цепи и сигналы лекции. Цифровые технологии настоящего и будущего
 Скачать 305.56 Kb.
|
|
ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НАСТОЯЩЕГО И БУДУЩЕГО Александр ЧЕБОТАРЁВ , генеральный директор АО «ОКБ МЭИ», доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии РФ «Цифровая экономика – это не отдельная отрасль, по сути это уклад жизни, новая основа для развития системы государствен- ного управления, экономики, бизнеса, социальной сферы, всего общества. Формирование цифровой экономики – это вопрос на- циональной безопасности и независимости России, конкурен- ции отечественных компаний». В.В. Путин Современные научно-технические процессы практически невозможны без широкого внедрения и использования современных методологических под- ходов и технологий, в том числе и цифровых, которые позволяют реализо- вывать множество разноплановых научно-технических и технологических задач за кратчайшие промежутки времени. Именно быстродействие и уни- версальность сделали IT-технологии столь востребованными в современных отраслях науки и производстве. И далеко ходить за примерами не приходит- ся. Возьмём хотя бы бытовую технику, имеющуюся в каждом доме. Компью- теры, смартфоны, бытовая электроника – трудно представить современную действительность без подобных предметов обихода. А цифровые технологии – это уникальное явление, которое за последние десятилетия коренным обра- зом поменяло жизнь каждого из жителей планеты. Трансформируемое антенное устройство для малых КА ДЗЗ «Кондор-ФКА». Фото из архива холдинга «РКС» № 4 (130) ● 2018 4 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА Некоторые исследователи утверждают, что внедрение технологических новинок с каждым годом будет проис- ходить все более быстрыми темпами. Например, если на повсеместное распространение электричества в ХХ столетии ушло более 30 лет, то планшетные компьюте- ры вошли в нашу повседневность за какие-то 3-4 года. Трудно себе представить, что буквально несколько лет назад ответ на вопрос «Какую бы одну из трёх особенно нужных вам вещей вы взяли бы с собой – ключи от дома, карманные деньги, сотовый телефон?» ответ прозвучал бы в пользу либо ключей, либо денег. Но уже сегодня, по заявлению авторитетного издания Gartner, более поло- вины респондентов остановили бы свой выбор именно на электронном гаджете. В будущем внедрение техноло- гий электронного банкинга и интернет-вещей позволит полностью перейти к цифровизации жизнедеятельности человечества, удобно совместив в одном устройстве не- ограниченные функциональные возможности множества необходимых человеку предметов. Реальность такова, что внедрение информационных технологий оказывает существенное влияние на произ- водительность труда. Отрасли, интенсивно использующие цифровые технологии, развиваются в два раза быстрее, чем в среднем по экономике. Так, обслуживание клиентов через сеть «Интернет» позволяет банкам сократить свои трудозатраты почти в 10 раз по сравнению с традицион- ными видами обслуживания. В последнее время во мно- гом благодаря применению информационных технологий достигнут значительный прогресс и в ряде фундамен- тальных научно-исследовательских областей, включая и авиационно-космическую отрасль. Переход к возможностям применения новых форм ор- ганизации труда с использованием автоматизирован- ных систем распределения задач, управления предпри- ятиями с учётом эффективного распределения ресурсов, электронной бухгалтерии и документооборота, а также систем мониторинга производства, окружающей среды и поддержки принятия управленческих и технологических решений позволяет осуществить качественный скачок и более эффективно использовать имеющийся экономиче- ский потенциал, что является определяющей целью ре- ализации программы «Цифровая экономика», принятой Правительством Российской Федерации в 2017 году. Исторически сложилось так, что входящее в холдинг «Российские космические системы» АО «ОКБ МЭИ», как научно-производственная и исследовательская орга- низация, всегда работающая в интересах обеспечения функционирования ракетной, космической и авиацион- ной отраслей, просто не может, по определению, оста- ваться в стороне от современных трендовых направлений развития. При этом повышение качества корпоративного и внутреннего управления является приоритетной целью для развития экономики и научно-исследовательских программ нашей организации, согласно провозглашён- ной российским правительством Стратегии развития от- расли информационных технологий на 2014-2020 годы и на перспективу до 2025 года. Важнейшими задачами Стратегии являются повыше- ние прозрачности принятия решений в государственном секторе, повышение прозрачности функционирования бизнеса, увеличение инвестиционной привлекательно- сти российской экономики, наконец – её эффективности. Однозначно, решение этих задач в рамках Стратегии без развития цифровых технологий невозможно, поэтому ОКБ МЭИ одним из первых включилось в столь интерес- ную и важную по значению работу. Отмеченные выше позиции так или иначе имеют свою интерпретационную основу и при функционировании на- ших структурных подразделений и организации в целом. Кратко рассмотрим перечисленные технологии. Искусственный интеллект и машинное обучение // AI and Machine Learning – это не что иное, как набор методо- логических подходов и имеющихся реальных возможно- стей, благодаря которым мощные компьютерные системы могут находить в своих массивах оперативной и внешней памяти такие данные, которые изначально могли и не предполагаться, так как были полностью неизвестны их новые взаимосвязи и закономерности. Следовательно, машинное обучение может происходить в процессе ре- шения значительного множества сходных и образно по- добных задач. Не так давно получил распространение термин «боль- шие данные», обозначивший новую прикладную область Современные исследователи и специалисты выделяют де- сять основных направлений развития цифровых технологий будущего: 1. Искусственный интеллект и машинное обучение (AI and Machine Learning). 2. Блокчейн и криптовалюты (Blockchainand Cryptocurrencies). 3. Большие данные (Big Data). 4. Телемедицина (Telemedicine). 5. Дополненная и виртуальная реальность (AR/VR). 6. Чат-Боты и виртуальные помощники (Botsand Virtual Assistants). 7. Мобильность и кибербезопасность (Mobile and Cybersecurity). 8. Интернет вещей (IoT – Internet of Things). 9. Компьютерное зрение (Computer Vision). 10. Нейросети (Artificial Neural Networks). № 4 (130) ● 2018 5 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА – поиск способов автоматического быстрого анализа огромных объёмов разнородной информации. Машин- ное обучение считается самым перспективным подходом, особенно в процессах анализа больших блоковых объё- мов разнообразной информации. Например, компания DeepMind (США) получила известность благодаря раз- работке компьютерной системы Alpha Go, победившей профессионального игрока в го. Это стало возможным благодаря созданию нейронной сети, способной научить- ся играть в видеоигры на уровне человека. В 2017 году эта компания совместно с Open AI, основанной Илоном Маском (создателем SpaceX и Tesla Motors), провела ис- следование нового метода машинного обучения, суть ко- торого заключалась в получении сигналов от людей для формулирования и изучения новых задач. На сегодня ис- кусственный интеллект ещё довольно расплывчатое по- нятие, включающее в себя множество технических раз- работок: нейронные сети, робототехнику, распознавание образов, алгоритмизацию процессов и явлений и т.д. Но всё же это уже основа основ именно интеллекта, то есть, по сути, обучаемая вычислительная структура. Её отличие от человеческого разума – узкая специализация и пока ещё отсутствие возможности самопроизвольно (по мере необходимости) переключаться между профилями ум- ственной деятельности. При этом искусственный интел- лект имеет огромный потенциал и перспективы приме- нения во всех сферах жизнедеятельности человечества. Использование искусственного интеллекта даёт воз- можность создавать динамичные, гибкие и относительно автономные системы. А значит, эти системы должны ис- пользоваться там, где, например, человек не может спра- виться с выдерживанием высочайшей степени точности (в промышленности, исследованиях) или встречается с угрозами для жизни и безопасности (в атомной энерге- тике, в подводных работах, военной сфере). Особое вни- мание при развитии как искусственного интеллекта, так и машинного обучения уделяется совершенствованию IT инфраструктур. На сегодня известны так называемые «облачные» вычисления (облака), которые активно при- нимаются на службу технологией искусственного интел- лекта и машинного обучения. Следующее десятилетие, скорее всего, продемон- стрирует нам новый уровень этого тренда, ведь почти все технологические гиганты работают в данном на- правлении деятельности. Ценность облаков – в их на- дёжности, невысокой стоимости для клиентов (экс- плуатантов), отсутствии значительных капитальных вложений и затрат. Облако обеспечивает достаточно лёгкое масштабирование производств и процессов, позволяет создавать и разворачивать сервис-ориентированные мо- дели, гарантировать большие вычислительные мощности для целей бизнеса, науки и производств. Кроме того, об- лака повсеместно проникли и в жизнь частных пользова- телей, так как информационные системы уже органично вписались во все основные сферы жизни. Прогресс во всех отраслях науки и