Как создать Центр искусственного интеллекта за 100 дней

Дизайнер обложки Александр Юрьевич Чесалов

Фотограф Dzemidzenka Andrei | Dreamstime

© Александр Чесалов, 2023

© Александр Юрьевич Чесалов, дизайн обложки, 2023

© Dzemidzenka Andrei | Dreamstime, фотографии, 2023

ISBN 978-5-0055-8942-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Постарайтесь почаще смотреть вверх на звезды, а не себе под ноги. Попытайтесь понять, что вы видите, не переставайте задаваться вопросами о том, что определяет существование нашей Вселенной. Будьте любознательными. И какой бы сложной не казалась жизнь, всегда есть что-то, что вы можете сделать и в чем преуспеть. Самое главное – просто не сдаваться.

– Британский физик-теоретик Стивен Хокинг

Единственное серьезное, что с нами происходит – это жизнь! Смысл ее в наполнении ее этим самым смыслом. Любовь раскрашивает ее всеми цветами радуги. Трудности делают нас сильнее. Равнодушие убивает. Родные – то, ради чего стоит жить. Все остальное – суета… Но, каждый из нас, должен отдавать себе отчет в том, что он уже оставил свой неизгладимый след в этом новом цифровом мире.

– Александр Чесалов

Рецензии на книгу

Михаил Юрьевич Кузнецов

Директор ФГУП МНИИ «Интеграл», кандидат технических наук

В книге «Как создать Центр искусственного интеллекта за 100 дней» представлен комплексный анализ текущего состояния разработок по искусственному интеллекту (ИИ), а также методология создания доверенного, и в будущем, сильного ИИ.

Основные тезисы книги указывают на высокий спрос в использовании технологий искусственного интеллекта для решения локальных задач автоматизации в совершенно разных отраслях экономики.

Учитывая актуальность внедрения передовых информационных и прорывных технологий, в сравнительно короткие сроки автором была подготовлена программа Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана, процесс создания которого в доступной форме изложен в литературном труде.

А. Ю. Чесалов раскрывает основную цель программы Центра – создание кастомизированного программного комплекса – платформы машинного обучения для автоматизации обеспечения бесперебойной работы и улучшения качества услуг интеллектуальных сетей передачи, обработки и хранения гетерогенных данных, включая поддержку работы с широкополосными сетями передачи данных, сетями Wi-Fi, сетями IoT (Интернета вещей) и др. Отдельного внимания заслуживает факт того, что комплекс будет предназначен для решения широкого круга межотраслевых задач индустриальных партнеров, а также для создания и тестирования новых алгоритмов обучения нейронных сетей, которые могут применяться в широком спектре кросс-отраслевых прикладных решений, что позволит также сделать существенный шаг для последующих исследований в направлении сильного искусственного интеллекта.

Очень важным аспектом работы данной платформы является реализация задачи поддержания наиболее эффективной нагрузки на сеть по критерию производительности в условиях интенсивной маршрутизации обмена сообщениями. На основании исходных данных платформа может моделировать и прогнозировать поведение сети, информируя оператора о причинах сбоев или снижении эффективности работы сети, и помогая делать прогнозы по улучшению обслуживания сети, а также решать задачи по ее оптимизации. «Умная» платформа сможет также применяться крупными производственными компаниями при переводе производственных и технологических процессов на уровень «Индустрия 4.0», а также для развития промышленного Интернета вещей, решения задач автоматизации обмена данными о процессах и автоматической реконфигурации без непосредственного участия человека.

Данная книга будет интересна многим специалистам, поскольку в ней изложено определение высокоуровневых архитектурных требований к создаваемой платформе, реализующей функции машинного обучения, и их взаимосвязь с интеллектуальными коммуникационными сетями.

Автор также уделяет внимание описанию образовательных программ и учебно-методических материалов, а также средств обучения и воспитания Центра.

Отдельно следует отметить опыт взаимодействия с организациями-партнерами Центра, а также с индустриальным партнером АО «ЭР-Телеком Холдинг». В книге представлен перечень организаций, входящих в консорциум, с подробным описанием роли каждого участника в рамках решения общих задач.

В работе проанализированы этические нормы, касающиеся применения технологий искусственного интеллекта. Они затрагивают как каждого в отдельности человека, так и все стадии жизненного цикла различных видов и классов аппаратно-программных или программных реализаций систем искусственного интеллекта – от научных исследований в предметной области, проектирования и разработки новых технологических решений до внедрения полученных результатов в различных отраслях экономики Российской Федерации.

