Математика мирового уровня, информационные технологии, подводные роботы, исследования космоса и Байкала. 40 лет ИДСТУ СО РАН

 

Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН (ИДСТУ СО РАН) один из самых молодых в плеяде академических учреждений Приангарья. Создание в Иркутске вычислительного центра планировалось еще в 1960-гг. академиком Л. А. Мелентьевым, но по ряду причин его создание началось позже. Будущий Институт был организован как Иркутский вычислительный центр СО АН СССР (ИрВЦ) 1 ноября 1980 года из отдела теории систем и кибернетики при Сибирском энергетическом институте СО АН СССР. На тот момент отдел размещался в центре города на Халтурина, 1 (бывший доходный дом купца И. М. Файнберга).

Отдел создали в июне 1975 года по инициативе председателя Сибирского отделения АН СССР Г. И. Марчука. На должность руководителя он пригласил доктора физико-математических наук Владимира Мефодьевича Матросова из Казанского авиационного института им. А. Н. Туполева (КАИ). Уже на тот момент будущий академик РАН В. М. Матросов зарекомендовал себя как талантливый ученый и хороший организатор — в 1972 году он создал кафедру кибернетики в КАИ и возглавлял ее до перевода в Иркутск. Параллельно Владимир Мефодьевич руководил научно-исследовательской лабораторией КАИ и исследованиями динамики и управления стратосферными и орбитальными космическими обсерваториями, в том числе первой Советской стратосферной обсерваторией для исследования Солнца и субмиллиметрового телескопа, установленного на орбитальной станции «Салют-6».

ИДСТУ

Строительство Иркутского вычислительного центра СО АН СССР

В 1978 году Сибирское отделение АН СССР принимает решение о преобразовании отдела в научное учреждение. К тому времени уже были сформированы научные направления, материальная база, имелись вычислительная техника и достойные кадры — коллектив состоял из выпускников Казанского авиационного института им. А. Н. Туполева, Новосибирского и Иркутского госуниверситетов. Возникла необходимость отдельного здания и в Академгородке строят комплекс для ИрВЦ. Примечательно, что в завершающем этапе строительства принимали участие все сотрудники вне зависимости от должности и ученой степени.

Лауреаты

Лауреаты Государственной премии СССР: Козлов Равиль Измайлович, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией; Васильев Станислав Николаевич, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией; Матросов Владимир Мефодьевич, чл.-к. АН СССР, директор ИрВЦ СО АН СССР, Анапольский Леонид Юкелевич, к.т.н., заведующий лабораторией

 

Директором Иркутского вычислительного центра СО АН СССР становится Владимир Мефодьевич Матросов и основывает первую, ставшей всемирно известной научную школу по методу векторных функций Ляпунова (ВФЛ) — общему и строгому методу анализа устойчивости и многих других динамических свойств нелинейных систем с различными формами математического описания. В дальнейшем ВФЛ нашли применение в задачах устойчивости внеатмосферных обсерваторий, орбитальных телескопов и других космических аппаратов. Сотрудники ИрВЦ в 1984 году получили Государственную премию СССР в области науки и техники за цикл работ по этому направлению, а научная школа обрела развитие в исследованиях следующего директора ИДСТУ СО РАН — в наши дни академика РАН, Станислава Николаевича Васильева, — как развитие в направлении создания математического, алгоритмического и программного обеспечения метода редукций в динамике систем. Затем Станислав Николаевич создал новую научную школу в области логико-динамических систем и интеллектного управления.

 

Академик Васильев

Академик РАН С. Н. Васильев, директор ИДСТУ СО РАН 1991–2006 гг.

 

— С самого начала Институт был нацелен на фундаментальные исследования устойчивости, управляемости, оптимальности и других важных свойств математических и информационных моделей динамических систем разной природы путем разработки подходящих математических методов и информационных технологий, а также на выполнение функции вычислительного центра коллективного пользования Восточно-Сибирского филиала СО АН СССР. В связи с усложнением систем, с которыми вынуждены иметь дело человек и общество, актуальность этих исследований с течением времени не только не упала, но даже возросла, — писал Станислав Васильев в 2005 году.

ИДСТУ 1

Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН

Все научные школы ИДСТУ СО РАН известны и общепризнанны на мировом уровне. Научной школой члена-корреспондента РАН Александра Александровича Толстоногова впервые в мире построена теория дифференциальных включений с невыпуклой правой частью в банаховом пространстве, развита теория пространств множеств, сублинейных операторов с приложениями к задачам вариационного исчисления, оптимального управления, механики. Научной школой доктора физико-математических наук Ю. Е. Бояринцева построена законченная структурная и качественная теория систем дифференциально-алгебраических уравнений с приложениями к исследованию динамических свойств и математических моделей процессов в электротехнике, химической кинетике, гидродинамике, теплотехнике. Научной школой доктора физико-математических наук А. С. Стрекаловского построена теория глобального поиска в невыпуклых задачах оптимизации и оптимального управления, возникающих при моделировании динамических процессов управления в космосе, военных приложениях, экономике, энергетике, технике, экологии.

