Получен первый в мире оптоэлектронный нечеткий регулятор, Алексей Аверкин из Вычислительного центра  им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН

Аверкин Алексей Николаевич – ведущий научный сотрудник Вычислительного центра им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН под руководством академика И.А. Соколова,  доцент, кандидат физико-математических наук, руководитель Центра искусственного интеллекта университета «Дубна», ведущий научный сотрудник лаборатории искусственного интеллекта, нейротехнологий и бизнес аналитики Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова.  С 1992 года является членом Совета Российской Ассоциации Искусственного Интеллекта, с 1996 г. по 2006 г. – президент Российской Ассоциации Нечетких Систем, вице-президент Российской Ассоциации Нечетких Систем и Мягких Вычислений (с 2006 г.), с 1993 г.  член корреспондент Международной Академии Информатизации по отделению искусственного интеллекта. Участвовал в организации более 50 российских и 20 зарубежных конференций в качестве члена программного комитета.

В 1971 году А.Н. Аверкин окончил механико-математический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, в 1983 году – факультет повышения квалификации дипломированных специалистов Московского лингвистического университета В 1985 защитил кандидатскую диссертацию по теме «Нечеткое отношение моделирования в системах искусственного интеллекта», окончив аспирантуру ВЦ РАН под руководством профессора Д.А.Поспелова.

А.Н. Аверкин участвовал в разработке основных принципов нового интегрированного направления мягких измерений, объединяющих общие вопросы теории и практических приложений мягких вычислений и интеллектуальных измерений в условиях значительной неопределенности информации о сложных техногенных и природных системах. Один из создателей и постоянный заместитель председателя программного комитета конференции «Мягкие вычисления и измерения»,  ежегодно с 1998  года проходившаяся в Санкт-Петербурге на базе Ленинградского электро-технического института.

В течение 30 лет читал курсы и ведет семинарские занятия по искусственному интеллекту, интеллектуальным информационным системам, принятию решений, управлению знаниями, бизнес-аналитике, интеллектуальному анализу данных, когнитивной экономике, нейронным сетям, нечетким множествам, мягким вычисления и управлению проектами в МГУ, МИФИ, МЭИ, МАИ, РЭА, МИРЭА и в университете «Дубна». Являлся руководителем 5 кандидатских диссертаций по искусственному интеллекту и теории принятия решений и более 60 магистерских, дипломных и бакалаврских работ. С 2006 по 2010 года был председателем ГАК в Белгородском Государственном Университете, читал лекции на Российских и международных школах по искусственному интеллекту. С 1986 по 2020 года руководил и  участвовал  в десятках   НИР и НИОКР по заказу Секции прикладных проблем РАН, Министерства промышленности и энергетики России, Минобороны, в российских проектах по грантам РФФИ и Минобрнауки, а также в  международных проектах ESPRIT, ERUDIT, EUNITE, ISTC.

Расскажите о Вашей  работе в  ВЦ РАН и ФИЦ ИЦ РАН. Какие основные направления исследований у Вашей научной группы?

В настоящее время работа отдела интеллектуальных систем связана с методами распознавания образов и обработки изображений, интеллектуального анализа данных и прогнозирования; интеллектуальными технологиями и когнитивными исследованиями, многокритериальным анализом и выбором решений в условиях неопределенности и риска.  В настоящее время отдел интеллектуальных систем участвует в разработке и реализации Национальной стратегии по искусственному интеллекту.

Но мне бы хотелось поговорить немного об истории развитии тематики искусственного интеллекта в ВЦ РАН.

Больший период работы был связан с руководимым мной сектором математических основ искусственного интеллекта, который был образован еще в 1988 гг. в составе отдела проблем искусственного интеллекта под руководством Д. А. Поспелова. В течение 20 лет сектор занимался теоретическими проблемами построения систем, основанных на знаниях, и их программно-аппаратной поддержкой. В настоящее время  в результате вхождения   ВЦ РАН  в ФИЦ ИУ РАН   это направление   вошло в тематику  отдела интеллектуальных систем, долгое время работающего под  руководством академика К. В. Рудакова, а настоящее время под руководством его ученика  к.ф.-м.н. Ю. В. Чеховича.

В работе сектора были отражены следующие тенденции построения интеллектуальных систем:

  • отказ от жестких схем рассуждений, опирающихся на дедуктивную процедуру (в 80-е гг. в ИИ исследовались замкнутые формальные системы, моделирующие предметные области, о закономерностях которых априорно известно все, но к началу 90-х гг. внимание исследователей переключается на изучение квазиаксиоматических систем, в которых аксиомы частично являются сменными);
  • использование идей прикладной семиотики для построения семантических баз знаний;
  • использование в робототехнике моделей мира, основанных на логике действий и других псевдофизических логиках;
  • комплексное развитие и использование нечеткой математики вместе с нейронными сетями и генетическими алгоритмами.