В этом труде А. Ю. Чесалов передает опыт, который он получил в процессе работы над созданием Программы Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Книга написана в жанре научно-популярной литературы и подойдет для широкого круга читателей, как специалистов в области ИИ, так и людей, увлекающихся наукой.

Искандер Ильгизарович Бариев

Проректор – начальник управления по проектной и научно-исследовательской деятельности университета Иннополис

Александр Юрьевич Чесалов – доктор технических наук, член-корреспондент РАЕН, автор книг «Моя цифровая реальность», «Цифровая трансформация», «Цифровая экосистема Института омбудсмена: концепция, технологии, практика». Практический опыт Александра Юрьевича – это более 30 лет в сфере информационных технологий и 17 лет в IT-бизнесе. С 2004 года работал в структурах АФК «Система», в 2005 году с командой талантливых специалистов из города Твери создал компанию «Network Systems Innovations», в 2009 году создал и возглавлял бизнес-направление «Ситроникс Системы Безопасности» в компании «Sitronics», с 2012 года занялся созданием и развитием собственных бизнес-проектов в области новых информационных технологий и информационной безопасности. В 2018 – 2020 годах член Совета ТПП РФ по развитию информационных технологий и цифровой экономики, в 2021 году избран членом экспертной группы по вопросам цифровизации деятельности Уполномоченного по правам человека в Российской Федерации, с 2021 года заместитель директора Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Книга «Как создать центр искусственного интеллекта за 100 дней» посвящена работе автора в должности заместителя директора Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана, и, более конкретно, созданию в структуре вуза Центра искусственного интеллекта. Центр создан в кратчайшие сроки, что помогло победе в одном и достойному выступлению в другом федеральном грантовом отборе.

Книга «Как создать центр искусственного интеллекта за 100 дней» включает три слоя подачи материала читателю:

Первый, повествовательно-художественный, представлен практически всеми главами книги, в которых излагаются в хронологическом порядке события, произошедшие в стодневный срок лета 2021 года в МГТУ им. Н. Э. Баумана и раскрывает непосредственно особенности «создния центра искусственного интеллекта за 100 дней». Стиль изложения захватывает, в книге прослеживается четкая сюжетная линия, местами напоминающая детектив, что мотивирует к чтению одного раздела за другим с желанием узнать, чем же закончится история.

Второй, научно-популярный, представлен пятой главой книги «Программа центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана», в нем автор, доступным широкому кругу читателей языком, раскрыл главную цель центра – создать индивидуальный программный комплекс – платформу машинного обучения для автоматизации бесперебойной работы и повышения качества обслуживания интеллектуальных сетей передачи, обработки и хранения разнородных данных, включая поддержку широкополосной передачи данных, сетей Wi-Fi, IoT (Internet of Things) и др. Следует отметить, что комплекс предназначен для решения широкого круга межотраслевых задач отраслевых партнеров, а также для создания и тестирования новых алгоритмов обучения нейронных сетей. Эти алгоритмы могут использоваться в широком спектре межотраслевых прикладных решений, которые также станут важным шагом в дальнейших исследованиях сильного искусственного интеллекта.

Третий, более философский слой, приводится в главе «Заключение», в которой автор задается вопросом о перспективах развития технологий четвертой промышленной революции и «цифровом человеческом бессмертии», предполагает, что мысли и идеи, изложенные в книге, будут актуальны еще не один десяток лет.

Книга, в первую очередь, заинтересует многих экспертов, так как она определяет высокоуровневые архитектурные требования для создания платформы машинного обучения и их взаимосвязь с интеллектуальными коммуникационными сетями. Также автор уделяет внимание описанию образовательных проектов и учебных материалов, а также методам преподавания и обучения в центре.

Кроме того, стоит обратить внимание на опыт взаимодействия с основным индустриальным партнером ЗАО «ЭР-Телеком Холдинг». Эта книга содержит список организаций, входящих в альянс, с подробным описанием роли каждого участника в решении общих проблем.

В книге анализируются этические нормы использования технологий искусственного интеллекта. Они затрагивают все этапы жизненного цикла различных типов и категорий программно-аппаратного обеспечения или программной реализации систем искусственного интеллекта – от научных исследований в предметных областях, проектирования и разработки новых технологических решений до внедрения в различных секторах экономики России.

