В Бурятии ученые активно внедряют новые технологии при помощи нейросетей

О том, как это может в корне изменить качество строительных материалов, и как нейросети могут помочь медицине республики, газета «Бурятия» побеседовала с профессором кафедры «Программная инженерия и искусственный интеллект» ВСГУТУ, доктором технических наук Ларисой Найхановой.

Призвание жизни

Лариса Владимировна Найханова в науке уже несколько десятилетий. Она говорит, что для нее исследования - это попытка найти ответ на конкретный научный вопрос, получить новые знания, отыскать наиболее эффективные способы решения прикладных задач. И в целом, она стремится стимулировать прогресс в жизненно важных сферах родной республики.

Свой профессиональный путь она начала в Челябинском проектно-конструкторском бюро автоматизированных систем управления в 1973 году. Трудилась в должности инженера-программиста, затем стала и заведующей бюро математического обеспечения АСУ в строительстве.

Над созданием и изучением искусственного интеллекта она работала с начала 1990-х. Это сегодня искусственный интеллект и нейросети вошли в наш обиход и стали модной и полезной «фишкой». Но как всё это развивалось и создавалось в Бурятии, знают далеко не многие. И у истоков этих разработок стояла Лариса Найханова вместе с коллегами.

Пройденный путь заложил для нее основы понимания не только вычислительных процессов, но и того, что для создания искусственного интеллекта необходимо, чтобы машина распознавала и понимала естественный язык. Аспирантская работа лишь немного соприкоснулась с областью искусственного интеллекта, а именно с техническим зрением. Поэтому в 1989 году, начав работать на кафедре «Системы информатики» после окончания аспирантуры и защиты кандидатской диссертации, исследования Ларисы Владимировны были связаны с областью искусственного интеллекта - обработки естественного языка (Natural Language Processing, NLP).

С 1992-го до 2016 года героиня публикации была заведующей кафедрой «Системы информатики», в 1994 году была открыта специальность 220400 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», и период до нового столетия был посвящен становлению специальности.

Многие из бывших студентов Ларисы Найхановой достигли больших карьерных высот: от ведущих программистов и архитекторов до руководителей IT-компаний.

- Первое десятилетие нового столетия было самым активным периодом исследований в области искусственного интеллекта, была собрана группа молодых исследователей. Мы достигли неплохих результатов в создании естественно-языкового интерфейса к базам данных, онтологических исследованиях, создании систем поддержки принятия решений на основе нечеткой логики, найден подход автоматического построения баз знаний на основе генетических алгоритмов и автоматного программирования. Однако вычислительные мощности машин пока были недостаточными для получения качественного результата. В этот период под моим руководством защищено 8 кандидатских диссертаций, - вспоминает Лариса Владимировна.

Главная радость для Ларисы Владимировны - видеть, как добиваются успехов ее ученики

Профессор уверена, что непрерывное самосовершенствование, открытость всему новому лежат в основе успешной научной деятельности. Очень важно быть в курсе всех мировых тенденций в своей области исследований. Она также считает, что именно 2018 год стал переломной точкой для развития моделей машинного обучения в области обработки естественного языка. Научные разработки нашей героини широко известны далеко за пределами Бурятии и не только в России, но и за рубежом.

Лариса Найханова опубликовала более 200 работ, включая монографии и учебные пособия, получила более 45 свидетельств на государственную регистрацию программ и баз данных для ЭВМ.

- Мои ученики почти все работают в родном университете, добились определенных высот. Очень хочу, чтобы они защитили докторские диссертации в ближайшем будущем. Это доставит мне огромную радость, - говорит профессор.

Технологии будущего

Один из проектов, над которым работает героиня публикации, направлен на создание веб-сервиса нейросетевого моделирования состава и свойств тяжелого бетона.

Проект посвящен созданию прототипа веб-сервиса по типу «программное обеспечение как услуга» в строительной индустрии. Он позволит осуществлять прогнозирование состава тяжелого бетона на основе заданной проектной прочности на сжатие и по заданному составу бетона для различных географических регионов. Если проще, то позволит нейросети создавать рецепты бетонных смесей для конкретных задач. Например, с учетом разницы температур в регионах или сейсмоактивности местности. По словам Ларисы Владимировны, это может стать хорошим коммерческим прорывом, ведь качество зданий и других бетонных строений будет гораздо выше и компании смогут легко работать с такой программой по лицензии прямо онлайн. Подобных предложений на рынке в России пока нет.

