В Южно-Уральском государственном университете достигнуты значительные результаты в области создания цифровой индустрии. Активно развиваются исследования с применением суперкомпьютерного моделирования, искусственного интеллекта и Big Data. В начале учебного года Лаборатория суперкомпьютерного моделирования ЮУрГУ получила первый на Урале нейрокомпьютер.
Нейрокомпьютер – это специализированная многопроцессорная система для создания искусственных нейронных сетей. Нейрокомпьютер обучает нейронные сети, это трудоемкий процесс, и он требует больших ресурсов. Мы попросили проректора по информатизации, доктора физико-математических наук Леонида Соколинского ответить на несколько вопросов.
– Леонид Борисович, суперкомпьютер, нейрокомпьютер… в чем разница между ними?
– Нейрокомпьютер использует мощные дорогостоящие графические ускорители. С их помощью можно быстро и эффективно обучать нейронные сети. Вот у вас на смартфоне работает уже обученная нейросеть. Для работы ей не нужны большие ресурсы. Проблема в обучении, обучить нейросеть трудно на обычном компьютере, это занимает месяцы, иногда годы. Нужен мощный компьютер, но суперкомпьютер для этого не подходит. Обучать на нем нейросети – это как стрелять из пушки по воробьям. Суперкомпьютер создан для решения других сложных задач, для математического моделирования.
– Сейчас на слуху нейросети. Насколько они мощны, что умеют?
– Нейросеть построена по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей – сетей нервных клеток живого организма. Искусственные нейронные сети – очень мощный инструмент, они могут решать любые задачи, они устроены почти как человеческий мозг. Однако, даже самые мощные сети в лучшем случае настолько же функциональны, как мозг плодовой мушки. Нейронные сети применяются для решения сложных задач. Например, разработка искусственной нейросети, которая будет управлять системой визуализации на основе мозаичного зрения, как у стрекозы. Это позволит выстроить полностью автономную систему, которая сможет самостоятельно ориентироваться на местности находить определенные объекты.
– Какие практические задачи могут решить искусственные нейронные сети?
– Этих задач великое множество! В медицине, психологии, энергетике и многих других областях. Если говорить о медицине, можно применить нейросеть для людей со слабым слухом. Наши ученые разрабатывают нейросеть для слухового аппарата и обучают ее отсеивать посторонние шумы. Сейчас есть слуховые аппараты, но они усиливают все звуки в принципе. Представьте, насколько будет удобнее, когда слуховой аппарат сможет усиливать только полезные сигналы. Например, музыку, если человек на концерте, или речь, если он на совещании.
– Где уже используют нейрокомпьютеры?
– Не ошибусь, если предположу, что на Урале это первый нейрокомпьютер. Сбербанк недавно установил подобный компьютер, Кристофари, он самый мощный сейчас в России. Нейрокомпьютер ЮУрГУ прежде всего используется для наших внутренних задач. В частности, сейчас разрабатывается нейросеть для работы в колл-центре, то есть она фактически будет работать с людьми. Кстати, ряд проблем в области психологии он тоже может решить. Например, собеседование при приеме на работу. От претендентов на должность часто требуют особых навыков. Человека тестируют и анализируют результаты теста. Собеседование растягивается и включает в себя встречу с психологом, прохождение тестов и ответы на вопросы. Это тяжело для испытуемого, поскольку создает ситуацию стресса, что в свою очередь искажает результат. Искусственная нейросеть, обученная на нейрокомпьютере, будет определять профпригодность по электроэнцефалограмме головного мозга в состоянии покоя. Она проанализирует работу мозга человека за несколько минут и выдаст заключение о наличии определенных навыков у человека, уровне его интеллекта и так далее.
– Ученые ЮУрГУ уже работают над проектами с использованием нейрокомпьютера?
– Конечно. В последнее время в мире набирает популярность «умный» автомобильный транспорт. Искусственные нейронные сети управляют автомобилем, вот недавно газель с автономным управлением впервые доставила груз из Москвы во Владимир. А у нас создают нейронную сеть для активных амортизаторов «умных» автомобилей. Благодаря их работе автомобиль станет устойчивее на дороге и будет экономить ресурс ходовой части. Есть и интересный проект искусственной нейросети, которая будет следить за прокатным станом на ММК. Там используются много датчиков: вибрации, шума и температуры, а специально обученная нейросеть будет обрабатывать информацию со всех датчиков и предупреждать о неисправностях, что намного увеличит срок службы оборудования, поможет предотвратить технологические аварии и простои.
– Промышленность и энергетика – наиболее перспективные направления для проектов с использованием нейрокомпьютера?
– Одни из. Например, наша разработка для нефтяников и газовиков может быть успешно завершена при использовании нейрокомпьютера. Команда ученых создает нейросеть, которая обработает данные из многофазных расходомеров. Интерпретация показаний этих датчиков – непростая задача, которая требует сложного анализа и правильного определения количества газа и нефти, проходящих через трубу. Это поможет определить, где есть утечка или даже предотвратит катастрофу. Датчики установлены через определенное расстояние друг от друга, и можно будет быстро устранить проблему на конкретном участке. Еще есть интересный проект по созданию нейросети-помощника главного тренера команды «Трактор». После обучения на нашем нейрокомпьютере искусственная нейросеть будет просматривать все игры команды и анализировать тактику спортсменов. Точнее, эффективность ее применения. То, что тренеру сложно проанализировать мгновенно: привела ли к успеху тактика вброса шайбы в зону противника, последовал ли за этим гол, насколько часто такая тактика ведет к успеху и надо ли ее использовать.
– Кто может использовать нейрокомпьютер? Как до него добраться?
– Нейрокомпьютер установлен рядом суперкомпьютером «Торнадо ЮУрГУ» в Лаборатории суперкомпьютерного моделирования. Его можно использовать через интернет из любой точки мира. Конечно, безусловный приоритет – у наших ученых и студентов старших курсов. Также нейрокомпьютер доступен для коммерческого использования, для компаний в России и регионе при возникновении необходимости и по договору с университетом. По разрешению ректора другие вузы также смогут им воспользоваться.
– Какие перспективы для университета помимо интересных проектов открывает наличие нейрокомпьютера?
– Надеюсь, компьютер будет загружен и эффективно использован. Его комплектация сейчас позволяет удвоить мощности для более глубоких исследований, чтобы быстро обучать нейронные сети для решения сложных задач. Я надеюсь, что все проекты, использующие нейрокомпьютер ЮУрГУ будут завершены и успешно внедрены на практике. Направление искусственных нейронных сетей сейчас на подъеме, проводится огромное количество исследований в мире. И наши ученые активно публикуют свои статьи в высокорейтинговых научных журналах. Уверен, что нейрокомпьютер будет способствовать продвижению университета в мировом научно-образовательном пространстве.
Исследования в области цифровой индустрии являются одними из трех стратегических направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с экологией и материаловедением.
ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
СМИ о нас:
- Эксперт ЮУрГУ получил первый на Урале нейрокомпьютер
- ТАСС Первый на Урале нейрокомпьютер установили в Южно-Уральском государственном университете
- Вести недели Первый на Урале нейрокомпьютер установили в Южно-Уральском государственном университете
- Рамблер Первый на Урале нейрокомпьютер установили в Южно-Уральском государственном университете
- Правительство Челябинской области ЮУрГУ получил первый на Урале нейрокомпьютер