Беседу вела ИРИНА КУКОТА
Роман Григорьевич Маев, ученый с мировым именем, доктор физико-математических наук, автор уникальных изобретений и разработок. Его история – это история физика-теоретика, сделавшего универсальное открытие в сфере акустической микроскопии и анализа изображений, которое нашло практическое применение во множестве отраслей: в авиастроении, медицине и искусствоведении.
Переехав в 1990-е годы в Канаду, Маев основал свою собственную научную школу. Он руководит кафедрой Прикладных физических исследований Университета Виндзора в Канаде, занимается разработками в сфере электротехники и компьютерной техники, возглавляет Институт исследований новых методов диагностики при Университете Виндзора (Institute for Diagnostic Imaging Research at the University of Windsor), успевает исполнять обязанности научного руководителя исследовательской группы в Институте биохимической физики Российской Академии Наук и курирует программы обмена опытом между учеными Канады и России. Маев входит в Канадско-российский деловой совет, состоит в Канадско-российской межправительственной экономической комиссии, являясь со-председателем подкомиссии по инновационным технологиям.
Р.Г. Маев в 1998 году был назначен на должность Почетного консула Российской Федерации в Канаде, а в 2016 году Указом президента РФ он был награжден Орденом Дружбы за вклад в развитие международных отношений.
Роман Григорьевич, расскажите, пожалуйста, как вы получили должность профессора в университете Канады?
В середине девяностых меня пригласили участвовать в межправительственной программе РФ – США «Черномырдин – Гор» по обмену научными технологиями. Тогда же моими разработками заинтересовались в Канаде: Министерство промышленности предложило мне совершить сорокадневный тур по стране, ее университетам и научным центрам. Я выступал с докладами, общался с коллегами из университетов. По завершении поездки меня пригласили на работу четыре университета Квебека и Онтарио. Я остановил свой выбор на Виндзоре. С тех пор уже прошло 22 года. Я, по существу, начал свою работу с нуля, что не помешало мне создать научный центр, на базе которого я сформировал всемирно известную научную школу. Я тогда ежегодно ездил в Москву и каждый раз убеждался в верности принятого решения заниматься наукой за рубежом.
У вас остались связи с Москвой ?
Да, конечно. Я уезжал по межправительственному обмену и потому остался в штате Института биохимической физики Российской Академии Наук. Я не получал зарплату, но оставался научным руководителем своего московского коллектива и научной лаборатории, которой придали международный статус. Это позволило мне потом приглашать специалистов РАН на работу в Канаду. У меня до сих пор очень теплые отношения с коллегами из Академии Наук и членами Президиума РАН.
Получается, что ваша школа рассеялась по разным странам?
Пожалуй, да. Уехав с 1992 по 1995 год, многие мои талантливые студенты быстро нашли работу по всему миру. Работая с ними, руководители исследовательских институтов и лабораторий узнавали о научной школе Романа Маева, что впоследствии облегчило и мою работу на Западе.
В Северной Америке, в отличие от Европы, создание научных школ вышло из моды: слишком много ответственности. Профессура достаточно формально относится к студентам, не особо заботясь о развитии их научной карьеры. Поначалу мои канадские коллеги по кафедре смотрели на меня с потаенным ужасом и непониманием: я пытался создавать подобие научной семьи, с научными традициями, обязательствами, внутренним миром, и заботился о каждом студенте, как о своем родственнике. Но постепенно мне удалось их переубедить и создать мой собственный научный центр, который славится уже моей канадской научной школой.
Расскажите, пожалуйста, о ваших исследованиях для Daimler Chrysler Corporation, которая в 2001, 2002 и 2006 годах наградила вас за выдающийся вклад в исследования и развитие технологий компании.
Это была ломка устоявшихся представлений, установок, которая далась мне непросто. Президент университета Виндзора предложил мне сотрудничество с компанией Chrysler по созданию оборудования, контролировавшего качество производства автомобилей. Новая область, хоть и была связана с акустической микроскопией, требовала от меня новых навыков. Впрочем, в автомобилестроение я пришел как ученый-теоретик, со своим свежим видением, что имело немалые преимущества. Мне удалось успешно решить очень сложные задачи. Между изобретением и инновацией есть огромная разница. Изобретение – это просто идея, а инновация – это успешное ее практическое внедрение.
Ваши открытия используются сразу в нескольких областях: в авиации, в медицине, в автомобилестроении и даже в искусстве. Как они оказались столь универсально применимыми?
