Центр компетенций НТИ по направлению «Искусственный интеллект»

Центр компетенций НТИ по направлению «Искусственный интеллект»Центр компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению «Искусственный интеллект» на базе Московского физико-технического института (МФТИ).

Деятельность Центра компетенций направлена на комплексное развитие сквозной технологии «Искусственный интеллект» и ее применения в различных отраслях реального сектора экономики.


Цели и задачи

Основные задачи Центра группируются вокруг семи ключевых направлений, которые определяют содержание технологии «Искусственный интеллект»:

  • Программные и технические средства для сильного машинного интеллекта;
  • Разговорный искусственный интеллект;
  • Распознавание и синтез речи;
  • Экспертные, рекомендательные, информационно-аналитические системы, автоматизация проектирования и управления;
  • Техническое зрение, обнаружение, распознавание, дешифрация, классификация изображений;
  • Технологии искусственного интеллекта в робототехнике, умных машинах;
  • Технологии искусственного интеллекта в энергетике, связи, городском хозяйстве и в других отраслях, «умный дом», «умный город», «умные» сети и системы.

Результаты деятельности

Преодоление технологических барьеров

По ряду НИОКР проектов, реализуемых Центром, были преодолены технологические барьеры и достигнуты результаты мирового уровня:

  • В 2019 году была продемонстрирована работа первого российского специализированного нейросетевого сопроцессора для энергоэффективного выполнения алгоритмов машинного обучения. В лабораториях МФТИ были разработаны основные элементы: процессорные ядра, интерфейсы и основное программное обеспечение. В дальнейшем был создан прототип интегральной встраиваемой сегнетоэлектрической памяти, который стал одним из первых в мире и успешно применяется в нейровычислительных устройствах.

  • Преодоление технологических барьеров, связанных с низкой точностью распознавания изображений нейронными сетями, обученными на критически малых выборках, а также с низкой эффективностью нейросетевых моделей, обеспечивающих повышение точности распознавания изображений, произошло в ходе реализации проекта по созданию системы технического зрения для беспилотных автомобилей. В ее основе – нейронная сеть, способная самостоятельно искать и анализировать необходимые шаблоны для обучения, что позволяет эффективно обрабатывать гораздо большие объемы данных при более низких затратах времени.

Значимые результаты научно-исследовательской деятельности

  • Высоким научным и рыночным потенциалом обладает проект по разработке мобильных автономных комплексов оперативного мониторинга различного назначения с применением технологий искусственного интеллекта для обработки и интерпретации данных и поддержки принятия решений в реальном времени. Данное решение является на текущий момент уникальным для России и имеет большие перспективы для продвижения за рубежом. В первую очередь, комплекс найдет применение в сфере безопасности (мониторинг пожаров и поисково-спасательные операции), в геологоразведке, в области лесного и сельского хозяйства, мониторинга экологической обстановки и т.д.

  • Также инновационной для России является разработка инструментов для оптимизации железнодорожной инфраструктуры и автоматизированного управления поездной ситуацией в режиме реального времени. Созданная Центром система поддержки принятия оперативных решений с использованием алгоритмов искусственного интеллекта способна моделировать, прогнозировать и динамически планировать оптимальное расписание движения поездов. Решение основано на применении отечественной аппаратной платформы и имеет модульную компоновку, допускающую интеграцию с различными системами.

  • Одно из ведущих направлений работы Центра связано с разработкой новых архитектур сильного искусственного интеллекта – ключевой технологии будущего массового мирового рынка робототехники. На базе Центра идет разработка операционной системы нового поколения, наделяющей роботов способностью к самообучению сложному целесообразному поведению с большим горизонтом планирования, что пока недоступно современным роботам с программируемым поведением. Полученные результаты лягут в основу новых подходов к лечению нейро-дегенеративных заболеваний и пониманию принципов действия когнитивных способностей человека.

Создание важных объектов инфраструктуры

  • Запущен в эксплуатацию специализированный вычислительный программно-аппаратный комплекс Центра (240 TFlops GPU, 44 TFlops CPU);

  • Создана Открытая лаборатория для кружковой работы ( https://aimipt.com/);

  • Выпущены семь сборников альманаха «Искусственный интеллект» ( https://aireport.ru/).

Внедрение и коммерциализация результатов деятельности Центра

Результаты нескольких НИР прошли стадию коммерциализации и вышли на российский и международный рынки.

