
Нейротехнологии и программная инженерия
ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

09.04.04 Программная инженерия
Контрактных - 10

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ
В структуру магистерской программы «Нейротехнологии и программная инженерия» Университета ИТМО включены дисциплины, посвященные как современной методологии программной инженерии, так и методам и средствам для разработки и использования нейротехнологий. Вариативное содержание программы позволяет каждому магистранту выстроить индивидуальную траекторию обучения.
Обучение на программе предполагает выбор одной из двух специализаций:
- Программное обеспечение для сферы телекоммуникаций
- Программное обеспечение для реализации нейротехнологий
Во время обучения студенты используют оборудование центра нейрокомпьютерных технологий факультета ПИиКТ. В центре имеется следующие современные и многофункциональные цифровые комплексы (ЦК) для исследований психо- и нейрофизиологических процессов у человека: «OpenBCI», «BioRadio Human Physiology Kit», «Юный Нейромоделист» BiTronics Lab, «Юный Нейрофизиолог-инженер». ЦК включают в себя нейро- и электрогарнитуры, с помощью которых можно измерять и обрабатывать различные виды биологических сигналов: ЭЭГ (электроэнцефалограмма), ЭКГ (электрокардиограмма), ЭМГ(электромиограмма), ФПГ (фотоплетизмограмма) и др. Они включают в себя обучающие тренажеры и программы, могут использоваться в как в стационарном, так и в полевом режимах, имеют открытый программный код и позволяют осуществлять экспорт данных в различных форматах. С их помощью можно проводить экспериментальные исследования активности мозга человека (измерение альфа-, бета-, гамма-, тета- и дельта волн); частоты сердечных сокращений и вариативности сердечного ритма; мышечной активности; дыхания и т.д.
Для моделирования работы мозга, расширения его ресурсов; мониторинга, прогнозирования и коррекции функционального состояния человека; разработки нейрокомпьютерных интерфейсов и др. научных исследований имеется все необходимое для этого компьютерное оборудование (60 компьютеров, 3 сервера, видеокамеры и т.д.), а также системы виртуальной реальности HTC VIVE (3 шт.), Айтрекер Tobii X2-30 (1 шт.) и др. оборудование.
АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ
Магистратура «Нейротехнологии и программная инженерия» напрямую связана с новой Национальной технологической инициативой НейроНет и с Программой развития мегафакультета компьютерных технологий и управления. НейроНет станет следующим этапом развития современного интернета (Web 4.0), в котором взаимодействие участников (человек-человек, человек-машина) будет осуществляться с помощью новых нейро-компьютерных интерфейсов. Сегодня рынок труда, связанный с нейротехнологиями, оценивается в 180 миллиардов долларов, к 2035 году прогнозируется его рост до 1 триллиона долларов. Поэтому актуальность данной программы не вызывает сомнений.
ДИСЦИПЛИНЫ
Технологии разработки 3D-моделей
Целью освоения дисциплины является дости-жение следующих результатов обучения: Зна-ния: технологии и средства создания 3D-моделей на основе методов параметрического, полигонального и сплайнового моделирования; подходы их применения при решении приклад-ных задач по созданию и исследованию 3D-моделей в сфере образования; методики доку-ментирования, подготовки презентаций и оце-нивания результатов разработки проектов с ис-пользованием 3D моделей. Умения: документи-рования, подготовки презентаций и оценивания результатов разработки проектов с использованием 3D моделей; обосновывать выбор методов и технологий создания сложных проектов 3D моделирования. Навыки: разрабатывать модели и сцены на основе параметрического, полигонального и сплайнового моделирования в средах 3ds Max и Blender; визуализировать 3D-модели средах 3ds Max и Blender; создавать цифровые образовательные ресурсы и элементы дополненной реальности на основе 3D-моделей; подготавливать презентации проектов 3D-моделирования и проводить их защиту; оценивать в качестве эксперта 3D-проекты других студентов; готовить отчеты по результатам обработки экспертных заключения своих проектов.
Технологии визуального программирования