промышленности идёт с огромной скоростью, не прекращая удивлять и восхищать специа- листов и дилетантов. Создание систем, которые самостоятельно учатся, адаптируются и готовятся действовать автономно, станет основным «полем битвы» между поставщиками техноло- гий на ближайшие десятилетия. Наши специалисты это прекрасно понимают и уже всецело включились в потен- циально интересные исследовательские программы. Блокчейн и криптовалюты // Blockchain and Cryptocurrencies. Идея технологии блокчейн максималь- но проста – это огромная база данных общего пользова- ния, которая функционирует без централизованного ру- ководства. Несмотря на то, что блокчейн лежит в основе криптовалют, эта технология на сегодня выходит далеко за рамки только выпуска «виртуальных денег». Эти техно- логии, конечно же и в первую очередь, находят широкое применение в банковском секторе, рынке недвижимости, системах корпоративного управления. Но где бы не го- ворили о блокчейне, первая ассоциация с ним – биткой- ны. Действительно, в будущем значимость блокчейна как технологии будет только расти. Уже сейчас можно увидеть множество примеров, когда с помощью блокчейна пере- страиваются бизнес-процессы между многими компа- ниями, устраняются посредники во взаимоотношениях, строятся новые бизнес-модели и т.д. Блокчейн становится инфраструктурной единицей для надёжного, децентрализованного формирования рее- стра общих фактов и данных о всевозможных цифровых активах и их перемещениях между участниками любой экосистемы или условного сообщества. Для нас это тоже может представлять определённый интерес, и не только как финансовая возможность оперативного «платёжного поручения» при работе со сторонними партнёрами, но и как информационная система, дающая возможность про- верять, например, платёжеспособность потенциальных партнёров, соблюдение ими представленного в их распо- ряжение договорного целевого бюджета и многое другое (в интересах организации финансового мониторинга). Большие данные // BigData – данные, которые пред- полагают нечто большее, чем просто анализ огромных объёмов информации и банка данных. Понятие «больших данных» подразумевает работу с информацией огром- ного объёма и разнообразного состава, весьма часто обновляемого и находящегося в разных источниках и системах в целях увеличения эффективности их рабо- ты, надёжности, создания совершенно новых продуктов № 4 (130) ● 2018 6 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА и повышения конкурентоспособности. Многие компании уже задумались об использовании такового массива дан- ных, который они генерируют c помощью огромного ко- личества вычислительных устройств, датчиков и прочей электроники. Только нужно понимать, во-первых, какие данные хранить и зачем. Ещё сложнее вопрос – как эти данные потом анализи- ровать. Пока самая очевидная сфера использования – со- здание программ, которые смогут заменять человеческий труд на рутинных или опасных участках испытаний, иссле- дований и производств. О росте объёма данных активно говорят уже несколько лет, например, в 2015 году анали- тики прогнозировали, что в 2017 году рост общего объ- ёма данных, хранящихся в дата-центрах, достигнет 370 эксабайт (около 370 млрд гигабайт). По версии IDC, объем данных в мире за последующие пят лет может увеличит- ся в 10 раз. Неудивительно, что компании переживают, где в итоге хранить все эти массивы. Хочется надеяться, что пик создания небольших ЦОДов и дата-центров уже миновал, и на рынке услуг сегодня будут формироваться крупные, надёжные центры. На них же будет возложена миссия создания систем физической защиты и защиты информации. Один из примеров – строительство ЦОД в Сколково – самого большого в России и одного из самых больших в Европе. Для нас проблемы защиты и передачи, накопле- ния и последующего анализа информации не являются совершенно новыми, однако наши функциональные воз- можности и перспективные исследования (в прикладном виде) должны будут развиваться и архитектурно форми- роваться обязательно с учётом этих современных подхо- дов, а это, поверьте, не такая простая, как кажется на пер- вый взгляд, задача и решать её требуется непрерывно, не останавливаясь на достигнутом. Телемедицина // Telemedicine – одно из направлений современной медицины, основанное на использовании современных коммуникационных технологий для дистан- ционного оказания медицинской помощи и своевремен- ных широких консультативно-профилактических услуг. Во-первых, развитие цифровых технологий в медицине поможет точнее и быстрее ставить правильные диагно- зы. Во-вторых, благодаря IT-технологиям можно извле- кать быстрее и дешевле смысл из исследовательских биологических данных: это облегчает поиск новых ле- карственных препаратов и средств. В-третьих, появится дополнительная возможность активно анализировать со- стояние здоровья человека, в том числе и через бытовые устройства типа смартфоны, носимые девайсы, даже Wi-Fi-роутеры. Кстати, уже существуют наработки по мо- ниторингу с их помощью, например, частоты дыхания и сердечных сокращений, основанные на физических свойствах изменения поглощающих свойств организма человека. Аналогичные наработки есть и в области видеонаблю- дения: камеры обучают распознавать адекватность дви- жений и контролировать (считать) тот же пульс. Такие системы постепенно могут заменить сиделок возле тяже- лобольных и немощных пациентов в больницах, госпита- лях или при нахождении их на домашнем лечении. Они вполне способны будут дистанционно мониторить состо- яние здоровья хронических больных и людей с психиче- скими отклонениями. Многие компании учатся исполь- зовать огромные массивы пользовательских данных для выдачи индивидуальных рекомендаций конкретному че- ловеку. Например, IBM совместно с генетической компа- нией Pathway genomics (США) разрабатывает программ- ное приложение на основе искусственного интеллекта, которое будет анализировать генетические и клиниче- ские данные пользователя и рекомендовать ему изме- нения в образе жизни, режиме труда и отдыха. Системы компьютерного мониторинга будут вести, к примеру, учёт сна и конкретно рекомендовать индивидууму оптималь- ный режим дня – не просто учитывать, сколько человек спит, но и советовать, что делать во время бодрствования для последующего качественного отдыха. В ближайшие годы будет происходить поворот от пас- сивного мониторинга к конкретным рекомендациям, кото- рые будут выдавать человеку программные приложения. Данные о здоровье пользователей, собранные гаджета- ми, начнут использовать страховые компании для опти- мизации финансовых моделей и точной оценки своих ри- сков. Уже сейчас эти технологии активно апробируются в крупных компаниях для повышения производительности труда и снижения нагрузки на финансовые затраты из-за нетрудоспособности сотрудников. Ещё один тренд цифрового будущего в здравоохране- нии – борьба со старением. Крупные игроки рынка, вро- де компаний Human Longevity и Calico (США), вклады- ваются в борьбу с возрастными изменениями. Старение – острейшая проблема не только для медицины, но и для экономики. Благодаря конвергенции биологических и компьютерных технологий появляется надежда, что уже в ближайшие годы появятся первые терапевтические процессоры, которые будут способны методически орга- низовывать рацион приёма пищи, лекарственных препа- ратов и биологически активных пищевых добавок (БАД), комплексное применение которых будет гарантировать уверенный процесс продления активного долголетия и повысить качество жизни человеку. Да, все это сейчас ещё воспринимается как фанта- стика, но нам-то известно, что в области мониторинга состояний первых биологических объектов, а затем и № 4 (130) ● 2018 7 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА человека, полетевших впервые в космос, специалисты ОКБ МЭИ принимали непосредственное участие. В совре- менных условиях мы прекрасно знаем, что члены экспеди- ций МКС находятся в длительном космическом полете под постоянным специальным физиологическим и медицин- ским наблюдением и контролем со стороны медицинского персонала, который дистанционно организует и проводит различные опыты и эксперименты, следит за общим со- стоянием здоровья и работоспособностью космонавтов, таким образом набирая статистику функциональных со- стояний, оценивая реально протекающие физиологиче- ские процессы организма в условиях микро-гравитации и многое другое… Следующее направление – дополненная и виртуаль- ная реальность // AR/VR – это глобальные тренды, кото- рые имеют влияние, сравнимое с влиянием интернета и смартфонов на жизнедеятельность человека в целом. Це- лые отрасли начинают использовать эти технологии для ускорения рабочих процессов и улучшения качества жиз- ни. Технология дополненной реальности обогащает есте- ственное окружение человека, а виртуальная реальность полностью погружает человека в любое искусственное окружение. Вместе они способны глубоко интегрировать человека в данные, позволяя ему буквально ощущать их вокруг себя. AR/VR пока не продемонстрировали весь свой потенциал. Самая популярная сфера использования на данный мо- мент – это игры и развлечения. Но в прошлом году были реализованы серьёзные проекты, например, в сфере ри- тейла. Разработчик приложений виртуальной реальности Fibrum (Россия) создал для AliExpress платформу, которая стала основой магазинов в 11 российских городах. Реше- ние уникально тем, что построено на технологии Web-VR, то есть для