21 сентября, 2026 - 10:59
Молодые ученые Кабардино-Балкарского госуниверситета им. Х. М. Бербекова стали финалистами федеральной премии им. Л. А. Пучкова «Искусственный интеллект в горном деле и горных науках». В состав команды вошли старший преподаватель кафедры информационных технологий в управлении техническими системами Института электроники, робототехники и искусственного интеллекта Дана Хатухова и выпускница магистратуры Амина Шинахова. Вместе с научным руководителем, заведующим кафедрой и доктором технических наук Виктором Хакуловым, они разработали систему, которая позволяет оценивать характеристики добываемого сырья непосредственно в карьере.
Экспертная комиссия конкурса, состоящая из 19 ведущих ученых и руководителей отрасли во главе с проректором НИТУ «МИСИС» Вадимом Петровым, допустила к оценке только наиболее сильные работы, прошедшие строгий фильтр оригинальности и практической применимости. По итогам заседания проект молодых ученых КБГУ «Обоснование экспертной системы ИИ-мониторинга геомеханических характеристик пород для управления качеством продукции валунно-песчано-гравийных карьеров» признали одним из лучших в стране.
КАКУЮ ПРОБЛЕМУ РЕШАЕТ
Идея возникла из вполне конкретной производственной проблемы: состав сырья в карьере может меняться, а предприятие не всегда знает заранее, что окажется в очередном объеме добытого материала.
«Если говорить простыми словами, наше исследование поможет горному предприятию получать более качественное сырье уже на этапе добычи, когда материал еще находится в карьере», - объясняет Виктор Хакулов.
По его словам, особенно актуальна эта задача для месторождений, где в природной смеси соседствуют прочные и слабые породы. Например, в Кабардино-Балкарии находится Малкинское месторождение валунно-гравийно-песчаной смеси. Там природа соединила качественные гранитные валуны и менее прочные породы. При этом для использования щебня в ответственных сферах, например, при строительстве железных дорог, необходимо соблюдать строгие требования: содержание слабых пород должно быть менее 10%.
Именно здесь возникает проблема: месторождение уникальное, но для рентабельной работы предприятия нужно создать технологию мониторинга и управления процессом формирования качества, обеспечивающую получение ценной продукции, соответствующей стандартам. Одна из причин, почему предприятие, работавшее там в свое время, закрылось, по мнению Хакулова, заключалась в невозможности стабильно получать продукцию высокого качества, имеющую большую ценность и стабильно высокий спрос на рынке.
ЧТО ДОЛЖЕН УМЕТЬ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Разработка ученых КБГУ обеспечивает мониторинг качества горной массы непосредственно в ковше экскаватора для выделения более качественного сырья в процессе порционной сортировки. Кроме того, предлагаемая технология предусматривает RGB мониторинг (по цвету) и кусковую сортировку готовой продукции (щебня) – выделения кусков слабых пород щебня для гарантированного обеспечения соблюдения стандарта качества.
Дана Хатухова, которая занимается этой темой еще со времен аспирантуры, работала над тем, чтобы система могла использовать полученные данные для оценки качества сырья.
«Наша система в режиме реального времени следит за качеством добываемой породы прямо во время работы экскаватора. Специальные датчики на технике анализируют характеристики породы, - говорит Хатухова. – Система подсказывает оператору, куда отправлять материал: на производство или в отвал. Кроме того, система управления позволяет контролировать правильную загрузку самосвалов, не допуская недогруза или перегруза. В итоге идет экономия средств за счет более эффективного использования сырья, повышается безопасность работы техники, уменьшаются отходы и негативное влияние на экологию».
По словам Амины Шинаховой, ее часть работы была связана прежде всего с аналитикой и обработкой данных. Она занималась алгоритмами, которые позволяют системе использовать полученную информацию для дальнейших решений.
«Алгоритм приводит к автоматической сортировке по размерам, составу и качеству сырья. Это упрощает и ускоряет дальнейшие процессы, а также сокращает убытки как на этапе добычи, так и при последующей переработке», - объясняет Амина.
