从高速公路和交通网络的设计到机器人领域的发展，以最少的材料消耗构建最短的路线仍然是各个领域的一项极其紧迫的任务。圣彼得堡国立大学研究工程师 Artem Sharlai（控制系统建模数学理论系）提出了一种基于数学建模方法来解决该问题的形式化方法。道路、水路、管道和其他运输网络设计中最重要的实际任务之一是确定最短路线和最优建设成本。同时，有时必须在包括机器人和空间研究在内的各种领域中解决这个问题。Artem Sharlai 的论文研究目的是建立修建一条连接起点（运输修建所需建筑材料的地点）和最终目的地的道路的成本的数学模型。因此，寻找最优道路建设成本的问题就简化为变分微积分问题。建筑材料的运输成本和安装成本被视为决定整个旅程最终成本的主要价值。