Академик РАН А. Аветисян: Академия наук в IT-сфере - реальность!

Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» охватывает период с 2019 до 2024 гг. В эру высоких технологий главный стратегический ресурс страны определяется ее инновационным потенциалом. В ходе беседы академик РАН, директор Института системного программирования (ИСП) РАН им. В.П. Иванникова Арутюн Аветисян рассказал о том, что необходимо для создания идеальной модели работы Академии наук в IT-сфере – как в России, так и в мире. 

Какой, на ваш взгляд, должна быть идеальная модель работы Академии наук в IT-сфере – как в России, так и в мире?

В этом случае мы говорим исключительно об области IT, а не обо всей Академии в целом. Ведь каждое направление науки имеет свои особенности, свою специфику. Прежде чем говорить о модели работы, попробую кратко обозначить текущее состояние и рассказать, какие проблемы стоят перед нами.

Область информационных технологий, как и математика, пронизывает все науки. Без IT-сферы невозможно развитие ни естественных наук (таких как физика, химия, особенно можно отметить биоинформатику и генетику), ни гуманитарных наук. Кроме того, сейчас происходит переход к так называемой цифровой экономике. Этому термину сложно дать точное определение, но все мы интуитивно чувствуем, что мир становится цифровым. Например, уже сегодня мы можем установить датчик, при помощи которого будем понимать – холодная вода в стакане или нет. Дальше появится более интеллектуальная система, которая сможет проводить автоматический анализ состава жидкости. Мы сможем понять, что именно мы пьем, виртуальный помощник с учетом наших индивидуальных особенностей подскажет, надо ли нам это пить, предложит способы улучшения напитка. И все это будет происходить за доли секунды. Таким немного искусственным примером я хочу показать, что цифровизация трансформирует все вокруг нас, в том числе, наш быт.

Это значит, что от уровня IT-технологий зависит не просто развитие экономики, но и качество нашей жизни. Даже если говорить только об одном разделе IT, системном программировании, – я как представитель этого направления и всего, что с ним связано, утверждаю, что без конкурентоспособного системного программирования невозможно в XXI веке обеспечить качественное развитие страны. В том числе, и Академии наук.

Можете рассказать подробнее?

Системное ПО – это все, что находится между электронной компонентной базой (ЭКБ) и приложениями. Оно развивается вместе с развитием аппаратных платформ и в связи с новыми требованиями от прикладного уровня. Сегодня даже небольшое приложение в мобильном телефоне использует ресурсы распределенных центров обработки данных и является глобально масштабируемым. То есть, оно требует очень сложного, состоящего из сотен миллионов строк кода, распределенно функционирующего системного программного обеспечения. 

При этом системное программное обеспечение – это не только какая-нибудь операционная система или облачное решение, но это и средства производства: компиляторы, которые должны учитывать все возрастающую сложность современной аппаратуры, средства разработки, методы и соответствующие технологии, позволяющие обеспечить анализ и трансформацию ПО с целью создания высоконадежных безопасных систем. О сложности этого мира чаще всего не задумываются.

Кажущаяся легкость использования создает иллюзию простоты создания прикладных решений. В реальности резко растет не только сложность, но и скорость изменений стека системного программного обеспечения, который лежит в основе этих решений. Именно оно совместно с соответствующей электронно-компонентной базой обеспечивает безопасность, эффективность и продуктивность любых IT-систем. Качественное обеспечение этой триады – долговременный технологический вызов. Чтобы успешно на него ответить, мы обязаны находиться на переднем фронте исследований и разработок, создавать и использовать лучшие технологии. Компромиссы в этой области – это не только финансовые потери, но и значительное снижение уровня безопасности. 

А это возможно в текущих условиях?

Сложность создаваемых систем и невозможность в рамках отдельных компаний поддерживать качество и соответствующие темпы развития привела к феномену открытого ПО. Уже в конце 90-х такие компании, как HP и IBM, объявили о постепенном переходе со своих проприетарных операционных систем на Linux. В настоящее время практически все университетские разработки, в первую очередь в США, развиваются в модели открытого ПО и на нем же основаны практически все существующие промышленные решения. Все это привело к тому, что при наличии экспертизы и кадров вы потенциально можете создавать свои решения мирового уровня и обеспечивать технологическую независимость и высокий уровень конкурентоспособности.

