Партнеры по интеллекту
Как Сбер помогает стране развивать AI-технологии
Россия сегодня является участником гонки за глобальное лидерство в разработке технологий искусственного интеллекта (AI). За последние годы наши ученые нашли им применение едва ли не во всех сферах экономики и общественной жизни: от исследований генома и борьбы с климатическими изменениями до развития транспорта и городской среды. Многие из этих проектов проводятся в исследовательских центрах искусственного интеллекта, созданных на базе ведущих российских университетов и научных организаций. Помогают в этой работе индустриальные партнеры, причем не только финансированием, но и постановкой конкретных прикладных задач, решение которых двигает всю AI-индустрию вперед. На примере Сбера «Наука» рассказывает, как устроено это партнерство и над чем работают создатели российского искусственного интеллекта.
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Поддержка центров искусственного интеллекта
Первая волна отбора исследовательских центров в сфере искусственного интеллекта в рамках федерального проекта «Искусственный интеллект» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» прошла в 2021 году. Были выбраны шесть организаций, в которых при поддержке Аналитического центра при Правительстве РФ и индустриальных партнеров были созданы исследовательские центры в сфере ИИ для реализации Национальной стратегии развития искусственного интеллекта.
В конце 2023 года прошла вторая волна отбора, и число таких центров увеличилось до 12. Сбер стал одним из крупнейших индустриальных партнеров проекта. Среди организаций первой волны с ним сотрудничают три центра: Сколтех, МФТИ и НИУ ВШЭ. Среди второй волны — четыре: НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина, Самарский университет им. академика С. П. Королева, Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского и Новосибирский государственный университет.
Работа центров по развитию искусственного интеллекта второй волны находится на стадии запуска. А вот партнерство Сбера с тремя центрами первой волны уже приносит конкретные результаты: позволяет решать наукоемкие, но при этом реальные прикладные задачи всей экосистемы и открывает для нее новые технологические возможности.
Такой формат как нельзя лучше стимулирует научное развитие. Так, в ходе проектов со Сбером ученые исследовательских центров в сфере искусственного интеллекта первой волны подготовили 48 публикаций, которые вышли в наиболее авторитетных научных изданиях (первого квартиля, Q1) и в сборниках ведущих конференций мира (уровня А*).
Всего в центрах Сколтеха, МФТИ и НИУ ВШЭ над проектами Сбера сегодня трудится более 500 сотрудников, включая 220 кандидатов и докторов наук и более 100 аспирантов.
НИУ ВШЭ: RL-алгоритмы для улучшения клиентского опыта
Исследовательский центр в сфере искусственного интеллекта НИУ ВШЭ был создан в 2021 году на базе факультета компьютерных наук. С 2022 года он выступает организатором первой в России научной конференции в сфере AI — Fall into ML. Она объединяет лучших ученых РФ с публикациями уровня A*, ежегодно собирает более 300 участников.
В центре уже запущено более 40 междисциплинарных проектов в области AI. Направления у разработок самые разные — от исследования генома и автоматизированной диагностики дислексии у детей до автоматической оценки этической репутации компаний по интернет-отзывам. За прошлый год в интересах Сбера было выполнено девять проектов. Один из них заключается в создании передовых RL-алгоритмов, которые позволили бы существенно улучшить опыт клиентов. RL-алгоритмы — это алгоритмы, основанные на обучении с подкреплением (Reinforcement Learning). Так называют тип машинного обучения, имитирующий процесс обучения методом проб и ошибок. В результате искусственный интеллект наделяется способностью принимать решения для достижения наиболее оптимальных результатов. Технология применяется в робототехнике, разработке беспилотных авто и ряде других областей.
«Результаты проекта, основанные на применении методов RL, внедряются в рекомендательные системы Сбера, чтобы клиенты могли получать персонализированные предложения продуктов и услуг, которые точно совпадают с их интересами и предпочтениями»,— рассказал руководитель Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта НИУ ВШЭ Алексей Масютин. По его словам, разработанная в НИУ ВШЭ модель может дообучаться на новых наборах данных и таким образом гибко сочетает исследование новых вариантов рекомендаций товаров и услуг с уже имеющимися. В качестве примера ситуации, требующей такого подхода, Алексей Масютин привел изменение интереса людей к фильмам тех или иных жанров. Так, после успешной громкой премьеры популярность похожих кинолент может вырасти, а при устаревании тренда — наоборот, сократиться.
