В ИСЗФ СО РАН разрабатывают задачи для олимпиады НТИ по направлению «Технологии беспроводной связи»

Сотрудники Института солнечно-земной физики СО РАН Олег Бернгардт, Валентин Лебедев и Дмитрий Кушнарев совместно с группой разработчиков ООО «Полюс-НТ» разрабатывают задания для Всероссийской инженерной олимпиады школьников НТИ по направлению «Технологии беспроводной связи».

НТИ – Национальная технологическая инициатива – программа глобального технологического лидерства России к 2035 году. В 2017 году финал проходил в Сочи, в образовательном центре «Сириус», в прошлом году – в Университете Иннополис (Казань). Иркутск тогда представляли два участника.

Старший научный сотрудник лаборатории развития новых методов радиофизической диагностики атмосферы ИСЗФ СО РАН Валентин Лебедев рассказал, что олимпиада проводится в три этапа. Первый из них – заочный – продолжается два месяца, в нем может принять участие любой зарегистрировавшийся на сайте олимпиады. За это время участнику необходимо индивидуально решить несколько задач по математике и информатике уровня городской олимпиады. В этом году, как и в прошлом, в первом этапе приняли участие около четырех тысяч школьников со всей России. Участники, набравшие определенное количество баллов, проходят во второй тур, также заочный, где объединяются в команды и решают уже более сложные задачи.

- Задачи для этого этапа мы составляем так, чтобы поодиночке решить их было практически невозможно, - подчеркнул Валентин Лебедев. - Решать задачи ребята могут с помощью наставников или самостоятельно, им разрешается пользоваться всеми возможными источниками. Часть задач имеют не точное решение, а приближенное. С помощью тестов мы оцениваем точность решения, быстродействие (задача должна быть решена за определенное время) и экономичность (решение не должно требовать неограниченного объема памяти компьютера), а также сбалансированность. Можно, например, пожертвовать красотой программы и получить результат, а значит, определенные баллы, а можно совершенствовать программу до бесконечности, и в итоге она будет абсолютно неэкономичной.

Эксперты отметили, что задачи второго этапа требуют от участников не только хорошего знания математики и информатики, но и навыков исследователя.

- В прошлом году у нас в качестве одной из задач была реальная задача НАСА – определение положения объекта в космосе с помощью межзвездных радиоисточников. Надо было определить положение с помощью звездных радиоисточников (пульсаров), - рассказал заведующий лабораторией исследования динамических процессов в ионосфере ИСЗФ СО РАН Олег Бернгардт. – Несмотря на то, что мы эту задачу значительно упростили, она все равно осталась достаточно сложной, но некоторые ребята с ней справились.

В этом году во второй этап прошли 150 участников, и лишь пятая часть из них станет участниками финала, который пройдет 13 – 19 марта в Иркутске. Финальный этап включает в себя командный турнир (на решение пяти задач команде отводится три – четыре дня) и индивидуальное первенство (задачи по математике и информатике надо решать за три – четыре часа). Баллы участникам начисляются как за командные, так и за личные достижения.

Для третьего этапа сотрудники ИСЗФ совместно с компанией «Полюс-НТ» собирают специально сконструированный комплекс – стенд, состоящий из нескольких компьютеров, инфракрасного канала связи и движущихся частей. Этот стенд позволяет имитировать передачу данных в сложных условиях зашумленного канала связи, а также промоделировать ситуацию сопровождения движущегося приемо-передатчика. Одновременно стенд знакомит участников с основами кодирования и сжатия данных и навыками работы с реальными сигналами.

Сейчас у сотрудников ИСЗФ самая горячая пора.

- Мы дорабатываем задачи, модернизируем оборудование, готовим программное обеспечение для оценки работ и выставления баллов, - отметил Олег Бернгардт. - Задачи будут сложными, но интересными, «натаскать» на них невозможно, в отличие от ЕГЭ, поэтому детям приходится изобретать что-то свое. Вот, к примеру, в прошлом году одна из задач состояла в том, чтобы передать большой файл – картинку шестеренки объемом 30 Мб, при этом скорость передачи была низкой и имелись помехи из-за хаотично движущегося спутника. Надо было сжать файл, сделать программу сопровождения спутника радаром, передать картинку и распечатать ее на 3D принтере. Один из школьников смог сжать файл до 100 байт, предав только параметры, которые описывали форму и размеры шестеренки.

Все разработчики принимали участие в школьных олимпиадах и потому составляют задачи с тем прицелом, чтобы вывести ребят за стандарты школьной программы.

- Во-первых, это просто очень интересно, во-вторых, они видят, с чем сталкивается настоящий исследователь, когда выходит на какой-то неизвестный объект. Для них стенд – это черный ящик со многими неизвестными. Если люди в таких условиях предлагают разумные, а иногда даже остроумные и красивые решения, из них выйдет толк. Некоторые настолько хороши, хоть сейчас на работу бери! - заметил старший научный сотрудник лаборатории развития новых методов радиофизической диагностики атмосферы ИСЗФ СО РАН Дмитрий Кушнарев.

Эксперты подчеркнули, что именно в финальной части олимпиады значительная роль отводится командной работе, умению распределять задачи и работать последовательно. Без этого, уверены ученые, с современными инженерными задачами справиться невозможно.

Справка:

• Олимпиада НТИ проводится для школьников 8 – 11 классов по 19 профилям. Победитель определяется просто: у него всё работает правильно. Победители и призеры олимпиады НТИ могут поступить в вузы-организаторы без экзаменов или получить дополнительные баллы при поступлении.