Кібернетичний калейдоскоп

У грудні виповниться 50 років відтоді, як видатний математик Віктор Глушков заснував у Києві Інститут кібернетики. Про нинішній стан цієї науки в країні, яка першою в континентальній Європі побудувала власний комп’ютер, дала світові геніальних мислителів і великих дослідників ери інформатики, кореспонденту «ДТ» розповідає генеральний директор Кібцентру та Інституту кібернетики Національної академії наук України академік Іван СЕРГІЄНКО.

Автомобільні затори очима кібернетика

Кілька років тому на сесії Київради тодішній мер Олек­сандр Омельченко збентежив доповідача, котрий пропонував модернізувати систему сигналізації в місті, запитанням: а ви в західних містах затори бачили?.. Сьогодні жахливі транспортні «пробки» в Києві нічим не гірші за будь-які аналогічні в інших столицях. Щоб урятуватися від них, пропонуються різні рішення. Серед них є геть фантастичні — на кшталт риття тунелів під містом і Дніпром. Ще один варіант порятунку міських магістралей від заторів запропонував директор Інституту кібернетики НАНУ академік Іван Сергієнко.

«Коли я вранці їду на роботу, — розповів Іван Васильович, — то відстань у декілька кварталів часто доводиться долати майже годину. І що впадає в око: на деяких вулицях транспорт переведено на односторонній рух, напевно, без глибокого аналізу ситуації, як кажуть, методом тику. З допомогою сучасних прийомів можливо змоделювати ситуацію і відповісти на непросте запитання: де треба зробити дві смуги, де три, а на якій вулиці взагалі краще організувати односторонній рух. Це не таке просте завдання в масштабах мегаполіса. Вважаю, що оптимізація руху в Києві значно зменшила б кількість заторів у місті. Гадаю, відсотків на 25 поліпшила б ситуацію».

У ЗМІ промайнуло повідомлення, що міська адміністрація купує систему для відеоспостереження за рухом і для фіксації дорожніх порушень. Такий намір обійдеться місту в чималу суму. І це тоді, коли в Інституті кібернетики під керівництвом завідувача відділу керуючих машин і систем професора Віталія Боюна розробили оригінальну систему з інтелектуальною відеокамерою для фіксації ситуацій на дорозі. Вона перевершує за своїми можливостями зарубіжні зразки. Нею, до речі, вже зацікавилися в Китаї, Німеччині, в інших країнах. Система не тільки ефективна, а й набагато дешевша за ті, які збираються закуповувати за кордоном.

Прощання з виборчими урнами

Вже створено системи, здатні розпізнати відбиток пальця, який натискає на кнопку, але таку систему досить легко обдурити. Розроблена ж в Інституті кібернетики впізнаватиме власника картки не лише за обличчям, а й навіть якщо він зробить нову зачіску або змінить костюм.

Комп’ютер для спілкування з глухими і незрячими

Одним із зобов’язань, які беруть на себе країни на час проведення Євро-2012, є забезпечення людям із проблемами слуху комфортних умов для сприйняття інформації під час змагань. Як реально виконати цю умову?

В Україні проживають близько півтора мільйона людей, котрі мають фізичні обмеження, наприклад, глухоту і сліпоту, що дуже ускладнює їм життя і спілкування з іншою частиною суспільства. Адже це потужна робоча та інтелектуальна сила, яку треба задіяти в державі, особливо в наш час стрімкого збільшення трудового дефіциту. Але як дати їм можливість працювати?

Це завдання вирішується в Інституті кібернетики імені В.Глушкова. Мета розробки — створити систему комп’ютерного віртуального спілкування і навчання людей української мови жестів (для глухих людей) із можливістю голосового синтезу українського мовлення (для незрячих людей).

Цю роботу, актуальну не лише для України, а й для інших країн, учені проводять під керівництвом заступника директора інституту з наукової роботи члена-кореспондента НАН України Юрія Кривоноса і професора Юрія Крака. Ними отриманий спільний грант НАН України та УНТЦ.

В Інституті кібернетики хочуть спростити користування приладом так, щоб фермерові взагалі не потрібно було аналізувати криву — користувач має прочитати на панелі приладу конкретну рекомендацію, наприклад: «Припинити полив», «Рослина потребує підживлення фосфором», «У рослині розвивається рак».

Упевнений, що в приладі закладена безліч інших можливостей, які ще треба виявити. Поки ми працюємо над тим, щоб довести його до розмірів мобільного телефона. Для великих господарств передбачено створити радіоканал і навігаційну систему, щоб на великих площах не довелося ходити з ним по полю, а можна було б приймати сигнали через супутник прямо на стаціонарний пульт.

Проте лихо в тому, що сьогодні в Україні дуже важко перейти від створення десятка приладів на базі інституту до промислового виробництва тисяч зразків для масового використання. Невже і нам доведеться, як сьогодні ще досить часто відбувається, звертатися до Китаю, щоб там налагодили його промислове виробництво? А потім купуватимемо прилади в Піднебесної...

