От «цифрового керна» до общего искусственного интеллекта: XII Международная конференция «Суперкомпьютерные дни в России» проходит в МГУ

Крупное ежегодное событие в IT-сфере — XII Международная конференция «Суперкомпьютерные дни в России» — проходит 28–29 сентября в Шуваловском корпусе МГУ. Программа традиционно охватывает самые разнообразные темы: от распределенных вычислений и математического моделирования до больших данных и искусственного интеллекта. В этом году конференция посвящена памяти своего главного организатора — выдающегося исследователя в области суперкомпьютерных технологий члена-корреспондента РАН Владимира Валентиновича Воеводина, ушедшего из жизни весной. В течение многих лет ученый возглавлял Научно-исследовательский вычислительный центр (НИВЦ) МГУ — ядро отечественных суперкомпьютерных вычислений. Участники конференции вспоминают его не только как крупного исследователя, но и как доброго товарища и наставника. С этого года за лучшие доклады, представленные на конференции, будет присуждаться премия памяти В.В. Воеводина.

«Владимир Валентинович Воеводин был организатором, душой этой конференции», — сказал научный руководитель Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН академик Борис Николаевич Четверушкин, возглавляющий программный комитет «Суперкомпьютерных дней…». Б.Н. Четверушкин отметил, что В.В. Воеводин был ярким ученым, который сплачивал коллег своими энергией и знаниями: «Я много с ним общался. Это был очень светлый человек, мы с ним постоянно обменивались добрыми шутками. И, конечно, нам всем его не хватает».

«Суперкомпьютерные дни…» — лучшая дань памяти исследователю: его детище продолжает развиваться, объединяя пытливые умы со всего мира. Ученые, предприниматели, преподаватели, государственные деятели и студенты — здесь каждый найдет интересную для себя тему.  

Событие проводят Суперкомпьютерный консорциум университетов России и Федеральное агентство научных организаций России, за организацию отвечает НИВЦ МГУ. Конференция представляет собой часть конгресса «Суперкомпьютерные дни в России», программа которого включает увлекательные семинары и мастер-классы по разным темам: от квантовых вычислений до высшего образования в области IT.

«За эти годы зародившаяся в Московском университете конференция стала центральной площадкой для обсуждения суперкомпьютерных технологий, высокопроизводительных вычислений, искусственного интеллекта. <…> С каждым годом число зарубежных участников конференции продолжает расти. К глубокому сожалению, в этом году мы открываем нашу конференцию без ее главного организатора в последние годы — Владимира Валентиновича Воеводина. Вместе с ним мы создали суперкомпьютерный комплекс МГУ», — обратился к участникам события в видеоформате ректор МГУ академик Виктор Антонович Садовничий. С приветственными словами также выступили проректор МГУ Андрей Анатольевич Федянин и подключившиеся к конференции дистанционно представители Индии и Южно-Африканской Республики.

Первый день события продолжился двумя пленарными секциями. Многоплановые доклады представили как крупные отечественные эксперты, так и гости из-за рубежа.

О том, как сложные вычислительные технологии могут помочь в освоении недр, рассказал заместитель директора по научной работе ИПМ им. М.В. Келдыша РАН член-корреспондент РАН Евгений Борисович Савенков. Ученый представил разработку «Цифровой керн», предназначенную для численного моделирования микротечений многофазной жидкости внутри газо- и нефтеносных горных пород. Е.Б. Савенков сфокусировался на особенностях технологии и связанных с ней вопросах, требующих решения, а также привел примеры других возможных приложений моделей аналогичного класса, такие как исследования микронеоднородных сред.  

Руководитель научной группы «Пространственный интеллект» Института AIRI, доцент МГУ и НИУ ВШЭ Антон Сергеевич Конушин проследил эволюцию искусственного интеллекта от появления генеративных систем до фундаментальных моделей и ИИ-агентов. Главная особенность современных фундаментальных моделей — способность решать новые задачи без дополнительного обучения, опираясь только на текстовое условие или образец решения. Развитие ИИ-агентов приближает нас к созданию общего искусственного интеллекта (AGI — artificial general intelligence) — систем, способных выполнить на уровне человека любую интеллектуальную задачу и обучаться быстрее него.

А.С. Конушин поделился с корреспондентом «Научной России» мыслями о том, как будет выглядеть будущее людей при дальнейшем развитии ИИ:

«Если все теории окажутся верны, ИИ сможет уже в достаточно близком будущем в целом заменять человека при решении всех интеллектуальных задач, а ИИ, воплощенный в роботах, — при выполнении физической работы. В этом случае устройство общества будет зависеть только от него самого. Каким оно будет? Уже сейчас многие общины, в основном религиозные, сознательно ограничивают применение технологий. Экстремальный пример — амиши, которые из всех технологических благ используют исключительно стиральные машины. В огромном количестве произведений в жанре научной фантастики ИИ тоже целенаправленно ограничен. Так, в романе Фрэнка Герберта “Дюна” описывается религиозный джихад против всех разумных машин. В других произведениях запрещено применение сильного ИИ и разрешено только использование вспомогательных систем наподобие продвинутых калькуляторов. В противном случае очень легко скатиться в антиутопию.

