Презентацията на Матей Минев за проекта му „Before the Final Assembly: Temporal Leakage and Process Privacy in Covert Tile Automata“ е класирана сред десетте най-добри на изследователската школа за ученици „Research Science Institute“ (RSI 2026). Ученикът от ПМПГ „Св. Климент Охридски“ в Монтана е един от двамата български участници в престижната школа, която се проведе в рамките на шест седмици в Масачузетския технологичен институт (MIT), САЩ. „Изключително благодарен съм за възможността да участвам в RSI. Радвам се, че успях да се справя по този начин и получих това признание. Научих много от представянето на проекта си и се надявам, че този опит ще ми помогне да се справям все по-добре, когато представям какъвто и да е проект или тема в бъдеще“, споделя пред MediaBricks Матей.
Той определя шестте седмици като интензивни. С правилния режим обаче не е невъзможно участниците да имат време и за работа по проекта си, и за посещение на лекциите, и за социални занимания. Първата седмица е посветена на лекциите, които започват рано сутрин. Всеки участник си избира два предмета, като Матей предпочита математика и инженерство. Всеки ден има и трета лекция по Humanities, по време на която обсъждат книгата „Одисеята“. „До този момент не бях много запознат с книгата, но по време на лекциите успях да навляза в историята ѝ и да я разбера. Професорът ни представи материала по изключително интересен начин. Лекциите бяха прекрасни, въпреки че бяха рано сутринта. Те бяха доста по-различни от това, което съм правил досега в училище или други школи. В MIT и в други големи университети тези класове са важни“, споделя ученикът.
Следващите пет седмици са посветени на работа по проекта. Целта е в края всеки участник да е написал научна статия по него и да го представи пред други участници в програмата по разбираем за всички начин. Младежите работят под насоките на ментор. За Матей това е Тимъти Гомес, докторант в MIT, който работи предимно в областта на теоретичната информатика. Тази област е нова за младежа. Двамата се запознават онлайн седмица преди началото на RSI, а през втората седмица се срещат и на живо. Още преди школата да започне Гомес дава на ученика примерни теми и ресурси, с които да се запознае предварително. „Това ми позволи да се подготвя и да придобия обща представа за темата на проекта, без да знам конкретната ѝ насока. Идеята му беше да ни подготви предварително по основните неща, които трябваше да знаем. Основната работа и експериментите направих с ментора си“, посочва ученикът.
След като се запознава на живо с ментора си, първата седмица Матей започва да чете интензивно предходни изследвания, свързани с темата на проекта си. „Темата беше изключително нова за мен и затова трябваше да науча много нови неща за малко време. След това постепенно работихме по проекта. Докато напредвах по проекта, му обяснявах до какви изводи съм стигнал, а той ми даваше нови съвети и напътствия. Постепенно развихме големия проект“, разяснява как протича работният процес Матей.
Темата му е свързана с Tile Automata или модел за активно самосглобяване. Ето как младият изследовател обяснява проекта си: „Този модел може да се представи като много малки парченца или молекули, които взаимодействат по определени правила и чрез сглобяването си извършват изчисление. С тези малки частици могат да се изграждат конструкции, които след приключване на изчислението изтриват следите от входните данни и оставят само резултата. Това означава, че ако погледнеш само резултата, няма как да извлечеш тайни входни данни. Те са тайни, тъй като на практика машините биха могли да се използват за малки медицински роботи, които доставят определени лекарства само на определени части от тялото, ако намерят проблемни клетки или болест. Входните данни са гените на човека, които трябва да бъдат защитени. В реалния живот създаването на подобни системи и направата на изчисленията отнема време. Изследвах какви данни могат да бъдат извлечени дори при напълно защитен краен резултат, ако вместо него наблюдаваш системата няколко секунди по-рано, докато тя все още работи. Оказа се, че има изключително много изтичане на информация. Каква информация изтича зависи от това в кой момент от процеса на изграждане се наблюдава системата. Изследвахме колко поверителна информация изтича, ако не гледаш само финалния резултат, а самия процес на изчисление, както и как можеш да се защитиш от това. Радвам се, че успях да намеря много от нещата, които исках, и успях да ги докажа математически.“
Матей обяснява, че този проект се различава от предишните му разработки. Досегашните му проекти са имали конкретна цел и са давали резултат, който може пряко да помогне на някого или да бъде използван от потребител. В RSI разработката му е насочена по-скоро към теоретичната информатика. „Резултатът няма да намери непосредствено приложение, но полага основата за бъдеща работа върху този модел и за по-мащабни приложения. Нямах директен резултат или директна цел, към която да се стремя, освен да проведа възможно най-доброто и най-прецизно изследване, което в бъдеще да помогне за решаването на тези проблеми, когато се стигне до тях на практика“, обяснява младежът.
По думите му за него е привилегия да работи с ментор от MIT и да се среща с него почти всеки делничен ден. „Това ми позволи всеки ден да го информирам за напредъка си по проекта, да експериментираме, да получавам нови идеи от него и да споделям с него и своите. Това ми даде възможност проектът ми да върви по-бързо, по-успешно и да съм сигурен, че менторът ми може да провери дали се справям и да каже дали е съгласен с откритията ми“, отбелязва ученикът.
