В пространстве «Севкабель Порт» прошел второй фестиваль ITMO Open Science – настоящий рок-концерт. В качестве хедлайнеров выступили ведущие сотрудники университета, на день перевоплотившиеся в звезд Heavy Metal. Сольные выступления о важнейших новостях науки превратились в Science Slam.

CYBERBRAIN В ПОИСКАХ ТЕЛА

Ассистент факультета систем управления и робототехники Алексей Перегудин считает, что искусственный интеллект прошлого – это гениальный врач-диагност, который идеально определяет, что же произошло с пациентом. В будущем такой «врач» уже не просто диагностирует проблему, а лечит ее.

«Прошлое кибермозга – это искусственный интеллект, нейросети глубокого обучения могут достаточно многому научиться и много полезного делать. Например, они умеют диагностировать рак или болезнь Альцгеймера на самых ранних стадиях, умеют предсказывать наводнения лучше, чем люди, генерировать тексты, музыку, изображение. Но теперь искусственному интеллекту нужно тело!»

Физическое воплощение для кибермозга прямо сейчас создают ученые Мегафакультета КТУ.

«По аналогии с человеческим организмом мы создаем все системы этого киберфизического тела. Костная система – это жесткие металлические звенья манипуляторов, роботов, каркас беспилотного автомобиля, – объясняет ученый. – Мышечная система – это моторы, электроприводы. Кровеносная система, доставляющая питательные вещества по всему телу, или нервная система, доставляющая информационный импульс, – это силовые и информационные провода, кабели. Где живет наш интеллект? В мозге! Точно так же и с кибермозгом. Мы верим, что физическое воплощение искусственного интеллекта улучшит жизнь людей, потому что снимет многие физические задачи, которые нас ограничивают, занимают наше время, мы сможем больше времени посвящать саморазвитию. А еще физическое воплощение нужно самому искусственному интеллекту. Представьте себе ребенка, который всю жизнь сидит дома и учится по книжкам. Или он может выйти и поиграть с другими детьми, потрогать горячее – и обжечься, тем самым приобрести опыт, который он сам решил приобрести, а не который ему принесли на тарелочке. Будущее заключается в двух словах – системы и суперсистемы».

По словам Алексея, в будущем кибермозг обретет тело – только с приставкой кибер. И зарплату... «В будущем, когда это будут воплощенные в физическом теле интеллекты, возможно, им нужно будет платить зарплату, чтобы они покупали себе топливо, зарядку. Они будут все больше становиться похожими на людей не только физически», – предполагает эксперт.

ЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ ДЛЯ БУДУЩЕГО

Доктор физико-математических наук руководитель лаборатории «Гибридная нанофотоника и оптоэлектроника» Университета ИТМО Сергей Макаров уверен: будущее за перовкситными технологиями. В прошлом году команда физтеха Университета ИТМО представила уникальное устройство – шахматный набор со светоизлучающими фигурами, содержащими перовскит. Энергия передается по беспроводной сети в каждую фигуру с помощью специального передатчика, встроенного в шахматную доску.

«Это частично сувенирная продукция, которую мы уже изготавливаем. Это элементы для настолок, шахматы – все они яркие, светящиеся и привлекают внимание, нравятся детям. Если брать более наукоемкие технологии на основе этих материалов, конечно, мы верим в средства для подзарядки, которые могут получать энергию от солнечного света и заряжать автономные маломощные устройства», – рассказал «Петербургскому дневнику» специалист в области оптики и нанотехнологий.

По словам Сергея Макарова, на 2022 год доля альтернативных источников энергии в мире достаточно низкая – около 10-15%. «По множеству прогнозов к 2050 году доля солнечной энергетики будет составлять больше трети, тем самым мы будем получать довольно много чистой энергии. В чем же ее преимущество? Если мы посмотрим, сколько энергии поступает от Солнца – а это экологически чистая энергия – ее приходит 86 тысяч тераватт, в то время как установленные мощности, которые нужны нам, чтобы выработать энергию, – всего-навсего 15 тераватт. Это в тысячи раз меньше того, что приходит от Солнца. Более того, эта энергия всегда и везде доступна. Например, чтобы восполнить наши потребности в этой энергии, можно использовать только 4% от площади территорий пустынь. Тем самым мы можем помочь нашей планете в борьбе против эрозии почв, закрыв ненужную никому территорию солнечными батареями», – отмечает ученый.

КТО «БИТЛЫ» В МИРЕ БАКТЕРИЙ?

Руководителем группы Микробиология Университета ИТМО Елена Кошель считает, что самые маленькие и крутые металлисты в мире – это микробы. Именно они настоящие хозяева планеты. Внутри всех живых организмов, в том числе и человека, они затевают своего рода слем: пока одни микробы дружат между собой, другие объявляют войну.

«Начнем с классики death metal: «Мы все умрем!» Это единственный факт, который мы знаем наверняка, – шутит ученый. – Действительно, может случиться так, что через несколько десятков лет мы будем умирать от обычных микробов, которые нас населяют, живут на нашей коже, окружают нас, – кишечных палочек, стафилококка. Это может произойти потому, что наша иммунная система не всегда находится в тонусе, и в скором времени у нас просто может не быть инструментов, чтобы защищаться от самых простых бактерий, которые исходно не представляют для нас угрозы. А все потому, что эти ребята лучше других организмов на нашей планете приспособлены для существования, ведь они появились раньше всех! По крайней мере, мы не можем так же быстро размножаться, как они. Они приспосабливаются ко многим факторам, в особенности к антибиотикам, которые мы так часто используем. Да что уж там, антибиотики придумали тоже микробы. Поэтому ребята, слушайтесь терапевта: если он назначил вам антибиотики, пропейте курс до конца. Когда вы бросаете их на третий-второй день, когда вам немного полегчало, вы превращаетесь в инкубатор, в котором появляются новые штаммы резистентных бактерий».

