Диагноз по селфи: как в ЧелГУ решают проблемы искусственного интеллекта

— Расскажите, пожалуйста, что же такое все-таки искусственный интеллект? Для обывателей это что-то про Терминатора или про компьютерные игры, — а для ученых?  

— Определений много, одному только этому вопросу посвящена не одна книжка. Но, в принципе, можно сформулировать определение как набор задач, программ, алгоритмов, методов, подходов для реализации обычных человеческих функций. Вы умеете готовить борщ? А как этому научить машину? В этом и заключается задача — обучить машину выполнять обыденные человеческие функции. Наша цель — понять, как человек учится, как он получает знания. Мы рождаемся и не умеем писать, говорить, ходить, но в течение нескольких лет приобретаем эти навыки. Как мы это делаем? Ученые до сих пор не знают, что такое интеллект: психология, педагогика, другие дисциплины пытаются ответить на этот вопрос, но нет определения, которое устроило бы абсолютно всех. В рамках ИИ эта задача тоже не решена.

— Можете поподробнее рассказать об этой задаче? Что пытаются решить ученые?

— Дело в том, что пока в принципе к пониманию ИИ нет общего подхода. Исследуют разные концепции: машинное обучение, гиперпараметры, гиперфункции и так далее — это все математика. Но базовое и основное — это машинное обучение. Под ним мы понимаем некоторый алгоритм, который позволяет машине выполнять ряд задач на основе ряда примеров. Мы показываем примеры — допустим, написанные стихи, и машина достает оттуда закономерности, получает знания и использует их для решения других задач — написания других стихов. Это основной подход, он работает хорошо, и зачастую новые изобретенные алгоритмы уступают алгоритмам машинного обучения на основе нейронных сетей глубокого обучения, для которых собираются миллионы данных, и с помощью чего можно получить много новых знаний. Даже человек иногда не способен с такой же точностью и качеством выполнять задачи. Но — пока машина может решать только конкретные задачи в отличие от человека, который может и борщ сварить, и стих написать.

— Новости о тех или иных применениях ИИ выходят практически каждый день. На ваш взгляд, где сейчас передовые фронты?

— Сейчас самое масштабное — это голосовые роботы, наподобие помощника Алисы. ИИ оказывается полезен в качестве понятливого ассистента, который быстро и правильно отвечает на ваши запросы. Развиваются и чат-боты, которые способны поддержать беседу в заданном контексте. Дальше — больше: важная и перспективная задача сейчас — создание бота с функциями психологической поддержки, когда можно будет в диалоге не просто уточнить, когда ближайший сеанс фильма, а получить реальную поддержку в трудную минуту.

— Очевидно, что обученные роботы «наступают на пятки» представителям ряда профессий. Наверняка, есть те, кто громко возражает против развития ИИ?

— Да, разговоры об этом не прекращаются, но начались они задолго до ИИ — с развитием технологий. Когда-то обслуживающие людей машины, от пылесосов до уборочных комбайнов, стали выпускать серийно, а сейчас если взять любое современное производство, то вы увидите, что часто там вообще все происходит автоматически, человек просто следит за линиями и подключается в случае неполадок. А между тем глобальная безработица не наступила и вряд ли наступит.

— Как сильно может развиться ИИ? Возможно ли восстание машин в том виде, как его представляют писатели-фантасты?

— Понятно, что на определенной стадии развития ИИ ему нужно будет получать некоторые моральные и культурные знания о мире — и он будет их получать. Но другой вопрос — какой вывод он будет из них делать. Мы все понимаем, что война — это плохо, убить человека — это ужасно. Мы откуда-то получили этическую базу — от родителей, учителей, из книжек. А какой вывод сделает ИИ, например, прочитав абсолютно все книги этого мира — непонятно. Может, он статистически подсчитает, что целесообразней всех убить.  

— В научной среде вопросы такого рода обсуждаются всерьез, верно?

— Да, даже сформулированы правила — робот не должен убивать ни при каких обстоятельствах, он должен подчиняться хозяину и так далее. Кроме того, популярна дискуссия о том, правильно ли этически и морально иметь андроидов, людей-роботов или воссоздавать разум, дар природы.

— Давайте поговорим о вашей лаборатории на базе ЧелГУ. Кто и чем здесь занимается?

