментов и извлекать количественную физическую информацию из массивов изображений, которые ранее было практически невозможно обрабатывать вручную