По мере внедрения ИИ подобные дискуссии неизбежны. Некоторые относятся к происходящему спокойно, поскольку профессии всегда появлялись и уходили. Но ИИ — беспрецедентная технология, потенциально способная заменить человека на всех видах работ. Недавно я читал статью, в которой выдвигается предположение, что общество будущего может выглядеть как аристократические сообщества — например, те, что существовали при французском дворе или в XIX в. Они состояли из людей, которым в принципе не нужно было работать, поскольку они и так были обеспечены. В этом случае общество фокусировалось на различных социальных атрибутах, социальных играх и т.п. Но привлекателен ли такой вариант развития событий? Сложно сказать. Именно поэтому при обсуждении мира будущего используется понятие “технологическая сингулярность”. Речь идет о том, что дальнейшие перспективы стало очень тяжело прогнозировать.

Мы часто общаемся на эту тему со студентами и школьниками. С точки зрения технооптимистов, сильный ИИ появится до 2030 г. Если прогноз оправдается, как будет выглядеть работа этих молодых людей? Точного ответа мы пока не знаем. Перемены затрагивают очень многих. Уже сейчас мы видим влияние ИИ на сферу программирования. Другой пример — работа юристов. Сейчас соответствующие ИИ-системы, такие как “Яндекс Нейроюрист” выполняют небольшие задачи, но сложные модели уже тестируются на сложных проблемах, которые юридические фирмы решают для корпораций за большие деньги. Примеры — разбор различных исков или отслеживание юридических последствий сделки слияния и поглощения. То есть автоматизируются самые трудные задачи в области юриспруденции. Можно обратить внимание на концепцию внедрения ИИ в российские суды. В соответствии с ней фактически получается, что ответственность остается на человеке, но всю подготовительную работу выполняет ИИ. Человек должен просто это проверить и подтвердить. В этом случае весь штат помощников судей окажется избыточным — останется только судья, который будет выносить решение на основе материалов, подготовленных ИИ.

Сколько для этого потребуется выпускников юридических факультетов и как в таких условиях специалист может стать судьей? Сейчас для этого нужно пройти определенный длинный карьерный путь. Но как это будет осуществляться, если большая часть работы будет автоматизирована?»

А.С. Конушин также поделился деталями разработок в области ИИ, которыми занимается его команда. «Я занимаюсь компьютерным зрением, в основном трехмерным. То есть речь идет о построении трехмерных моделей реальных сцен. Приведу в качестве примера два проекта. Первый посвящен ИИ для реверс-инжиниринга. Простыми словами, у нас есть определенная готовая деталь и нам нужно научиться ее производить. Соответственно, ИИ должен создать модель этой детали в специальном представлении так, как это сделал бы инженер, сгенерировать конструкторскую документацию и план изготовления этой детали на станке. У нас есть цикл статей на эту тему.

Второй проект — построение модели помещения по фотографиям. Достаточно взять телефон, снять обзор квартиры на видео, нажать на кнопку, и программа подготовит план квартиры со всеми параметрами и расстановкой мебели. Это может пригодиться, если оригинальный документ не сохранился, а данные нужно загрузить в систему торговли недвижимостью. Такой план также можно загрузить в виртуальную систему планирования ремонта и экспериментировать с обстановкой. Мы планируем сделать прототип этой технологии к концу года. В будущем мы также хотим добавить в систему возможность добавления в виртуальный план предметов мебели с выбранных пользователем фотографий, чтобы программа сама делала модель объекта по понравившемуся человеку изображению. Примечательно, что похожим вопросам была посвящена моя кандидатская диссертация 21 год назад, а сама эта тематика начала разрабатываться еще в 1960-е гг. Но только сейчас мы подошли к моменту, когда эти задачи начнут решаться с появлением желаемых прикладных продуктов».

Профессор кафедры вычислительной механики механико-математического факультета МГУ, представитель компании «Фидесис», доктор физико-математических наук Анатолий Викторович Вершинин представил исследование, посвященное полномасштабному моделированию сейсморазведочных работ с помощью вычислительных мощностей суперкомпьютера «МГУ-270». Ученые учли все виды процессов, происходящих в реальной геологической среде при проведении сейсморазведочных работ. Исследователи протестировали технологию на нефтяном месторождении в Западной Сибири площадью около 200 км² и рассчитывают на ее широкое практическое применение в будущем.

Интересные темы подняли зарубежные гости. Ассоциированный профессор из китайского Оборонного научно-технического университета Су Син (Su Xing) представил доклад о перспективном подходе к вычислениям на китайских суперкомпьютерах «Тяньхэ» (Tianhe), нацеленном на повышение эффективности работы и экономию энергии. А директор Национальной лаборатории научных вычислений (Бразилия), профессор Фабио Борхес де Оливейра (Fabio Borges de Oliveira) сфокусировался на возможностях международного сотрудничества, которые открывает федеративное машинное обучение. Эта технология позволяет нескольким организациям совместно тренировать модели искусственного интеллекта, сохраняя при этом данные для обучения в распределенном виде и под локальным контролем.

