Наука / 19-01-2023 13:43

Ей подвластны нейронные сети: краснодарская ученая создает системы искусственного интеллекта

Она не сухарь!

Когда я собирался на интервью с Анной Коваленко, у нас в редакции возник небольшой спор о том, что женщинам в науке, да еще и по направлению прикладной математики, наверное, приходится очень нелегко. Ведь существует стереотип, что математика — для мужчин. Не женское это дело, в общем.

Сразу же вспоминаются журналистские штампы про «сухаря-очкарика-ученую» и советский фильм «Весна». На деле все оказалось совсем иначе. Наша героиня не только доктор технических и кандидат экономических наук, доцент, профессор РАЕ, заведующая кафедрой анализа данных и искусственного интеллекта самого сложного факультета КубГУ, но и прекрасный собеседник, счастливая мать, а с 7 января еще и юная бабушка. А ведь ей только сорок. Не верится.

Рабочее место Анны Владимировны — в небольшом кабинете для трех сотрудников, скромный стол с персональным компьютером и ноутбуком. Приветливая, улыбчивая женщина, абсолютно не похожая на доктора технических наук и заведующую кафедрой, в течение часа отвечала на мои вопросы, легко жонглируя сложными техническими терминами.

«Ты это вообще сама написала?»

Направления профессиональной деятельности Анны: математическое и компьютерное моделирование, численные методы и комплексы программ, а также искусственный интеллект и машинное обучение, нейронные сети, нечеткие продукционные системы. Даже простое перечисление терминов в названии специальности вызывает неподдельный ужас у среднестатистического человека. Как молодая девушка выбрала себе такую профессию? Тяжело было учиться? Как к этому отнеслись окружающие?

— На самом деле наука мне давалась не так тяжело, как отношение окружающих. Я два раза защищала докторскую, сложно пришлось с защитой кандидатской. Мне говорили, ты слишком молодая, ты женщина. Сначала мне вообще сказали про кандидатскую: «Ты это вообще сама написала? Купила, наверное. Мы проведем тебе дополнительный  экзамен»,

— вспоминает Анна Коваленко свой путь в науке.

Девушка окончила магистратуру в 23 года, в 24 уже подготовила кандидатскую и решила защищаться. Но ей сказали, что нужно еще поработать над темой, что в 24 года кандидатов наук, при этом женщин, не бывает. К тому же по теме диссертации в КубГУ на тот момент даже не существовало тематического Ученого совета. Ей пришлось защищать кандидатскую диссертацию в Кубанском аграрном университете, где  соответствующий орган был, правда, в области экономики.

Совместить несовместимое

— Я была белой вороной. Но, к счастью, мне встретились такие наставники, которые прочитали мою диссертацию и оценили ее. Я ведь на самом деле не хотела идти в аспирантуру, мне нужно было зарабатывать, у меня уже родился ребенок. Из всех выпускников моего потока после окончания вуза я сразу же нашла лучшую работу программиста в солидной компании, была заместителем руководителя техотдела. Но еще когда написала дипломный проект, мой научный руководитель сказал, что это готовая диссертация и мне нужно пойти в аспирантуру. Станешь кандидатом наук, и зарабатывать будешь больше. Самое интересное, что когда стала советоваться с родителями, то мама выступила против («нужно зарабатывать»), а папа — за («наука — это здорово»). Я послушала отца, и не жалею. У нас прекрасная атмосфера на факультете и на нашей кафедре. Здесь все хотят тебе помочь. Через два года написала диссертацию, мне исполнилось 24 года, но защитилась только в 27. Тяжело оказалось моему руководителю поверить в меня. Он сам защитился в 38, а я — пигалица —  хотела в 24 года. Так что в начале моей научной карьеры были сложности и по возрасту, и по полу,

— с улыбкой вспоминает Анна Коваленко.

— В 2009 году я защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата экономических наук на тему «Математические модели и инструментальные средства комплексной оценки финансово-экономического состояния предприятия», в которой одной из первых в России применила системы искусственного интеллекта и показала их высокую эффективность для оценки кредитоспособности и инвестиционной привлекательности.

Тогда не было советов по искусственному интеллекту в РФ, но защитить эту же диссертацию можно было по физико-математическим наукам. Однако для этого требовалось ехать в Москву, а у Анны Владимировны сын был маленький, и она не могла его оставить. Поэтому приняла решение защищать диссертацию в Краснодаре.

— У меня есть сын, ему уже 21 год, а 7 января родился внук.  Я очень рада, что сын остался жить и  учиться в России — это его собственный выбор, хотя ему поступали предложения учиться за границей. Он выбрал наш факультет и специальность «Прикладная информатика».

Сейчас он увлечен разработкой систем искусственного интеллекта и программированием. Недавно создал свою первую нейронную сеть по распознаванию свойств «умных» материалов, уже имеет несколько статей ВАК и работает в научных грантах.

Соблюдаем гендерный паритет

— Кафедра анализа данных и искусственного интеллекта получила свое название в январе 2021 года, до этого — кафедра интеллектуальных информационных систем. Ее кадровый состав полностью обновился с сентября 2019 года, поскольку руководство приняло решение интенсивно развивать направление машинного обучения и искусственного интеллекта, в связи с чем кафедру переформатировали, а именно: передали ей часть нагрузки кафедры прикладной математики, пришли восемь ведущих преподавателей, специалистов в области искусственного интеллекта и анализа данных. После этого ситуация на кафедре кардинально изменилась.

Сотрудникам кафедры анализа данных и искусственного интеллекта удалось существенно повысить показатели научно-исследовательской работы, такие как кадровый потенциал, публикационная активность. Сотрудники кафедры входят в список «Лучшие ученые университета», выросли объемы научно-исследовательских работ нашей кафедры.

На вопрос корреспондента «Краснодарских известий», почему на кафедре так много преподавателей-женщин, Анна с улыбкой отвечает, что пропорции соблюдены: 9 мужчин и 10 женщин.

Однако здесь необходимо отметить следующее. Специалисты в области искусственного интеллекта (ИИ) крайне высокооплачиваемы, поэтому удержать их на кафедре очень сложно. Остаются только энтузиасты и люди, фанатично увлеченные.

Теория и практика

— В 2009 году я защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата экономических наук по теме «Математические модели и инструментальные средства комплексной оценки финансово-экономического состояния предприятия», в которой одной из первых в России применила системы искусственного интеллекта и показала их высокую эффективность для оценки кредитоспособности и инвестиционной привлекательности. Затем непосредственно для Краснодарского края был реализован проект «Использование методов машинного обучения и искусственного интеллекта для анализа социально-экономического развития городских округов, районов и поселений Краснодарского края». Также были работы, связанные с другими регионами России.

Весьма успешной оказалось работа с медицинскими учреждениями. Так, Анна Коваленко создала нейронную сеть для предсказания риска отторжения при трансплантации сердца.

Сегодня кафедрой осуществляется тесное сотрудничество по вопросам искусственного интеллекта в медицине, возглавляют его профессор Алексан Халафян и заместитель декана Вера Акиньшина. Они же работают со специалистами по определению химического состава продуктов и создают для них соответствующие крайне востребованные на сегодняшний день системы искусственного интеллекта.

— Наш выпускник, а теперь и сотрудник кафедры Артур Кадурин является всемирно известным исследователем в области искусственного интеллекта, автором книги «Глубокое обучение», в настоящее время — руководителем группы «Глубокое обучение в науках о жизни» АНО «Институт искусственного интеллекта» в Москве.

Соискатель кафедры Алина Петухова — сотрудник международной корпорации по искусственному интеллекту, является разработчиком нечетких когнитивных карт.

Профессор кафедры Евгений Луценко — известный во всем мире специалист в области интеллектуального анализа данных для сельского хозяйства, разработки когнитивных систем. Возглавляет целое направление по искусственному интеллекту в России. Создал более сотни приложений по когнитивному анализу, которые интенсивно используются во многих странах.

Список можно продолжать, но он займет всю газетную полосу.

Обратили свой взгляд на Восток

— У нас сложились очень тесные научные связи с немецкими коллегами и большие проекты, однако все изменилось в начале 2022 года: все проекты заморозили, и мы переориентировались на Восток,

— отмечает Анна Владимировна. 

В настоящее время совместно с Шэньчжэньским институтом передовых технологий и Китайской академией наук идет интенсивная работа над созданием систем искусственного интеллекта для роботизированных объектов, ее некоторые результаты уже опубликованы, в том числе и в высокорейтинговых журналах первой квартили Q1.

В ближайшее время с Шэньчжэньским институтом передовых технологий, Китайской академией наук (Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences SIAT CAS) в лице профессоров Оу Юншэн и Юй Фей планируется создать новую научную лабораторию «Исследование роботизированных методов сборки с использованием искусственного интеллекта».