Целью освоения дисциплины является дости-жение следующих результатов обучения: Зна-ния: основные возможности, разновидности и особенности современных средств графического конструирования интерфейса пользователя; основные выразительные средства, область применения и инструментарий языка SDL; основные выразительные средства, область применения и инструментарий языков FBD, SFC, LD стандарта МЭК61131; основные вырази-тельные средства, область применения и ин-струментарий языка «G» системы LabView; по-нятие CASE-средства и виды CASE-инструментария. Умения: использовать систему ГРАФКОНТ для описания систем; описывать системы с помощью диаграмм UML; обоснованно выбирать и применять на практике адекватные задаче средства графического описания программного обеспечения; использовать графические нотации на этапе постановки задачи и проектирования программной системы; использовать язык «G» и систему LabView при решении практических задач. Навыки: подготовки проектной документации автоматизированных систем реального времени на основе отечественных и международных стандартов, в том числе КТ-178 и ГОСТ Р 51904-2002; использования современных UML-редакторов, в т.ч. Visual Paradigm, с использованием диаграмм, описывающих ограничения реального времени (временные диаграммы, диаграммы последовательности с временными ограниче-ниями и пр.); применения графического редак-тора Drakon Editor; использования среды гра-фического программирования LabView; исполь-зования «исполняемого» UML для генерации текстов программ; разработки, тестирования и отладки программных приложений информаци-онно-вычислительных систем различного назначения.
Технологии виртуальной и дополненной реальности
Целью освоения дисциплины является дости-жение следующих результатов обучения: Зна-ния: методов анализа требований к программ-ному обеспечению, основных этапов процесс-но-целевого описания, шаблонов моделирова-ния при формирования требований к ПО; воз-можностей использования виртуальной и до-полненной реальности для нейротехнологий; концепций и инструментов расширенной реаль-ности, особенностей использования устройств и датчиков; возможностей использования Unity и Vuforia для проектов; аппаратных особенностей устройств; особенностей сборки для разных платформ; программного 3D моделирования, внедрения 3D моделей; возможностей создания сред для взаимодействия персонажей; архитектурных особенностей построения систем виртуальной и дополненной реальности. Умения: анализировать и формировать требования к системам, использующих возможности вирту-альной и дополненной реальности; применять цифровые технологии в зависимости от архи-тектуры и поставленной задачи. Навыки: анализа и формирования требований к программным системам, использующих возможности виртуальной и дополненной реальности, разработки его технической спецификации с учетом особенностей устройств и архитектур; применения знаний цифровых технологий для решения задач разработки нейротехнологий в зависимости от аппаратной архитектуры.
Игровые технологии для онлайн-курсов
1. Целью освоения дисциплины является достижение следующих результатов обучения: Знания: основные форматы онлайн-курсов: MOOC, SPOC, синхрон-ные и асинхронные, интерактивные; ос-новные открытые платформы для созда-ния онлайн курсов, их особенности и ограничения; понятие игровой механики, задачи, решаемые с помощью игровых механик; типы игровых механик: влияю-щие на внешнюю и внутреннюю мотива-цию, кооперативные, соревновательные; типовые игровые механики: бейджи, оч-ки, уровни, прогресс, рейтинг, перфекци-онизм, мгновенная обратная связь, сто-рителлинг; особенности и ограничения применимости типовых игровых механик; методы измерения эффективности игровых механик. Умения: оценивать возможность применения игровых механик в зависимости от формата онлайн-курса и используемой платформы; проектиро-вать систему игровых механик в курсе; комбинировать игровые механики; раз-рабатывать интерактивные задания с использованием собственных игровых механик; учитывать особенности и огра-ничения применимости типовых игровых механик. Навыки: разрабатывать интер-активных заданий и собственных игро-вых механик; применять методы измере-ния эффективности применения игровых механик.
ПРЕПОДАВАТЕЛИ









НАБОР КОМПЕТЕНЦИЙ
Выпускники программы:
- анализируют и решают новые и инновационные инженерные задачи для решения современных проблем в области нейротехнологий и программной инженерии;
- владеют технологиями создания, сопровождения и использования программных систем и их модулей в различных предметных областях с учетом экономических, экологических, социальных и других ограничений;
- умеют планировать и проводить сложные эксперименты при разработке программных систем, делать выводы в условиях неоднозначности об интерпретации результатов экспериментов;
- создают, сопровождают и используют электронные курсы для подготовки (переподготовки) кадров на предприятиях и в организациях.
ТРУДОУСТРОЙСТВО И ВОСТРЕБОВАННОСТЬ ПРОФЕССИИ
Выпускники программы могут работать системными аналитиками, программистами, специалистами и руководителями IT-проектов, в том числе в ключевых сегментах рынка НейроНет, или продолжить научную карьеру.