— Я заведующий этой лабораторией, у нас есть единомышленники, не только из нашего университета, но и из Москвы и других городов. Мы общаемся, обсуждаем новые идеи — нельзя сказать, что варимся в собственном соку. Также я привлекаю к работе студентов, в частности, в рамках курсовых и дипломных работ. Конкретно мы пока занимаемся обработкой изображений: решаем задачи по распознаванию лиц, по  автоматическому измерению и обработке 3D-объектов с помощью специализированных камер. Также приступаем к решению задач по обработке больших данных. Сейчас перед правоохранительными органами стоит задача анализа денежных транзакций. Например, наркодилеры и покупатели используют электронные кошельки и криптовалюту для покупки и продажи наркотиков, и мы разрабатываем систему, которая могла бы помогать нашим правоохранительными органам выявлять и проводить оперативно-розыскную деятельность с использованием ИИ.

— Уже есть понимание, как ваши полученные решения будут применяться на практике?

— Системы 3D-распознавания уже широко используются в рамках приложений для смартфонов. В частности, распознавание лиц для входа в систему или ограничения доступа. Прямо сейчас ведем разработку бесконтактного измерения животных с целью получения их характеристик. Раньше как было: специально обученные люди брали рулетку, циркуль и измеряли животное. Сейчас же кинект-камеры (все знают их по XBox) получают карту глубины, и на ее основе мы с помощью ИИ можем моделировать трехмерные объекты. Мы ездили под Бреды и договорились с владельцами фермерского хозяйства коров и быков, где выращиваются 10 тысяч голов герефордовской мясной породы. Установили там камеры, которые автоматически снимают животных, делают бесконтактные промеры, по которым можно вычислить массу животного, оценить содержание жира и мышц. Кроме того, наши коллеги успешно решают задачу однозначной идентификации коровы по ее носу. Эти решения потом могут использоваться в других задачах, например, в виртуальных примерочных. Заходите в интернет, выбираете платье, загружаете свою модель и смотрите, как это платье будет сидеть конкретно на вас. Или же делаете модель ноги, и вам шьют удобнейшую обувь под вашу ногу.

— Такие виртуальные примерочные уже существуют или это только будущее?

— Что-то подобное есть, но идет соревнование и борьба за полную автоматизацию, за простоту использования, за качество получаемых моделей и точности измерений. Растут технические характеристики камер, идет развитие и аппаратных сенсоров. За счет всего этого со временем удается получать более точные модели.

— В соцсетях популярен бот, который на основе нейромашины генерирует «философские высказывания» — иногда получается довольно метко.

— Их множество, в том числе зарубежных, они генерируют и стихи, и романы пишут, довольно-таки приличные. Они могут даже писать научные статьи, доказывать теоремы. Но смотрите — если мы говорим, например, о написании новых музыкальных произведений, то, к сожалению, боты не смогут так же, как люди. Они изучают закономерности — тональность, ритм и другие. Но в эти алгоритмы невозможно заложить понимание того, почему вот такое сочетание нот кажется нам приятным, а вот такое, похожее — уже нет. Все гениальные композиторы читали ноты с листа, они смотрели на ноты и уже слышали эту музыку в голове, а компьютер разве может настолько творчески подходить  к этому процессу? Как измерить и оцифровать результат творчества — это важные вопросы, которые пока не решены.

— Вопрос, который волнует людей — это здоровье и долголетие. Мне кажется, что ИИ может здорово помочь в медицинских целях.

— Машины могут сыграть большую роль в диагностике заболеваний, уточнении диагноза. Но здесь важно понимать, что к задачам такого рода опасно привлекать недетерминированный алгоритм, такой, который основан на вероятностях. Только детерминированный: например, температура достигла такого-то значения — подаем такой-то сигнал. А в диагностике заболеваний много таких ситуаций, когда что-то неочевидно, и решение принять может только врач с помощью опыта и интуиции. Спорные ситуации врачи решают на консилиумах, и машина может здесь помочь тем, что она статистически обсчитает риски, подстрахует, убережет от очевидной ошибки. Резюмируя — я вижу роль ИИ как ассистента врача. Или пациента — цифровой помощник может подсказать, что пора пить таблетку, или послужить в качестве справочника. Еще одно перспективное направление — хотя я и не большой сторонник этого — удаленная медицина. Возможно, в будущем можно будет, сидя за компьютером, сделать селфи на вебкамеру и сразу получить предварительный диагноз. Или, по крайней мере, рекомендации о том, на что обратить внимание. Все это более чем реально — часть рутинных монотонных дел заменить на услуги диагностических помощников, которые автоматизируют часть процессов.  

Фото: Татьяны Тихоновой, pixabay.com