  • Проект по созданию разговорного искусственного интеллекта НейроИнтеллект iPavlov преодолел технологический барьер в области алгоритмов машинного интеллекта и, имея в своей основе платформу с открытым кодом, используется сегодня для построения диалоговых систем пользователями в России и за ее пределами. Ряд решений на основе платформы DeepPavlov были внедрены в продукты индустриального партнера проекта – ПАО Сбербанк, еще более чем 30 компаниям разработка помогла автоматизировать процессы коммуникации в ритейле, маркетинге, банковской сфере и др. областях.

  • Еще одним успешно реализованным и вышедшим на стадию готового рыночного продукта является проект по созданию ассистивных устройств и технических средств реабилитации с применением нейротехнологий для людей с ограниченными физическими возможностями – «РобоКом». Комплекс предназначен для людей, имеющих нарушения двигательных функций, вызванных последствиями травм головного и спинного мозга, инсульта. «РобоКом» имеет модульную архитектуру, персонифицируемую под конкретного пользователя, и выполняет функции захвата, удержания и перемещения объектов. Система управления базируется на отслеживании трекинга глаз пользователя, также возможно подключение нейрогарнитуры для считывания управляющих импульсов. Заказчиками комплекса «РобоКом» являются лечебные учреждения, реабилитационные и гериатрические центры.

  • На основе разработанной Центром мультиагентной платформы интеллектуального трейдинга автономных энергетических систем был изготовлен опытный образец гибридного энергокомплекса, который в конце 2020 г. был введен в опытную эксплуатацию в поселке Лаборовая (ЯНАО). Реализованный подход с децентрализованным интеллектуальным управлением энергосистемой позволяет снижать стоимость электрической энергии более чем на 15%, снижать капитальные затраты и сроки окупаемости для инвесторов и предлагать рынку рентабельные проекты с возобновляемыми источниками энергии, по сравнению с традиционными централизованными системами управления (SCADA). По результатам опытной эксплуатации будет принято решение о доработке и тиражировании данного подхода в регионе и за его пределами.

Создание и лицензирование РИДов

Количество созданных за время работы Центра объектов интеллектуальной собственности: более 20 РИД. Количество заключенных лицензионных соглашений на созданные РИД: 12 соглашений. Полученный доход по лицензионным соглашениям Центра составил более 3,5 млн. руб.

Еще одним важным направлением работы Центра является деятельность по развитию нормативной базы в области искусственного интеллекта. Центр вносит весомый вклад в формирование национальной повестки в сфере международного регулирования ИИ, а также принял непосредственное участие в разработке Концепции развития регулирования отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники до 2024 г., утвержденной Правительством РФ в августе 2020 г.

Консорциум

В консорциум Центра вошли 28 научных и образовательных учреждений и партнеров из индустрии.

Научные и образовательные учреждения

НИУ ВШЭ, Сколтех, Университет Иннополис, АО НИИАС, ИПУ РАН, Сеченовский университет, Международный банковский институт, АНО ДПО «Корпоративный университет Сбербанка», ФМБА.

Партнеры из индустрии

ПАО Сбербанк, ПАО Ростелеком, ОАО РЖД, ООО «1520 Сигнал», АО Концерн ВКО Алмаз-Антей, ПАО Газпром нефть, ГК ХимРар, ПАО «МАК «Вымпел», ООО Нейроботикс, ООО «Нейросети Ашманова», BiTronics Lab, АО ПКК Миландр, АО Крибрум, ООО «Лаборатория Наносемантика», ГК InfoWatch, ООО «Элиот», ООО «АйДесайд Консалтинг», АО «Росгеология», ООО «Инжиниринговый Центр «Автономная энергетика».

Проекты

Центр компетенций НТИ «Искусственный интеллект» реализует проекты НИОКР по 7 направлениям:

  1. Программные и технические средства для сильного машинного интеллекта

    • Модели искусственной психики для роботов и нейроимплантов – создана alpha-версия биологически обоснованного действующего прототипа искусственной психики роботов «ADAM» (от Adaptive Deep Autonomous Machine) с архитектурой Deep Control, который ляжет в основу операционных систем автономных роботов нового поколения. На текущем этапе разработка способна демонстрировать простейшие элементы взаимодействия с тестовой (игровой) средой.
      https://ai.mipt.ru/projects/modeli_iskusstvennoy_psikhiki_dlya_robotov_i_neyroimplantov

    • Нейроморфные платформы – разработаны новые архитектуры нейроморфных вычислительных систем, а также элементная база для создания гибридных биоэлектронных устройств, оптогенетические нейроинтерфейсные чипы и исследовательские комплексы на их основе.
      https://ai.mipt.ru/projects/neyromorfnye_platformy