В Бурятии руководит проектом заведующий кафедрой «Строительные материалы, автомобильные дороги и деревообработка» ВСГУТУ Солбон Лхасаранов.

Над разработкой трудится команда учёных вуза. В её состав, помимо Ларисы Найхановой, вошли профессор, заведующий кафедрой «Прикладная информатика, статистика и анализ данных» Оксана Хохлова, профессор этой же кафедры Любовь Горюнова, инженер-программист Владислав Горюнов.

Задачи проекта амбициозные:

- повышение морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

- влияние тепловлажностной обработки и тепловой обработки на структуру бетона.

- снижение расхода цемента и оптимизация качества активных минеральных добавок в составе бетона.

- исследование тепловыделения бетонной смеси и другие.

По словам Ларисы Владимировны, научная деятельность по искусственному интеллекту активизировалась с прошлого года. Ровно год назад была кафедра «Системы информатики» переименована в кафедру «Программная инженерия и искусственный интеллект» на новом факультете компьютерных наук и технологий ВСГУТУ. Это произошло после того, как деканом стала Наталья Хаптахаева, а заведующей вышеназванной кафедры - доцент Инга Евдокимова. Обе креативные, талантливые администраторы и профессионалы-«айтишники». Благодаря новым подходам к организации учебного процесса в вузе возобновились групповые научные исследования, а точнее началась проектная деятельность.

В 2018 году Лариса Владимировна написала научную статью в зарубежное научное издание, где подробно описала модель системы работы искусственного интеллекта, основанной на знаниях, и которая находилась в готовности к внедрению. На западе модель высоко оценили. С 2019 года она является членом Совета Франклина. Известно, что Бенджамин Франклин создал в Филадельфии просветительское общество, ставившее своей целью самообразование его членов и распространение знаний. Это просветительское сообщество.

Сегодня по аналогии с прежним сообществом создан интеллектуальный дискуссионный клуб Benjamin Franklin’s Club.

О женском здоровье

Бурятия в скором времени может стать передовиком в здравоохранении, благодаря внедрению новых научных разработок в оздоровлении женщин.

Лариса Найханова рассказала, что является научным руководителем двух проектов, связанных с разработкой нейронных сетей и графа знаний. Заказ сделал один из самых крупных медицинских центров Бурятии «Диагрупп» для своего гинекологического отделения.

Суть одного проекта в том, чтобы помочь руководству клиники оптимизировать внутренние процессы оказания медицинской помощи пациентам.

Если объяснять проще, то также при помощи нейросетей и графов знаний руководители медицинских учреждений смогут автоматически отслеживать всю историю болезни и ход лечения каждого пациента, а значит, позволит в спорных случаях проследить все шаги лечащего врача и его пациента с момента постановки диагноза до итогов лечения. Сегодня такой анализ проводится вручную.

Использование нейросетевых технологий во втором проекте поможет исключить человеческий фактор, например, при постановке диагноза и назначении процедур и медикаментов. То есть доля врачебных ошибок, невнимательности и других огрехов существенно снижается. Это одна из самых важных разработок, если учесть, что в последние годы отмечается рост и омоложение случаев рака шейки матки и других опасных гинекологических заболеваний. Их ранняя диагностика и своевременная помощь может спасти жизнь и сохранить репродуктивное здоровье тысячам жительниц Бурятии.

Однако Лариса Найханова отмечает, что для каждой новой разработки предусмотрено несколько стадий перед практическим внедрением в жизнь. Это значит, что с момента начала работы над проектом может пройти до одного года или даже больше, прежде чем проект заработает и станет коммерческий востребованным.

Но уже сейчас хочется верить, что эти предложения ученых Бурятии из ВСГУТУ обретут крылья, окрепнут и станут доступны и желанны для предпринимателей.

Лариса Найханова говорит, что еще так много хочется продолжить в научной сфере, так много проектов есть на уровне идеи и так мало личного времени на их реализацию.

- Остались ли высоты, которые мне хотелось покорить? Конечно. Их, к сожалению, больше, чем отведенного мне времени. Завидую молодым, у них все впереди и так много возможностей, а особенно тем, кто делает то, к чему стремится его душа. У меня не всегда так получалось. Считаю, что каждый человек должен быть внутренне свободен. Если ты кого-то излишне опекаешь и все время наставляешь, то ничего хорошего может не получиться. Но если видишь, что у человека есть цель, он к чему-то стремится, пытается что-то доказать, - услышь и увидь его, помоги. Стараюсь быть полезной всем, кто проявляет интерес, кто нацелен на результат, - заключает Лариса Владимировна.