الشبكة العصبية القائمة على براءات الاختراع: مقابلة مع مطوري Awtor

Awtor هو مولد شبكة عصبية للحلول التقنية القائمة على أرشيف براءات الاختراع السوفيتية. في جوهرها ، إنها أداة نفعية لإيجاد طرق حالية ومستقبلية للتغلب على الحواجز التكنولوجية. بعبارات بسيطة للغاية - مولد للاختراعات .



عثرت عليه بالصدفة ، حيث قمت بفرز طلبات تسريع مشروعات الذكاء الاصطناعي " أرخبيل 20.35 ". وكان هناك شعور بأن شيئًا ما رائعًا قد مر دون أن يلاحظه أحد ، وإن كان لا يزال في الشكل الأولي للتطور ، أو أنه شيء غير مفهوم ، ثم "يسقط" من تلقاء نفسه.





على أي حال ، يتيح لي الموقع الحصول على جهات اتصال من التطبيق والدردشة والكتابة هنا ما حدث في النهاية. باختصار ، هذا ليس تمييزًا عن طريق الشبكة العصبية أو Malevich Gzhel. كل شيء هنا أكثر تعقيدًا. كما أن بيع هذه المنتجات أمر صعب بالطبع.



المحاور هو غالينا باستوخوفا ، عالمة رياضيات ، ونائب مدير العلوم والابتكار في المدرسة الأكاديمية لتكنولوجيا المعلومات في جامعة الأمير سلطان ورئيس قسم البرمجة في شركة PSS ، التي تدير في نفس الوقت تطوير النظام وتشارك في إنشاء بنيته.









- تقر بأنه يمكن العثور على جميع الاختراعات المحتملة من خلال تصميم Awtor الخاص بك. ماذا يعني؟



- أي شيء وأي اختراع هو مزيج من الكميات المادية. وبعضهم يتعارض مع بعضهم البعض. على سبيل المثال ، وزن وسعة البطارية. على سبيل المثال ، كلما طالت الطائرة بدون طيار وزاد ارتفاعها ، كلما كانت البطارية أثقل. في الآونة الأخيرة ، كانت البشرية تتبع مسار كشف وإزالة هذه التناقضات. تقع معظم الاختراعات عند تقاطع التغلب على التناقضات.

أخذنا قاعدة براءات الاختراع السوفيتية من 1963-1989 وقمنا بمعالجتها وأعطيناها للشبكة العصبية. كان الهدف هو تحديد كيف تتغير الخصائص الفيزيائية الرئيسية للأشياء المخترعة بمرور الوقت. إذا تم تحديد الخصائص وتم تعيين تسلسلها ، فسيتم مواصلة تطوير الموضوع بترتيب معين وبكميات مادية معينة.
لا يهم نوع الجسم - ملعقة أو دراجة أو خط أنابيب.





إيديولوجية عمل أوتور



هذه الدوامة التطورية تمسك بها. يمكننا أن نتنبأ بكيفية تغير شيء ما يتكون من عناصر معينة ، والتي تتميز بكميات فيزيائية معينة ، في المستقبل. في هذه الحالة ، ليس من الضروري أن تتوافق كل خطوة مع اختراع حقيقي ، أي ظهور نسخة جديدة من الكائن. يمكن للإنسانية القفز بسهولة فوق بعض الخطوات ، وقد يتبين أن بعض القرارات غير مجدية اقتصاديًا.



- ما رأيك في ذلك؟



- نعم مشكلة الريبة .. مشكلة كونية. لذلك ، قررنا عدم الإدلاء ببيانات صاخبة في وسائل الإعلام المختلفة دفعة واحدة ، ولكن انتقل أولاً إلى شركات بيرم الخاصة بنا. لدينا العديد من الصناعات العلمية المكثفة في المنطقة. وجميع الخيارات التي قرروا بمساعدة نظامنا، بدأنا في جمع على موقعنا على الانترنت .