Діагностика за капілярами

Коли перед обчислювачами ставляться завдання такого колосального обсягу, то звичайними засобами і на простих комп’ютерах їх не вирішити. Тут на допомогу приходять суперкомп’ютери. Саме за таку роботу узялися вчені у зв’язку з великим будівництвом у Києві. Нині, коли визначають місце для нового будинку в місті, як правило, цікавляться тільки видом з вікна і зручністю комунікацій. Про очевидну недостатність такого підходу свідчать бодай ті гігантські тріщини, які поповзли, приміром, по будинку бібліотеки імені Вернадського. Таких прикладів у столиці можна навести чимало...

Щоб визначити, якої поверховості будинок можна будувати в цьому місці, як навантажувати ґрунт і на яку глибину йти під землю, треба провести детальне обстеження і з’ясувати, що буде перекрито під землею і як це позначиться на підземній обстановці.

В Інституті кібернетики цими проблемами почали займатися років 30 тому. Але тоді розглядалося дуже обмежене коло питань: потрібно щось побудувати — проводили дослідження для локальної ділянки і за спрощеною схемою. Для цього математики розробили спеціальні методи. Але досвід багатьох міст світу показує, що завдання повноцінно не можна вирішувати тільки для обмеженої території — показовий приклад Мехіко, в якому через відкачку води з-під міста почали просідати хмарочоси. Щоб подібна доля не спіткала киян, потрібно провести масштабне обстеження усього Києва і зрозуміти, до чого взагалі призведе висотне будівництво. Потрібно зрозуміти, де можна будувати, а де не можна.

Для цього необхідно пробурити і взяти проби ґрунту з глибини до 700 метрів у певній послідовності. Щоб не було ніяких сумнівів у чіткості прогнозу, для Києва таку роботу слід (в оптимумі) провести на площі 180 на 240 кілометрів. Це дасть змогу створити математичну модель, у якій буде до мільйона змінних і безліч обмежень. Вже створені математичні методи, які дозволяють впоратися з таким украй складним завданням. Для його вирішення потрібна колосальна пам’ять та супервисока швидкість обчислень — трильйони операцій за секунду. Українські кібернетики мають усе необхідне для виконання цих розрахунків.

Затримка за малим — потрібні кошти, щоб прорити шурфи, узяти проби і дати кібернетикам вихідні дані для обчислень. Починати ці дослідження, спочатку бодай для деяких районів Києва, необхідно вже найближчим часом. Тоді ми плануватимемо розвиток міста не наосліп, як зараз, а свідомо і на науковій основі.

Кластери вирішують економічні завдання

Кілька років тому до Інституту кібернетики звернулася японська фірма Вакон. Японці поставили перед киянами конкретне економічне завдання: як краще налагодити продаж електричної енергії, у який час доби, якою має бути оптимальна ціна і яким споживачам її слід розподіляти в першу чергу? Здавалося б, завдання нескладне. Але насправді проблема дуже непроста. До речі, вона дуже гостро постала і в нас. В Україні виробляють електроенергію і продають її в різні країни. Але чи правильно визначається при цьому ціна і чи правильно продавати електроенергію за однією ціною у різний час доби?

Скажімо, увечері електроенергії нам самим бракує, а, наприклад, з першої години ночі до шостої ранку маємо її надлишок. То чому б не встановити в будинках лічильники, які рахували б електроенергію за різною ціною: уночі — за зовсім низькою, уранці і вдень, коли працює промисловість, — дорожче, і ще дорожче у прайм-тайм, коли всі вмикають телевізори, комп’ютери, лампи тощо.

Тоді багато енергоємних виробництв почали більше використовувати електроенергію вночі, акумулятори електромобілів заряджали б також уночі, і не виключено, що саме низька ціна нічної електрики зробила б електромобілі більш популярними. Такі ж умови слід було б виставити і на зовнішньому ринку: хочете дешеву електроенергію, купуйте її в нас уночі. Це допоможе ліквідувати проблеми, які виникають у нас самих із постачанням електроенергії в години пік.

Виготовити лічильники, які рахували б спожиту електроенергію за різною ціною залежно від часу доби, — не проблема. Що ж тоді заважає найближчим часом впровадити цю систему не лише японцям, а й нам?..

Замість післямови

— Тим часом інформатизація у нас нерідко наражається на байдужість або й протидію, — підсумував Іван Сергієнко. — Вважаю, що цей напрям заслуговує на те, щоб у державі було створено спеціальний орган, який займатиметься його проблемами. Колись при президенті існувало Агентство з інформатизації України, яким керував професор Матов. Його критикували, але ж все одно тоді було зроблено дуже багато. Тепер у департаменті, який залишився від агентства, працюють 25 осіб. Реально вони на ситуацію не впливають. На мій погляд, найближчим часом потрібно створити окреме міністерство інформатизації...