English

Петербургские ученые разработали виртуальных помощников и цифровую машину времени

16 июня 2020

К 2025 году Россия должна войти в пятерку научных держав мира. А какая научная держава без цифровых машин времени, виртуальных личностей и дополненной реальности, с которой приятно пообщаться? Воплотить все то, что у большинства ассоциируется с научно-фантастическими фильмами, в силах центры компетенций Национальной технической инициативы. Их в ближайшие четыре с половиной года должно появиться четырнадцать. Один из таких невероятных центров вот уже два года работает под началом петербургского Университета ИТМО.

КТО ОНИ ТАКИЕ?

Национальный центр когнитивных разработок, или НЦКР, заточен на развитие технологии машинного обучения и когнитивные технологии. Он появился в мае 2018 года на базе консорциума, возглавляемого ИТМО.

На сегодня в составе консорциума двадцать две организации. Среди них – ведущие научные институты России: Национальный медицинский исследовательский центр имени Алмазова, Институт прикладной математики имени Келдыша РАН, Институт системного программирования имени Иванникова РАН. Сотрудничают с ними крупные инвесторы и заказчики: банки, компании, работающие в сфере связи, IT, энергетики. Как итог, вузы готовят специалистов (магистров и аспирантов) на реальных задачах, а их разработки тут же внедряются и продолжают развиваться уже на практике.

– Миссия центра – развить отечественную систему разработки и внедрения интеллектуальных цифровых технологий, чтобы сформировать высокотехнологичные продукты и сервисы, – объясняет директор НЦКР, доктор технических наук, профессор Александр Бухановский. – Центр реализует важный элемент Стратегии научно-технологического развития России, создавая механизм перевода результатов научных трудов в сфере машинного обучения, когнитивных технологий, моделирования, дополненной и виртуальной реальности, робототехники в реальные рыночные объекты. За счет этого можно обеспечить лидерство отечественных компаний на мировых рынках на горизонте 2025-2035 годов.

Объект внимания – прикладной искусственный интеллект. Вкупе с естественным он поможет превратить российскую экономику в цифровую, переставит производство и энергетику на новые рельсы, сделает «умными» поликлиники и целые города, и также обеспечит россиянам цифровую безопасность.

ЧЕМ ОНИ ЗАНИМАЮТСЯ?

Сейчас в центре воплощают два больших проекта, связанных с технологией системы поддержки принятия решений (СППР). Один ориентирован на работу с промышленными объемами данных, второй – на систему антропоморфного умного интерфейса, или цифровой личности.

На основе крупных проектов развивают более конкретизированные отраслевые. При этом специалисты не стремятся каждый раз изобретать колесо с нуля: они создают и комбинируют универсальные платформенные решения (они же – платформы), которым легко найти применение и в других проектах.

– Важно то, что трудоемкость и наукоемкость разработки сервисов на основе платформ минимум на порядок ниже, чем независимая разработка программного обеспечения с такими же показателями, – добавляет Александр Бухановский.

Растят цифровых личностей

Описать принцип работы «платформы экосистемы цифровой личности» проще на примере любого их фантастических (пока еще) фильмов: вспомните Красную Королеву из «Обители зла». Цифровая личность – это сочетание системы управления большими данными, социальной сети, игрового движка, рекомендательных сервисов и различных ботов. Эдакий персональный виртуальный ассистент.

Цифровые аватары умеют обучаться, работать в интересах хозяина, имитировать социальное поведение и эмоции. В коммуникационной среде аватары могут общаться с другими людьми или друг с другом, собирая нужные сведения из Интернета, обмениваясь данными и пользуясь различными сервисами.

– Область применения платформы – реализация СППР и персональных виртуальных ассистентов, причем как внутрикорпоративных, так и массового использования, – объясняют разработчики. – Это позволит сформировать новую экосистему персонифицированных сервисов на основе добровольно предоставленных данных и включить в нее множество клиентов и провайдеров услуг.

Исходя из задач и функций выделяют несколько видов Homo Digitalis (цифровых аватаров). Domus – бытовой – подобен обычному среднестатистическому человеку вне контекста его профессии: он анализирует данные из разных источников фрагментарно и выдает соответствующую реакцию. Homo Digitalis Pro – личность – топ-менеджер, главная задача которого – советовать на основе знаний и личного опыта.

Virtual – аватар одновременно бытовой и профессиональный. Civitas (социальный) еще и общительный, способный обмениваться данными с объектами естественного и искусственного интеллекта. Ну а Habitans (резидентный) может действительно заменить рядового сотрудника: он способен искать потенциально интересное владельцу ПО, готовить данные для расчетов, запускать сервисы и интерпретировать полученный результат.

Учат города разуму

«Платформа цифровых сервисов умного города» формирует цифрового двойника города и отражает его в режиме 24 на 7. Она включает сбор данных из всех доступных источников, включая камеры видеонаблюдения, социальные медиа и обращения жителей. В результате создается и физическая модель города, и его социальное воплощение.

– Ключевая особенность цифровой модели – необходимость постоянного самообучения, отслеживания эволюции городской среды, – отмечают в центре. – Автоматизировано учитываются не только вариации числовых показателей жизни города, но и с помощью анализа текстов изменения в городском законодательстве.

Комплекс решения для «умного» города призван не просто отследить, как и чем живет городская среда, но и помочь оптимизировать ее. Так, программный комплекс развития территорий позволит усилиями искусственного интеллекта кардинально изменить работу градостроителей, проектировщиков и девелоперов: генерировать проекты застройки новых районов, которые будут отвечать всем стандартам, а также оценивать перспективы участков и проектов станет в разы проще.

Зачем это нужно? Цифровая личность может стать личным учителем и помочь с обучением. Подойдет аватар и на роль помощника бухгалтера либо на должность советника. Банки, медиа и ритейлеры смогли бы узнавать через цифровых сотрудников, каковы мотивация и предпочтения реальных клиентов.

Прилагается к «умному» городу и цифровая машина времени – проект, создающий интерактивную среду территории в заданный период. В работе машина анализирует исторические и природные процессы, а пробелы в имеющихся у нас сведениях восстанавливает с помощью интеллектуальных технологий.

Еще один любопытный сервис – акселератор города. Он помогает узнать реальное мнение горожан о чем бы то ни было на основе их активности в Интернете, в том числе в соцсетях. А значит, и понять проблемы города и попытаться решить их. Ну а с помощью камер видеонаблюдения можно элементарно вычислить и наказать хозяев нелегальных баннеров и вывесок на фасадах домов, на что в офлайне ушел бы не один рабочий день.

Помогают управлять клиниками

На самом деле «платформа управления цифровой клиникой» пригодится не только в больницах и поликлиниках, но и в любых организациях, которые хотят проанализировать и оптимизировать свою работу: в спортивных учреждениях, предприятиях соцзащиты, школах и вузах. Если в классической промышленности все четко и понятно, то в таких организациях технологический процесс – понятие размытое, а потому понять, что стало причиной процветания или, наоборот, кризиса, порой очень сложно.

Но не искусственному интеллекту, лишенному сантиментов. Платформа позволяет автоматически построить и спрогнозировать бизнес-процессы на основе анализа корпоративной информации, социальных медиа и опросов клиентов. Не лишним будет назначить главным по платформе и цифрового аватара с задатками менеджера.

Разработку уже апробировали в 2019 году в НМИЦ имени Алмазова. Результат оказался, что называется, на лицо: сроки лечения пациентов в стационаре сократились, а обязанности и расписание персонала клиники стало удобнее и разумнее.

Создают смешанную реальность

Название разработки – «платформа интеллектуальных технологий для смешанной реальности». Но зачем реальность смешивать и дополнять?

– Платформа обеспечивает реакцию виртуального пространства на происходящее в реальности, – объясняют создатели. – Она позволяет виртуальным объектам «понимать» семантику и контекст физического мира и реагировать соответствующим образом на это в виртуальной среде.

Как итог, пользоваться виртуальным контентом становится проще, ведь виртуальный мир, смотрящий на реальность через объективы камер, отзывчив, словно настоящий. Так, оптика камеры калибруется на лету, как человеческий глаз, система распознает людей и понимает их жесты, будто старый товарищ, а в случае съемки сразу множеством камер получается не кипа отельных ракурсов, а единое виртуальное пространство.

Возможности платформы уже продемонстрировали на крупных мероприятиях, в том числе на торжественной церемонии закрытия II Европейских игр.

И все это вместе

Если сложить все лучшее из платформ вместе, получится технологическое ядро – «платформа управления коллаборативными большими данными и интеллектуальными моделями». Ее задача – объединить и изучить под конкретную задачу все доступные источники данных. Это своего рода мозг искусственного интеллекта.

Платформа способна не только решать множество задач, но и взращивать и обучать новые объекты искусственного интеллекта, комбинируя и улучшая блоки существующих. Чтобы процесс не вышел из-под контроля, за использованием данных следит технология блокчейна.

Самые простые подобные платформы уже используют в совместных проектах с крупными IT-компаниями.

КСТАТИ О КОРОНАВИРУСЕ:

Пандемия позволила лишний раз проверить изобретения специалистов на практике. Ученые разработали коронавирусный калькулятор и смоделировали распространение COVID-19: дело в том, что зафиксировать все контакты между людьми на практике невозможно, зато их можно восстановить при помощи моделирования, которое учитывает поведение человека в разных ситуациях.

Специалисты показали, как организовать человеческие потоки в медицинских центрах, транспорте и магазинах в условиях самоизоляции, чтобы минимизировать скопления людей, и запустили цифровой ассистент в формате мобильного приложения, который расскажет о коронавирусе, даст рекомендации по профилактике и поддержит психологически.

В центре придумали сервис, позволяющий увидеть, что находится в разрешенной 100-метровке, а чего не хватает, что стоило бы открыть. Разработчики предложили интеллектуальную технологию поддержки управления ресурсами клиник в экстремальных условиях и даже создали интерактивную карту для «самоизолянтов». На ней можно увидеть, чем занимает время твой сосед по этажу, дому или району, и больше не чувствовать себя оторванным от социума (программа собирает информацию из открытых источников, в том числе соцсетей. – Прим. ред.), а значит, чуть меньше рваться на улицу наперекор режиму самоизоляции.

КОНКРЕТНО: Что моделировали в Центре когнитивных разработок?

– Пассажиропотоки и производительность транспортной системы в критических условиях.

– Спасательные операции в условиях морских катастроф, эффективную эвакуацию городов при катастрофических наводнениях.

– Кровообращение в организме при нарушении кровотока.

– Оборот наличных денег в теневом секторе городской экономики.

– Распространение эпидемии гриппа.

Источник
Новости по теме
Опыт Кирова по внедрению искусственного интеллекта в медицину используют в других регионах
Решение "Ростелекома" проконтролирует вывоз мусора
В базу эффективных кейсов организации "Цифровая экономика" включено еще 20 цифровых решений