Академик Матросов

Академик РАН В. М. Матросов, директор ИДСТУ СО РАН 1980–1991 гг.

— Меня очень радует то, что в Институте сохранились традиции и научные направления, которые мы закладывали когда-то. В начале 70-х меня пригласили возглавить создание в Иркутске вычислительного центра. Я был молод и умел мечтать. Вначале руководил отделом теории системы и кибернетики при СЭИ, который создавался с перспективой преобразования в институт. Располагались мы тогда на улице Халтурина. Через пять лет нам построили новое современное здание, в котором сейчас находится ИДСТУ — Институт, о котором мы мечтали. Надо сказать, что Институт оправдывает наши надежды. Вообще, иркутский период — один из лучших в моей жизни. На счету математиков иркутской школы немало разработок, имеющих важное практическое значение. Мы стояли у истоков расчетов траекторий спутников, разрабатывали модели стабилизации спутниковых систем, имеем отношение к проектированию самолетов, в частности, СУ-27. Можно привести еще множество примеров применения математических моделей в энергетике, военном деле, химии, медицине и других отраслях, — вспоминал в 2002 году основатель Института академик РАН Владимир Мефодьевич Матросов (газета «Наука в Сибири», ноябрь 2005 года).

Действительно, Иркутск не принято ассоциировать с достижениями в космосе. Но именно в ИДСТУ СО РАН проводятся исследования в интересах создания новых образцов космической техники. Научные результаты были использованы при проектировании советских («Луч», «Экран-М», «Экспресс», «Радуга-1») и российских спутников связи («Галс», «Экспресс-А», «Экспресс-АМ» и других), сибирско-европейского спутника «Sesat», созданного НПО прикладной механики по заказу Eutelsat, при разработке космических аппаратов «Аракс» (НПО им. С. А. Лавочкина) и «Ресурс-ДК» (ЦСКБ «Прогресс») для дистанционного зондирования поверхности Земли. Также в ИДСТУ СО РАН разработан метод построения динамических моделей больших космических конструкций по результатам летных испытаний при неопределенности значений их параметров и новый метод расчета управлений переориентацией космических аппаратов.

Другое направление ИДСТУ СО РАН — подводная робототехника.
В рамках данного направления решаются задачи организации взаимодействия
и интеллектуального управления группировками автономных необитаемых
подводных аппаратов при выполнении коллективных широкомасштабных миссий,
связанных с мониторингом акваторий, поиском и обследованием придонных
объектов, а также изучением рельефа дна. Результаты этого направления Института были отмечены президентом РАН академиком Александром Михайловичем Сергеевым в отчете Академии наук как одно из наиболее значимых достижений за 2017 год.

Результаты научной школы директора ИДСТУ СО РАН академика РАН Игоря Вячеславовича Бычкова применяются в крупных междисциплинарных проектах Российской академии наук, Сибирского отделения РАН и при создании информационно-аналитических систем для органов государственной власти и местного самоуправления. Это методы, языковые средства, технологии и инструментальные средства автоматизации создания информационных и геоинформационных систем, представления и интеллектной обработки данных, а также технологии формирования информационно-телекоммуникационной инфраструктуры. В 2012 году члены этой научной школы были удостоены премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники за создание информационно-телекоммуникационной инфраструктуры междисциплинарных научных исследований как основы экономического и социального развития восточных регионов России.

машинный зал

Машинный зал с вычислительным кластером «Академик В. М. Матросов»

В Институте динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН впервые за Уралом на базе волоконно-оптических линий разработан и реализован проект интегрированной информационно-вычислительной сети Иркутского регионального научно-образовательного комплекса, объединившей все академические институты и крупнейшие вузы города Иркутска. Сегодня сеть является второй по величине региональной научной информационно-телекоммуникационной инфраструктурой в СФО.

На базе института функционирует ЦКП «Иркутский суперкомпьютерный центр СО РАН». Сегодня он по совокупной производительности ресурсов является вторым Центром в Сибирском и Дальневосточном отделениях Российской академии наук.

Академик Бычков

Академик РАН И. В. Бычков, директор ИДСТУ СО РАН с 2006 года

 

В юбилейный год ИДСТУ СО РАН как основной исполнитель и координатор по гранту Минобрнауки России приступил к реализации масштабного проекта «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории». О необходимости цифрового мониторинга Бакала стали говорить несколько лет назад и с каждым годом эта потребность становится все острее. Именно фундаментальные разработки Института совместно с соисполнителями — другими научными институтами Сибирского отделения РАН — позволят реализовать этот проект. Директор ИДСТУ СО РАН академик РАН Игорь Вячеславович Бычков отмечает, что цель проекта — создание фундаментальных основ, методов и технологий комплексного экологического мониторинга и прогнозирования на основе цифровых платформ, обеспечивающих сбор, хранение, обработку, анализ больших массивов пространственно-временных данных, а также комплекса математических и информационных моделей, сервисов и методов машинного обучения и их апробация для Байкальской природной территории.

Фотографии В. А. Короткоручко.