посещения магазина достаточно браузера те- лефона и доступа в интернет, даже очки виртуальной ре- альности необязательны. Разрабатываемая АО «ОКБ МЭИ» автоматизированная система мониторинга, технического обслуживания и ре- монта показывает, что применение технологии дополнен- ной реальности повышает стабильность и безопасность процессов эксплуатации изделий и объектов. Как это ра- ботает? Предположим, на объекте вышло из строя како- е-то оборудование, и дежурному инженеру по сервисному обслуживанию и ремонту оборудования необходимо мак- симально оперативно определить и устранить причины неисправности для восстановления его работоспособ- ности. Для снижения влияния человеческого фактора и обеспечения чёткого следования регламенту и техноло- гии ремонтов дополненная реальность, представленная «цифровым двойником» обслуживаемого изделия, может служить в качестве своеобразной портативной базы зна- ний об объекте. Пользуясь электронным планшетом либо надев AR-оч- ки, специалист подходит к реальному оборудованию на объекте и диагностирует неисправность. Далее необхо- димо понять, какова же причина такой неисправности и как её устранить, в каком порядке и какие действия вы- полнить без влияния на безопасность функционирования объекта в целом и без угрозы жизни человеку. Для этого инженер работает с цифровой моделью оборудования, то есть выбирает из виртуального меню (дополнитель- ная информация к реальному объекту) соответствующий пункт (например, техническое обслуживание и ремонт) с указанием продиагностированной неисправности из пе- речня часто встречающихся. В зависимости от неисправ- ности ему будет необходимо выполнить анимационно сформированную пошаговую инструкцию по выявлению и устранению причины неисправности. Анимированная инструкция способна визуально подсказывать специали- сту, о каком элементе оборудования идёт речь, указывая на него. Следующий шаг в виртуальной инструкции воз- можно выполнить только в том случае, если исполнитель реально выполнил предыдущее действие. Таким образом обеспечивается своего рода контроль за надлежащим исполнением инструкции и процесса технологического порядка специалистом по сервисному обслуживанию и ремонту оборудования. Устранив неис- правность и восстановив работу оборудования, инженер ставит соответствующую отметку на виртуальной модели, которая получит автоматическое отражение в системе. Следовательно, весь процесс сервисного обслуживания реализуется на месте, что обеспечивает его оператив- ность и гарантирует заданную степень качества. Будущее дополненной и виртуальной реальности прогнозирует- ся достаточно оптимистично. Виртуальной реальностью уже интересуются многие учреждения культуры, музеи, медицинские компании, учебные центры, автошколы, во- енные ведомства. Главный бонус AR/VR заключается в безопасности некоторых действий, которые опасны в ре- альной жизни (например, эмуляция обучения пользова- нию военной техникой: минирование – разминирование, глубоководные технические работы, отработка сложных процессов заправки боевых зарядов, ракет топливом, взрывчатыми веществами). Чат-Боты и виртуальные помощники // Botsand Virtual Assistants Интеллектуальные виртуальные помощники и чат-боты постепенно становятся частью повседневной жизни. Большинство ведущих IT-компаний уже давно включилось «в гонку» чат-ботов: строят платформы, де- лают своих голосовых помощников. Инновации и гиб- кость этих технологий означают, что они будут продолжать развиваться и в будущем. Бот – это программа, с которой пользователь может взаимодействовать, общаться для № 4 (130) ● 2018 8 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА достижения какой-либо цели или развлечения. Боты способны расшифровывать сообщения в мессенджерах и выполнять соответствующие действия на основе этих сообщений. Чат-боты приходят на смену мобильным при- ложениям и сайтам. Стоимость разработки чат-бота и её скорость несопо- ставимы со стоимостью создания мобильного прило- жения. Бот также может быть интегрирован с другими IT-сервисами компании или сайта. Чат-бот в бизнесе может существенно снизить затраты на содержание пер- сонала и автоматизирует массу рутинных процессов: ему можно поручить рассылку сообщений клиентам или со- трудникам. С помощью чат-ботов можно доносить инфор- мацию напрямую клиенту, что удобно не только владельцу проекта, но и клиенту. Сравнивая чат-боты с мобильными приложениями, можно заметить, что если приложения выполняют одну задачу, то чат-боты в рамках одного про- екта могут быть мультизадачными. По оценкам специалистов, чат-боты будут активно вне- дряться в таких направлениях, как денежные переводы, организация канала связи, замена колл-центров и дис- петчеров, замена