Основные научные разработки группы связаны с созданием нейро-генетико-нечетких моделей управления и методологии их применения в интеллектуальных системах. Получены новые результаты в имитационном моделировании, моделях нечетких рассуждений, в системах распределенного искусственного интеллекта, в области искусственных иммунных систем с нечеткими детекторами, в нейро-нечетких моделях управления биологическим объектом, в гибридных интеллектуальных системах поддержки принятия решений, в системах многокритериального ранжирования, в методах упорядочивания интервальных величин, в задачах оптимизации на ориентированных взвешенных графах.

Эти методы практически использовались в системах прогнозирования поддержки принятия решений в задачах управления государственными целевыми программами, моделирования и анализа геополитической ситуации, мониторинга экологической безопасности, управления сложными техногенными комплексами (информационный комплекс “Экоаналитик”), в лечении онкологических заболеваний, при моделировании систем управления движением человека в тренировочном процессе, при интеллектуализации беспроводных сенсорных сетей с использованием встроенных нечетких регуляторов в коммерческом продукте SensiLink. В области аппаратных средств была разработана программная оболочка нечеткого вывода, позволяющая менять логику вывода в процессе управления. Для ее аппаратной поддержки разработан прототип первого в мире оптоэлектронного нечеткого регулятора, на который был получен патент. Нечеткий регулятор, перевернувший  классическую теории управления,  был разработан основе  теории нечетких множеств,  отцом-основателем которой был выдающийся американский ученый Лотфи Заде из Калифорнийского университета в Беркли, большого друга  академиков Н.Н.Моисева и Г.С.Поспелова  и их сотрудников, работающих в области нечеткой математики, искусственного интеллекта и принятия решений.

Какие результаты работы Вашего сектора и Вашей научной группы Вы бы отметили?

Хотелось бы сказать про сотрудников отдела прикладных интеллектуальных систем, руководимый Д.А. Поспеловым, в который входил наш сектор. К.ф.-м.н. Н.М. Нагорный. один из ярчайших российских ученых школы А.А. Маркова, на раннем этапе формирования информатики включился в разработку теоретико-алгоритмической и математико-логической проблематики, которая со временем превратилась в серьезный источник идей для теоретических разделов этой науки. В исследованиях по теории алгоритмов Н.М. Нагорный включился в период создания Марковым его классической монографии “Теория алгорифмов” (1954 г.). Именно тогда в ней и появилась теорема Нагорного, вошедшая затем во многие отечественные и зарубежные работы по теории алгоритмов.

В области математической логики широкую известность получили работы Н.М. Нагорного по модификации введенного Клини понятия pеализуемого логико-арифметического суждения, играющего важную роль в конструктивной семантике.. Среди значительного числа имеющихся решений этой проблемы, восходящей еще к Д. Гильберту, решение Н.М. Нагорного удачно выделяется своей простотой. Им также конкретизирована знаменитая теорема Маркова о распознавании нетривиальных инвариантных (т.н. марковских) свойств конечноопределенных полугрупп.

Н.М. Нагорный участвовал в разработке системы команд первой серийной советской ЭВМ БЭСМ-2 В продолжение этой работы им совместно с Марковым ещё в 60-х гг. был разработан точный язык для описания работы вычислительных машин. Широкую известность получил выполненный Н.М. Нагорным перевод с немецкого знаменитой двухтомной монографии Д. Гильберта и П. Бернайса «Основания математики» Это до сих пор пока единственный перевод этой книги на другой язык. Троекратная попытка издательства Шпрингер перевести эту книгу на английский успехом не увенчалась.

Когнитивная компьютерная графика – это будущее человеко-машинных интерфейсов и знаковых систем в целом. Это направление впервые в мире также зародилось в Вашем отделе Интеллектуальных прикладных систем? 

Да, с 1996 г. в нашем отделе работал д.ф.-м.н А.А. Зенкин. В середине 90-х гг. им было создано новое направление в области искусственного интеллекта –  когнитивная компьютерная графика (ККГ), суть которого состоит в разработке человеко-машинного интерфейса, основанного на ККГ-визуализации абстрактных математических объектов. На основе этого подхода была разработана диалоговая система для ККГ-исследований проблем аддитивной теории чисел, с помощью которой получены важные научные результаты в области классической теории чисел.

Какую роль в истории отдела  Интеллектуальных систем сыграли Ваши  учителя — Гермоген Сергеевич Поспелов и Дмитрий Александрович Поспелов?

Лаборатория теории и проектирования больших систем, с которой и отсчитывается история отдела интеллектуальных прикладных систем, была образована осенью 1969 г. по инициативе заместителя директора Вычислительного центра Н.Н. Моисеева, тогда  члена-корреспондента АН СССР. Руководителем лаборатории стал Гермоген Сергеевич Поспелов, тогда член-корреспондент АН СССР.

