Ученые смотрят в небо. В Петербурге идет третий конкурс прорывных научных проектов
У конкурса длинное название: «Blue Sky Research — Искусственный интеллект в науке». «Исследования голубого неба» (буквальный перевод английской части названия) — скорее, концепция. Так в мире называют изыскания, сформулированные лишь на уровне идеи. Деньги на них найти крайне сложно, но именно из таких (иногда совсем несусветных) порой вырастают прорывные достижения.
На церемонии закрытия у финалистов будет возможность еще раз представить свои проекты/Фото предоставлено конкурсом Blue Sky Research
Найти общий язык с компьютером
Каждый год конкурс фокусируется на разных областях, но всегда «через призму» искусственного интеллекта. Прошлогодний, например, сосредоточился на агропромышленности и пищевых технологиях. В числе победивших проектов были, скажем, нейросеть, прогнозирующая снижение продуктивности кур, и система, способная предсказать засуху в конкретном регионе.
До участия в конкурсе Виктор Клинков, заведующий учебной лабораторией прикладной химии Политеха Петра Великого, разрабатывал с коллегами стеклообразные материалы с нужными свойствами. Например, халькогенидные стекла. Их используют, в частности, для создания оптоволоконных материалов, лазеров, датчиков и оптических устройств. Работали «классическим методом»: изучали состав и свойства материалов.
В 2022 году заявка на Blue Sky была, говорит Виктор, «таким авантюрным подходом»: надо было пристегнуть к решению задачи искусственный интеллект. В результате перешли от классического материаловедения к материаловедению с применением ИИ.
Команда Екатерины Пчицкой, научного сотрудника лаборатории молекулярной нейродегенерации (тоже Политех), старается выуживать больше информации из изображений микрообъектов — нейронов, синапсов. Это важно для изучения болезней Альцгеймера, Паркинсона.
Получать данные в биологии долго, дорого и трудно: надо вывести определенные генетические линии животных, использовать специальные химпрепараты и так далее. Но при нынешних способах обработки изображений мы получаем какие‑то «микропроценты» информации, считает Екатерина. Обидно.
— Искусственный интеллект, нейронные сети помогут заглянуть намного глубже.
Сейчас команда готовится представить нейросеть, «которая обрабатывает изображения и поможет не только нам, но и ученым по всему миру. Если бы не этот конкурс, идея где‑то так и болталась».
В этом году тема конкурса — «Большие языковые модели для химии и биологии». Если в целом искусственный интеллект в науке прочно обосновался, то его разновидность «языковую» (грубо говоря, когда компьютеры понимают нашу человеческую речь — письменную или устную) использовать в науке очень сложно, — предупреждает Екатерина Скорб, эксперт конкурса, директор научно-образовательного центра инфохимии Университета ИТМО.
Кто пробовал пообщаться с языковой моделью chatGPT, тот знает: нейросеть может написать и неплохую «рыбу» для текста, и ахинею, но коварно правдоподобную. Теперь представьте себе, что языковые модели должны обрабатывать не обычные тексты, а научные. И, обучившись на них, отвечать на вопросы.
Вот пример такой сложности. В Политехе создается цифровая лаборатория оптического материаловедения. Как поясняет Виктор Клинков, вместо того чтобы проводить множество экспериментов, будут использовать уже полученные объемы данных. Их огромное количество. Однако они разрозненны: опубликованы в разных статьях и монографиях, да еще и могут отличаться. Так что очень нужна хорошо обученная нейросеть, которая позволит собрать все эти данные и рассортировать. Это во‑первых.
А уже во‑вторых — нужно создать инструмент, который сможет на основании этих данных прогнозировать свойства материала. Предложенные нейросетью варианты ученые испытают — проведут пробный синтез. Если нужно — скорректируют.
С места в карьеру
Одна из особенностей конкурса — продолжение поддержки перспективных команд, говорит вице-губернатор города Владимир Княгинин.
За минувшие два (всего‑то) конкурса несколько конкурсантов — руководителей проектов возглавили лаборатории. Это, комментирует Княгинин, пример того, как может быстро развиваться научная карьера.
Вице-губернатор отмечает: на старте конкурса деньги негосударственные. Их дают Фонд поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга (создан крупнейшими корпорациями города для поддержки таких экспериментальных проектов) и центр стратегических разработок «Северо-Запад».
Из нескольких десятков команд-конкурсантов в победители выходят десять. Когда проект оказывается настолько сильным, что «получается» лаборатория, уже подключается господдержка. К тем 10 млн рублей, которые лаборатория получает от фонда, добавляется до 15 млн федеральных рублей. Такие команды как раз вписываются в программу поддержки новых лабораторий от Минобрнауки РФ.
Конкурс Blue Sky Research — для молодых ученых в возрасте до 45 лет, отмечает замгендиректора фонда Екатерина Холоднова. Молодость в науке долгая. Но по опыту самые смелые идеи предлагают студенты третьего-четвертого курсов.
Например, команда Виктории Егоровой из ИТМО: работают над биочернилами для трехмерной печати живыми клетками. Конкретно — для печати ткани скелетных мышц, которые после травмы или операции не регенерируются.
— Это чудовищная потеря, 20 % инвалидности по всему миру, — комментирует Виктория. — Мы решили предложить настолько простое и дерзкое решение, что в него, если честно, даже не верится.
Коробочка биочернил для создания возможного предшественника мышечной ткани уже есть. Потому что нашлись те, кто очень всерьез воспринял команду, в которой нет ни одного «остепененного» ученого, а есть два магистранта, два выпускника бакалавриата и школьница.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 84 (7660) от 13.05.2024 под заголовком «Ученые смотрят в небо».
Комментарии