VI Всероссийская конференция “Нейрокомпьютеры и их применение”
Сергей Аврин
“Сохраним российскую науку” - такой лозунг висит над столом президиума в зале заседаний ИПУ РАН, в котором с 16 по 18 февраля прошла VI Всероссийская конференция “Нейрокомпьютеры и их применение” (НКП-2000), организованная Российским агентством по системам управления, РАН, Министерством высшего и среднего специального образования, Фондом “Интеграция”, ИПУ РАН, МФТИ, Международным союзом машиностроителей, Научным центром нейрокомпьютеров (НЦНК), Отделением “Нейронные сети, нейроматика, нейрокомпьютеры” Международной академии информатизации, Секцией прикладных проблем при Президиуме РАН, НТОРЭС им. А. С. Попова, Российской академией естественных наук, Всемирной экологической академией и Отделением “Системы управления” Российской академии ракетных и артиллерийских наук. Судя по услышанному на ней, можно было сделать вывод, что процесс сохранения и приумножения достижений российской науки идет полным ходом, несмотря на все сложности с финансированием. Во всяком случае, по словам председателя оргкомитета конференции, известного специалиста в области нейронных сетей (НС) профессора Александра Галушкина из НЦНК, научные школы в области нейрокомпьютерных технологий уже созданы в Москве, С.-Петербурге, Казани, Красноярске, Новосибирске, Томске, Таганроге, Пензе и Краматорске. И только в прошлом году по данной тематике было защищено пять докторских и большое число кандидатских диссертаций.
Множится число изданий по проблемам НС: например, издательство “Радиотехника” начинает издавать ежеквартальный журнал “Нейрокомпьютеры” (его аналог будет выходить в США на английском языке). Уже в ближайшие месяцы на прилавках появятся 11 томов из серии книг “Нейрокомпьютеры и их применение”. В них собрана информация по теории нейронных сетей, обобщающая отечественные работы в этой области за 35 лет, рассмотрены проблемы нейроуправления различными динамическими системами и опыт применения нейрокомпьютеров в различных областях, сделаны обзоры существующей элементной базы для создания нейрокомпьютеров и рассмотрены практические вопросы разработки таких компьютеров на базе современных технологий. С новостями и другой информацией в области НС теперь можно знакомиться на Web-серверах издательства “Радиотехника” (www.glasnet.ru/~zaoiprzhr/) и МГТУ им. Н. Э. Баумана (http://neuronews.iu4.bmstu.ru).
Кристалл “Нейрон”, созданный отечественными специалистами, продолжает производиться фирмами Motorola и Toshiba. Нейросетевая тематика нашла достойное отражение и в сформированной недавно Национальной программе развития средств ВТ: запланировано, например, создание нейрокомпьютеров на ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы), а также перспективных цифровых и аналоговых нейрокристаллов и проблемно-ориентированных нейрокомпьютеров, предназначенных в первую очередь для обработки аэрокосмических изображений и управления сложными динамическими объектами.
В ближайшее время в России предполагается начать разработку отечественного супернейрокомпьютера для решения задачи синтеза белка (пока в мире существует четыре проекта создания супернейрокомпьютеров: два в США - в Стэнфордском университете и в корпорации IBM, один у консорциума европейских стран и один в Австралии). При этом, как отмечалось на конференции, есть основания полагать, что в ближайшее время задача синтеза белка станет основной “суперзадачей” человечества, какими когда-то были задачи извлечения атомной энергии ядра и освоения космического пространства.
Какие же практические вопросы решает российская нейросетевая наука в настоящее время? Как следовало из докладов, представленных на конференции, это разработка различных методов поиска и фильтрации информации в БД, в том числе в Интернете (индексация и контекстная категоризация текстовых документов), при ограниченности вычислительных ресурсов, автоматическая оценка смысла текста и распознавание речи, разработка систем поддержки принятия решений и обработка телевизионных и аэрокосмических изображений, оценка функционального состояния здоровья работников разных профессий и планирование ресурсов восстановительной медицины, диагностика раковых заболеваний, прогнозирование течения болезней и выбор тактики лечения, расчет строительных конструкций и управление летающими объектами и многое другое, вплоть до управления тепличным хозяйством. Ну и, конечно, одной из важных задач, для решения которых используются нейросетевые механизмы, является финансовый анализ.
Как известно, дневной оборот одного только мирового валютного рынка превышает 1 трлн. долл. Поэтому улучшение качества прогноза даже на 1% повышает скорость выработки рациональных решений и приносит значительные прибыли. Серьезный игрок на рынке должен отслеживать динамику сложных многофакторных процессов, характеризующих состояние рынка корпоративных ценных бумаг. И в решении этих задач способны помочь нейрокомпьютеры.
Основные финансовые приложения, с которыми способны справляться нейрокомпьютеры, - это прогнозирование временных рядов, связанных с такими характеристиками финансового рынка, как валютный курс, спрос и котировки акций, фьючерсных контрактов и т. д., определение курсов облигаций и акций предприятий с целью инвестирования средств, прогнозирование эффективности финансирования экономических и инновационных проектов, предсказание результатов займов и оптимизационные задачи (формирование портфеля банка или финансового брокера), страховая деятельность банков. При этом, как прозвучало в одном из докладов на конференции, представленном специалистами Промстройбанка и МГТУ им. Н. Э. Баумана, нейросетевая экспертная система управления портфелем банка способна обеспечить погрешность прогноза на уровне 0,1 - 0,7% при использовании таких критериев, как оценка общественно-политической ситуации, биржевой спрос и курс доллара, а также объем торгов по нему, ставка рефинансирования, депозитные ставки и объем золото-валютных запасов ЦБ РФ, процентная ставка по однодневным межбанковским кредитам, индексы Доу-Джонса и РТС, а также Рейтер для ADR российских компаний и ряд других рыночных показателей.
Работа конференции шла в 15 секциях. На них было сделано около 250 докладов, причем наибольшее их число (37) было представлено в секции “Теория нейронных сетей”, что говорит о всплеске интереса к теоретическим вопросам. Один из самых, на мой взгляд, интересных докладов по данной тематике, посвященный квантовым (фотонным) нейрокомпьютерам и сетям, был даже вынесен на пленарное заседание. А объясняется все просто: похоже, что в отличие от традиционной вычислительной техники, где сначала были созданы компьютеры, а потом на них реализовывались НС, здесь будет все наоборот, т. е. квантовые нейрокомпьютеры могут быть созданы раньше, чем “обычные” квантовые компьютеры. Тема квантовых нейрокомпьютеров возникла относительно недавно и кажется пока экзотической, но большинство работ по ней ведется в закрытых научных центрах типа Лос-Аламосской лаборатории и афишируется мало, что говорит о ее перспективности. Тем более интересным показался мне обнародованный на конференции факт, что характер процессов, протекающих в квантовых нейронных сетях, имеет значительное сходство с характером процессов, протекающих в реальных финансовых системах, а квантовые вычисления, в отличие от обычных цифровых вычислений, использующих двоичную логику, являются обратимыми (т. е. всегда можно восстановить значение аргумента по результатам любых сколь угодно сложных вычислений).
Что касается остальных секций, то название каждой из них начиналось со слов “Нейрокомпьютеры в...”, что подчеркивало их практическую направленность, а наибольшее число докладов (по 20) было представлено на секциях “... в информационных и экспертных системах”, “...в управлении динамическими объектами” и “...в обработке изображений”, а 15 докладов пришлось на секцию “...в обработке речевой информации”.
Рядом с залом заседаний в холле была развернута выставка. На ней демонстрировались система биоуправления режимами и параметрами искусственной вентиляции легких от НПО “Марс”, системы речевого управления и речевого диалога от фирмы “Одитек”, системы автоматического смыслового анализа текста от НПИЦ “Микросистемы” и ряд других аппаратных и программных систем. К большому сожалению, так и не удалось увидеть обещанные в программе конференции макеты персонального виртуального нейрокомпьютера “Эмбрион” и супернейрокомпьютера для бортовой суперЭВМ “Эмбрион-10”, созданные НПО “Синтэг” и фирмой “Суперкомпьютерные системы”.
Организаторы конференции пообещали, что в следующем году на ней могут появиться такие секции, как “Нейрокомпьютеры в авиации” и “Нейрокомпьютеры в энергетических системах” (атомные станции и физика высоких энергий), поскольку прогнозируется всплеск интереса именно к этим областям.