Посмотрим на мировой опыт. Во всех наших мобильных телефонах используются процессоры платформы ARM – это британская компания, которую сейчас купили японцы. Они занимаются дизайном процессора, потом другие компании покупают лицензии и создают свои решения. Платформа очень успешна. Сейчас речь идет о том, что Apple полностью перейдет на архитектуру ARM. Архитектура процессора не является открытой, но одним из ключевых факторов его успеха является открытая экосистема системного ПО.

Как они его развивают?

С этой целью в 2010 году была создана некоммерческая организация Linaro, в которой сотни инженеров ежедневно работают над тем, чтобы платформа развивалась. А компании, которые реально конкурируют на рынке – Huawei, Samsung, IBM и другие, её финансируют. Почему? Потому, что понимают - это очень тяжелый процесс, и даже при больших ресурсах будет практически невозможно удержать передовой фронт разработки по всему спектру необходимого ПО. А при существующем подходе они могут сконцентрироваться на специфичных свойствах конечных устройств и прикладных решений, где эти компании и конкурируют.

Linaro не исключительный случай, таких организаций много. Цель – создать сообщество потребителей и разработчиков вокруг технологии и тем самым обеспечить долгосрочное развитие. В частности, многие успешные университетские разработки передаются их создателями в специализированные организации, поддерживающие развитие открытого ПО. Например, один из самых известных проектов в области обработки больших данных Spark, его разработка началась в 2009 г. в Беркли, а в 2013 г. он был передан в фонд Apache.

Важно, что такие проекты интересны не только состоявшимся компаниям, но и стартапам, которые активно создаются вокруг них и занимаются коммерциализацией.

Суммируя, можно сказать, что перед нами стоит актуальный вызов, который является долгосрочным и глобальным, ответить на него можно только в рамках качественного международного сотрудничества, находясь на переднем фронте науки. При этом лучшие мировые практики – использование такого инструментария, как открытое ПО и некоммерческие организации.

Если рассуждать подобным образом, то становится ясно, что академический институт – некоммерческая государственная научная организация, которая на долгосрочной основе генерирует знания и создает передовые технологии, готовит кадры высшей квалификации – потенциально может является одним из важнейших инструментов в руках общества и государства для ответа на вызовы в области IT.

Правда, для этого необходимы постоянные инновации не только в исследованиях, но и в управлении, во взаимодействии с внешним миром.  Только так можно сохраняя традиции вбирать в себя лучшие практики и осуществлять безболезненную трансформацию Института в соответствии с требованиями времени. При этом нужен индивидуальный подход, ведь в США та же модель будет развиваться по одному пути, во Франции – по-другому, у нас тоже будут свои особенности. В каждой стране нужно принимать во внимание как состояние науки и образования, так и традиции в целом.

Таким образом, то, о чем я говорю опирается на наш опыт построения академического института в постсоветское время. Мы 25 лет развивались, опираясь на традиционную академическую модель и постоянно ее совершенствуем, что объясняет устойчивость нашего института.

И ваш институт работает по такой модели?

Да. Он был основан в 1994 г. Виктором Петровичем Иванниковым, и сейчас носит его имя. Вообще трудно представить, что в 1994 г. можно было создать институт, однако Виктор Петрович верил в эту идею. И кстати, еще в 90-е годы он говорил о том, что для нас открытое ПО является очень важным. Неслучайно мы участвовали в таких проектах как GCC и Linux. И уже в 90-е годы разрабатывали базу данных с открытым кодом в рамках международной кооперации.

