«Искусственный интеллект - одно из главных направлений Института ИТММ»

Институт информационных технологий, математики и механики Университета Лобачевского входит в десятку ведущих российских исследовательских центров в области искусственного интеллекта. Один из предшественников ИИТММ - первый в СССР факультет вычислительной математики и кибернетики, созданный в Горьковском университете в 1963 году.

Какие разработки с применением искусственного интеллекта сейчас создают ученые ИИТММ, в чем феномен нейросетей, и как эти технологии будут развиваться в будущем – об этом говорим с директором Института, доктором физико-математических наук Николаем Золотых.

- Николай Юрьевич, нейросети сегодня на слуху не только у специалистов, но и у широкой аудитории. С чем связано столь бурное развитие этих технологий в последнее время?

- «Весну» искусственного интеллекта мы наблюдаем уже 10-12 лет. Нейронные сети - один из основных методов в современном машинном обучении, а машинное обучение - основная технология в искусственном интеллекте. И сейчас это очень бурно развивается. Причин можно выделить три: это новые алгоритмы, новое более мощное «железо» и Big Data.

Новые алгоритмы - это то, что называется глубоким обучением, когда мы можем выделять признаки не вручную, как было раньше, например, в компьютерном зрении, компьютерной лингвистике и других разделах, а когда эти признаки выделяют нейронные сети. Второе - это более мощное «железо», и здесь спасибо компании NVIDIA и всем геймерам, которые были в каком-то смысле спонсорами этого технологического развития. Оказалось, что графические карты, которые использовались на игровых компьютерах, удобны, чтобы на них работали нейронные сети. И третья причина - это «большие данные», мы живем в век интернета, данных много, они в оцифрованном виде, а чтобы обучать глубокие нейронные сети нужно не только хорошее «железо», но и много данных. Постепенно все это развивалось, и теперь мы видим прогресс, который называют революцией или «весной» искусственного интеллекта, но точно это уже не эволюция.

- Искусственный интеллект, нейросети, машинное обучение. Какое значение эти направления имеют в научной работе Института?

- Искусственный интеллект для ИИТММ - одно из главных направлений, которым я лично руковожу. В частности, в конце прошлого года мы выиграли в федеральном конкурсе и создали исследовательский центр искусственного интеллекта в сфере медицины.

На самом деле историю исследований в области искусственного интеллекта в университете можно проследить с момента открытия факультета ВМК в 1963 году. Организатор нашего факультета Юрий Исаакович Неймарк занимался исследованиями в области, которая сейчас называется машинным обучением. Раньше такой термин был не очень популярен, называлось это распознавание образов. А в числе практических задач, которые решали Ю.И. Неймарк и его команда, - были задачи, связанные с медицинской диагностикой. Так получилось, что и сейчас это направление для нас очень важное.

Также мы сильны в компьютерном зрении, решении задач визуализации данных, исправления ошибок больших систем ИИ, в методах разработки доверенного искусственного интеллекта.

- Сотрудничаете ли с бизнесом в этой сфере?

- Мы успешно сотрудничаем с такими компаниями как YADRO, Huawei, участвуем в разработке целых библиотек, которые используются в машинном обучении, в основном решаем задачи по оптимизации алгоритмов для того или иного «железа». Но также применяем наши подходы для решения конкретных прикладных задач. Так, в сфере медицины в рамках созданного исследовательского центра у нас два больших индустриальных партнера - Сбер и компания «Лартех Телеком» (АО «ЭР-Телеком Холдинг»). Для них разрабатываем целые программно-аппаратные комплексы. В частности, для «Лартех Телеком» создаем прибор «Кардиомаяк» - он крепится на грудь, снимает кардиограмму и в онлайн-режиме методами искусственного интеллекта ставит диагноз. Также планируем работать с ФМБА в направлении, связанном с предиктивной аналитикой в медицине - обнаружением маркеров, потенциальных заболеваний.

- Прототип «Кардиомаяка» уже создан?

- Прототип есть, сейчас вместе с партнером прорабатываем окончательное продуктовое решение для запуска серийного производства этого прибора.

- Как в дальнейшем будут развиваться технологии искусственного интеллекта?

- Сейчас основная технология искусственного интеллекта - глубокое обучение. Ученые шли к этому прорыву 70 лет. Человечество напало на эту жилу и копает, копает, причем очень дорогой лопатой. Для обучения глубоких нейронных сетей, таких, как ChatGPT, Midjourney, GigaChat, Kandinsky и т.п. требуются мощные суперкомпьютеры, потребляющие много электричества. Бюджеты мировых компаний в этой области исчисляются миллиардами долларов.

Но кроме задач, в которых используются большие глубокие нейронные сети, есть специализированные задачи, для решения которых достаточно компьютера с несколькими графическими картами. Мы используем суперкомпьютер «Лобачевский», для наших исследований этого хватает. И если говорить о ближайшей и среднесрочной перспективе, то ожидаем, что искусственный интеллект и дальше будет проникать и развиваться в таких областях как здравоохранение, промышленность, сельское хозяйство.

Что касается долгосрочного развития, то высокое энергопотребление - одна из возможных причин, из-за которой может наступить следующая «зима» искусственного интеллекта. Разработка подходов, которые могут снять эти ограничения, очень важны. Несколько исследовательских групп в университете Лобачевского работают в этом направлении и разрабатывают подходы нейроподобного искусственного интеллекта: группа Виктора Казанцева (завкафедрой нейротехнологий Института биологии и биомедицины – ред.), группа Алексея Михайлова (заведующий лабораторией мемристорной наноэлектроники - ред.). За цикл работ в этой сфере получила премию Президента (в области науки и инноваций для молодых учёных за 2023 год – ред.) профессор Сусанна Гордлеева. Этой тематикой в университете занимаются несколько научных коллективов - пайковые, или импульсные, нейронные сети потребляют гораздо меньше энергии.

Сделать прогноз на отдаленную перспективу - крайне сложно. Сейчас серьезно изучается риск, что человечество может потерять контроль над ИИ и «восстанут машины». В любом случае, прогресс неизбежен, а раз ты не можешь что-то предотвратить, то надо это возглавить, поэтому мы и занимаемся исследованиями в области искусственного интеллекта.

Фото и видео: Бизнес News