Проблема взаимодействия машин тоже достаточно серьезная. Сегодня существуют роботизированные экскаваторы и беспилотные самосвалы, но они не всегда могут эффективно взаимодействовать друг с другом. Из-за различий в ритме работы образуются очереди: экскаватор может работать с одной производительностью, а транспорт – с другой. Поэтому необходимо, чтобы разные машины могли обмениваться информацией и согласовывать свои действия. Для этого на кафедре разрабатываются аппаратные комплексы, которые позволяют связывать между собой различные элементы системы. Эти же комплексы используются и в других исследованиях, связанных с роботизированными системами, беспилотными экскаваторами и самосвалами.
То есть речь идет не о чисто кабинетной работе и не о программном продукте, который был создан за короткое время.
ГОДЫ КРОПОТЛИВОГО ТРУДА
За разработкой стоит большая коллективная деятельность и техническая база, которая создавалась годами. По словам Виктора Хакулова, исследования в этом направлении ведутся уже много лет. Так что нынешний проект вырос из многолетних изысканий кафедры.
Проверять технические решения приходилось прямо на карьерах. Для Даны Хатуховой эти выезды стали важной частью собственного опыта: и научного, и человеческого.
«Когда мы приезжали на предприятия, люди реагировали по-разному: кто-то удивлялся, кто-то хвалил, но все были готовы помогать», - рассказывает она.
Амина на карьеры пока не выезжала. Ее задачи были связаны с технической частью исследования: обработкой данных и разработкой алгоритмов.
Для Даны Хатуховой этот проект стал продолжением ее научной деятельности в КБГУ. В университете она работает с 2014 года, преподает и сейчас готовится к защите кандидатской диссертации.
Направление исследования они с Виктором Хакуловым выбирали постепенно, обсуждая, какую практическую задачу можно положить в основу работы. Поскольку у Амины Шинаховой научные интересы оказались схожими, ученые решили проводить исследовательскую работу вместе.
Сам Хакулов отмечает, что для такого проекта важна именно командная составляющая: его собственный опыт связан с горной отраслью и техническими системами, а молодые исследователи занимаются алгоритмами, обработкой информации и программной частью, помогая соединить все этапы добычи.
ВАЖНО ДЛЯ УЧЕНЫХ, ВАЖНО ДЛЯ РЕСПУБЛИКИ
О том, что их работа вышла в финал премии, ученые узнали после нескольких месяцев ожидания. Дане Хатуховой позвонил сам проректор НИТУ «МИСИС» Вадим Петров и сообщил новость.
«Это был шквал радостных эмоций. Первым узнал супруг, далее сразу же позвонила научному руководителю Виктору Алексеевичу Хакулову, а потом Амине», - вспоминает Дана.
Для нее это, безусловно, огромный скачок в научной деятельности, так как конкурс такого масштаба дает возможность попробовать свои силы на новом уровне и показать свои знания.
Амина подчеркивает, что успех проекта важен не только для них лично, но и для всего университета.
«Это показывает уровень образования, работы преподавателей и ученых, возможности наших студентов. Хочется, чтобы наука в Кабардино-Балкарии продолжала развиваться, и чтобы результаты исследований приносили реальную пользу», - говорит она.
Проект Даны Хатуховой и Амины Шинаховой высоко оценен жюри за демонстрацию реального экономического эффекта от внедрения технологий на базе искусственного интеллекта. В условиях активного развития строительной индустрии и добычи нерудных материалов на территории Кабардино-Балкарской Республики разработка приобретает стратегическое значение.
Еще одним важным достижением для Хатуховой и Шинаховой станет возможность опубликовать исследование в журнале «Горные науки и технологии», входящем в международные научные базы данных. Благодаря этому молодые ученые смогут представить свою работу более широкому научному сообществу.
В октябре Дана Хатухова и Амина Шинахова отправятся в Москву на Международный горно-геологический форум «МАЙНЕКС Россия 2026». Там они представят свою разработку и получат награду как финалисты премии.
Но для команды КБГУ это, разумеется, не финальная точка. Ученые рассчитывают продолжать работу над системой, расширяя ее возможности.