«Наши алгоритмы могут учитывать не только текущие предпочтения пользователей, но и их историю во времени и подстраивать под нее свои рекомендации. Кроме того, они позволяют учитывать не только мгновенную реакцию пользователя на рекомендацию, но и долгосрочные последствия от той или иной рекомендации. Все это позволяет строить более долгосрочные и таргетированные стратегии»,— отметил руководитель Центра ИИ НИУ ВШЭ. Результаты не только применяются в решениях компании, но и уже внедрены в разработанный Сбером конструктор рекомендательных систем RePlay, который служит открытой библиотекой для разработчиков и исследователей. Это является важным шагом для дальнейшего развития этого AI-направления — несмотря на активные исследования по всему миру, практически никто пока не внедрил RL-алгоритмы в популярные open-source-фреймворки.
Сколтех: предиктивные модели оценки CLTV для развития человекоцентричности
В Центре прикладного искусственного интеллекта Сколковского института науки и технологий трудится более 100 исследователей, 60% из них — кандидаты и доктора наук. Сколтех не зря входит в список 100 лучших молодых университетов мира по версии Nature Index: более 30 статей сотрудников его центра опубликованы конференциями уровня A*, а директор центра Евгений Бурнаев вошел в число самых цитируемых ученых мира за 2023 год (верхние 2% рейтинга) по версии Scopus.
В интересах Сбера Центр прикладного искусственного интеллекта Сколтеха провел более десятка наукоемких проектов. Часть из полученных решений и разработок уже внедряются в промышленную эксплуатацию в Сбере. Среди них — первая в мире автоматизированная система управления климатическими рисками в финансовом секторе, а также проекты по ускорению обучения и сжатию больших нейронных сетей.
Другой интересный проект, который находится в разработке, заключается в прогнозировании долгосрочной ценности клиента (Customer Life Time Value, CTLV). Работа над ним началась в 2023 году. «Моделирование CLTV — наукоемкая и сложная задача. Каждый клиент банка характеризуется огромным объемом информации — это и различные финансовые транзакции клиентов, и типы приобретенных товаров и услуг, и какие-то другие действия клиента»,— отметил Евгений Бурнаев. По его словам, все эти данные представляют собой нерегулярные временные ряды и последовательности событий, при этом между различными типами данных существуют нетривиальные зависимости.
Аналогичных разработке Сколтеха решений, выполненных на столь же высоком уровне, ни у кого в мире пока нет. «Информацию о моделировании CLTV в научных статьях раскрывают лишь несколько иностранных банков, причем описанные методы сильно отстают от предложенного нами решения. Помимо этого, в литературе есть работы о решении смежных задач, но там описываются весьма "наивные" решения — чаще всего это релевантные задачам банковского сектора направления в области онлайн-игр, маркетинга и рекламы, которые, очевидно, сильно отличаются от реальной банковской сферы»,— сообщил Бурнаев.
МФТИ: системы управления человекоподобными роботами
В Исследовательском центре прикладных систем искусственного интеллекта МФТИ трудятся 200 исследователей, из них 20% — доктора и кандидаты наук, около 40% — молодые ученые в возрасте до 35 лет. С 2021 года сотрудники центра опубликовали 29 научных работ в журналах первого квартиля и на конференциях уровня A*. Центр МФТИ ведет разработки по трем основным направлениям: разговорный искусственный интеллект, способный понимать эмоции и переключаться между темами беседы, интеллектуальное управление беспилотным роботизированным транспортом, а также AI-технологии в антропоморфной робототехнике. Для Сбера за все время работы центра было выполнено 18 проектов. Одним из самых значимых стала разработка алгоритмов управления антропоморфным роботом.