В целом, книга представляет собой жанр научно-популярной литературы, подходящей для широкого круга читателей, включая экспертов по искусственному интеллекту, менеджеров наукоемких проектов, специалистов вузов и научно-исследовательских организаций и людей, любящих науку.

Хочется отметить целеустремленность автора и его команды в достижении целей, искренне пожелать им успехов в реализации намеченных планов по созданию платформы машинного обучения для автоматизации обеспечения бесперебойной работы и улучшения качества услуг интеллектуальных сетей передачи, обработки и хранения гетерогенных данных, а также в развитии созданного Центра, пусть и с привлечением иных источников финансирования, чем предполагалось ранее. Будем рады сотрудничеству в реализации совместных научных исследований и проектов для бизнес-заказчиков, создании инновационных программных продуктов с использованием технологий искусственного интеллекта и в любых других начинаниях.

Алексей Юрьевич Рокотян

Эксперт по стратегии продуктового развития В2В АО «ЭР-Телеком Холдинг», кандидат технических наук, академик Международной академии связи

Со сложным чувством читал я рукопись книги Александра Юрьевича Чесалова о перипетиях создания Центра искусственного интеллекта «Бауманки» и участия в конкурсе на государственные субсидии, к которой автор любезно попросил меня добавить несколько штрихов. Сквозь ноябрьскую слякоть вспоминались жаркие (во всех смыслах) августовские дни совместной работы с командой МГТУ…

В мою задачу входила непосредственная работа с Александром Юрьевичем и его коллегами над документами, которые должны были связать нашу компанию ЭР-Телеком с Центром разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана в рамках совместного проекта. В число этих документов входили соглашение о намерениях совместно реализовывать проект, в котором ЭР-Телеком должен был стать основным индустриальным партнером, договор и техническое задание на совместные работы на все 4 года проекта, разделы конкурсной документации, описывающие ЭР-Телеком в качестве индустриального партнера и то, как он собирается использовать результаты совместной работы.

Основная сложность была не столько в том, что документы были весьма объемными и «дорогими» (в смысле 9-значных сумм, которыми они оперировали), а сроки на работы над ними были более чем жесткими, сколько в том, что нужно было совместить интересы исследовательского Центра при одном из ведущих университетов страны, с жестко прагматическими интересами частной компании, являющейся оператором связи на остро конкурентном рынке.

Споров и на рабочем уровне с моими визави из Центра ИИ МГТУ, и с привлечением руководителей проекта в наших организациях А. Ю. Чесалова и Д. А. Реймера, было много. Но в итоге удалось найти фразы и формулы, достаточно четко описывающие те задачи, которые при их успешном решении позволяли надеяться на реальный экономический и технический эффект для нашей компании. Иными словами, мы обрели основания полагать, что-то финансирование, которое ЭР-Телеком должен был внести в проект, носило возвратный, окупаемый характер за счет, как экономии при осуществлении технической эксплуатации инфокоммуникационных сетей, так и даже в еще большей степени за счет роста доходов от предоставления нашим Клиентам качественно новых сервисов, поддержанных возможностями искусственного интеллекта.

Мы попытались объединить наше видение перспективных инфокоммуникационных сервисов с теми моделями ИИ, над которыми планировал работать Центр ИИ МГТУ. Не с первого, и даже не со второго раза, но мы нашли общее понимание как в постановке задач, над которыми нужно было работать, так и в этапах, сроках, формах осуществления работ. Также постарались описать образ ожидаемых результатов работы настолько конкретно, насколько это вообще достижимо на начальном этапе поисковой работы в не устоявшейся еще в научном плане области.

В качестве личной заслуги :-) могу отметить то, что удалось убедить коллег отказаться от традиционного «водопада» при проведении работ и перейти к итерационной методологии, включающей разработку концепции, прототипов и MVP (Minimum Viable Product – минимально жизнеспособный продукт), на которых в ходе пилотных проектов отрабатываются принципы использования ИИ при решении наших прикладных задач, а также опытно-коммерческую эксплуатацию решения, предлагавшегося к последующему внедрению.

Тем самым мы постарались объединить преимущества традиционного проектного подхода, основанного на широком, системном взгляде на проблему и ее решение, с гибкими методами разработки, обеспечивающими коммерческую эффективность той системы, которая получается в результате.

История, как говорится, не имеет сослагательного наклонения и проект в итоге, как это детально описано Александром Юрьевичем, не состоялся в том виде, в котором планировали его участники.