Сhrysler была одновременно нашим заказчиком и спонсором. Я провел на заводах несколько месяцев в творческом поиске, общаясь со специалистами разных производственных звеньев. Мы создали в моей университетской лаборатории первые рабочие прототипы, которые тестировали и совершенствовали около трех лет. Тогда же Chrysler и Mercedes объединились. Я отправился в Германию, где немецкие инженеры досконально и дотошно выпытывали у нас мельчайшие детали работы приборов, датчиков и алгоритмов обработки сигналов. В ходе этого сложного и болезненного процесса появился уже индустриальный прототип уникального прибора: мощный инструмент с библиотекой методик для контроля качества.
От нас требовалось создать прибор, контролировавший качество металла и его соединений. Согласно заведенной практике, из партии автомобилей выбирали любой, который потом разрывали на части (двери, крышу или крылья) и так проверяли качество сварки в партии автомобилей. Это был дорогостоящий процесс. Мы предложили эффективную альтернативу: ультразвуковую неразрушающую инспекцию, которая экономила только одному заводу-производителю до $40 млн в год. А таких заводов у фирмы Chrysler было больше десяти. Совершенно очевидно, что внедрение новейших технологий в производство имело внушительный экономический эффект.
Daimler Chrysler решили оставить себе патенты и мою команду, у которой были все технические разработки. Так, отделившись в 2005 году от университета Виндзора, возникла компания Tessonics, которая успешно и самостоятельно существует уже двенадцать лет.
Как ваша находка стала применяться в медицине?
Наши исследования оказались востребованы в области биомедицины. Медицинское сообщество поддержало нас. В 2008 году мы занялись разработкой серии портативных аппаратов, позволяющих обеспечить диагностику мозга, легких, зубной челюсти. Новые задачи означали расширение штата нашей лаборатории: она пополнилась инженерами, программистами, специалистами в области биофизики и биомедицины. Это способствовало росту наших возможностей и диагностического инструментария.
В чем состоит уникальность ваших разработок в области анализа изображений и их обработки?
При получении изображения, скажем, точечной сварки, прибор его оцифровывает и сравнивает со стандартом. Потом специализированная уникальная программа выявляет дефекты (пузырьки, включения, трещины, отслоения, и т.п.) и, проанализировав изображение, выносит вердикт о качестве соединения. Это экономило рабочее время и повышало качество производства.
Вообще, многофункциональная цифровая обработка изображений в реальном времени – это одно из магистральных направлений современной науки. Например, в очагах военных действий надо безошибочно идентифицировать изображенного на фото. На сегодняшний день система ФБР, снимая отпечатки пальцев или отправляя фото в базу данных, ждет ответа на запрос до 30 минут, что достаточно медленно. Через какое-то время новые научные технологии сведут этот временной промежуток до 6–8 минут.
Как вы переключились на исследования в области искусства? Вы располагаете такими приборами, которых нет даже в лабораториях крупных музеев.
В любой стране есть национальные музеи со своими научными лабораториями. Но даже если Национальная галерея в Лондоне обладает хорошим спектрометром, это еще не значит, что частный коллекционер может с его помощью исследовать произведение из своей коллекции. Ни коллекционер, ни частная галерея, ни даже маленький музей не смогут провести такой анализ: с одной стороны, крупные музеи придерживаются рабочей этики и пытаются избежать потенциальных скандалов, с другой – у них своя программа научных исследований. Вы можете попросить отдельных экспертов проанализировать ваше произведение, но это может занять несколько месяцев, что служит беспокойством как для самого владельца, так и для его страховой компании.
Мы поставили перед собой задачу создать такую мобильную лабораторию, которая могла бы по требованию клиента приехать и провести анализ произведения искусства в присутствии владельца. Нам здесь виден потенциал и наличие объективной ниши, которую мы могли бы занять. Только за первые три года пилотных проектов в Англии у нас появились такие партнеры и клиенты, как the National Trust, the English Heritage, Victoria & Albert Museum, Courtauld Institute, the Fitzwilliam Museum и Hamilton Kerr Institute в Кембридже. Есть и партнеры/клиенты в США (ДИА, Детройт), Канаде (The Aga Khan Museum of Islamic Art, Iranian Art and Muslim Сulture в Торонто) и в России (ГМИИ Пушкина, Эрмитаж). Мы сотрудничаем с крупным Британским институтом неразрушающих технологий (BINDT) и принимаем участие в партнерских проектах с аукционами, галереями, арт-дилерами и коллекционерами. Наши возможности оперативного анализа прекрасно подходят как для больших национальных, так и для малых частных галерей. Наша текущая задача – создать регулярно действующую лабораторию в Лондоне.