Участники пленарных секций обсудили и другие вопросы. Например, заведующий научно-техническим отделом и ведущий научный сотрудник НИВЦ МГУ Дмитрий Александрович Никитенко посвятил выступление суперкомпьютерному комплексу МГУ и актуальным вопросам, связанным с его развитием. Заместитель начальника отдела внутренней разработки IT-компании SENSE Владимир Альгирдович Жельвис поделился опытом из области прикладных цифровых технологий, представив доклад «Инфраструктура для ИИ-агентов в закрытом контуре SENSE». О работе R&D центра (центра исследований и разработок) «Т-Банка» рассказал руководитель направления Databases and Analytic Engines R&D («Исследования и разработки в области баз данных и аналитических машин») в R&D центре «Т-Банка», заведующий Проектно-учебной лабораторией «Т» в НИУ ВШЭ Алексей Михайлович Теплов.

О возможностях и рисках, которые дает развитие сложных вычислительных технологий, корреспонденту «Научной России» рассказал академик Борис Николаевич Четверушкин. «Наука, технологии, военное дело, социальная проблематика, экология, медицина — какую область ни возьмите, всюду суперкомпьютеры играют большую роль, — подчеркнул ученый. — Я член президиума Российской академии наук и мы много раз заслушивали доклады коллег о значении суперкомпьютеров в недропользовании, медицине, в сфере искусственного интеллекта, обработке больших данных и многих других направлениях. Это касается даже сугубо гуманитарных наук, таких как история: обработка текстов тоже требует высокопроизводительных вычислений, что невозможно без мощных вычислительных машин».

ИПМ РАН занимает особое место во вселенной отечественных вычислительных технологий. «Институт прикладной математики стал первой организацией, созданной в Советском Союзе для работ в области высокопроизводительных вычислений, — напомнил Б.Н. Четверушкин. — С начала 1950-х гг. здесь проводились первые расчеты, необходимые для создания ракетно-ядерного щита нашей страны. В 1988 г. мы первыми начали реализовывать многопроцессорные машинные расчеты на транспьютерах, в 2010 г. — расчеты на графах графических ускорителей. Сейчас ИПМ РАН продолжает активную работу и проводит расчеты для решения больших задач. Надеемся, что академия наук получит в распоряжение новую мощную вычислительную технику».

Б.Н. Четверушкин сделал акцент на необходимости создания передового аппаратного обеспечения: «В работе с современными суперкомпьютерами есть тонкость: нужны новые алгоритмы, которые лягут на архитектуру систем с экстрамассивным параллелизмом. И это то, что способна создать только фундаментальная наука. Может быть, в этом и состоит сила академии наук, университетского сообщества и ученых России в целом: мы в значительной мере компенсируем наше отставание в вычислительных мощностях созданием программ, программного обеспечения, алгоритмики. Но для максимальной эффективности все-таки нужно развивать и сами мощные вычислительные машины».

В заключение ученый также поделился взглядом на проблемы, связанные с развитием информационных технологий. Так, ученый выделил риски, сопряженные с эволюцией ИИ и возможной киборгизацией: «Уже более или менее понятно, что органы человека можно заменить искусственными. Но если люди поймут, как рождается мысль, и разработают условный чип, отвечающий за мышление, человечество истребится само собой. Киборги истребят нас так же, как до этого кроманьонцы истребили неандертальцев. Как гласит теорема Геделя, в любой замкнутой системе есть истины, которые невозможно ни познать, ни опровергнуть. Я надеюсь, что эту истину познать невозможно. Другая известная проблема связана с тем, что огромные вычислительные машины требуют большого количества энергии. Возможным решением могут стать системы, работающие по принципу человеческого мозга и потребляющие меньше энергии. Это чисто технический вопрос, но очень серьезный».

Двухдневное погружение в мир супервычислений продолжилось научными секциями и стендовыми докладами. Тем немало — от перспективных суперкомпьютерных технологий до цифрового моделирования материалов и веществ. Отдельное внимание в рамках конгресса уделено новому поколению создателей технологий будущего — вечером 28 сентября в Шуваловском корпусе прошла тематическая конференция молодых ученых.

В перерывах между научными секциями участники конференции могут познакомиться с передовыми отечественными и зарубежными вычислительными технологиями. В Атриуме Шуваловского корпуса в эти два дня проводится тематическая выставка, где представлены программные и аппаратные решения для высокопроизводительных вычислений. Среди представленных систем — серверы на базе отечественного процессора Baikal-S от «Спинтроники» и система хранения данных на базе параллельной файловой системы от Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники. В числе организаций-участниц — компания «Трамплин Электроникс», создающая высокопроизводительные процессоры семейства «Иртыш».

Фото на превью и на странице: Анастасия Жукова / «Научная Россия».