Тем не менее, опыт, который мы приобрели в этом проекте, те новые контакты, которые у нас завязались с коллегами из «Бауманки», явно дадут положительный эффект, пусть и в какой-то иной форме, в ином проекте. Я в этом уверен и благодарен Александру Юрьевичу и его коллегам за интересную работу и сотрудничество, связавшее нас в июле-сентябре 2021 года.

Горошникова Татьяна Аркадьевна

Первый заместитель декана Факультета международных отношений Финансового Университета при Правительстве РФ, кандидат технических наук

Книга с таким ярким названием заинтересует специалистов различных профессий, занятых не просто зарабатыванием средств, а увлеченных по-настоящему своим делом, мечтающих об успехе.

Для решения поставленной амбициозной задачи необходима команда не просто активных, а наделенных созидательной интеллектуальной энергией специалистов. Читателю представлена команда, получившая возможность применить свои знания и умения, проявить соревновательный азарт и почувствовать достойную поддержку коллег. История создания Центра искусственного интеллекта на базе МГТУ им. Баумана, привлечения единомышленников и спонсоров из промышленного сектора, может служить примером создания работоспособного содружества талантливых ученых, работающих не в свободном «полете», а во временных рамках жесткого задания и определенного законодательства. Итогом слаженной командной работы стали проект видения решения научной задачи разработки и внедрения сильного прикладного искусственного интеллекта, и мероприятия, позволяющие обеспечить этот полет научной мысли. Чтобы оценить всю сложность проблемы полезно, для начала, заглянуть в глоссарий, содержащий более 100 позиций, для описания новейших тенденции в развитии искусственного интеллекта (в дальнейшем ИИ).

Книга написана в жанре научно-популярной литературы, поэтому главы с описанием методов создания и перспектив использования разрабатываемых математических моделей, алгоритмов, систем «сильного доверенного» ИИ, по сути являющегося технологической имитацией естественных функций человеческого мозга, изложены доступно, интересно и обоснованно. Специалистам же будет предоставлена возможность оценить этапы перехода от задачи «распознавания образов и объектов», успешно решаемой в России и за рубежом, к задачам обучения сверхбольших нейронных сетей, необходимых для обработки больших объёмов информации в промышленности и науке, и анализу естественных языков с помощью ИИ, вернее, с помощью сильного и доверенного ИИ. Эта «жаркая» тема породила и создание так называемой философия ИИ и постулатов, закрепленных в определенных документах, не оставленных автором без внимания.

Ответственными являются предложения Центра по обеспечению будущей работы и выполнения тщательно проработанных планов внедрения ИИ в различных организациях и ведомствах. Предложенные образовательные программы направлены на развитие необходимых профессиональных компетенций и навыков, обеспечивают синтез теоретических и практических задач. Важным представляется участие индустриальных партнеров Центра в подготовке производственных кейсов для образовательных программ, а также планы по продвижению российских образовательных технологий за рубежом. Сама программа впечатляет и, несомненно, будет интересна научному сообществу и преподавателям вузов объемом и широтой охвата межотраслевых технологий ИИ, способов образовательных технологий, с учетом наработанных материалов. Книга вполне может служить учебным пособием по организации коллективов, оформлению научных предложений и отчетов и, хотелось бы надеяться на продолжение: «Как отработал Центр искусственного интеллекта, созданный за 100 дней. Слова Стивена Хокинга, вся жизнь которого была гимном человеческим возможностям, взятые эпиграфом, свидетельствуют об осознании трудности того пути, который предстоит пройти, и уверенности в своих возможностях. Оставляю читателя проверить пропускную способность своей мозговой системы, оценить распределительные возможности памяти и время реакции на нечто новое, не расстраиваться из-за средней задержки, а применить рекурсивный бустинг.

Тимур Маратович Ахметов

Основатель и генеральный директор «БАРС Груп»

Эта книга – очередное свидетельство готовности и способности активных и неравнодушных людей к решению наисложнейших задач. Заранее завидую будущим читателям: мало того, что это уникальное описание практического кейса по описанию предмета деятельности и поиску финансирования в области сильного искусственного интеллекта, так еще и сама Программа Центра искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана крайне актуальна. Современная жизнь уже невозможна без связи, и качество услуг связи приобретает первейшее значение практически во всех сферах созидательной деятельности человечества. Очень рад был узнать о том, что именно исследованиями возможностей использования технологий искусственного интеллекта для оптимизации качества связи гетерогенных сетей будет заниматься такой университет, как МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Хочу пожелать читателям книги вдохновиться, и сделать что-то не менее значимое.