Г.С. Поспелов  прошел характерный для ученых его поколения путь – ученик слесаря, студент вечернего отделения электротехнического техникума, затем студент отделения автотракторного и авиационного оборудования МЭИ.  После окончания войны Г.С. Поспелова вызвали в Управление кадров ВВС и вместо долгожданной демобилизации приказали отправляться на новое место прохождения службы, в ВВА им. Жуковского, где он также прошел все ступени должностной лестницы от ст. инженера лаборатории, через все преподавательские должности, до начальника электротехнического факультета. В ВВА им. Жуковского Г.С. Поспелов работал до 1964 г., когда он, тогда уже генерал-майор, был назначен заместителем председателя секции прикладных проблем при Президиуме АН СССР. К этому времени он защитил кандидатскую (1949 г.) и докторскую (1956 г.) диссертации и несколько позже, в 1966 г., был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению механики и процессов управления, в 1984 он стал академиком РАН.

С начала 1970-х годов, в сфере научных интересов Г.С. Поспелова оказались проблемы искусственного интеллекта и разработки прикладных интеллектуальных систем.

По индикативе Г. С. Поспелова в 1986 году при Президиуме АН СССР был создан Научный совет по проблеме «Искусственный интеллект» (председателем совета стал Г. С. Поспелов, его заместителями — Д. А. Поспелов и Э. В. Попов). Гермогена Сергеевича явился  организатором научного сотрудничества специалистов по ИИ из социалистических стран в рамках международных рабочих групп РГ-18 «Представление знаний в человеко-машинных и робототехнических системах» и РГ-22 «Аппаратные и программные средства систем искусственного интеллекта», которыми и руководил. В начале 1980-х годов в Братиславе была создана Международная базовая лаборатория по ИИ, где в течение почти десяти лет велись совместные проекты, объединявшие ученых и специалистов из стран – участников Совета экономической взаимопомощи.

Эта его деятельность в значительной мере обусловила создание в 1989 г. Советской ассоциации искусственного интеллекта, первым президентом которой был единогласно избран Гермоген Сергеевич. В Научный совет ассоциации было избрано несколько сотрудников лаборатории, а председателем совета стал Д.А.  Поспелов, который впоследствии сменил Г.С.  Поспелова на посту президента ассоциации и долгие годы ее возглавлял.

Следует отметить, что ключевые исследования лаборатории по тематике искусственного интеллекта развивались в секторе, который много лет возглавлял доктор технических наук, профессор Дмитрий Александрович Поспелов.

Аппарат ярусно-параллельных форм, разработанный Д.А. Поспеловым, позволил поставить проблемы, связанные с организацией параллельных вычислений в вычислительных комплексах и сетях.

На основе этого аппарата в 60-70-е гг. были решены такие проблемы, как синхронное и асинхронное распределение программ по машинам системы, оптимальной сегментации программ и оптимизационные задачи, связанные с распределением информационных обменов. В настоящее время развитие методов этой группы привело к созданию новых концепций для спецпроцессоров баз знаний и логического вывода, использующих в качестве модели представления знаний семантические сети или фреймы.

Д.А. Поспеловым были заложены основы нового научного направления, относящегося к инженерии знаний, моделированию рассуждений специалистов-экспертов, принимающих решения в различных предметных областях. Им создана теория нечетких квантификаторов, которая позволила ряду специалистов построить модели человеческих рассуждений, учитывающих те или иные не-факторы, свойственные мышлению специалистов, что позволило приблизить модели классических рассуждений, изучаемых в традиционной логике, к моделям рассуждений, которыми пользуются специалисты.

Дмитрий Александрович Поспелов выдающийся ученый, основоположник искусственного интеллекта в нашей стране, профессор, доктор технических наук, действительный член Российской академии естественных наук.

Как признанный лидер в данной области, Д.А. Поспелов стал руководителем двух крупных международных проектов по созданию прототипов компьютеров новых поколений: советско-венгерского проекта ЛИВС (Логическая информационно-вычислительная система) и проекта ПАМИР (Параллельная архитектура. Микроэлектроника. Интеллектуальный решатель), который разрабатывался в 1980-е годы совместно с учёными из Чехословакии, Болгарии и Польши.

В числе научных достижений Д.А.Поспелова можно указать ситуационное управление и семиотическое моделирование (прикладную семиотику). В СССР с помощью этих методов были построены эффективные системы оперативного диспетчерского управления такими сложными объектами, как грузовой морской порт, атомная электростанция, комплекс трубопроводов, и пр. Результаты этих исследований, полученные ещё в 1960-1970-е годы, на полтора десятка лет опередили западные аналоги. Затем эти исследования возродились в конце 1980-х годов в работах по искусственному интеллекту, а начиная с 1995 года, получили своё обобщение в рамках российско-американских конференций по прикладной семиотике.

Творческая натура Дмитрия Александровича Поспелова далеко не ограничивались только научной и преподавательской деятельностью. Стихи и проза, история и археология, нумизматика и живопись – вот далеко не полный перечень его увлечений.. Близкая ему философия русского космизма нащла своё отражение в литературных изысканиях. В 2007 году Дмитрий Александрович, выпустил  книгу «Амаравелла. Мистическая живопись Петра Фатеева», в аннотации к которой он написал: «…эти картины для тех, в ком живет творческий дух, кому тесно в этом старом тяжеловесном мире, у кого чувствуется зуд в плечах от начинающих прорастать крыльев».

Интервью: Иван Степанян

Read more: Современная наука с Иваном Степаняном ...