личного кабинета. Например, в 2017 году состоялся официальный запуск чат-бота «Алиса». По словам создателей (компания Яндекс), «Алиса» — пер- вый в мире голосовой ассистент, не использующий для построения диалогов набор заданных фраз и выражений, формируя ответы в индивидуальном порядке. Благодаря данной особенности с «Алисой» можно разговаривать так же, как с человеком. Эта возможность реализована с по- мощью технологий машинного обучения, в том числе ней- ронных сетей. Разработчики планируют сделать «Алису» самым человекоподобным помощником в мире. Сделать её проактивной – научить ставить цели в диалоге, про- являть инициативу и вовлекать собеседника в разговор. Мобильность и кибербезопасность // Mobile and Cybersecurity. В нашу жизнь сегодня уже вошли мобиль- ные технологии, которые кардинальным образом улуч- шили процессы производства и процессы потребления информации. Использование мобильных технологий по- зволяет быть в курсе всех событий в мире, прилагая для этого минимум усилий. Кроме того, мобильные технологии позволяют снизить стоимость продукции для конечных потребителей за счёт оптимизации процессов, сокраще- ния производственных издержек и непроизводственных затрат. Ни один современный деловой человек не пред- ставляет своей ежедневной деятельности без смартфо- на и интернета. Мобильные устройства стали меньше, мощнее и гораздо полезнее. Доступность всевозможных смартфонов, планшетов, электронных «читалок», теперь ещё умных часов и, в скором будущем, умных очков, спо- собствует их быстрому распространению по всему миру. И, само собой, все эти миллиарды мобильных устройств оказывают серьёзное влияние на качество нашей жизни. По информации ПАО «МТС», реализация смартфонов в России по итогам 2017 года побила рекорд и в натураль- ном выражении выросла на 6 %, достигнув величины в 28,4 млн устройств. Одной из значимых отраслевых тен- денций, связанных с массовым увеличением спроса на смартфоны и планшетные компьютеры, является рост использования программного обеспечения для мобиль- ных устройств. Более 25 % просмотров веб-сайтов в российском сегменте сети «Интернет» приходится на мобильные устройства. Россия занимает 3-е место в Ев- ропе по этому показателю. Прогнозируется активный рост мобильных приложений и уменьшение грани между мо- бильными и стационарными устройствами. Однако специалисты утверждают, что уже через не- сколько лет даже самые современные «планшетники» станут достоянием истории. Каждый желающий сможет носить миниатюрные устройства прямо на себе. Поя- вилось даже название для таких гаджетов – «бодинет», иными словами, нательный интернет. Предполагается, что процессор с оперативной памятью можно будет по- местить в кармане, а в качестве дисплея использовать обычные с виду очки. В будущем любая информационная система будет иметь мобильную составляющую. В стратегии формирования, к примеру, цифрового пра- вительства одной из поставленных задач является обе- спечение гражданам и непрерывно увеличивающему- ся контингенту мобильных работников доступа в любом месте, в любое время и с любого устройства к высоко- качественной цифровой государственной информации и услугам. В Cтратегии развития отрасли российских информационных технологий указано, что основными точками роста сегмента разработки программного обе- спечения на ближайшие годы станут приложения для мобильных устройств. Использование мобильных гадже- тов невозможно без предоставления качественной и на- дёжной связи. Время наступления эры 5G – очередного, уже пятого поколения технологий беспроводной связи – стремительно приближается. Сети 5G нужны для пре- доставления абонентам подключения к интернету с ги- габитными скоростями, что позволит им просматривать видео сверхвысокой чёткости, получать услуги VR и AR, использовать облачные сервисы. Во-первых, за счёт это- го будет достигаться сверхнадёжная связь с минималь- ными задержками, что позволит гарантировать безопас- ное управление беспилотными объектами (воздушными судами, автомобилями, промышленными роботами и т.п.). 