Последната седмица Матей се фокусира върху това да напише хубава статия и да се подготви за презентацията на проекта. „И подготовката за презентацията, и написването на статията бяха сложни за мен. Имах сложна задача да представя откритията си по подходящ начин. Вложих много време, защото и статията, и презентацията са важни за цялостното представяне на проекта“, посочва той.
Ученикът се стреми текстът на статията му да бъде максимално разбираем и полезен дори за хора, които не са навътре в конкретното поле. Добавя и различни фигури за илюстрация. Докато пише публикацията, я показва на Евгения Сендова, която е тютор на всички участници в изследователската школа с проекти в областта на компютърните науки.
„Когато ѝ показах публикацията, се оказа, че съм навлязъл толкова дълбоко в тази нова за мен област, че дори въведението бях написал на език, който не е разбираем за човек извън нея. Тогава осъзнах колко важно и сложно е да представиш сложни идеи по разбираем начин за възможно най-много хора. Преработих цялата публикация и благодарение на обратната връзка от Жени и от много други хора успях да направя текста достъпен дори за човек, който не е толкова навътре в конкретната област. Благодарен съм на всички, които ми помогнаха“, споделя Матей.
Трудът му може да бъде от полза за хората, които искат да създадат подобна защитена система. Вместо сами да извеждат всички заключения отначало и да се чудят дали системата им е защитена, могат да погледнат публикацията на младежа и веднага да разберат колко е защитена в момента и как да я защитят.
При подготовката за презентацията най-голямото предизвикателство за него отново е да „преведе“ техническото съдържание на достъпен език за човек, който изобщо не е работил със самосглобяващите се системи. Участниците в школата представят проектите си в няколко сесии пред част от останалите младежи. Така сред публиката може да има хора от компютърните науки, които не работят конкретно със самосглобяващи се системи, както и млади изследователи от напълно различни области.
„Наблегнах на началото на презентацията и на това как за много кратко време да обясня какво представляват самосглобяващите се системи за изчисление, какво означава да бъдат тайни и къде точно се появява проблемът със сигурността. Радвам се, че успях да направя презентацията разбираема и да я представя по достатъчно добър начин, за да бъде избрана сред десетте най-добри на RSI. Това ми даде възможност да представя проекта си пред абсолютно всички участници. Тогава беше още по-важно да го обясня по такъв начин, че всеки, независимо от каква сфера е, да може да го разбере. Надявам се, че успях. Много хора ми казаха, че им е харесала презентацията, че са разбрали какво съм казал и че проектът ми им се е сторил интересен. Това беше изключително удовлетворяващо за мен“, разказва с вълнение отличеният изследовател.
Признава, че участието му в лятната изследователска школа в MIT променя разбиранията му за крайния резултат от даден проект. До този момент е смятал, че проектът трябва да завършва с резултат и неговото практическо приложение. Вече обаче разбира, че учените могат да работят дни върху идея и накрая резултатът може да бъде доказателство, че дадена идея не работи. „Вече зная как се прави научна работа, колко е важно да бъдеш внимателен и да обясняваш резултатите си по разбираем начин. Научих колко е важно едновременно да можеш да програмираш, да четеш научна литература, да формулираш математически твърдения, да проверяваш собствените си резултати и след това да ги сглобиш в едно и да ги обясниш“, подчертава Матей.
Това е и посоката, в която иска да се развива в бъдеще: комбинация между сериозна изследователска работа и създаване на практически системи и инструменти. „Основната ми цел е да правя нещо, което пряко или непряко помага на хората, и се надявам, че благодарение на новите знания, които придобих, ще мога да го постигна по-ефективно и успешно. Искам лично за себе си да съм доволен и удовлетворен от работата си, независимо дали тя има непосредствено приложение, или ще намери приложение в бъдеще“, посочва ученикът.
Младият изследовател участва в състезания по информатика още от 6. клас, воден от страстта си към създаването на игри. „Още откакто започнах да играя игри на телефона си, ми беше интересно как всъщност са създадени и дали и аз мога да направя нещо подобно. Постепенно започнах да се уча да създавам игри. След като вече бях натрупал достатъчно знания, учителката ми по информационни технологии в математическата гимназия Бистра Цонева-Луканова ми каза за Националната олимпиада по информационни технологии. Така през 2021 г. за първи път участвах в нея. Успях да взема първо място, което беше изключително мотивиращо за мен“, споделя Матей за първите си стъпки в състезанията. Тогава той представя проекта си „Къща за логически задачи“.
Когато обмисля какъв да бъде следващият му проект, друг от учителите му, Красимир Асенов, му разказва за сесиите и конференциите на Ученическия институт по математика и информатика и Ученическия институт на БАН. „Той ми каза, че организират лагер през лятото и ако се представиш достатъчно добре, те изпращат във Варна или на планина, за да правиш изследователска работа. Това много ме мотивира. Направих добър проект и за първи път ме поканиха на Лятната изследователска школа по математика и информатика. Оттам вече влязох в общността на УчИМИ“, посочва Матей. Тогава, на двадесет и втората Ученическа секция, когато е в 7. клас, младежът печели първото си отличие от УчИМИ. То е за дебют с проекта „GameDev Lectures Вселена“, който представлява уеб приложение, което прави програмирането на игри в България достъпно за всеки.
