Межведомственный исследовательский центр искусственного интеллекта

В соответствии с постановлением Бюро Президиума НАН Беларуси №363 от 31 августа 2015 г. на базе Объединённого института проблем информатики НАН Беларуси и Института физиологии НАН Беларуси создан Межведомственный исследовательский центр искусственного интеллекта.

Центр объединяет усилия специалистов в области медицинских, биологических, информационных, технических и физико-математических наук для создания передовых и конкурентоспособных технологий искусственного интеллекта и создает условия для выполнения научно-исследовательских проектов в области искусственного интеллекта, реализуемых как в рамках государственных программ научных исследований, так и с привлечением негосударственных инвестиций.

Проработан вопрос о присоединении Беларуси к странам-участницам европейской инфраструктуры CLARIN (https://www.clarin.eu/content/overview-clarin-centres), которая собирает базу данных электронных ресурсов для обработки и изучения языков, в том числе средствами информатики и искусственного интеллекта. Разработан портал Центра знаний CLARIN по обработке текста и речи на белорусском языке по адресу https://clarin-belarus.corpus.by/. Международному сообществу CLARIN предоставлено 58 сервисов для обработки текста и речи www.corpus.by. Получен сертификат (10.02.2020, https://www.clarin.eu/ sites/default/files/k-centre_certificate_-_k-blp.pdf), который признает Лабораторию распознавания и синтеза речи ОИПИ НАН Беларуси центром знаний CLARIN (Центр CLARIN K) на период с 10.02.2020 по 09.02.2023.

В рамках международного консорциума совместно с главным университетом в Великом Герцогстве Люксембург ОИПИ НАН Беларуси подал заявку на конкурс в европейскую программу СОST. Проект ORATOR направлен на решение задач, связанных с цифровыми историческими речевыми и текстовыми данными. Проект ORATOR призван внести вклад в европейское цифровое наследие с помощью новой модели совместного исследования, онлайн-платформы и коллекциями, посвященными периодам из недавнего прошлого Европы. Модель будет сочетать устную историю, искусственный интеллект (ИИ) и методологию открытой науки для создания крупномасштабной совместной онлайн-среды, которая поддерживает процессы проведения интервью и сбора цифровых цифровых материалов текста, речи, изображений, создания доступных устных первоисточников как для специалистов, так и для общественности.

В рамках большого международного консорциума ОИПИ НАН Беларуси подал заявку на проект ДИАЛОГ на конкурс в европейскую программу СОST. Проект направлен на оцифровку знаний для цифрового человечества и культурного наследия для создания условий по стимулированию современных достижений и инноваций в цифровых гуманитарных науках, культурном наследии и информатике посредством сотрудничества между (цифровыми) исследователями гуманитарных наук, учреждениями культурного наследия, исследователями и практиками в области информатики.

В 2020 г. сотрудниками Центра получены следующие результаты:

Алгоритм предсказания области связывания гомодимерных белковых комплексов на основе нейронной сети глубокого обучения, который для 53% протестированных комплексов правильно идентифицировал большую часть интерфейсных элементов, и обеспечивший существенное сокращение количества возможных ориентаций структур белков относительно друг друга при моделировании комплексов.
Алгоритм моделирования структур димерных белковых комплексов на основе матрицы контактов, позволивший получить на тестовом множестве белковых комплексов корректные трехмерные модели для 94% гетеродимеров и 96 % гомодимеров.
С помощью технологий компьютерного скрининга и молекулярного моделирования проведен анализ 213,5 миллионов химических соединений, в результате которого идентифицированы 5 соединений, способных блокировать участок коронавируса SARS-CoV-2, критический важный для обеспечения его жизненного цикла. Показано, что обнаруженные соединения формирует перспективные базовые структуры для создания эффективных лекарственных препаратов для терапии COVID-19.
Методы, алгоритмы и программное обеспечение на основе глубинного обучения (Deep Learning) и сверточных нейронных сетей (Convolution Neural Networks) для решения актуальных прикладных задач анализа и распознавания цифровых изображений. Построены алгоритмы и созданы высокопроизводительные программные средства с массивным параллелизмом (более 3000 ядер) для анализа полнослайдовых (размером в несколько гигапикселей) цифровых гистологических изображений образцов тканей онкологических больных для объективной автоматизированной оценки степени агрессивности опухолей.
Экспериментальный образец информационной системы интеллектуальной обработки и хранения больших объемов медицинских и генетических данных по заболеваниям легкого на базе высокопроизводительных систем.
Интеллектуальный программный комплекс прогнозирования рисков развития рецидивов костных сарком у детей и молодых взрослых с учетом экспрессии молекулярных маркеров в опухолевой ткани.
Прототип интеллектуальной аналитической системы для обработки и анализа разнородных клинических и биомедицинских данных с целью совершенствования диагностики сложных заболеваний.
Программный комплекс управления оборудованием контроля критических размеров на базе систем машинного зрения. Объем выпуска (внедрения) вновь освоенной (новой) продукции в 2020 году в натуральном выражении на предприятии «КБТЭМ-ОМО» ОАО «Планар» составил 5 комплексов., в денежном выражении - 375 тыс. долл. США.
Подсистема интернет-мониторинга интеллектуальной web-системы поиска и обработки текстов на английском и русском языках методом семантического кодирования для информационной поддержки решения управленческих, проектно-поисковых и экспертных задач в области дистанционного зондирования Земли.
Впервые 58 сервисов обработки текста и речи платформы www.corpus.by были представлены в европейской инфраструктуре доступа к языковым электронным ресурсам и технологиям CLARIN. Теперь они доступны по адресу https://vlo.clarin.eu/search?5&q=uiip. Это позволило повысить наглядность опыта отечественных ученых в области обработки белорусских текстов и речи, а также возможность подавать заявки на проекты в международные фонды вместе с крупными европейскими консорциумами и командами.
Система аудиогида для платформ Internet, Android и Ios по историко-культурным экспонатам Брестского археологического музея. https://krokam.by/biarescie
Алгоритмы и экспериментальные программное обеспечение для обработки текста и речи в реальном времени www.corpus.by (в том числе 20 сервисов с API-интерфейсом).
Автоматизированные системы выдачи актуальной информации для населения Городской гинекологической больницы (https://ggb.by/), 4-й городской клинической больницы имени М.Я. Савченко (https://4gkb.by/), Комитета по здравоохранению Мингорисполкома (https://komzdrav-minsk.gov.by/) с использованием средств синтеза речи.
Мобильная интернет-система для оценки просодических характеристик нормальной и патологической речи.
Система аудиогидов для интернет, платформ Android и Ios на историко-культурных экспонатах археологического музея «Брест» (4-й, финальный этап). https://krokam.by/biarescie
Прототип системы управления для непромышленных микророботов нового поколения, основанный на таких принципах, как: применение гибридных систем, объединяющих аналоговые и цифровые вычислительные среды; применение узкоспециализированных модулей фильтров, ПИД-регуляторов, инклинометров, гироскопов и других для решения типовых задач управления микророботами; применение нелинейных динамических систем, в том числе искусственных нейронных сетей и хаотических генераторов в качестве вычислительной среды; применение наиболее универсальных вычислительных сред для задач распознавания и прогнозирования с целью решения наибольшего числа задач каждым из аппаратных модулей; ориентация на аппаратную реализацию; ориентация на энергоэффективность вычислений.
Микромодуль оперативного распознавания, отбора и сжатия видеоинформации на борту малых космических аппаратов.
Разработан экспериментальный программный комплекс для сопровождения объектов и автоматического обнаружения движущихся объектов, наблюдаемых бортовой камерой беспилотного летательного аппарата. Разработанный программный комплекс предназначен для создания подсистемы многоцелевой обработки видеоизображений, полученных видеокамерой беспилотного летательного аппарата.
Программный комплекс доставки и обработки текстовой научно-технической информации для формирования электронного банка данных новых технологий и материалов, обеспечивающих создание ракетно-космической техники и перспективных изделий других отраслей, конкурентоспособных на мировом рынке. Созданное программное обеспечение передано для использования в государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси» по результатам реализации программы Союзного государства «Технология-СГ».
Программно-информационный комплекс, реализующий автоматизированную технологию подготовки регионального прогноза нефтегазоносности территории на основе комплексного анализа данных дистанционного зондирования Земли из космоса и геолого-геофизической информации. Разработанное программное обеспечение предназначено для космоструктурного картирования нефтеперспективных объектов и оценки нефтегазоносности осадочных бассейнов на основе специализированной программной обработки данных ДЗЗ и комплексной интерпретации космической и геолого-геофизической информации. Комплекс передан в эксплуатацию в открытое акционерное общество «Белгорхимпром», государственное научное учреждение «Институт природопользования НАН Беларуси» и Белорусский государственный университет в целях осуществления работ, связанных с поиском залежей углеводородов, а также для обучения студентов и магистрантов.
Имитационная модель типового логистического склада, который обслуживается транспортными роботами. Каждый из указанных роботов оснащён манипулятором с захватом, оснащённым вакуумными присосками, и развитой системой технического зрения, предназначенной не только для безопасного движения, но и для определения пространственного положения требуемого продукта на стеллаже.
Разработан и исследован универсальный IoT-модуль, который предназначен для дистанционного управления подвижными платформами. Указанный модуль является законченным и самодостаточным устройством, который обладает целым рядом современных сенсорных устройств, позволяющих контролировать подвижные объекты в пространстве, а также по беспроводным каналам связывается с удалённым сервером, который значительно увеличивает его вычислительную мощность и объём памяти. Данный модуль можно использовать как элемент проката транспорта (с дальнейшем интеграцией в систему оплаты), либо дистанционного управления транспортными тележками.
Разработано программное обеспечение системы автоматического управления пропашным культиватором, включающее в себя модули обработки видеопоследовательностей с выделением центра междурядья, принятие решения о смещении подвижной части культиватора в требуемую сторону, а также эргономичный интерфейс, предназначенный для работы на сенсорном мониторе, который устанавливается в кабине ведущего трактора. Указанная система была успешно отлажена и протестирована на экспериментальном участке реального поля сахарной свеклы.
Программно-аппаратное обеспечение, предназначенное для определения в режиме реального времени определять внешних нагрузок на клубни картофеля в процессе уборки и послеуборочной доработки и в случае превышения допустимых значений информирующее оператора системы. Разработанная система помещается в корпус «искусственный картофель», который впоследствии будет использоваться в полевых условиях для определения критических нагрузок, получаемых в процессе уборки и транспортировки картофеля с поля на склад.

Результаты работы Центра представлялись в средствах массовой информации, в многочисленных интервью на телевидении, СМИ и Интернете.

Сотрудники Центра занимались подготовкой кадров высшей квалификации, преподавали в ВУЗах страны, занимались популяризацией науки.