على سبيل المثال ، كانت هناك حالة مع مصنع تشيليابينسك الميكانيكي. لديهم مشكلة في الحركة داخل آلية معينة: اللزوجة تتدخل.

جاؤوا وقالوا: سمعنا عن نظامك ، لكن يبدو لنا أنك تكذب ، هذا مستحيل.
نجلس على الكمبيوتر معًا ، ونقود البيانات الأولية. يعطي الكمبيوتر 17 خطوة لتطوير كائن في تسلسل معين. اتضح أن الشركة في المركز الرابع ، والثالثة السابقة ، كانوا في نفس الترتيب.



لكن هناك أيضًا مثل هذه اللحظة. يقول النظام عند الإخراج: تغيير الكثافة ، وتغيير العزم ثنائي القطب. هذا ليس مفيدًا للغاية - أود أن أرى إجابة معقدة ، بما في ذلك نطاقات محددة من القيم ، وأمثلة على التنفيذ. تم ضبط حلنا في البداية وفقًا للفيزياء ، ولكن تواجه الشركات العديد من التحديات والمستوى الكيميائي. لذلك ، نقوم الآن ببناء قاعدة المعرفة في هذا المجال.



- هذا هو ، في جوهره ، الآلة تكتشف ما هي التناقضات الكامنة في قلب الحاجز التكنولوجي الحالي وتبين طرقًا لتجاوزه؟



- تحليل التناقضات جزء مهم. حتى أننا أنشأنا تصنيفنا الخاص. هناك تناقضات فيزيائية بحتة تأتي من الصيغة. أبسط مثال: الوقت يساوي المسافة مقسومة على السرعة. أوه ، هذا يعني أن الوقت والسرعة يتناسبان عكسيًا: كلما زاد أحدهما ، كان الآخر أقل. هذا تناقض من النوع الأول.





مصدر البيانات لتدريب الشبكة العصبية هو قاعدة براءات الاختراع للمعهد الفيدرالي للملكية الصناعية (FIPS) ،



والنوع التالي من التناقضات هو أنظمة أكثر تعقيدًا ، حيث يتم التوسط في الصيغة الثانية والثالثة والرابعة. وعندما توسعهم ، تنظر إلى الحواف اليمنى واليسرى ، تجد تناقضات من النوع الثاني. كمثال ، سأعطي تركيز الكتلةγ=3، والتي يمكن توسيعها إلى منتج الكثافة الخطية (2) والوحدات لكل متر: 2×1... نتيجة لذلك ، نرى أنه يتناسب عكسياً مع الطول.



أخيرًا ، نأتي إلى التناقض الثالث ، حيث تضاف العوامل الاجتماعية والاقتصادية. على سبيل المثال ، كيف أن كاماز الرياضية هي سيارة موثوقة تفوز بالمسابقات من سنة إلى أخرى ، وغير مريحة للغاية - فقط الرجال الروس اعتادوا على قيادتها.



أو لماذا يحب كل الصيادين ركوب "الرغيف"؟ لسبب ما ، لم ينتقل أحد إلى لكزس ، الجميع يركب "أرغفة" - مع الأخذ في الاعتبار عدم إمكانية عبور إقليم بيرم. لماذا ا؟ هنا كل من الموثوقية وقابلية الصيانة ، وإذا سقط شيء ما ، فهذا ليس مؤسفًا - سوف نتغير ونقطع ونفك ونلحم ، وما إلى ذلك. هذا شيء مثير للاهتمام ، من الصعب إضفاء الطابع الرسمي عليه ، لكن يجب أيضًا أخذه في الاعتبار.



- ما الذي استخدمته كمشكلات اختبار لنظامك؟ كيف تم إعداد الجميع؟



- كان نموذجنا التجريبي عبارة عن حقنة ، لقد بدأنا في تفكيكه وظيفيًا لأول مرة. لقد وضعنا هدفًا - لزيادة سرعة إدارة الدواء. وتم استخدام استجابات النظام لتتبع ما إذا كانت تطوراتنا تسير في الاتجاه الصحيح. في مرحلة معينة ، توصلت الآلة إلى اقتراح مثير للإبرة لإبرة: ليس لعمل فتحة خروج واحدة فيها ، بل عشرة. كشخص ، أفهم أنه غير مربح ، بناءً على أفكار اليوم حول الحقنة. لكن الحل نفسه فريد من نوعه. وأعطته السيارة بعيدا.



وكان من بين الردود اقتراح بتغيير التركيب الكيميائي للإبرة. لكن هذا الحل موجود بالفعل: توجد إبر مجهرية الثلج. الجليد بالطبع ليس من الماء ، ولكنه من مادة مناسبة مع دواء يمكن تجميده. لقد وضعه في مكان آمن للغاية - وتركه. ذاب الدواء ، وتم حل كل شيء.



"هذه القصة بأكملها مع عشرة ثقوب تشبه إلى حد ما نظام الري.



- هذا مثال جيد على التماثل الوظيفي. من وجهة نظر وظيفية ، من حيث مجموعة من الخصائص الفيزيائية الأساسية ، يمكن اعتبار حقنة ونظام الري المائي جوهرًا واحدًا. لكن في الوقت نفسه ، هناك عدد كبير من الثقوب في نظام الري هو المعيار ، وفي المحقنة لا يزال يبدو شيئًا غير عادي. الهدف من برنامجنا هو أن نقول أنه ممكن. وكما اتضح لاحقًا ، فإن مثل هذه الحلول موجودة من حيث المبدأ ، على الرغم من استخدامها لأغراض مختلفة قليلاً.





حقنة الميزوثيرابي متعددة الحقن بخمس إبر



- ما هي التحديات الأخرى التي يمكن أن تحلها أوتور؟ هل يمكنك إعطاء مثال عندما تم استخدام النتيجة التي ينتجها النظام في الممارسة العملية؟



- جاء أحد الطلبات من اتحاد الصناعة NTI "NeuroNet". كانت هناك مشكلة في أجهزة الاستشعار غير الغازية للرأس: ضعف إرسال الإشارات ، والتداخل الجامح. أدخلنا البيانات الأولية ، وننظر في النتائج.

ومن بين الاستجابات البدائية الأخرى (مثل ثقب في الجمجمة) ، اقترحت الآلة تغيير درجة الحرارة. ما عليك سوى تسخين المستشعرات لتقريبها من درجة حرارة فروة الرأس.
عندما بدأ تنفيذ هذا الخيار ، اتضح أنه عندما تم تسخين المستشعرات ، بدأ الرأس يتعرق. وأصبح العرق وسيلة نقل إشارة ممتازة ، مما زاد من تأثير التسخين.

بالمناسبة ، في 21/03/2019 ، عندما انتهينا من العمل على وحدة براءات الاختراع ، أرسل نظامنا طلب براءة اختراع إلى FIPS. تم قبولها. ونحن الأوائل في العالم.
من الواضح أننا انتشرنا هناك ، لأنه لا يمكن إلا للفرد التقدم بطلب للحصول على براءة اختراع ، لأن عملية الاختراع هي نشاط بشري. لكننا خلقنا سابقة.







ثم بدأنا نتجادل ، من هو المؤلف هنا؟ تم إنشاء تصنيف كامل: كما لو كان هناك قنطور من المستوى الأول والثاني والثالث.



قنطور المستوى 1 هم أولئك الذين يدخلون البيانات في الشبكة العصبية. ثم أولئك الذين يفسره. بشكل عام، وسوف نكمل قريبا شريط فيديو حول هذا الموضوع وبعد ذلك على لدينا قناة يوتيوب.



- حدثنا عن حشو الاوتور: ما هي العمارة والجهاز الرياضي ، ما هي اللغة التي تكتب بها؟



- تم تطوير أوتور من قبل فريقي ، أنا القائد العلمي والمدير الفني للمشروع. يعتمد على شبكات Kohonen العصبية ومعرفتنا - خوارزمية لتكوينها وتدريبها. البرنامج مكتوب بلغة بايثون وهو نموذجي متراصة. وضعها في مكان عمل محدد ، محمي بمفتاح خطة الصحة والسلامة. يعمل تحت Windows كتطبيق عادي خفيف الوزن (مجموعة توزيع الإصدار الحالي 40 ميجابايت) ، دون أي متطلبات خاصة للأجهزة. نحن لا نفكر في بنية السحابة حتى الآن ، ويرجع ذلك أساسًا إلى مخاطر أمن المعلومات.



- وكيف تبدو عملية العمل مع النظام؟



- الواجهة بسيطة جدا. في حقل "الموضوع" ، أدخل الموضوع الذي يحتاج إلى تحسين. على سبيل المثال ، نحن بحاجة إلى تحسين المضخة لرفع كثافة الزيت عند درجات حرارة منخفضة من الحقول. لذلك ، نحن نقود في "المضخة".





في المرحلة التالية ، يطلب منا النظام تحديد العديد من الكميات الفيزيائية الأساسية في هذا الموضوع. نلاحظ الكثافة ، الكتلة المولية ، أيا كان.





ثم في الحقل "ما لا يناسب" أدخل "اللزوجة". نبدأ في الكسب ، يخبرنا النظام بالخيارات ، ويقول أن هناك أربعة أنواع من اللزوجة: ديناميكية ، حركية ، وما إلى ذلك. حدد "اللزوجة الديناميكية" واضغط على الزر "تنفيذ".





يستمر النظام في تحسين المعلمات الرئيسية. من الضروري الإشارة إلى ما هي: ظاهرة أم عملية أم كمية. يعمل المصنف حسب درجة الانتروبيا - أي مدى معرفة المستخدم بهذه الخاصية للكائن. إذا لم يكن هناك شيء معروف ، فحدد "ظاهرة". إذا كان هناك شيء معروف - "العملية" ، وإذا كانت هناك بيانات دقيقة - "القيمة".



يقوم البرنامج بإجراء عملية حسابية ويعرض في الحقل المناسب سلسلة من المعلمات المادية للكائن ، والتي يمكن من خلالها حل التناقض الفني المحدد من قبل المستخدم.





"المخفض" - مجموعة من الكميات الفيزيائية ، وفي حقل "النتيجة" - خيارات الإجابة مرتبة في إشارات مرجعية مع أقسام الفيزياء.



لنفترض أن الآلة أنتجت سلسلة من 18 إجابة. من المعقول إعادة موجة الإجابات هذه إلى الجهاز مرة أخرى. إذا قمنا قبل ذلك بتمييز خمس كميات مادية ، فسنحدد الآن عشرة ، مع إضافة تلك الموجودة في استجابة الآلة. ستعطينا فجأة إجابة أكثر ملاءمة في التكرار التالي. لأن هناك بالفعل العديد من الإجابات ، ويمكنك أن ترى من خلالها كيف تصبح أكثر تعقيدًا من حيث التقنيات المستخدمة. تأتي أحدث الإجابات بشكل عام من مجال الموجات فوق الصوتية أو الضوئيات ، والتي ببساطة ليست البشرية مستعدة لها جسديًا.



الاستجابة من الجهاز هي كمية مادية واحدة أو أكثر. على سبيل المثال ، درجة الحرارة. أي أنه من الواضح منهجيًا كيفية المضي قدمًا. تحتاج إلى زيت غير لزج - قم بتسخينه. لكني لا أريد فقط الحصول على القيمة ، ولكن أيضًا التفسير: كيف أغير درجة الحرارة بالضبط من أجل تحقيق النتيجة.



- والنظام يفعل ذلك؟



- لسوء الحظ ، فإن التفسير صعب للغاية بالنسبة للجهاز. لهذا ، ليست هناك حاجة إلى شبكات عصبية عميقة ، ولكن هناك حاجة إلى آلية أخرى ، لأن الاختيار في النهاية لن يعتمد دائمًا على التكنولوجيا والتكنولوجيا ، ولكن على الاقتصاد. سيتم تغيير ما هو أكثر ربحية من قبل المهندسين في مؤسساتهم. لكن المعايير الاقتصادية حتى الآن هي حلم بعيد المنال.



في حين أن تفسير الأجوبة هو حق بشري. لن يفهم إلا المتخصص ، بالنظر إليها ، ما هو ممكن اقتصاديًا ، وما يمكن للمرء تحمل تغييره في التقنيات الحالية. الآن هي أداة متخصصة للمهندسين.



- هل هناك أنظمة شبيهة بنظام أوتور؟



- لا يوجد منافسون مباشرون ، لكن يوجد منافسون متشابهون. على سبيل المثال ، تطورات مؤسس الذكاء الاصطناعي في بيلاروسيا Valery Tsurikov: True Machina و Invention Machina. لديهم آلة مختلفة تماما. في True Machina ، تخضع الأعمال العلمية للتحليل الدلالي ، والذي يتم من خلاله إبراز جوهر الاكتشاف. وبعد ذلك ، باستخدام طرق اندماجية ، يتم إجراء الاكتشاف من خلال التسلسل الهرمي للوظائف التقنية - لما يمكن استخدامه. يتم تشكيل قاعدة لمفاهيم التحسين لكل وظيفة. وعندما يقوم المستخدم بصياغة طلب ما ، فإن النظام يعطي ببساطة آلاف المفاهيم المناسبة له.



نوع آخر من الأنظمة المماثلة هو عائلة من الأدوات القائمة على TRIZ. لكن دور الشخص عظيم فيهم ، والقرارات تعتمد بشدة على معرفة وتدريب فكر مستخدم معين. ذاتية للغاية.



- رأيت في الموقع أن أوتور ستكون قادرة في المستقبل على حل المشاكل الاجتماعية والاقتصادية. ماذا يعني هذا؟



- نعم ، هذه خطوة تالية معقولة. تم عمل الفيزياء ، والكيمياء ، ثم جاء دور العلوم الأخرى ، وخاصة الاقتصاد. من المهم جدًا تعليم النظام العمل بمفاهيم مثل بيئة العمل والراحة. صحيح ، سيتعين عليك إنشاء معايير لهذه الشروط. ما هو الجمال؟ لكل منها خاصتها. ما هي بيئة العمل؟ لكل خاصته. لذلك ، من الضروري إما تحديد معايير عالمية لا تعتمد على شخص معين ، أو تشكيل ملف تعريف مستخدم معين وإعطاء النتيجة وفقًا لأفكاره حول ما هو جيد وما هو سيئ.





هذه مهمة هائلة من الناحية الكونية. بينما نفكر في كيفية التعامل معها. ولكن في الوقت نفسه ، بدون هذه الوحدة الأخيرة ، يفقد المشروع بأكمله معناه ويظل أداة مناسبة للمهندسين.



- هل هناك أي خطط لإنشاء نسخة محمولة من النظام؟ فتح API؟ ربطها مع مساعدين صوت ، مع نفس "أليس"؟



- تعد النسخة المحمولة من Awtor خطوة ذكية في تطوير النظام ، كما هو الحال مع تكامل الإدخال الصوتي. ثم يمكن للنظام ، على سبيل المثال ، طرح أسئلة توضيحية على الشخص. لكن الشيء المهم هنا هو الانتقال إلى شريحة مستهدفة أخرى ، من المهندسين إلى سوق المستخدمين. لقد فكرنا بالفعل في ذلك. لكن هذه قوة هائلة في السياق ، فإن تحليل شخص معين يأتي في المقدمة.



أود أن تكون أوتور متاحة ومفيدة للجميع ، بما في ذلك الطفل. على الأرجح سنأتي من جانب الأطفال.



, .




لدينا فرضية مفادها أن التفاعل مع النظام يمكن تحسينه بشكل كبير من خلال التخلص من عدد من التكرارات إذا فهمنا كيف يتعلم الطفل العمل مع البرنامج بمفرده. لدينا حتى مسابقة "المخترع الشاب": اسأل الآلة ، ستجيب ، وستقوم بعمل تفسير.



- من المحتمل أن بيع مثل هذا النظام المعقد ، وشرح لماذا ولماذا هناك حاجة إليه ، هو أيضًا مهمة فضائية؟



- هذا منتج جديد وعليك أن تعتاد عليه. يجب تشكيل مكانة السوق والمجموعة المستهدفة من الصفر ، ولم يدرك المستهلكون احتياجاتهم بعد. لذلك ، هناك خدعة منطقية واحدة فقط. تأتي إلى المصنع وتسأل: "ما مشكلتك؟" - "لدي مشكلة مع توهين الموجة في الكريستال." - "رائع. هل هناك رئيس سكيت ، مهندس ، سنجلس معه بسرعة ونرى؟ "



وعندما يرى المدير الإجابات ، ويؤكد كبير المهندسين أن تسلسل الإجابات هو نفسه تمامًا كما اتبعت على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، وأنهم الآن هنا ، ولا يزال هناك 12 خيارًا أمامنا ... هذا كل شيء ، هذا العميل لنا.



- ولأي غرض تشارك في الدورة التعليمية المكثفة "أرخبيل 20.35"؟



- نأمل في التأهل لأننا بحاجة للمساعدة. من وجهة نظر العلم ، نحن نبلي بلاءً حسنًا: في عام 2018 ، في مؤتمر في جامعة موسكو الحكومية ، لجأنا إلى علماء الفيزياء ، وطلبنا منهم تحطيم أجهزتنا ، أو اكتشاف إجابات خاطئة أو فقدان خيارات مهمة. لا أحد تمكن من فعل ذلك.







ولكن من ناحية المبيعات - فشل. يعرف البرميون كل شيء عنا ، لكنهم لا يستطيعون تجاوز حدود المنطقة. أظهروا قرارهم لصناديق الاستثمار ، لكنهم لم يجدوا الفهم. ربما لا نتحدث بطريقة ما عن أنفسنا بهذه الطريقة. أرغب في معرفة كيفية ملاءمة فكرتي بشكل صحيح مع واقع السوق.



- أتساءل لماذا انخرطت في موضوع محدد مثل تطور الاختراعات؟ هل هناك أشياء أكثر شيوعًا ومرئية ، نوع من الرؤية الحاسوبية؟



- بصفتي شخصًا كان يدرس ويطور الشبكات العصبية الاصطناعية لمدة 20 عامًا ، سأقول هذا. روضة أطفال كافية ، القرن الحادي والعشرون في الفناء. ما هذا الإنجاز: الشبكة العصبية رسمت صورة أو بورتريه؟ من السهل وصف كل بكسل. هذا ليس ذكاءً اصطناعيًا ، ولكنه مجرد نوع من المكرر. تعلمت الشبكة العصبية ما كان مدفوعًا هناك. مرة أخرى الذاتية ، مرة أخرى قرار بشري.



اذهب إلى مشكلة أخرى. على الأقل في مهمة التصنيف. خذ مجال الموضوع الذي يصف 10٪ فقط. حسنًا ، جيد ، 50٪. لا يعمل؟ إذن ، ربما سنبذل القوة والمثابرة في تحديد التدرجات والخصائص الضرورية وإنشاء المصنفات؟



تصنيف التناقضات موضوع يستحق أن لا يتطرق إليه أحد. الجميع يتحدث عنهم ، عن الحواجز التكنولوجية في NTI. لكن من الواقعي وصف وتطوير جهاز للتغلب عليها - لا يوجد تقدم هنا.



All Articles