Искусственный интеллект (ИИ) сегодня используется в электроэнергетике для решения различных задач: прогнозирования генерации и потребления, оптимизации технического обслуживания и ремонта (ТОиР), однако, речь идет о точечных пилотных проектах, чаще научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах (НИОКР). Избирательный подход обусловлен тем, что информационные системы на объектах энергетики относятся к критической информационной инфраструктуре, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по информационной безопасности; а также нехваткой специалистов и отсутствием необходимой для внедрения ИИ и роботизированных решений нормативной документации. Об этом в ходе «Открытого интервью» главному редактору ЭПР Валерию Преснякову рассказала директор исследовательского центра искусственного интеллекта УрФУ, зав. научной лабораторией цифровых двойников в электроэнергетике УралЭНИН УрФУ, канд.техн. наук, доцент Александра Хальясмаа.

На первом месте – интересы промышленности

- Александра, чем занимается возглавляемый вами исследовательский центр?

- Исторически Уральский федеральный округ является одним из крупнейших индустриальных центров России, где сосредоточены предприятия энергетики, металлургии, машиностроения, химической промышленности и добывающего сектора. В этой связи исследовательский Центр искусственного интеллекта УрФУ сосредоточен, прежде всего, на промышленно ориентированных проектах, связанных с внедрением методов ИИ и созданием конкретных производственных решений для предприятий. В то время как многие другие центры акцентируют внимание на развитии крупных языковых моделей для задач IT-сферы, наш профиль заключается в прикладных решениях для энергетики и промышленности.

Сегодня в УрФУ формируется научно-исследовательская экосистема ИИ, которая объединяет исследовательский Центр по ИИ, совместную лабораторию интеллектуального анализа и оптимизации технологических процессов с ИММ УрО РАН, а также портфель прикладных проектов с индустриальными партнёрами. Экосистема ориентирована на разработку и внедрение технологий ИИ для энергетики, машиностроения, материаловедения и других отраслей. Важным ее элементом также является подготовка кадров: в университете реализуются международные магистерские и аспирантские программы по ИИ, создан учебный центр «Искусственный интеллект».

- Создание экосистемы в рамках УРФУ - инициатива самих промышленных предприятий или тех, кто работает в УрФУ?

- Во многих федеральных университетах введены должности главных конструкторов, которые отвечают за развитие ключевых направлений. В УрФУ выделено пять таких направлений, и я являюсь главным конструктором по искусственному интеллекту. Это означает, что мы системно развиваем ИИ не только в научных и образовательных проектах, но и в интересах индустриальных партнеров. Многие отрасли сегодня активно взаимодействуют с университетом, реализуя совместные исследовательские проекты и образовательные программы.

- Можете рассказать о конкретных пилотных проектах?

- Один из проектов мы реализовали совместно с компанией «Интер РАО – Электрогенерация» на Ириклинской ГРЭС. Для диагностики оборудования открытого распределительного устройства мы разработали интеллектуальную автоматизированную систему, включающую беспилотные робототехнические комплексы воздушного и наземного типов. Они оснащены камерами видимого, инфракрасного и ультрафиолетового спектров, что позволило собирать мультимодальные данные о состоянии оборудования. Далее данные автоматически обрабатывались с применением алгоритмов компьютерного зрения и методов искусственного интеллекта для выявления термических и электрических дефектов, а также для оптимизации маршрутов движения комплексов.

На основе полученных результатов мы создали программное обеспечение, которое формирует рекомендации для эксплуатационного персонала. Этот проект был для нас серьезным вызовом: он потребовал не только разработки алгоритмов, но и практических инженерных решений непосредственно на станции.

- А есть в университете такие кадры, которые могут работать руками?

- Конечно. Все сотрудники нашей лаборатории, включая меня, имеют группу по электробезопасности, что позволяет нам полноценно работать на энергетических объектах. Мы выполняем как разработку программного обеспечения, так и практические инженерные задачи на месте. Я убеждена: современный преподаватель должен сочетать научную и прикладную работу — только так он сможет в полной мере передавать студентам необходимые знания и навыки.

- Ваш центр занимается широким кругом вопросов. Много ли специалистов у вас трудится?

- Сейчас в нашей научной лаборатории цифровых двойников в электроэнергетике, которую я возглавляю, 13 человек. Это молодые исследователи в возрасте до 40 лет, обладающие высоким уровнем мотивации и компетенций. У нас есть энергия и ресурсы для реализации масштабных проектов.

- Патентуете ли свои разработки?

- В случае, если работа выполняется в рамках совместных исследований с партнером, права на интеллектуальную собственность переходят к нему. В то же время у нас есть разработки, созданные непосредственно в УрФУ, и их мы патентуем. В активе лаборатории - патенты как на изобретения, так и на программное обеспечение.

Университет – не промышленная площадка

- Бывают ли случаи, что предприятия обращаются к вам с запросом о какой-то разработке, но по ряду причин вы вносите ее в лист ожидания?

- Мы всегда открыты к новым запросам и партнерствам, но у многих университетов есть устоявшиеся связи с региональными компаниями, с которыми они работают годами. При этом у каждого вуза есть своя специфика: например, Чувашия традиционно сильна в релейной защите и автоматике и сотрудничает с предприятиями именно в этой области. УрФУ сегодня активно развивает направление искусственного интеллекта, поэтому естественно, что мы взаимодействуем прежде всего с компаниями, ориентированными на цифровизацию и внедрение ИИ-технологий.

- С какими компаниями вы сотрудничаете?

- Среди наших партнеров - предприятия, входящие в холдинг «Интер РАО – Электрогенерация». Реализуем проекты с компанией «РТСофт», сотрудничаем с «ЭЛ5-Энерго», для которой совместно со студентами выполняем проекты по прогнозированию генерации ветроэнергетических станций с применением ИИ. УрФУ активно взаимодействует с «Россети Урал». Существенный вклад в образовательные программы по интеллектуальным энергосистемам вносит компания «Таврида Электрик». Кроме того, мы работаем с рабочей группой «Энерджинет», а также с рядом инновационных энергетических компаний - резидентов «Сколково».

Хочу подчеркнуть: университет — это не промышленная площадка и он не может ею быть в полном смысле. Наша миссия - разрабатывать и апробировать новые технологические решения, создавать прототипы, проверять гипотезы и демонстрировать их работоспособность.

Разрыв стал драйвером развития

- В сфере ИИ есть свои тренды. Какие из них, на ваш взгляд, окажут наибольшее влияние на ИИ в будущем, а какие переоценены?

- В применении к электроэнергетике я бы выделила алгоритмы компьютерного зрения, которые в ближайшие годы будут активно использоваться для повышения эффективности труда и снижения рисков при эксплуатации оборудования. Еще одно перспективное направление - алгоритмы обработки и анализа мультимодальных данных, включающих агрегированную обработку данных различной природы и формата (табличные данные, тексты, изображения и прочие).

Что касается больших языковых моделей, то в энергетике они вряд ли получат массовое внедрение в ближайшей перспективе. Это связано не только со сложностью и ресурсоёмкостью их обучения, но и с особыми требованиями к защите данных на объектах критической информационной инфраструктуры. Поэтому наиболее перспективными являются специализированные корпоративные системы на основе ИИ, в том числе и локальные языковые модели для узкоспециализированных задач, которые работают в защищённом контуре и помогают персоналу в решении точечных прикладных задач. Подобные разработки уже ведутся в ряде российских центров.

- Сказался ли разрыв политических, экономических отношений с рядом стран на научной сфере?

- Этот разрыв стал, скорее, стимулом для развития. Он подтолкнул нас к созданию собственных уникальных решений и развитию отечественной технологической базы, включая элементную. Возможно, темпы не всегда такие, как хотелось бы, но в целом я позитивно оцениваю происходящие изменения. Отдельно хочу отметить государственную поддержку молодых исследователей до 39 лет — именно это поколение сегодня формирует основу научного прогресса и способно привнести в науку принципиально новые идеи

- А как обстоит сейчас ситуация с кадрами?

- В настоящий момент я руковожу четырьмя магистерскими программами в УрФУ - на русском и английском языках - по электроэнергетике и прикладной математике для энергетики. В обучении мы делаем акцент на цифровые навыки: каждый студент с первого курса осваивает языки программирования и получает практический опыт работы с данными. За последние пять лет предприятия стали заметно ближе к университетам: практически каждая крупная компания проводит летние школы для студентов, создаёт учебные лаборатории, причём не с одним вузом, как раньше, а сразу с несколькими. Активно развиваются проектные практикумы, появляются инициативы, где к работе привлекают даже школьников, а университет становится связующим звеном.

В то же время цифровизация меняет структуру подготовки специалистов. Колледжи выпускают больше эксплуатационных работников, которые непосредственно работают «руками», а университеты всё больше концентрируются на подготовке инженеров с цифровыми компетенциями и исследовательскими навыками. Думаю, этот тренд будет усиливаться.