5G связь сможет обеспечить массовый «интернет вещей» с плотностью устройств более 1 млн на кв. км. В свою очередь, спутниковая связь сохранит существен- ную долю рынка услуг среди сетей доступа в сфере ави- ации, автомобильного транспорта, морского судоходства, вооружённых сил, а также производственной нефтегазо- вой отрасли. Такие преимущества, как глобальное по- крытие на суше, море и в воздухе, а также гарантируемая передача данных даже во время стихийных бедствий, де- лают спутниковую связь хорошей альтернативой сотовой связи и наземным проводным линиям связи. В условиях развития интернета вещей, больших данных и других тех- нологий, предполагающих всеобщую связанность и хра- нение больших массивов информации, на первый план выходят вопросы кибербезопасности. На прошедшем Всемирном экономическом форуме остро встал вопрос об опасности фрагментации Интер- нета вследствие трансграничных кибератак. Об этом го- ворится в его ежегодном докладе «Глобальные риски – № 4 (130) ● 2018 9 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА 2018». «Распространение трансграничных вредоносных кибератак может стать наиболее вероятным «спусковым крючком» для распада под руководством правительств Интернета на национальные и региональные «огорожен- ные участки», – отмечают авторы многих исследований. Фрагментация Интернета в свою очередь может приве- сти к прекращению технических функций единой сети и замедлению темпов технологического развития. Вместе с тем технический прогресс в сфере обеспечения кибер- безопасности может ослабить риск такой фрагментации, а диалог между ведущими мировыми правительствами и технологическими компаниями может значительно за- крепить это единство. Интернет вещей // IoT – Internet of Things. Термин «ин- тернет вещей» предполагает объединение обычных с виду приборов в сеть, которая становится чем-то боль- шим, чем просто сумма составляющих элементов. Вопло- щение идеи становится ближе с появлением всё новых и новых устройств, но для их совместной работы нужен осо- бый инструмент-коммуникатор. Как не странно, «пионе- рами» в использовании IoT стали коммунальные хозяй- ства, автомобильные концерны, большие промышленные предприятия и склады. Несомненно, IoT будет развивать- ся. Сейчас операторы мобильной связи запускают специ- альные сети для подключения таких устройств к интерне- ту. И нужно будет только заключить договор с оператором и поставить датчики, которые через мобильную сеть под- ключатся к интернету. Это особенно важно для таких проектов, как автома- тизированные парковки и беспилотные летательные аппараты и автомобили. IoT станет основой, во-первых, для беспилотного перемещения транспортных средств, во-вторых, для глобальной автоматизации промышлен- ности, в производстве товаров, продуктов и услуг, в энер- гетике и т.д. В России обязательно появятся магазины, в которых продукты можно будет купить без очередей в кассу, наличных и кошелька. Интернет вещей продолжит проникать практически во все индустриальные системы и аспекты деятельности организаций и учреждений. К примеру, ещё популярнее станут технологии, позволяю- щие компаниям и отдельным людям анализировать дан- ные, чтобы после на их основе принимать сбалансиро- ванные решения. Автоматизация позволит эффективнее распоряжаться собственным временем, чтобы миними- зировать ресурсы, затрачиваемые на выполнение побоч- ных обязанностей. Все это – примеры внутренней автоматизации, в раз- витии которой участвует АО «ОКБ МЭИ». Что касается «внешней» автоматизации, здесь все больше задейству- ют «видеоаналитику» и обработку изображений в режиме реального времени. Сейчас это может прозвучать доста- точно экзотично: покупатель сможет примерить товар в виртуальной примерочной, а страховые компании – за- гружать «аварийные» данные на свои сервера напрямую с автомобилей. В результате водители будут получать помощь максимально оперативно – ещё до обращения в страховой центр и автосервис. «Умный город» – это самая широкая сфера применения интернет-вещей. Современный город – колоссальная ин- тегрированная среда, в которой должно быть комфортно каждому человеку. Школы, библиотеки, транспорт, боль- ницы, электростанции, системы водоснабжения и управ- ления отходами, государственные учреждения, право- охранительные и другие общественные службы будут охвачены единой информационно-коммуникационной сетью для улучшения качества жизни и повышения эф- фективности обслуживания и удовлетворения нужд граж- дан. Именно для этого и разрабатывается интеллектуаль- ная платформа «Платина» (разработчик АО «ОКБ МЭИ»). Платина – это «мозг» умного города, который подключа- ется к различным устройствам по беспроводной сети и делает возможным их совместную работу. Одна из задач платформы – контроль с любого места и в любое время за несанкционированными проникнове- ниями, дымом, возгоранием, утечками газа, прорывами систем водоснабжения и отопления и другими распро- странёнными бытовыми проблемами путём получения мгновенных уведомлений и видеозаписей. Начиная с 2018 года ожидается рост IoT-индустрии. Компании Intel (США), разрабатывающей инфраструктуру «умных» горо- дов, пророчат хорошие финансовые показатели на фоне этого тренда. IoT полагается на данные и коммуникацию с ними, поэтому облачные вычисления и новые стандар- ты связи привлекут к себе ещё больше внимания. В Cisco (США) утверждают, что к 2021 году