Роботу Інституту кібернетики висунуто на здобуття державної премії

Розробками Інституту кібернетики імені В. Глушкова НАНУ користуються у різних галузях — від виробництва озброєнь до виробництва мультфільмів. Науковці допомагають розв’язувати прикладні й фундаментальні проблеми інформатизації суспільства. Про те, над чим працює дослідницька установа сьогодні, в інтерв’ю «Голосу України» розповів її директор, академік НАН України, професор Іван Сергієнко (на знімку).

— Роботу науковців інституту цьогоріч висунули на здобуття державної премії у галузі науки і техніки. Якій темі вона присвячена?

— Одним з основних напрямів наших досліджень є розроблення загальної теорії та методів математичного моделювання, оптимізації, системного аналізу та штучного інтелекту. Згадана робота присвячена математичному моделюванню складних процесів та систем на сучасних суперкомп’ютерах. У межах цього проекту розроблено новітні методи моделювання і алгоритми їх аналізу.

Суперкомп’ютерні технології в світі відіграють надзвичайно важливу роль. В Інституті кібернетики працює один з найпотужніших в Україні суперкомп’ютер СКІТ (суперкомп’ютер для інформаційних технологій), яким користуються не тільки наші академічні інститути та виші, а й іноземні наукові установи. Виконуємо низку спільних проектів з країнами Балтії, з Польщею. Проте на сучасному етапі ми розуміємо: без розвитку фундаментальних досліджень у галузі теоретичної кібернетики, математики, теорії оптимізації нам не створити серйозних інформаційних технологій. Адже щоб фахово дослідити якийсь об’єкт, застосовуючи суперкомп’ютер, мало отримати комп’ютерний результат. Необхідно переконатися, що результати, які він видасть на основі використання різних методів, будуть достатньо аргументованими, не помилковими. Швидкість та ефективність роботи суперкомп’ютера залежить не тільки від його технічних можливостей — здатності виконувати певну кількість операцій за секунду, а й від того, яким математичним забезпеченням він оснащений.

Висунута на здобуття державної премії робота, власне, і присвячена дослідженням теоретичного характеру, які об’єднують цілий комплекс питань, що стосуються математичного моделювання складних систем та процесів з використанням суперкомп’ютерних технологій для пришвидшення їх розв’язання.

— Де це може бути застосовано?

— Результати таких досліджень уже застосовуються у системах обробки великих даних, а також в інших сферах — для метеорологічного прогнозування, оптимізації виробів в авіамоторобудуванні, моделюванні життєвого циклу зварних та будівельних конструкцій тощо. За цією тематикою захищено 7 докторських та 11 кандидатських дисертацій. Результати проведених досліджень представлені у 23 монографіях та 213 наукових статтях, з яких 132 опубліковані в міжнародних журналах.

— Хто у складі авторського колективу?

— Доктори фізико-математичних наук Є. Галба, А. Дорошенко, С. Єршов, О. Литвин, М. Петрик, О. Попов, В. Скобелєв, В. Тульчинський. Це співробітники Інституту кібернетики, а також науковці НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Української інженерно-педагогічної академії та Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. Більшість робіт ми виконуємо спільно з різними академічними установами НАНУ і закладами вищої освіти, зокрема з Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка, з НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», з Національним університетом «Києво-Могилянська академія», із закордонними інститутами та університетами.

— В якому стані суперкомп’ютер, який використовується у дослідженнях? Скільки грошей потрібно, щоб підтримувати цю систему протягом року?

— Гадаю, мінімум мільйонів двадцять п’ять. Тоді б ми його істотно оновили. Окремі частини нашого «супера» застаріли і за рахунок власних ресурсів ми не можемо їх модернізувати. Сьогодні держава безпосередньо на такі потреби коштів не виділяє. Ми підтримуємо потужність комп’ютера за рахунок Національної академії наук. Завдяки цьому академічні інститути 12 відділень НАНУ користуються «супером» безплатно. Протягом останніх років інституту вдалося створити кілька нових сегментів суперкомп’ютера для 3D-моделювання і штучного інтелекту. Однак вийшло з ладу устаткування десятирічної давності. Через те загальна потужність суперкомп’ютера зменшилася.

— В яких ще проектах використовують цей пристрій, у тисячі разів потужніший за звичайний комп’ютер?

— Суперкомп’ютер — це інструмент, який використовують у найрізноманітніших сферах людської діяльності. Його застосовують для розв’язання складних наукових та інженерних задач, які вимагають виконання великої кількості математичних обчислень та опрацювання великих обсягів даних. Сьогодні СКІТ є однією з найпотужніших систем в Україні з сукупною піковою продуктивністю майже 46 терафлопсів (трильйонів операцій на секунду). Інститут має декілька десятків технологій, які дають можливість за допомогою такої техніки ефективно розв’язувати найскладніші завдання економіки, екології, захисту інформації, досліджувати космос, вивчати закономірності біологічних процесів. Зокрема, створено технологію «Надра» для аналізу стану і прогнозу динаміки процесів, які відбуваються в гідротехнічних спорудах, ґрунтових схилах, масивах ґрунтів, що зазнають техногенного впливу. Спільно з Інститутом геологічних наук НАН України технологія Nadra-3D використовується для оцінки запасів підземних вод у регіонах та для ухвалення рішень щодо будівництва гідротехнічних споруд.

