Иерархические структуры и искусственный интеллект

Проект заведующего кафедрой теории вероятностей и дискретной математики, профессора О. В. Кузьмина «Комбинаторные методы анализа конечных иерархических структур и разработка интеллектуальных систем принятия решений» победил в конкурсе РФФИ и Правительства Иркутской области

Подведены итоги конкурса, проведенного РФФИ и Правительством Иркутской области по направлению «Региональные научные проекты фундаментальных исследований, выполняемые талантливой молодежью под руководством ведущего ученого – наставника». В число победителей конкурса вошел проект профессора, заведующего кафедрой теории вероятностей и дискретной математики Института математики и информационных технологий Олега Викторовича Кузьмина «Комбинаторные методы анализа конечных иерархических структур и разработка интеллектуальных систем принятия решений».

Целью проекта является создание эффективного математического аппарата для исследования иерархических структур типа обобщенной пирамиды Паскаля, рассматриваемых как частный случай частично упорядоченных множеств. Подобные задачи возникают при моделировании данных информационных систем и обработке сетей и бесконтурных графов.

Полученные комбинаторные модели можно будет использовать и апробировать при решении ряда задач: распознавание и представление информации; интеллектуальное машинное зрение; построение дихотомической классификационной модели – бинарного дерева принятия решений для оптимизации автономного поиска и навигации кибернетических систем.

В рамках научного проекта предполагается продолжение исследований и разработка алгоритмов построения дихотомической классификационной модели – бинарного дерева решений, каждый узел которого имеет только двух потомков, а также обобщение на случай m-арных деревьев. По мнению руководителя проекта при этом возможно    использовать  теорию частично упорядоченных множеств Рота-Стенли и теорию обобщенных пирамид Паскаля для получения иерархических деревьев принятия решений.

Одной из целей проекта является разработка методики анализа автоматически полученных геоданных, которые могут быть собраны с помощью беспилотных летательных аппаратов. При создании предлагаемой методики предлагается использовать методы и принципы аппарата реляционной интерактивной логики.

Другой важной составляющей проекта является разработка и создание моделей беспилотных летательных аппаратов для отдаленных и северных районов Иркутской области. Возможные направления применения проекта: проблемы экологии (определение границ отвалов, свалок), помощь МЧС (поиск объекта на местности, локализация очагов возгорания, поиск оптимальных маршрутов), социальные проекты (доставка лекарств, реклама, экстренная почта).

В состав научной группы, кроме руководителя, вошли два аспиранта и одна студентка (ИМИТ ИГУ), четыре школьника (базовая школа РАН – Лицей ИГУ).

Задачи научной группы в рамках проекта:

  • Разработка комбинаторных методов генерации и анализа взвешенных траекторий на решетках с запрещенными позициями (аспирант Борис Старков);
  • Развитие фрактальных методов получения, представления и обработки (визуальной) информации на основе бинарных матриц типа треугольника Паскаля (аспирант Борис Старков);
  • Применение методов реляционной интерактивной логики для автоматизированной обработки баз геоданных (аспирант Данил Захаров);
  • Разработка и применение комбинаторных методов при проектировании дронов (аспирант Борис Старков, студентка Анастасия Лавлинская);
  • Создание ряда моделей беспилотников для отдаленных и северных районов Иркутской области (студентка Анастасия Лавлинская, лицеисты Марк Камнев, Борис Тараканов, Михаил Федоренко, Григорий Филь).

Для аспирантов перспектива участия в проекте ясна. Участие в научном проекте позволяет развивать и реализовывать свой творческий потенциал, кроме того, положительно оценивается при защите кандидатской диссертации. Студенты получают опыт проведения самостоятельных научных исследований и возможность продолжить свои исследования в магистратуре. Лицеистам участие в работе научного коллектива позволит получить полезный практический опыт первых шагов в науке, навыки в робототехнике, программировании и разработке новых учебно-научных проектов, а также навыки работы в команде.

Зав. кафедрой
теории вероятностей и дискретной математики,
профессор О.В. Кузьмин