Автору же, пользуясь случаем, хочу не только пожелать успехов в реализации Программы Центра, но и выразить радость от знакомства с таким оптимистичным и целеустремленным человеком, каким является Александр Чесалов.

От Автора

Александр Юрьевич Чесалов

Доктор технических наук, академик РАЕН.

Разработчик программы Центра искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана, программы «Искусственный интеллект» и «Глубокая аналитика» проекта «Приоритет 2030» МГТУ им. Н. Э. Баумана в 2021—2022 годах.

Превосходные умы суть истинные герои истории.

– Николай Михайлович Карамзин. Русский историк, поэт и литератор. Создатель «Истории государства Российского»

Специалисты, которые сразу могут включиться в работу предприятия, в большой проект – сегодня на вес золота.

– Гордин Михаил Валериевич. Ректор МГТУ им. Н. Э. Баумана

Эта книга посвящается всем ученым, программистам, менеджерам, руководителям, студентам, перфекционистам, новаторам и просто любознательным людям, кто хочет реализовать себя в это непростое, но очень интересное время рассвета технологий четвертой промышленной революции, создавая новую реальность и воплощая свои смелые идеи в проектах, системах, программах, визуализации, алгоритмах, архитектурах, работе с большими данными по созданию доверенного, а в будущем, и сильного искусственного интеллекта.

Будучи большим энтузиастом, и в силу некоторых неведомых мне причин, в мае 2021 года мне выпала уникальная возможность стать человеком, перед которым была поставлена задача создать Центр разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Для достижения поставленной цели мне нужно было решить две большие задачи:

– Первая заключалась в том, чтобы принять участие и победить в Конкурсе, проводимом Аналитическим Центром при Правительстве России по отбору получателей поддержки исследовательских центров в сфере искусственного интеллекта, в том числе в области «сильного» искусственного интеллекта, систем доверенного искусственного интеллекта и этических аспектов применения искусственного интеллекта, и получить для МГТУ им. Н. Э. Баумана на четыре года финансирование в объеме 1,17 млрд рублей (информация открытая https://ac.gov.ru/news/page/obavlen-konkurs-na-podderzku-issledovatelskih-centrov-po-iskusstvennomu-intellektu-26984 и https://ac.gov.ru/projects/done/project/otbor-issledovatelskih-centrov-v-sfere-ii-42).

– Вторая заключалась в том, чтобы принять участие (в числе большой команды специалистов и преподавателей Университета) и победить в конкурсе «Приоритет-2030», проводимого Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и получить для МГТУ им. Н. Э. Баумана на десять лет финансирование в объеме 10 млрд рублей (информация открытая https://priority2030.ru/).

На первый взгляд, да и на первых порах, как мне казалось, обе задачи были, мягко выражаясь, «неподъемными».

В первом случае на меня легло бремя написания Программы и Плана мероприятий Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана. Кроме того, для выполнения условия конкурсной документации мне (а в последствии, всей нашей небольшой команде) необходимо было найти Индустриального партнера, который бы поверил в нас и вложил в проект дополнительно 270 млн рублей.

Во втором случае мне пришлось приложить усилия к написанию двух весьма интересных документов общей программы «Приоритет-2030»: «Искусственный интеллект как сервис» и «Глубокая аналитика». Написать-то, вы скажете, может любой. Да, но это не совсем так просто, как может показаться на первый взгляд. Нам нужно было найти или придумать совершенно новое направление в сфере искусственного интеллекта и обработки больших данных. И, несомненно, мы их нашли.

За сто мимолётных дней невероятно жаркого лета 2021 года была проведена, мягко говоря, огромная работа!

И эта работа была бы невозможна без команды настоящих профессионалов, которая провела эту титаническую работу по анализу и систематизации большого количества информации, а также написанию, согласованию и утверждению немыслимого числа документов, поиску и привлечению новых ученых в Центр, и многое другое в кратчайшие сроки.

Результатом нашей совместной работы стала не только Заявка, которая включала Программу и План Мероприятий Центра разработки и внедрения сильного и прикладного искусственного интеллекта МГТУ им. Н. Э. Баумана (состоящая из более чем пяти тысяч страниц), Доклад и Презентации, которые были переданы и представлены Аналитическому Центру при Правительстве России на конкурсном отборе. Результатом, как я считаю, стал тот высокий уровень, на который Университет вышел в очень короткое время, благодаря целеустремленности и характеру людей, работающих над этим проектом.