видеоинформация со- ставит 80 % всего интернет-трафика (по сравнению с 67% в 2016 году). Компьютерное зрение // ComputerVision. Вычисли- тельные машины создавались для того, чтобы работать с числами. Необходимость наделить их зрением возникла относительно недавно. Распознавание номерных знаков автомобилей, чтение штрих-кодов на товарах, анализ за- писей камер наблюдения, поиск лиц на фото, создание роботов, умеющих находить и обходить препятствия – всё это задачи, которые требуют от компьютера способности «видеть» и интерпретировать увиденное. Набор методов, позволяющих обучить машину извлекать информацию из изображения, и называется компьютерным зрением. В 2013 году Cognitive Technologies (Россия) создала про- тотип системы компьютерного зрения в задаче распозна- вания дорожной сцены. В конце августа 2016 года компа- ния объявила о создании собственной интеллектуальной № 4 (130) ● 2018 10 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА платформы для автономного управления автомобилями – C-Pilot, которая может устанавливаться на легковых и других типах автомобилей. В 2017 году вышла последняя версия системы, которая способна распознавать дорож- ные знаки. В ближайшие несколько лет планируется вы- пустить на российский рынок первую интеллектуальную систему, позволяющую автомобилю передвигаться пол- ностью автономно. Нейросети // ArtificialNeuralNetworks. Работу компью- терных нейронных сетей можно сравнить с работой че- ловеческого мозга. Человек воспринимает информацию благодаря взаимодействию гигантского количества ней- ронов – индивидуальных клеток, из которых состоит мозг. Каждая из них сама по себе не разумна. Но она взаимо- действует с другими нейронами поблизости, основываясь на том, как они преобразуют входящий сигнал в исходя- щий. В компьютерной нейронной сети вместо отдельных клеток-нейронов крошечные математические функции. Каждая из них ориентируется на множество вокруг. Мил- лионы и миллиарды математических функций работают вместе, и чем лучше они натренированы, согласованы, тем сильнее (интеллектуальнее) система. Эта техноло- гия позволяет подписывать фотографии, синтезировать искусство, распознавать речь и текст. В июне 2012 года группа исследователей из Google запустила нейросеть на кластере 1000 компьютеров. Эксперимент стал одним из самых масштабных в области искусственного интеллек- та, причём систему изначально создавали для решения практических задач. Первое применение нейросеть на- шла в улучшении точности распознавания речи, впослед- ствии её также стали использовать в таких проектах, как поиск отдельно заданных изображений, программ для обработки изображений, программ библиотек для ма- шинного обучения и т.д. В 2016 году был запущен проект AI Experiments, который позволяет провести интересные эксперименты с нейросетями и узнать о работе нейросетей на простых примерах. Среди проектов будущего – создание системы автоматических ответов на электронные письма, исполь- зование нейросетей для медицинского диагностирова- ния. Таким образом, становится понятным, что рассмо- тренные технологии не появляются и не используются в одиночку, обычно наблюдается взаимосвязанный и ком- плексный, системный подход. Пример типичной синергии – при подключении к сети автомобили собирают данные о водителях и их поведении, где и как используется авто- мобиль, какие проблемы возникают, как функционируют компоненты машины и на что это влияет. Затем на основе собранного массива больших данных (BigData) создают- ся системы и сервисы – цифровые помощники водителя, встроенные в систему отображения информации. Аналогичным образом могут работать системы объек- тивного контроля (СОК) в авиации, которые должны будут сопрягаться с аэродромной техникой сервисного обслу- живания и заправки воздушных судов ГСМ и газами по мере необходимости. Подобные сервисы могут уведом- лять наземные службы и лётчиков об остатке заданного ресурса по двигателю, отдельным агрегатам и системам, вести постоянный контроль состояния особо важных си- стем воздушных судов. Специалисты в области прогнозирования будущего ци- вилизации всерьёз предполагают, что мир стоит на по- роге очередной технологической революции. Вступив в информационную эру, человечество готовится сделать новый шаг в развитии цифровых технологий. Ожидаемый прорыв в информационных технологиях может в корне изменить, в том числе, и социальное устройство на пла- нете. Проект новой российской спутниковой системы глобальной связи ЭФИР, которая сможет обеспечить и работающие в реальном времени каналы связи для сети интернет персональных пользователей и «интернета вещей». Фото из архива «РКС» № 4 (130) ● 2018 11 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА |