Платформа за сътрудничество между хора и машини

Проф. Иван Димов работи в Института по информационни и комуникационни технологии на БАН. Изследователската му дейност е насочена към методи и алгоритми за високопроизводителни изчисления. Над 20 години активно участва в разработването на иновации и технологии в тази област. Той е официален представител на България в Европейското съвместно предприятие за високопроизводителни изчисления (EuroHPC JU). Неговата основна отговорност е да гарантира, че България се възползва от възможностите, предоставяни от тази европейска инициатива, и допринася ефективно за осъществяване на нейните цели.

Европейското съвместно предприятие за високопроизводителни изчисления (EuroHPC JU) е инициатива между Европейския съюз, участващите държави и частни партньори, насочена към разработване на суперкомпютърна инфраструктура на световно ниво в Европа. Основните му цели включват насърчаване на иновациите и повишаване на конкурентоспособността чрез внедряване на най-съвременни системи за високопроизводителни изчисления. Задачата е чрез обединяване на ресурси и експертиза да се създаде единна европейска екосистема за високопроизводителни изчисления, която може да решава сложни обществени предизвикателства.

„Досега България е направила значителен принос към Европейското съвместно предприятие по няколко начина“, казва проф. Димов.

Първо, страната ни инвестира в изграждането на национални центрове за високопроизводителни изчисления, оборудвани със съвременен хардуер и софтуер. Те служат като хъбове за изследователи и инженери, които провеждат напреднали симулации и анализ на данни.

Второ, българските учени и инженери са участвали в различни проекти на Европейското съвместно предприятие, като са допринесли чрез своята експертиза в области като компютърна флуидна динамика, биоинформатика и материалознание.

„Играем и активна роля в оформянето на политическата рамка и стратегическата посока на Европейското съвместно предприятие, като сме осигурили те да съответстват на нашите национални приоритети и интереси“, коментира ученият.

В потвърждение на факта, че България заема водещо място в Европа в областта на високопроизводителните изчисления, е и новината отпреди няколко дни, че Европейското съвместно предприятие избира шест държави, в които да се изградят фабрики за изкуствен интелект, сред които освен нашата страна са още Австрия, Германия, Полша, Словения и Франция.

Българската фабрика за изкуствен интелект BRAIN++ (Bulgarian Robotics & AI Nexus) ще бъде разположена в „София Тех парк“,

където е вторият по натовареност суперкомпютър в Европа след италианския.

„Това е наистина вълнуваща новина за нас – казва проф. Димов. – Селекцията на допълнителни фабрики за изкуствен интелект от Европейското съвместно предприятие е ясен знак за ангажимента на Европа към укрепване на нейните позиции в тази област.“

Проектът BRAIN++ е ключов компонент от тази стратегия и има за цел да създаде мощен център по изкуствен интелект у нас. Инициативата ще обедини водещи изследователи, инженери и технологични компании. А целта е да разработят и внедрят авангардни ИИ решения, които могат да трансформират различни индустрии и да подобрят качеството на живот на гражданите.

BRAIN++ ще се фокусира върху интеграцията на изкуствения интелект с човешките способности,

като създаде платформа за сътрудничество между хора и машини. Това ще позволи разработването на автономни системи и интелигентни роботи, които могат да работят заедно с хората в различни среди – от производствени линии до здравни грижи и транспорт. Проектът също така ще насърчи обучението и квалификацията на нови кадри в областта на изкуствения интелект и роботиката, като по този начин ще подготви следващото поколение експерти.

„С участието на България в проекта не само ще допринесем за укрепването на европейското лидерство в ИИ, но и ще създадем благоприятна среда за развитие на високи технологии и иновации в региона“, подчертава проф. Димов.

Реализирането на проекта BRAIN++ ще донесе множество ползи. Страната ни ще получи достъп до най-съвременни ИИ технологии и ще позволи на нашите учени да работят по авангардни проекти. Инициативата ще привлече и значителни инвестиции в страната, което ще стимулира икономическия растеж и ще насърчи сътрудничеството между академичните среди, индустрията и правителството, като създаде силна екосистема за иновации и предприемачество. Проектът ще повиши още повече репутацията на България като иновационен хъб в Европа. Това ще помогне за утвърждаването на страната като привлекателно място за бизнес и научни изследвания.

Сред значимите постижения е и разработването на високопроизводителни паралелни алгоритми за прогнозиране на времето и моделиране на климата.

България има съществен принос при разработването на дигитален близнак за климатичните промени.

Друг пробив включва използването на високопроизводителни изчисления за откриване на лекарства и персонализирана медицина.

„Бъдещето на високопроизводителните изчисления изглежда много обещаващо. Очакваме по-нататъшен напредък в квантовите изчисления, изкуствения интелект и анализа на големи данни, които ще подобрят възможностите на системите за високопроизводителни изчисления“, подчертава проф. Димов.

Според него в контекста на Европейското съвместно предприятие за високопроизводителни изчисления се очакват увеличени инвестиции в екзаскейлни изчисления, отнасящи се до системи, способни да изпълняват поне един квадрилион операции в секунда. Това ще позволи на изследователите да решават още по-сложни проблеми и да стимулират иновациите в различни сектори.

Според проф. Димов много важна е ролята на образованието в осигуряването на това България да продължава да бъде на предни позиции в областта на високопроизводителните изчисления. За да може да се поддържа нашето конкурентно предимство в тях, трябва да се инвестира в развитието на следващото поколение експерти.

В тази посока се работи в тясно сътрудничество с университети и изследователски институции за разработване на специализирани учебни и обучителни програми, които съответстват на нуждите на индустрията. Подобен много добър пример е Европейската магистърска програма по високопроизводителни изчисления във Факултета по математика и информатика на Софийския университет

„Технологията е ясна – стига се до достъпна информация, която основно е в интернет“, разказва за метода си на работа проф. Димов. Влиза се в съответния документ и се филтрира по определен начин информацията, която е необходима. Ако човек се интересува от правен документ, който регламентира частен въпрос, често тези документи са в закони или подзаконови документи.

„Ако в тези документи нещо е написано с формула, не дай боже, да е на LaTeX (език за маркиране, с който се пишат формулите в математическите статии), изкуственият интелект преразказва, но не дава точна информация. Тук той наистина е слаб и не разпознава този език, защото източникът е различен“, обяснява проф. Димов.

Той отбелязва, че има и други чисто технологични тънкости.

Хубав пример е подредбата на документите в „Гугъл“ при търсене по ключова дума.

Търсачката изважда серия документи, които са най-близко свързани. Това се прави чрез решаване на много фундаментална задача за намиране на собствените стойности на огромна матрица. Тя съдържа по редове всеки документ, наличен в интернет – а това са милиарди единици. А от друга страна, по стълбовете на матрицата са конкретни думи или фрази.

И когато се направи намиране на собствени стойности (т.н. singular value decomposition) на тази матрица, тогава на първо място при търсене в „Гугъл“ ще излезе документът, съответстващ на най-голямата по модул собствена стойност. Съответно на второ, трето и т.н. място излизат документи, съответстващи на втора, трета и т.н. собствени стойности. Процедурата се прави веднъж месечно на изключително мощни суперкомпютри и е процес на обучение на невронната мрежа. Тя ги подрежда и след месец следва ново подреждане.

„Това е направено от руски математик, който работи в САЩ и е класически пример как работи изкуствената невронна мрежа – използва дълбоки факти от функционалния анализ в математиката. Това е най-дълбоката математическа дисциплина с намирането на тези собствени стойности, които всъщност дават принадлежността колко близо е даден термин, който човек търси, до същността на съответния документ“, продължава ученият.

Отбелязва, че в работата си задава трудни въпроси за неща, за които подозира, че ИИ има слабости. Например относно специфични теми, които се познават от малко хора и по които е много вероятно изкуственият интелект „да се изложи“.

„Ако се поиска информация за допълнителното финансиране на научната дейност, ИИ може да блокира, защото някои критерии за нейното отпускане са зададени с формули. В такъв случай изкуственият интелект вижда формулата и я преразказва с думите преди и след нея, но не може да я прочете“, казва проф. Димов.