Ученые на кафедре «Системное программирование» Южно-Уральского государственного университета исследуют искусственные нейронные сети. Их разработки должны помочь экспертам из разных областей науки оперативно обрабатывать данные, ставить диагнозы и подсчитывать популяцию животных.
Доцент кафедры, кандидат физико-математических наук Сергей Иванов вместе с коллегами в течение двух лет изучает так называемый «искусственный мозг», который является прототипом человеческого головного мозга, и в опытном режиме демонстрирует устойчивость дискретных моделей искусственной нейронной сети.
– Искусственные нейронные сети – это прототип биологической нейронной сети человека, попытка сделать устройство, которое будет думать и реагировать, как человеческий головной мозг, – рассказывает Сергей Александрович.
На сегодняшний день молодой ученый имеет пять публикаций в международных научных изданиях мировых систем Scopus и Web of Sciencе. Именно с помощью данных систем исследователи получают признание в международном научном сообществе, повышают свою цитируемость, что способствует продвижению ЮУрГУ в мировых рейтингах. Одна из научных публикаций Сергея, цитируемая в мировой системе Scopus и WoS, помогла вузу выиграть грант РФФИ (Российского фонда фундаментальных исследований) в размере 450 тысяч в год. Сейчас молодой ученый с коллегами работает над проблемой применения нейронных сетей для облегчения труда исследователей всего мира.
– Мы сейчас активно проводим исследования в этом направлении. Мы уже подали несколько новых заявок на гранты – сейчас находимся в режиме ожидания результатов, – делится своими планами Сергей Иванов.
Ученый рассказывает, что искусственные нейронные сети широко применяются, например, для распознавания образов.
– Некоему набору связанных между собой нейронов показывают картинку машины, автобуса, человека. Нейронная сеть по определенному правилу сама настраивает себя и после этого, когда ей показывают картинку, которую она еще не видела ранее, она смотрит на неё и выдает результат, что это такое: машина, человек или что-то другое, – говорит Сергей Александрович.
Другими словами, искусственные нейронные сети могут совершать определенные мыслительные процессы, способны к анализу и подсчету данных.
Нейронные сети смогут предотвратить порчу оборудования на больших предприятиях, если происходят короткие замыкания. Внедрение нейронных сетей поможет быстро прекратить подачу энергии к оборудованию во время короткого замыкания. Таким образом, предприятие сможет избежать колоссальных потерь техники и предотвратить пожар на производстве.
«Искусственный мозг» также сможет помочь ученым-орнитологам подсчитывать популяцию птиц и экономить время, которое затрачивается на ручной подсчет данных. Та работа, которую человек проделывает за три-четыре дня, искусственные нейронные сети смогут подсчитать за секунды, поясняет Сергей Иванов.
Исследование нейронных сетей – только одна из работ молодого исследователя Сергея Иванова. В 2016 году его работу опубликовали в международном научном журнале Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, и эта статья вошла в топ-10 публикаций мировой системы Scopus. Работа опубликована совместно с коллегами из Челябинского педагогического института и Политехнического института ЮУрГУ и нацелена на изучение Ньютоновской космологии – происхождение Вселенной. В планах молодого ученого – выиграть еще несколько новых грантов и закончить исследование искусственных нейронных сетей в течение ближайших лет.