    • Операционная среда роботов – создана и доступна для использования операционная система xoRDE для программирования роботов (обеспечивает управление и самообучение роботов различной конфигурации – от колесных до биподных и бимануальных (с конечностями)).
      https://ai.mipt.ru/projects/operatsionnaya_sreda_robotov_xorde

  2. Разговорный искусственный интеллект

    • НейроИнтеллект iPavlov – программная платформа для создания разговорных приложений, нейроассистентов. Создание библиотеки DeepPavlov завершено в 2020 году, она находится в открытом доступе на Github, количество скачиваний – более 120 000. Ряд решений на основе платформы используются Сбербанком в целях автоматизации бизнес-процессов.
      https://ai.mipt.ru/projects/razgovornyy_neyrointellekt_deeppavlov

    • Deep Language – разработка и исследование моделей машинного обучения для систем обработки естественного языка.

    • Анализ мультимодальных данных «TopicNet» – создана библиотека автоматизированной тематической классификации мультимодальных текстовых русско- и англоязычных данных с возможностью визуализации процесса. Применяется при создании поисковых и рекомендательных сервисов, анализе новостных потоков и социальных медиа, поиске в патентных базах, категоризации транзакционных данных и т.д.
      https://ai.mipt.ru/projects/analiz_multimodalnykh_dannykh_topicnet

    • Психолингвистический анализ информационного пространства (СМИ, соцмедиа) на арабском языке и его диалектах – разработка комплекса ПО, лингвистических и поведенческих моделей и методик автоматического анализа неструктурированных текстов. Позволяет измерять социальную и политическую «температуру» общества, предотвращать случаи экстремизма, а также адаптировать решения для использования в маркетинге, информационной безопасности, HR, развитии бизнеса.
      https://ai.mipt.ru/projects/psikholingvisticheskiy_analiz_informatsionnogo_prostranstva_smi_sotsmedi...

  3. Распознавание и синтез речи

    • Речевая аналитика и голосовые роботы – создание на основе методов компьютерной лингвистики и нейросетевых технологий системы распознавания и анализа речи. Особенностью решения является его реализация на базе отечественных аппаратных платформ (процессоры Эльбрус и/или NeuroMatrix) и алгоритмов российской библиотеки глубокого обучения PuzzleLib. Решение позволяет производить прием голосовых обращений, осуществлять синтез речи, распознавать и классифицировать команды оператора, роботизировать процесс обработки заявок в техподдержку. https://ai.mipt.ru/projects/rechevaya_analitika_i_golosovye_roboty

  4. Экспертные, рекомендательные, информационно-аналитические системы, автоматизация проектирования и управления

    • Системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР) – экспертная система, обеспечивающая автоматизированную обработку данных функциональных и лучевых исследований (флюорографии, маммографии, электрокардиографии). Разработан и прошел адаптацию в лечебных медучреждениях экспериментальный образец, который представляет собой кроссплатформенную клиентскую часть, реализованную в виде веб-интерфейса, и не требует от пользователя овладения специальными навыками.
      https://ai.mipt.ru/projects/sistemy_podderzhki_prinyatiya_vrachebnykh_resheniy

    • Системы управления процессами разработки месторождений – создание экспертной системы и программного комплекса мониторинга и оптимального управления разработкой месторождений с трудноизвлекаемыми запасами на базе алгоритмов машинного и глубинного обучения. Реализован прототип системы автоматизированной адаптации гидродинамических моделей, ведется апробирование алгоритмов на промысловых данных.
      https://ai.mipt.ru/projects/sistemy_upravleniya_protsessami_razrabotki_mestorozhdeniy

    • Система автоматизированного проектирования радиолокационной техники с применением технологий искусственного интеллекта и машинного обучения для задач распознавания аэродинамических объектов по дальностным портретам – разработаны прототипы программных модулей системы распознавания.