«Одно из испытаний на пути к созданию сильного искусственного интеллекта, близкого к человеческому разуму,— создание искусственного "атлетического" интеллекта для роботов, которые будут способны к динамическому физическому взаимодействию с пространством: от хождения по лестницам и открывания дверей до манипуляций с предметами»,— рассказал заместитель руководителя Исследовательского центра прикладных систем искусственного интеллекта МФТИ Роман Горбачев. По его словам, роль роботов как ассистентов человека будет стремительно расти, поэтому крайне важно отладить процесс взаимопонимания с людьми.
«В этой связи большой упор был сделан на области понимания роботом человека, понимания на естественном языке или понимание текста. Чтобы человеку было естественно и комфортно ставить задачи и воспринимать обратную связь с учетом реалий конкретно текущей ситуации и окружения,— прокомментировал Александр Панов, руководитель проекта,— например, всего за полгода работы в 2023 году были значительно улучшены показатели точности и корректности выполнения действий масштабируемой роботизированной платформой, в частности собакой, с манипулятором посредством разработанной уникальной системы иерархического планирования».
Центр успешно занимается созданием антропоморфного робота в части его конструктивных элементов, системы управления и сенсорики для работы в человекоориентированной среде.
Для ускорения и повышения качества создаваемых решений в Центре искусственного интеллекта МФТИ был создан специальный симулятор, позволяющий быстро и дешево верифицировать разработки в цифровой среде. «Отдельно отметим перспективность задачи группового управления, успех в которой доказала наша команда по робофутболу, выигравшая множество международных соревнований. В рамках соревнований идет проверка, отладка алгоритмов, отладка платформы, лучшие из которых потом и применяются в целевом изделии»,— рассказал Роман Горбачев.
Уникальное исследование, выполняющееся в рамках проекта, объединило специалистов в инженерии и робототехнике с учеными в области искусственного интеллекта и машинного обучения. В результате за 2023 год удалось создать алгоритм поиска оптимальных траекторий движения и продемонстрировать его работу на роботе-собаке с учетом ее кинематики и динамики, а также разработать систему управления для стабилизации динамичных движений. «Создана библиотека сложных и согласованных траекторий, содержащая 18 основных танцевальных движений робота-собаки, и регулятор, обеспечивающий работу и зрелищность танца на реальном роботе. Визуализация и анализ сценариев танца происходят в режиме реального времени»,— заключил замруководителя центра.
Вторая волна: здравоохранение, городская среда и транспорт
В декабре 2023 года прошла вторая волна отбора научных и образовательных организаций для создания исследовательских центров в сфере искусственного интеллекта. На конкурс было подано 28 заявок, а по его результатам — создано шесть новых центров искусственного интеллекта. «На период 2023–2026 годов на эти цели в федеральном бюджете предусмотрено 3,8 млрд руб. Мы рассчитываем, что конкретные достижения получателей поддержки будут способствовать технологическому росту экономики и развитию потенциала российской науки»,— отмечал вице-премьер Дмитрий Чернышенко.
Каждый победитель получил до 17 млн руб. в 2023 году и может рассчитывать на финансирование до 205 млн руб. ежегодно в течение следующих трех лет. Грантовая поддержка им предоставляется на разработку прикладных AI-решений с привязкой к приоритетным отраслям экономики. Также центры займутся обучением отраслевых специалистов, формированием дата-сетов и поддержкой отраслевых фреймворков. «При этом условие по привлечению внебюджета, как и в конкурсе первой волны, остается ключевым. Так, обязательство по софинансированию составит не менее 30% в 2024 году, не менее 40% в 2025 году и не менее 50% в 2026 году»,— рассказывал замминистра экономического развития Максим Колесников. Четыре центра искусственного интеллекта второй волны были созданы при поддержке Сбера и будут проводить проекты в трех сферах.
Так, Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина и Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского будут развивать направление «Здравоохранение», Новосибирский государственный университет — «Строительство и городская среда», Самарский университет им. академика С. П. Королева — «Транспорт и логистика». Кроме того, центры будут фокусироваться на исследованиях в области «сильного» искусственного интеллекта, систем доверенного искусственного интеллекта и этических аспектов применения искусственного интеллекта. Новые R&D-проекты для Сбера в этих центрах будут запущены уже в 2024 году.