Основой ИСП РАН стала научная школа, которая создавалась ещё в 1960-1970 гг. в ИТМиВТ под руководством академика С.А. Лебедева. Бизнес-моделью стал «треугольник знаний», объединяющий образование, исследования и инновации, известный также как «модель Физтеха». В первые пять лет все усилия были направлены, в первую очередь, на сохранение научной школы и воспроизводство конкурентоспособных кадров. К 2000-м гг. ситуация стала улучшаться. Мы смогли привлечь новых партнёров – Intel, HP, Dell; стали активно развивать новые научные направления: анализ программ на уязвимости, анализ бинарного кода, естественных языков, потом – анализ социальных сетей. В 2009 г. мы организовали совместную лабораторию с компанией Samsung – наше сотрудничество продолжается и сейчас, причём оно значительно расширилось. Тогда же стало расти число наших российских партнёров, началось многолетнее сотрудничество с такими компаниями, как «Вымпелком», «РусБИТех». Сейчас в институте работает около 400 человек; объем привлечённого финансирования увеличился в три раза за последние пять лет.

Одной из составляющих нашего долгосрочного успешного развития стало то, что мы всегда были ориентированы на рынок передовых исследований и разработок. Считали, что чем более сложная задача решается, тем лучше. В этом была не только профессиональная гордость, но и прагматизм. Было очевидно, что рынок заказных работ без высокой степени исследовательской составляющей не долговечен и не выдержит конкуренции просто из-за стоимости труда.

Я уже много лет говорю о том, что стоимость труда программиста в Москве будет такой же, как в Европе – или выше. И сейчас это фактически так и есть. Я знаю программиста, который вернулся из Лондона работать в Москву потому, что здесь его заработная плата выше. Человеку хочется жить и работать на родине – локальный патриотизм никто не отменял.

Конечно, мир IT-технологий глобален. Можно уехать на Мальдивы и работать дистанционно. Однако далеко не все хотят так жить.

Возвращаясь к разговору о модели развития, хочу отметить, что она позволяет нам не просто развиваться, а успешно адаптироваться к изменчивой среде. В случае кризисных ситуаций – выходить из них без потерь. А случае благоприятной обстановки – активно расти.

Как эта модель осуществляет интеграцию с университетами?

Для академического института интеграция с университетами является естественной. Я заведую кафедрами системного программирования на факультетах ВМК МГУ, ФУМП МФТИ и компьютерных наук ВШЭ. Также к нам приходят студенты из Бауманки, МИФИ, МАИ. Мы приглашаем талантливых ребят из регионов в эти вузы в магистратуру и аспирантуру.

Придя на наши кафедры, студенты автоматически вовлекаются в проектные работы института. Это один из наших основных принципов подготовки кадров – образование, основанное на исследованиях. Такой подход к образованию известен в России с XIX века: студенты Петербургского государственного университета путей сообщения вели передовые исследования и активно использовали их результаты в реальной работе.

Вместе с тем, еще раз подчеркну: в разных странах, регионах и университетах – разные возможности, поэтому реализация такой модели обучения должна строиться по-разному.

Главное – поток талантливой молодежи должен встретиться с потоком качественных исследовательских проектов.

У нас в институте студенты вовлекаются в работы, во-первых, в рамках бюджетного финансирования и по грантам РФФИ, РНФ и Министерства науки и высшего образования РФ (это примерно 20-25% нашего бюджета). Эти деньги позволяют нам делать «боковички»: вести высокорисковые передовые исследования. Например, буквально на днях мы совместно с МИАН выиграли грант министерства, посвященный созданию передовых методов в области информационной безопасности. Во-вторых, студенты ведут исследования и разработки в рамках реальных индустриальных проектов.

На выходе мы получаем передовые технологии, которые успешно внедряются в крупных мировых компаниях (Samsung, Huawei) и на российском рынке («РусБИТех», ГосНИИАС), а также высококвалифицированные кадры.

У вас есть собственный принцип подготовки перспективных кадров?

Думаю, очень важна атмосфера академической свободы и равенства. У нас все в Институте знают, что студент всегда прав. Даже в том случае, когда он пришел, например, в бухгалтерию, и ему что-то не так объяснили или он не так понял, он всегда прав. Просто потому, что потенциально он будущий академик.

Я отношусь к своим подопечным, как к равным. Такая система была заложена в нашем институте Виктором Петровичем. Я всегда подчеркиваю, что наш принцип – абсолютная свобода при авторитарном правлении. Поймите, проектно-ориентированная деятельность, как и IT-сфера в целом, – по определению авторитарны. У академического института есть миссия, которую нужно выполнять.