    • Проектирование фармпрепаратов и прогнозирование их свойств – ведется разработка и тестирование технологий ИИ, предназначенных для создания новых лекарственных препаратов за счет автоматизации рутинных процессов в ходе их разработки. В качестве демонстрационных прототипов будут представлены: 1) система поиска соответствий между биологическими мишенями и заболеваниями в аннотациях к зарубежным научным публикациям; 2) система распознавания изображений структурных формул малых молекул (в т.ч. фотографий) и их конвертации в типовой машинный формат. Оценка и валидация разработанных модулей будет осуществляться на базе ГК «ХимРар» – индустриального партнера.
      https://ai.mipt.ru/projects/proektirovanie_farmpreparatov_i_prognozirovanie_ikh_svoystv

    • Система оптимизации движения ж/д транспорта «Прогноз» – создание инструментов поддержки принятия оперативных решений и автоматизированного управления поездной ситуацией в режиме реального времени. Проект находится на стадии демонстрации технологии и рассчитан на применение в транспортной сфере и логистике. Первые внедрения системы будут осуществлены на железнодорожных объектах, оснащенных системами железнодорожной автоматики и телемеханики ГК «1520».
      https://ai.mipt.ru/projects/sistema_optimizatsii_dvizheniya_zh_d_transporta_prognoz

    • Системы оперативного мониторинга природных территорий на основе локальной глубокой обработки данных дистанционного зондирования и технического зрения при помощи технологий искусственного интеллекта. Были проведены исследовательские испытания основных модулей ПО имитационного моделирования данных мониторинга целевых объектов в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах.

    • Создание экспертной системы и программно-аппаратного комплекса для планирования морской сейсморазведки в реальном времени. Создан комплекс полезной нагрузки летательных аппаратов, построенный по модульному принципу и обеспечивающий решение поставленных задач.

  5. Техническое зрение, обнаружение, распознавание, дешифрация, классификация изображений

    • Системы идентификации объектов на фото/видео изображениях – разработка системы технического зрения для интеллектуальной обработки фото и видеоинформации с использованием сверточных нейросетей, глубокого обучения и программно-аппаратной интеллектуальной системы поиска, локализации и классификации объектов на фото и видео в режиме реального времени. В основе разработки – уникальная технология вариационных автоэнкодеров, позволяющая искать нетипичные для местности объекты на одном изображении. Функциональные испытания прототипа системы запланированы на вторую половину 2021 года.
      https://ai.mipt.ru/projects/sistemy_identifikatsii_obektov_na_foto_video_izobrazheniyakh

    • Создание сети оптических телескопов-роботов, оптических матриц и алгоритмов для обнаружения, сопровождения, распознавания и классификации околоземных космических объектов. В результате работ будут получены новые алгоритмы и ПО, которые найдут применение при построении глобальной системы мониторинга околоземных космических объектов, предназначенной, например, для парирования военных угроз в космосе и из космоса, регулярного контроля малоразмерных космических объектов и др. целей.
      https://ai.mipt.ru/projects/robotizirovannye_teleskopy_s_funktsiey_raspoznavaniya_okolozemnykh_obekt...

    • Новая интерактивная биометрия – разработка принципиально новых технологий биометрической идентификации с помощью анализа и интеллектуальной обработки рефлекторных реакций человека (характера движения зрачков). В настоящее время проводится тестирование алгоритмов и обучение нейросетевых моделей, ведется разработка системы сбора, хранения и визуализации данных о рефлекторных реакциях человека. Потенциальные заказчики решения: банковская сфера и платежные сервисы, сфера оказания госуслуг, производители устройств.
      https://ai.mipt.ru/projects/novaya_interaktivnaya_biometriya

  6. Технологии искусственного интеллекта в робототехнике, умных машинах

    • Автономные мобильные комплексы мониторинга на базе БПЛА – разработка мобильных автономных комплексов оперативного мониторинга различного назначения с применением технологий искусственного интеллекта для обработки и интерпретации данных и поддержки принятия решений в реальном времени. Используемые методы и средства мониторинга прошли валидацию в ходе натурных испытаний в Арктической зоне РФ.
      https://ai.mipt.ru/projects/avtonomnye_mobilnye_kompleksy_monitoringa_na_baze_bpla

    • Ассистивные устройства для людей с ограниченными возможностями – в ходе работ разработан роботизированный ассистивный комплекс «РобоКом», предназначенный для людей, имеющих нарушения двигательных функций, вызванных последствиями травм головного и спинного мозга, инсульта. «РобоКом» выполняет функции захвата, удержания и перемещения объектов, имеет возможность подключения и управления от нейрогарнитуры. Может использоваться лечебными учреждениями, реабилитационными и гериатрическими центрами, а также в домашних условиях.
      https://ai.mipt.ru/projects/assistivnye_ustroystva_dlya_lyudey_s_ogranichennymi_vozmozhnostyami

  7. Технологии искусственного интеллекта в энергетике, связи, городском хозяйстве и в других отраслях, «умный дом», «умный город», «умные» сети и системы