И в мире есть абсолютные «гении зла» среди микробов – бактерии ESKAPE, которые каждый год поражают несколько миллионов человек. А новая звезда металл-рока – коронавирус. На смену старым штаммам приходят новые, которые, по мнению ученого, станут виновниками новых волн коронавируса. «Спойлер: весной мы ожидаем новую волну коронавируса, потому что такой штамм у нас, к сожалению, уже появился. Если все будет происходит по такому же сценарию, нас ждет настоящий микробный апокалипсис», – считает ученый.

Но есть и хорошая новость: на пользу человеку всегда готовы прийти «битлы» микромира пробиотики – мощные антагонисты среди микробов.
Единственный способ бороться с новыми штаммами коронавируса и другими микробными угрозами – создавать быстро эволюционирующие системы, которые справятся с проблемами, на первый взгляд далекими от микробиологии. «Уже доказана нейронная связь микробиоты нашего кишечника с нашим мозгом. Микробы научились использовать нашу же нейронную систему, нашу эндокринную систему в своих интересах. Через нейронную связь с нашим мозгом они дирижируют всеми процессами в нашем организме. Например, когда вы пойдете на кофе-брейк и возьмете булочку, подумайте: а кто вообще хочет эту булочку? Потому что если эта булочка помогает росту микробов в вашем кишечнике, они дадут вам дозу серотонина, и вы будете чувствовать себя кайфово. Коррекцией нейробиоты можно лечить нейрогенеративные заболевания, тревожные расстройства, а добавлением в нее конкретного штамма лактобацилы можно лечить аутизм», – рассказывает Елена Кошель.

МОРАЛЬНЫЕ ТЕРЗАНИЯ СУПЕРИНТЕЛЛЕКТА

«О чем мечтает искусственный интеллект? Мне кажется, точно не о том, чтобы его считали прошлым, – уверена старший научный сотрудник лаборатории композитного искусственного интеллекта Анна Калюжная. – Так ли мы хотим, чтобы этот искусственный интеллект был умнее нас? Я думаю, что мало кто из нас ответит абсолютно утвердительно на этот вопрос. Искусственный интеллект не обладает сомнениями, различными моральными терзаниями в отношении того, что совершает».

Анна полагает, что, возможно, отечественным и мировым ученым стоит не пытаться сделать суперинтеллект. Нужно понять, как сделать самого человека суперинтеллектом. Вместе со своей команда она исследует эволюцию в алгоритмах искусственного интеллекта и ее воплощение методами генеративного дизайна в промышленности.

«Генеративный дизайн – это когда существует та самая система усиленного искусственного интеллекта, которая позволяет генерировать целые наборы решений, как может быть выполнена та или иная конструкция. Приведу один из примеров. Это довольно интересная задача: выращивание специальных микрофлюидных устройств для фильтрации крови, которые называются селезенками на чипе. Они существуют для того, чтобы, прогоняя поток крови через специальные фильтрационные ловушки, улучшать характеристики крови. И тут тоже можно поставить задачу генеративного дизайна. В чем она состоит? Для того чтобы создать оптимальный поток крови при различной конфигурации самой ловушки, нужно создать довольно хитрую систему препятствий на пути крови. И с этим эволюционные алгоритмы справляются довольно хорошо, генерируя тот самый оптимальный набор препятствий и позволяя спасать жизни».

КИБЕРБЕЗОПАСНОСТЬ: ЕСТЬ ЛИ ФОРМУЛА УСПЕХА?

Директор международного научно-образовательного центра «Безопасность и надежность критических цифровых технологий» Данил Заколдаев делится неутешительной статистикой. Россия находится близка к кадровой катастрофе в сфере кибербезопасности: в стране не хватает до 40 тысяч человек в сфере защиты информации. Сейчас это из наиболее перспективных отраслей IT.

«В 2022 году мы имеем следующую конструкцию: невозможно со 100-процентной уверенностью сказать, с кем мы имеем дело, существует ли это на самом деле или это система виртуализации. За последний месяц фокусировка злоумышленников четко идет на финансовый сектор. Оказывается, не все знают, что такое DDOS и в каком состоянии мы сейчас находимся. Что такое распределенная атака? Рассказываю шуточно. Это когда в тело меньшего диаметра пытаются поместить тело большего диаметра. Таким образом, чтобы тело меньшего диаметра потеряло подвижность и остановилось. Если мы помним Экзюпери, там была аллегория, когда удав съел слона. Что это напоминало маленькому принцу? Шляпу! То же самое произошло с DDOS в этом году. Это состязание средств вычислительной техники, сетей и так далее. Сейчас это большая проблема, и формулы успеха пока нет», – уверен эксперт ИТМО.

Почти два миллиарда долларов получили злоумышленники с помощью фишинга: сознанием людей мошенникам манипулировать все еще проще, чем взламывать системы. «Из-за незнания и привлекательности каких-либо предложений люди сами теряют деньги. Каков наш ответ? Необходимо делать интеллектуальные системы для выявления событий, в том числе в письмах, переписках, звонках».

Еще одна проблема тесно связана с кибермедициной – наличие цифровых двойников пациентов или обычные сбои оборудования в медучреждении. «Кибермедицина – это то направление, которое для российской федерации крайне критично. Мы ведем серию экспериментов на факультете, и надеюсь, что некоторые медицинские видеосистемы заработают в ближайшие несколько лет непосредственно с нашим участием».