Слово авторитаризм нас иногда пугает, но на самом деле, здесь я говорю не о насилии или тирании, а об ответственности. Можно высказывать любую критику, предлагать любые идеи, ведь все решения проходят через семинары, обсуждения. Но после принятия решения надо его выполнять. Наши ребята свободны и могут уйти из института, ведь они востребованы, и мы никогда не подписываем с ними соглашений, ограничивающие возможности по переходу на другую работу.

Еще очень важно, чтобы научная школа и соответственно институт не почивали на лаврах, а постоянно искали новые пути повышения эффективности развития, выполнения своей миссии. Необходимо быть максимально мобильным и адаптивным к быстро меняющемуся миру.

Можете привести пример?

Более 10 лет назад мы пришли к идее, что необходимо создавать распределенные центры компетенций в различных областях системного программирования. Это сеть исследовательских лабораторий, объединенных единой тематикой и работающих под нашим научным и методическим руководством на базе региональных вузов или академических организаций. Мы осуществляем трансфер знаний, технологий и по мере готовности включаем их в наш жизненный цикл. Таким образом, они синхронизируются с лучшим мировым опытом, мы для них становимся тем самым качественным заказчиком и вовлекаем их в проекты с индустрией, беря все риски выполнения проектов на себя. Такие проекты без соответствующей репутации невозможно даже получить. 

Наш опыт подсказывал, что потенциально это даст возможность небольшому коллективу регионального вуза повторить модель института и, в частности, нарастить качество подготовки кадров на местах. В целом при полномасштабной реализации такая сеть лабораторий позволит генерировать и постоянно поддерживать критическую массу исследователей, которые смогут решать масштабные задачи, разделяя ресурсы и знания.

Насколько это реализуемо, мы не знали, но в итоге практически одновременно мы создали две такие лаборатории: в 2008 г. – в Российско-Армянском университете (РАУ) в Ереване, в 2009 г. – в Новгородском государственном университете им. Ярослава Мудрого (НовГУ).

К настоящему времени они полностью интегрированы в нашу научную школу, и можно с уверенностью сказать, что по своим научным направлениям они определяют уровень преподавания IT в своих вузах. За эти годы более десяти человек защитили кандидатские диссертации, некоторые из них – в нашем институте. Один из них стал руководителем нашей лаборатории и заведующим кафедрой системного программирования в Российско-Армянском университете.

Для успешного развития таких лабораторий очень важна поддержка руководства вузов. Нам повезло: в обоих университетах к нашей деятельности относятся с энтузиазмом и всё находится на личном контроле ректоров.

Мы не собираемся останавливаться на достигнутом. Во-первых, за последние два года мы расширили тематику этих лабораторий в область анализа больших данных и методов машинного обучения. Во-вторых, в 2019 г. мы создали лабораторию в Орле и планируем открытие новых.

Мы убедились, что наша идея верна, при творческом подходе и учете особенностей конкретного вуза задача решаема. Мы готовы делиться этим опытом и можем существенно ускорить создание новых лабораторий. Но такое масштабирование требует значительных ресурсов. Было бы здорово, если бы министерство науки и высшего образования РФ создало специальную программу для развития и поддержки такой деятельности. Я вижу большую перспективу в таком подходе не только для нашего института.

Ну а в наших дальнейших планах – развитие междисциплинарных исследований, в частности, в сфере цифровой медицины. Мы уже начали совместные работы с рядом организаций, например, с Лабораторией геномной инженерии МФТИ и филиалом Гарвардской медицинской школы по отбору искусственных фрагментов сетчатки глаза, с университетом Технион по разработке новых методов автоматического распознавания электрокардиограмм.

В заключение хочу сказать, что не существует идеальной модели работы Академии наук в IT-сфере и нет какой-то универсальной «серебряной пули», которая решит все проблемы. Но я очень надеюсь, что я смог объяснить, что академический институт и Академия в целом обладают колоссальным потенциалом, который я верю будет полностью востребован нашим обществом.

Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.

Архивные фото в материале взяты из сборника "Виктор Иванников. Портрет интеллекта", Санкт-Петербург/2020. Совместный проект Санкт-Петербургского издательства "ЛЮДОВИК" и Института системного программирования имени В.П. Иванникова РАН.