    • Разработка мультиагентной платформы сервисов интеллектуального трейдинга самоорганизующихся микроэнергетических систем – создание программно-аппаратного комплекса с элементами Internet of Energy и вывод на рынок услуги энергетической гибкости (перераспределение энергоресурсов для снижения объема дизельной генерации и создания энергетического баланса). Разработан экспериментальный демонстрационный образец платформы, который способен моделировать процесс управления гибридным энергокомплексом. Данный комплекс введен в опытную эксплуатацию в населенном пункте ЯНАО. По результатам опытной эксплуатации будет принято решение о доработке и тиражировании данного решения в регионе и за его пределами.
      https://ai.mipt.ru/projects/multiagentnaya_platforma_intellektualnogo_treydinga_dlya_energosistem

    • Модули для интеллектуальной системы управления городской инфраструктурой – разработка аппаратно-программного комплекса автоматизации управления энергоресурсами, безопасностью, с применением беспроводной телеметрической сети типа LPWAN, а также автотранспортом и другими подвижными объектами с применением сетей и технологий V2X, 5G, интеллектуальных приборов и технологий искусственного интеллекта. В ходе работ была получена методика применения беспроводных сетей типа LPWAN; 2) технические требования и предложения по разработке и производству приборов RSU (неподвижных агентов интеллектуальной транспортной системы).
      https://ai.mipt.ru/projects/moduli_dlya_intellektualnoy_sistemy_upravleniya_gorodskoy_infrastrukturo...

Образовательная деятельность

За 2018-2020 гг. в Центре было подготовлено более 300 специалистов в рамках общеобразовательных программ Центра, а также более 500 специалистов – в рамках дополнительных образовательных программ Центра. Специалистами Центра разработано и запущено 5 новых программ магистратуры (две из них на английском языке), 4 учебные дисциплины в рамках программ бакалавриата и магистратуры, 10 новых программ дополнительного профессионального образования, а также 3 дополнительные образовательные программы взрослых и детей.

Не менее важным направлением является корпоративное обучение. В рамках активного сотрудничества с ПАО Сбербанк специалистами Центра осуществляется внедрение и сопровождение образовательных курсов, реализуемых на базе Корпоративного Университета Сбербанк. Всего в рамках корпоративного образования было обучено более 2000 сотрудников.

Список всех образовательных проектов Центра представлен на сайте: https://ai.mipt.ru/education/ 

Центр также проводит активную работу со школьниками, организуя научно-прикладные занятия по применению технологий ИИ и мастер-классы по робототехнике.

В 2020 году были запущены 3 образовательные программы для школьников и студентов по искусственному интеллекту, машинному зрению и нейротехнологиям, которые были включены в перечень лучших цифровых учебных материалов и практик для дополнительного образования, рекомендованных Минпросвещения России и Агентством стратегических инициатив. Также Центр активно участвует в Олимпиадном движении НТИ и НТИ.Junior, задействован в профильных мероприятиях по развитию нейрообразования в России.

Команда

  • Микуленков Александр Сергеевич, директор Центра,
    mikulenkov.as@mipt.ru

  • Сытник Дмитрий Александрович, зам. директора по исследованиям и разработкам,
    sytnik.da@mipt.ru

  • Шумский Сергей Александрович, директор НКС, руководитель проекта,
     serge.shumsky@gmail.com

  • Райгородский Андрей Михайлович, руководитель образовательного направления, член НКС, руководитель проекта,
    raigorodskii.am@mipt.ru


Контакты

Адрес: Московская обл., г. Долгопрудный, Научный пер. 4, корпус МФТИ «Физтех.Цифра»
Тел.: +7 (498) 744-66-17

Открытый отбор проектов НТИ

РВК проводит открытый отбор проектов НТИ, нацеленных на экспорт на зарубежные рынки технологических продуктов, разработку прорывных инновационных технологий, создание условий для компаний, работающих на рынках НТИ.

Медиа-центр

Новости проектов | Статьи
08.08.2019
Лаборатория бизнес-решений на основе ИИ МФТИ, Физтех Акселератор совместно с индустриальным партнёром компанией Data Monsters запускают интенсивную программу для предпринимателей в области искусственного интеллекта — AI Camp.
17.07.2019
В МФТИ открылась Лаборатория интеллектуальных криптографических систем. Она создана на базе Центра компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Искусственный интеллект» совместно с Virgil Security, Inc.
Все новости
Все cтатьи
Место проведения: