Глубокое обучение для тюменских школьников

В Тюмени заработала первая в России Школа юных нейроинженеров

Глубокое обучение (по-английски - Deep Learning) - совокупность методов и технологий машинного обучения для построения нейросетевых систем искусственного интеллекта.

Как считают в компании "Объединение когнитивных ассоциативных систем" (ОКАС), чем раньше начнешь вникать в эту область, тем лучше. Следствием такого подхода стало открытие 30 сентября в Тюмени Школы юных нейроинженеров. Программу для обучения школьников 9-11 классов глубокому обучению, нейротехнологиям и методам создания систем искусственного интеллекта разработали специалисты ОКАС по заказу департамента информатизации Тюменской области и Регионального информационно-образовательного центра Тюменской области ("РИО-центра"). Данная система обучения не имеет аналогов в России и в дальнейшем может быть масштабирована не только в Тюменской области, но и в других регионах страны.

Директор департамента информатизации Тюменской области Мария Рудзевич на открытии Школы подчеркнула, что изначально предполагалось набрать в школу юных нейроинженеров десять студентов, но тюменские старшеклассники показали настолько серьезные знания в области программирования, высшей математики и такое большое желание обучаться нейротехнологиям, что количество учеников школы увеличили до 20.

"С тестовыми заданиями успешно справились более 50 детей, – рассказала Мария Рудзевич. – Учитывая высокие базовые и дополнительные знания ребят, а также их личную мотивацию, мы не смогли остановиться на десяти кандидатурах и выбрали двадцать сильнейших. Изменили свою стратегию и набрали два класса".

Двадцатку лучших школьников, которые уже начали обучение в Школе юных нейроинженеров, отобрали в ходе серьезных испытаний. На одно место претендовали девять человек. Абитуриенты решали тестовые задачи и прошли собеседование, которое многим показалось сложным.

"Собеседование было волнительным, – рассказал ученик Школы юных нейроинженеров Матвей Люльчак. – Было сложно отвечать на вопросы о перспективах изучения нейросетей, искусственного интеллекта, а также рассказать, как я собираюсь применить полученные знания на практике".

Отметим, что Матвей уже сегодня увлекается протезированием и создает собственные проекты на стыке физики и биологии. Юный нейроинженер уверен, что полученные в Школе знания помогут ему создавать уникальные протезы с применением нейросетевых архитектур.

Образовательную программу, которая сегодня не имеет аналогов в России, разработали сотрудники ОКАС. Также подготовлено к печати учебное пособие по глубокому обучению и нейротехнологиям, адаптированное для школьников. Как пояснил генеральный директор компании ОКАС Вадим Филиппов, открытие школы — это результат многолетнего труда компании и ее инициативы, поддержанной правительством Тюменской области.

Искусственный интеллект и глубокое обучение — это далеко не тривиальная область. Ученики Школы юных нейроинженеров должны знать основы высшей математики, программирование на довольно высоком уровне, матстатистику, методы обработки больших данных, нейробиологию в части синаптической передачи и организации нейросхем мозга, лингвистику. Все это очень далеко выходит за рамки образовательных программ средней школы. Поэтому большой коллектив авторов разработал специальный курс для школьников. Программа обучения состоит из нескольких блоков: введение в нейротехнологии, основы высшей математики для глубокого обучения, основы программирования для глубокого обучения, собственно библиотеки и архитектуры нейросетей глубокого обучения, нервные системы живых организмов и перспективные биоморфные нейронные сети, а также короткое введение в нейроморфную электронику.

У ОКАС есть большой опыт в сотрудничестве с молодыми специалистами, школьниками старших классов и студентами, который использован для разработки учебных программ. Занятия в Школе будут вести сотрудники компании и профессура тюменских вузов, а также приглашаемые лекторы. Они будут честно делиться накопленным опытом с учениками. Школьники, в свою очередь, смогут работать на основе проектного подхода и участвовать в разработках ОКАС.

Как отметил Вадим Филиппов, несколько лет назад ОКАС уже провел эксперимент по обучения разработке нейронных сетей школьников 6-9 классов. Его результаты показали, что при условии разработки специальной образовательной программы школьники могут вполне успешно осваивать некоторые области глубокого обучения и нейротехнологий.

Перспективу такого практического обучения поддерживает директор департамента образования и науки Тюменской области Алексей Райдер, который уверен, что сотрудничество молодых специалистов ОКАС и студентов Школы юных нейроинженеров — это самый продуктивный формат.

"Любая начитка лекций далеко не всегда производит реальное впечатление на студентов, — прокомментировал Алексей Райдер. — То, что сегодня в ОКАС на ключевых и высокооплачиваемых должностях трудятся очень молодые люди, — хороший пример всем нашим студентам, как можно найти себе достойное применение. В более живой среде, в диалоге, когда спецы ОКАС работают с нашими студентами, я вижу, что эта профессиональная сфера деятельности становится не только интереснее, но и понятнее молодому человеку, чем это бы преподавалось традиционными методами. То, что история Школы юных нейроинженеров начинает складываться с сотрудничества именно с молодыми носителями таких знаний, и есть залог успеха. И это оправдает себя в будущем".