ИИ заменит и поработит человека?

— Этот страх возник еще в 50-х годах прошлого века, когда началось сильное индустриальное развитие, которое увеличивается с каждым появлением доступности алгоритмов машинного обучения. Нейросети стали рисовать, программировать, писать книги и музыку, выявлять мошенников, решать, кому давать кредит в банке, скидку в магазине, что должно присутствовать в ленте новостей и рекомендациях к просмотру фильмов. Сегодня каждый из нас сталкивается с более чем 200 системами с искусственным интеллектом в день, и это лишь начало.

Анна Коваленко считает, что ИИ — наш помощник, это возможность оптимизировать и автоматизировать рутинную деятельность, преодолевать ошибки, связанные с человеческим фактором, возможность обработки колоссального количества информации, прорыва в тех областях и задачах, которые на текущий момент еще  остаются неразрешимыми. Это возможность исследовать космос и ДНК.

— Я считаю, что бояться ИИ в современных реалиях — это глупо, нужно учиться его использовать в благих целях, управлять им и развивать. И еще как специалист в области разработки ИИ хочу добавить, что ИИ — это как ребенок, которого мы обучаем, воспитываем и растим. Именно от нас зависит,  кого мы воспитаем: монстра или помощника и защитника. Сегодня ИИ становится все ближе к людям, создать собственный проект ИИ или использовать готовую платформу могут уже не только студенты, но и школьники. Поэтому ИИ не следует бояться, а нужно развиваться вместе с ним.

На простых примерах

В современных условиях невозможно уже представить ни одной сферы деятельности горожан, в которой не использовался бы искусственный интеллект. Это и управление движением, транспортом, электростанциями, системами водоснабжения, безопасностью, и помощь населению: ответы на текущие вопросы в виде ботов для различных муниципалитетов, и медицинское сопровождение и т.д., и это только начало.

— В самом ближайшем будущем мы придем к концепции «умного города», в которой улучшение качества жизни с помощью технологии искусственного интеллекта выходит на новый уровень и позволяет существенно повысить эффективность обслуживания и удовлетворения нужд резидентов. «Умный город» не только потому умный, что в нем используются технологии искусственного интеллекта, но и потому, что эти технологии помогают контролировать, анализировать, планировать и управлять городом с ориентацией на человека.

Концепция интеграции технологий искусственного интеллекта, информационных, коммуникационных и интернет-вещей для управления городским имуществом является самой востребованной в мире. Активы города включают, в частности, местные отделы информационных систем, школы, библиотеки, транспорт, больницы, электростанции, системы водоснабжения и управления отходами, правоохранительные органы и другие общественные службы. Внедрение в них систем искусственного интеллекта  позволят снизить риск ошибок, аварий, повысить качество управления городскими ресурсами, создать комфортную и безопасную среду с акцентом на экономической эффективности, в том числе сервисной составляющей городской среды.

Нейронные сети: мода или этап развития человечества?

—  Да, действительно, сейчас наблюдается бум, связанный с искусственным интеллектом, особенно заметно это было в прошлом году, который запомнится многим как время расцвета нейросетей. Этот год подарил нам множество удивительных проектов на основе искусственного интеллекта и породил массу споров. В 2022-м разработки в области ИИ обрели мейнстримовый статус для большинства мировых ИТ-гигантов.

Страх перед Google, Microsoft, Amazon и искусственным интеллектом в общем заключается в том, что возникает непреодолимое желание применить ИИ ко всему цифровому, поэтому этот факт вкупе со страхом проиграть конкурентам мотивирует многих игроков ИТ-рынка создавать собственные продукты в области искусственного интеллекта.

Таким образом, мы наблюдаем сейчас колоссальный спрос, «моду» на специалистов по ИИ. Я думаю, что такая «мода» с нами надолго, и именно она позволит сделать качественный прыжок в развитии человечества и науки, решить нерешаемые задачи, преодолеть ограничения фундаментальной науки.

Что  нас ожидает в будущем? Прорыв во многих областях человеческой деятельности. Однако до сих пор возможности искусственного интеллекта сильно ограничены. Ученые признают, что создать алгоритм, даже наполовину схожий с человеческим мозгом, — задача непростая, поэтому фантастическая идея  «восстания машин» пока явно недостижима.

Перестанут ли люди мыслить? Возможно. Однако хочу отметить, что многие уже перестали, а некоторые еще и не начинали.

Подготовил Александр Сучков