Комплекс СКІТ пройшов сертифікацію і працює як ресурсний центр Українського національного гріду (УНГ), є членом європейської грідінфраструктури EGI. У рамках співпраці УНГ з EGI СКІТ брав участь в обробленні даних Великого адронного колайдера в межах проекту АLICE. Цим опікувався Інститут теоретичної фізики імені М. Боголюбова.

Генетики за допомогою суперкомп’ютера шукають ліки від раку та туберкульозу, геофізики прогнозують землетруси, філологи зберігають на його серверах лінгвістичний корпус української мови — базу даних текстів, які використовують для досліджень. Суперкомп’ютер використовувався авіабудівниками під час створення літака Ан-148. Його задіяли навіть при створенні відомого мультика «Кирило Кожум’яка».

— Де готують кадри для Інституту кібернетики?

— На базі інституту працюють філії кафедри обчислювальної математики КНУ, кафедри автоматизованих систем обробки інформації та управління НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського» та кафедра теоретичної кібернетики та методів оптимального керування Київського академічного університету. На жаль, через низькі зарплати у вишах та академічних інститутах чимало випускників наших кафедр виїжджають за кордон. Не бачать вдома перспектив. Працевлаштовуються у Польщі, Німеччині, Великій Британії, США, Канаді, Японії, Італії. Проте не забувають, де вони вчилися, — допомагають інституту започаткувати спільні міжнародні проекти. Нагадаю, що понад півстоліття тому на базі Інституту кібернетики було засновано кафедру Московського фізико-технічного інституту, яка успішно працювала до 2014 року. При цьому переважна більшість її випускників залишалася працювати у нас в інституті та інших інститутах та університетах України. Проте через війну її майбутнє опинилося під питанням...

— Війна скоригувала тематику наукових досліджень академічних установ. Чи берете ви участь у програмах, пов’язаних з кібербезпекою та підвищенням обороноспроможності країни?

— Так. До прикладу, наші науковці розробили моделі атак на потокові шифри, щоб істотно прискорити їх аналіз з метою захисту інформації у системах зв’язку та електронного документообігу. Крім того, в інституті розробили пристрій автоматичного супроводу об’єкта для відеосистем наведення сучасної бронетанкової військової техніки. Цю технологію передали підприємству «Укроборонпрому».

Наші медичні розробки допоможуть врятувати життя і військовим, і цивільним. Створений в інституті портативний електрокардіограф використовувався в Першому добровільному мобільному шпиталі ім. Миколи Пирогова для обстеження військовослужбовців в зоні АТО та для скринінгу населення сільських регіонів Хмельниччини, що охопив більш як 25 тисяч осіб з понад 600 населених пунктів. У Національному військово-медичному клінічному центрі Міністерства оборони та Українській військово-медичній академії працюють наші інноваційні магнітокардіографічні комплекси. Вони дають змогу з високою точністю діагностувати серцево-судинні захворювання на дуже ранній стадії. До того ж пасивним методом, без жодного впливу на організм пацієнта. Такою технікою зацікавилися в інших країнах: через Український науково-технологічний центр 5 магнітокардіографічних комплексів було поставлено за кордон, зокрема у всесвітньо відомий госпіталь в Оксфорді (Велика Британія). Крім того, інститут має низку розробок, готових до застосування, які за своїми якостями не поступаються зарубіжним. На жаль, держава не завжди вчасно виділяє кошти на такі проекти.

— Що пропонуєте для аграрної галузі?

— «Розумний город» та «розумне поле». В інституті розроблено прилад «Флоратест», призначений для експрес-діагностики впливу стресових факторів природного і техногенного походження на рослини. За його допомогою можна зменшити використання добрив і зекономити воду та електроенергію під час штучного поливу. Крім того, пропонуємо бездротові сенсорні мережі для отримання даних про вплив стресових факторів на рослини та інші біологічні об’єкти на великих територіях. Їх можна використовувати для точного землеробства, екологічного моніторингу та захисту довкілля. Зауважу, що такі розробки наших вчених набагато дешевші від закордонних аналогів.

— При цьому фінансування вітчизняної науки залишається на вкрай низькому рівні. Чи надовго їй вистачить «запасу міцності»?

— Важко сказати. Займатися наукою нині не престижно. Зменшується кількість охочих вступити до аспірантури й докторантури. Молоді науковці та їхні старші колеги виїжджають за кордон або йдуть працювати в комерційні структури. Тільки з нашого інституту протягом останніх 

3 років звільнилися майже півсотні наукових співробітників і ще більше інженерних. Тепер вони працюють в Apple, Samsung, Amazon. Найкращих студентів після магістратури забирають в Cisco, Google. Якщо держава не змінить своє ставлення до науки, ситуація може стати якщо не катастрофічною, то близькою до того.
 

Директор Інституту кібернетики ім. В.Глушкова, академік НАН України, професор Іван Сергієнко показує лабораторію, де розташовано суперкомп»ютер СКІТ.
 

Розроблений в Інституті кібернетики магнітокардіографічний комплекс дозволяє на ранній стадії з високою точністю діагностувати серцево-судинні хвороби, розповідають учений секретар Інституту Сергій Єршов та завідувач відділу сенсорних пристроїв, систем і технологій базконтактної діагностики Михайло Прімін.



Доктор технічних наук, професор Володимир Романов розповідає про розумні сенсорні мережі для точного землеробства.
 

Наукова молодь Інституту кібернетики імені В.Глушкова НАН України – Ігор Галелюка, Ганна Антонова та Анна Кедич демонструють прилади для «розумного поля».

Фото Сергія КОВАЛЬЧУКА.