Вы проводите разные виды анализа (ультразвуковой, ультрафиолетовый, инфракрасный анализы, термоанализ, спектральный анализ) в помещении самого клиента? Это как-то влияет на стоимость?
Да, влияет. Стоимость нашего анализа значительно дешевле традиционного. Мы стремимся оснастить мобильную лабораторию мощными портативными современными приборами, обладающими уникальными методиками на базе фотографии. Сюда же относится инфракрасная техника со множеством диапазонов: дальний, средний, короткий инфракрасный свет – все это разные виды излучения, дающие разные результаты. Оснащены мы и методами термографии, спектрального анализа, ультразвука и рентгеноскопии. Помимо использования аналитических технологий, мы предоставляем реставрационные технологии – уникальное холодное напыление на металл (cold spray). С помощью этой технологии мы восстановили памятник генералу Гордону и реставрировали известный фонтан The Horses of Helios в районе Хэймаркет / Пиккадилли в Лондоне. Наше оборудование может помочь реставраторам выстроить оптимальную стратегию: с помощью наших приборов они смогут определить будущие проблемные зоны еще до их появления, т.е. места возникновения сколов, разрывов, деформаций красочного слоя и основы. На языке профессионалов это называется диагностикой участков напряжения и износа основы (fatigue growth dynamics).
Мы также запустили совместный проект с кембриджским Hamilton Kerr Institute и д-ром Спайком Баклоу – одним из ведущих в мире специалистов по кракелюру. Спайк собрал обширную научную базу данных и может указать страну происхождения картины по типу кракелюра. Мы выстроили алгоритмы на основе его базы данных. На текущий момент наши приборы могут с точностью в 97% распознать паттерны кракелюра и отнести их к одной из пяти разновидностей испанского, итальянского, французского, фламандского и – сужая тематику – антверпенского кракелюра. Кстати, мы со Спайком опубликовали совместные научные статьи по этой теме.
Как вам удается идти в ногу с техническим прогрессом?
Очень часто созданию новых разработок способствуют наши клиенты: они ставят перед нами задачи, которые активизируют процесс улучшения технологий и поиска новых решений. Мы постоянно совершенствуем программы анализа изображений, улучшаем оборудование, добавляем новые технологии. Так, с прошлого года в нашей мобильной лаборатории появился микроволновой сканирующий радар, позволяющий получать изображения в толще замковых стен на глубине полуметра. К нашему основному направлению исследований, связанному с техническим анализом, два года назад добавились аутентизация и защита произведений искусства от копий и подделок. Мы усовершенствовали систему обработки и распознавания изображений, разработали системы кодирования. Все эти исследования проходят в рамках направления deep learning, которое возникло десять лет назад: его смысл заключается в том, чтобы научить систему распознавать объекты в ключе fuzzy logic. Обмануть эти методики практически невозможно.
Шифровка объектов искусства проходит по определенным параметрам в секретных кодах. В первую очередь, я имею в виду живопись по холсту (но это может быть и шелк, металл, бумага, дерево). Уже сегодня мы можем получить трехмерное изображение отдельного мазка кисти художника вместе с распределением в нем пигментов и установить, из каких пигментов он состоит, равно как и красочный слой картины. Этот результат достигается с помощью нашей уникальной неинвазивной техники (без вторжения в красочный пигментный слой картины), а затем мы его оцифровываем и кодируем. Эта информация не может быть воспроизведена или подделана, что служит 100% гарантией защиты произведения от подделки.
Мы разработали семь мощных «золотых методик», защищающих картины от подделок. Их можно объединить в одну базу данных, а потом сохранить на носителе информации, таком как RFID (закодированный чип в виде электронного напыления). RFID может хранить информацию более сотни лет, и она всегда будет доступна музею или коллекционеру. Также система RFID прекрасно подходит для мониторинга произведений искусства и их моментального опознания. Развитие этого направления идет параллельно с анализом, и они взаимно дополняют друг друга. Вы всегда можете обратиться к нам, если хотите подробнее узнать о наших исследованиях.