В рамках открытия Школы юных нейроинженеров прошел круглый стол "Развитие отрасли "Нейронет" в региональном контексте", на котором дети смогли в свободной форме дискутировать с представителями власти, бизнеса и профессоров тюменских вузов. Например, ученики Школы предположили, что в дальнейшем искусственный интеллект сможет заменить преподавателей в учебных заведениях. Данное заявление вызвало оживление и явное беспокойство среди педагогов вузов.

Тем не менее свою позицию по замене учителя роботом очень четко обосновал самый младший участник круглого стола, который сегодня проходит обучение в ОКАС, пятиклассник 21-й тюменской школы Петр Евдокимов: "Если бы у меня была возможность создать собственную нейросеть и были неограниченные ресурсы, я разработал бы сеть, помогающую школьникам обучаться. Искусственный интеллект надо развивать везде, где только возможно, поскольку это ключевой фактор наступающего технологического уклада".

Несмотря на юный возраст Петр Евдокимов уже принял участие в тестировании системы искусственного интеллекта, разработанной в ОКАС, – диалогового ассистента, отвечающего на вопросы граждан региона по тематике предоставления государственных и муниципальных услуг через МФЦ.

"Мне понравилось тестировать данную систему, – поделился впечатлениями Петр. – Я задавал вопросы диалоговому ассистенту, какие документы нужны для строительства дома, оформления льготной транспортной карты ветерана войны и многие другие. Бот отвечал правильно и понятно. Точность ответов составила 83%, хотя система еще только разрабатывается".

Надо отметить, что Петр не единственный ученик в ОКАС. В настоящее время в самой компании обучается еще несколько 10-12-летних одаренных детей.

Высокий уровень знаний тюменских школьников подчеркнула и Мария Рудзевич, выступая на круглом столе: "Невероятное удовольствие сегодня наблюдать молодые лица здесь за круглым столом, и в классах Школы. Мы рассчитываем на вашу смелость и знания. Я верю в то, что Тюмень может стать центром притяжения, может оставлять свои таланты здесь, может давать ребятам проекты, которые будут из них делать инноваторов, ученых".

Ученица 11 класса Алина Веселина уверена, что сама Школа юных инженеров может стать центром притяжения новых и креативных людей. "Здесь можно будет найти команду для дальнейшей работы", – считает Алина.

Увлечения Алины нетривиальны для юной, очень красивой девушки: математика, физика, дизайн. Алина надеется, что Школа юных нейроинженеров поможет ей определиться в каком направлении развиваться далее.

"Нейротехнологии должны быть понятны для пользователей и находить применение в компаниях, продукты которых могут быть использованы для обычных людей. И внешний вид этих технологий должен быть понятен для пользователей, как и их структура", – уточнила Алина.

Безграничность применения искусственного интеллекта во время дискуссии отметил специально прилетевший из Москвы на открытие Школы юных нейроинженеров кандидат социологических наук, руководитель направления по работе с партнерами Отраслевого союза "Нейронет" Дмитрий Орлов. Он подчеркнул, что искусственный интеллект, как инструмент работы со сложностью, дает нам практически неограниченные условия для развития любых систем.

"Если человек занимается искусством, то в данной сфере он найдет интересное применение, если производством – может проектировать детали, образованием – может создавать интересные образовательные территории, – отметил Орлов. – В России разработаны и успешно действуют две программы: "Национальная технологическая инициатива" и "Цифровая экономика". Суть первой – создание экономических предпосылок для победы на рынках будущего. Необходимо создавать продукты, которые будут востребованы сейчас, а также новые стандарты и иной уровень позиционирования России в общемировом пространстве в 2035 году".

Дмитрий Орлов отметил, что для развития искусственного интеллекта нет никаких принципиальных технических ограничений, было бы желание и набор лидеров, которые могут вести за собой и проламывать технологические, административные барьеры.

Преодолевать собственные барьеры, в том числе и психологические, ученики Школы юных нейроинженеров будут целый год. Занятия проходят два раза в неделю. Однако школьники уверены, что справятся со сложной программой и получат новые знания, которые помогут им реализовать мечты. Так, ученица 11 класса Алия Абдразакова не сомневается, что, помимо получения новых знаний, сможет найти в школе новых друзей, а также получит шанс узнать то, о чем не знают современные школьники. "Я жду от Школы юных нейроинженеров новых друзей, которые будут увлекаться тем же, что и я", – сказала Алия.

Итак, Школа юных нейроинженеров начала свою работу. В перспективе – новые знания, открытия, интересная работа.

Мария Иванова