Така още от 7. клас всяка година прави нов проект, с който участва в Националната олимпиада по информационни технологии и в Националното състезание по информационни технологии в Благоевград, откъдето има и няколко златни медала. Участва и в ученическите конференции на УчИМИ и УЧИ–БАН, които са по-научно ориентирани и се доближават най-много до това, което прави за проекта си за RSI. „Това ми позволи да натрупам опит, който ме доведе до интервюто за RSI и до самата изследователска школа в MIT“, подчертава младежът.
На 12-ата Ученическа научна сесия, която се провежда през ноември 2025 г., Матей печели първо място в категория „Информационни, комуникационни и технически науки“. Проектът му „Neural Network Engine: цялостно решение за дълбоко обучение с автоматична диференциация“, с който получава покана за интервю за RSI, представлява библиотека за невронни мрежи. Той започва работа по него по време на Лятната изследователска школа по математика и информатика през 2025 г.
Матей създава библиотеката изцяло от нулата, без да използва готови разработки, и с нея изгражда модел за разпознаване на 62 символа (всички големи и малки английски букви и цифрите), написани ръчно или нарисувани. „От публично достъпните модели, които открих и които са обучени върху същия набор от данни, моят постигна най-висока точност: около 87,8%. За сравнение точността при човешко разпознаване върху същия набор е 90%, тъй като дори хората бъркат някои от символите. Това беше големият успех на проекта“, посочва младият изследовател.
Той успява да използва модела за разпознаване на огледално писане и така помага на хора с дислексия. „Това е едно от практическите приложения, към които се стремя в проектите си“, отбелязва Матей.
Проектът включва и изследователска част, в която Матей проверява дали невронните мрежи могат да решават квадратни уравнения. Идеята за това е на неговия ментор гл. ас. д-р Емил Келеведжиев от Института по математика и информатика на БАН, който задава въпроса дали невронните мрежи могат да научат сложните математически връзки, необходими за решаването на квадратни уравнения, без да използват готов алгоритъм за това. „Тази част нямаше толкова силна практическа насоченост, тъй като квадратните уравнения се решават лесно с алгебрична формула. Целта беше по-скоро да изследваме дали невронните мрежи могат да научат математическите принципи. Моделите, които успях да реализирам, решават квадратни уравнения с изключително висока точност, въпреки че не използват алгебрични сметки“, обяснява за третата част от проекта си.
Проектът му носи и грамота за отлично представяне и медал от двадесет и шестата ученическа конференция на Ученическия институт по математика и информатика на БАН, която се провежда в началото на 2026 г.
Матей разказва и как преди няколко години решава да премине от проекти за създаване на игри към по-теоретични и по-сложни проекти. Първоначално създава игрите с game engine. Това означава, че използва наготово част от по-сложната технология, в неговия случай модул за физика. След това решава, че иска да създава всичко сам. Преди две години започва работа върху Impact Engine, софтуер за физични симулации, написан изцяло от него на C++. „Това ми позволи да науча много за програмирането на по-ниско ниво и за това как се правят двумерни физични симулации по законите на Нютон с код, написан на C++“, посочва ученикът. Проектът му „Impact Engine: 2D Game Physics – В реално време, Нютонова механика, с отворен код“ му носи първо място в Националното състезание по информационни технологии в Благоевград през 2025 г. „Това ме мотивира да продължа с по-сложни теоретични проекти, като запазя практическата им насоченост“, отбелязва младежът.
Година по-рано, когато Матей е в 9. клас, той печели грамота за отлично представяне и медал от двадесет и четвъртата Ученическа секция на Ученическия институт по математика и информатика с проекта си „ААА Multiplayer Survival Game – ‘Ferus Survival’ + Уебсайт, Изкуствен Интелект, Образователни материали и още…“, който представя разработена концепция за мултиплейър игра.
В 8. клас на 23-ата Ученическа секция получава грамота за отлично представяне и медал с проекта „Водопад“. С него Матей печели също първо място в категория „Мултимедийни приложения“, както и златен медал и първо място в индивидуалното класиране на Националната олимпиада по информационни технологии през 2023 г.
„Беше доста интересен преходът от забавни към образователни игри, а след това и към научната страна на информатиката“, споделя с усмивка Матей.
През новата учебна година ще бъде в 12. клас. Все още не е решил в кой университет да кандидатства, но се надява да продължи в областта на компютърните науки. „Тази година ще се съсредоточа върху подготовката за кандидатстване в университет, но почти постоянно работя и по различни малки проекти, когато имам интересни идеи. Затова продължавам да работя и да се развивам и се надявам да подготвя силна кандидатура за университет, който ще ми позволи да продължа развитието си по най-добрия възможен начин и ще ми даде необходимите знания, за да допринеса за реална промяна и да помогна на някого с работата си“, казва за финал Матей.
