ИТМО создаст ИИ-систему компьютерного зрения для отечественных БПЛА

Национальный центр когнитивных разработок ИТМО, ГосНИИАС и АО «КТ-Беспилотные Системы» вошли в число победителей конкурсного отбора Фонда НТИ. Организации получат субсидию в размере 162 миллионов на создание системы компьютерного зрения с ИИ для БПЛА. Создание и обучение моделей с ИИ будут автоматизированы с помощью нейросетевых инструментов, что делает систему доступной программистов, CV-специалистов и обычных пользователей, которые смогут настроить систему под свои задачи. Решение будет полностью адаптировано под отечественные аппаратные платформы.

Для достижения полной автономности беспилотник должен не только уметь анализировать объекты и среду вокруг, но и самостоятельно принимать решения, исходя из полученных данных. Проект ИТМО направлен на создание автономной системы компьютерного зрения для российских БПЛА, которая сможет стать универсальным инструментом для решения абсолютно разных задач — от определения болезней у сельскохозяйственных культур до слежения за движущимися объектами. Она будет работать как с уже существующими российскими аппаратными платформами, так и с теми, что появятся в дальнейшем. Система может гибко адаптироваться под любые архитектуры при условии наличия инференс-фреймворков или SDK-пакета для разработки средств программного обеспечения.

На реализацию проекта Фонд НТИ выделил грант в размере 168 миллионов рублей. Национальный центр когнитивных разработок ИТМО будет работать в консорциуме с Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем и компанией АО «КТ-Беспилотные Системы». Ученые ГосНИИАС будут отвечать за содержательное ядро системы — алгоритмы нейронных сетей для задач БПЛА, а сотрудники АО «КТ-Беспилотные Системы» — за сбор данных, практическую апробацию и коммерциализацию системы. Ученые ИТМО автоматизируют и сделают доступным отраслевому потребителю весь жизненный цикл моделей компьютерного зрения — начиная с подготовки данных, заканчивая проверкой результирующих данных на симуляторах и загрузкой моделей с ИИ в БПЛА.

«Мы создадим платформу машинного обучения, которая, во-первых, будет включать набор библиотек, а во-вторых, набор инструментов, которые позволят из этих библиотек выстраивать совершенно разные модели компьютерного зрения и системы поддержки принятия решений на их основе. Для гражданских задач, таких как мониторинг состояния трубопроводов, экологический контроль, агрохимическая обработка полей, могут быть использованы открытые библиотеки. Для критических инфраструктур, напротив, будут задействованы модели доверенного искусственного интеллекта. Также мы планируем включить в платформу лучшие опенсорс-разработки ИТМО», — рассказал руководитель Национального центра когнитивных разработок, доктор технических наук, профессор ИТМО Александр Бухановский.

Разработка объединит в себе ряд программных платформ и фреймворков в сфере ИИ, ранее разработанных и испытанных участниками консорциума. Так, Национальный центр когнитивных разработок Университета ИТМО является единственным Центром компетенций НТИ, который специализируется на создании передовых программных инструментов для разработки и эксплуатации отраслевых систем ИИ. Для управления рабочими процессами новой платформы и конструирования моделей на данных будет использована созданная за счет гранта НТИ среда визуального программирования SMILE. Среда позволяет проектировать и обучать свои системы ИИ пользователям, не обладающих глубокими техническими знаниями и ИТ-навыками.

«SMILE позволяет пользователю сформировать модель ИИ из отдельных «кубиков», соединяя их в визуальном интерфейсе. Потом SMILE сам переводит это в коды, которые исполняются на вычислительных серверах. Когда «кубиков» очень много, и пользователь в них путается, используется наш фреймворк FEDOT, который может автоматически построить наилучший по качеству и по скорости расчета кусок модели ИИ. Он тоже собирает его из «кубиков», но, в отличие от человека, имитирует при этом биологическую эволюцию — скрещивает между собой всевозможные варианты моделей, пока не «выживет» только сильнейшая, то есть наилучшая», — объясняет Александр Бухановский.

Платформа SMILE позволит привнести в проект различные механизмы поддержки разработчика систем компьютерного зрения, включая автоматизацию процесса тестирования моделей, оценку их устойчивости, а также объяснять структуру созданных композитных моделей пользователю, используя для этого встроенную большую языковую модель.

ФАУ «ГосНИИАС» является одним из ведущих среди предприятий ОПК разработчиков решений в области компьютерного зрения, машинного обучения, робототехники и искусственного интеллекта. Содержательным ядром создаваемой платформы ИИ для БПЛА станет созданная ГосНИИАС при поддержке Минпромторга России программная платформа нейросетевой разработки «Платформа-ГНС». Платформа обеспечивает полный цикл разработки и эксплуатации нейросетевых модулей конечных изделий, начиная со сбора и разметки данных, выбора архитектуры сетей, и до автоматизированного тестирования, а затем и портирования обученных или дообученных нейросетей в бортовые вычислители. Платформа представляет собой интегрированную среду для работы с данными и нейросетями, которую входят отечественный фреймворк (библиотека) глубокого обучения Plat, а также набор средств аппаратной реализации нейросетей для различных аппаратных платформ, в том числе и отечественного производства. Сегодня Платформа-ГНС в версии 2.0 «Автомат» уже установлена и используется в ряде организаций промышленности, науки и образования, а также Минобороны России. Начато ее внедрение в учебный процесс гражданских и военных вузов.

«Коллектив ГосНИИАС работает над созданием доверенной платформы машинного обучения для ОПК и авиации с 2018 года. Такая доверенная платформа будет нужна не только разработчикам, но и эксплуатантам, ведь изделия с ИИ могут дообучаться, то есть, становиться «умнее» и эффективнее в процессе эксплуатации. Мы уже имеем опыт плодотворной совместной работы со специалистами АО «КТ-Беспилотные Системы» в области создания интеллектуальных решений для БПЛА. Уверены, что использование новых подходов и разработок ИТМО позволит на основе объединения наших платформенных решений, данных и библиотек создать действительно доверенный и эффективный продукт», — рассказал директор по направлению–руководитель научного комплекса «Искусственный интеллект и техническое зрение» ФАУ «ГосНИИАС», доктор физико-математических наук, профессор РАН Юрий Визильтер.

Создаваемое ИТМО, ГосНИИАС и АО «КТ-Беспилотные Системы» решение будет способствовать технологической независимости и глобальной конкурентоспособности отечественных БПЛА. Образец решения будет представлен в августе будущего года.