Экспертные системы

Тел.: +7 910 6512146; e-mail: arz_sci@mail.ru

Главная
Наши цели
О нас
Наши проекты
Наши публикации
Объекты интеллектуальной собственности
Наши разработки
Конференции
Контакты

Научно - производственная компания «ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ» внесена в Единый государственный реестр юридических лиц 11 января 2011 года.

Целями ее создания являются развитие наукоемкого бизнеса в различных сферах, трудоустройство и творческая самореализация в компании выпускников физико-математического факультета ТГУ им. Г.Р. Державина (в частности выпускников специальности «Прикладная математика и информатика» и специальностей аспирантуры 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» и 05.25.05 «Информационные системы и процессы»), способствование распространению современной научно-технической информации.

* * *

НА ФОРУМЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ГЕРМАНИИ И РОССИИ

14 октября 2013 г.

С 21 по 26 июля 2013 года в Германии прошел Третий немецко-российский форум молодых ученых, участников Европейских программ. Более 30 высококвалифицированных молодых исследователей из обеих стран, отобранных в рамках открытого конкурса, а также представители авторитетных научно-исследовательских организаций встретились в Haus Humboldtstein Conference Centre (Бонн – Ремаген). Рабочим языком форума был английский.

Форум организован Национальной академией наук Германии Леопольдина (Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina), Российской Академией Наук, Молодежной академией (Die Junge Akademie), Советом Молодых Ученых Российской Академии Наук, Кёльнским университетом и Исследовательским центром г. Юлих (Forschungszentrum Julich).

Город Тамбов на форуме представляла Наталья Зенкова - доцент кафедры компьютерного и математического моделирования Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина, научный сотрудник ООО «НПК ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ». В рамках научного слэма (science slam) она выступила с докладом «Интеллектуальная информационная система на основе искусственных нейронных сетей и ее применение в социальной сфере». Этому событию предшествовало ее участие в крупнейших европейских проектах TEMPUS (2005-2010) и стажировка в университете Кобленц-Ландау в рамках программы «Михаил Ломоносов» DAAD (2010-2011) и проект по программе «Старт» Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере (2011-2012).

Форум открывал платформу для диалога, знакомства и взаимодействия в сфере науки, исследований и инноваций, имеющих значение как для России и Германии, так и для Европы.

Ключевыми вопросами для дискуссии были презентации и обсуждения новых инновационных исследовательских тем с точки зрения междисциплинарного подхода, новых возможностей для сотрудничества молодых ученых Германии и России, развития научных исследований с немецкими и европейскими научными организациям, а также вопросы, касающиеся научной политики в контексте международного сотрудничества, поддержки международных исследований, академической мобильности и другие.

Участники заслушали доклады генерального секретаря Национальной академии наук Германии «Леопольдина», представителей Европейской комиссии, Германской службы академических обменов (DAAD), Фонда «Сколково», Молодежной академии Германии, Германского научно-исследовательского сообщества (DFG), Научного совета Германии и др. Также молодые ученые посетили Кёльнский университет и Исследовательский центр г. Юлихь.

В программе форума состоялись встречи с главами немецких и российских вузов, представителями стипендиальных фондов, исследовательских организаций и Еврокомиссии. Для участников были созданы возможности для того, чтобы обсудить актуальные вопросы современной науки, а также завязать контакты для будущей работы.

Организаторы форума уверены, что данное мероприятие - это инструмент интернационализации образования и науки, необходимый для движения вперед.

На фотографиях: доц. Зенкова Н.А. в исследовательском центре г. Юлих, Германия, сертификат об участии и программа симпозиума.

* * *

24 октября 2013 года программист ООО «НПК ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ» Крючин Олег Владимирович в ученом совете Д 212.038.24 при Воронежском государственном университете успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тема диссертации: «Модели информационных процессов и структур для повышения эффективности нейросетевого симулятора». Специальность: 05.13.17 - Теоретические основы информатики. Официальные оппоненты: Астахова Ирина Федоровна - доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет, профессор; Шамкин Валерий Николаевич - доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет, профессор. Ведущая организация ГОУ ВПО Липецкий государственный технический университет.

* * *

14.05.2012

OOO "Научно-производственная компания ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ" успешно выполнила государственный контракт №8894р/14330 с ФОНДОМ СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ по программе СТАРТ: "Разработка программно-технологического комплекса для автоматизированного проектирования и реализации интеллектуальных экспертных с истем на основе нейросетевого конструктора базы знаний, использующего параллельные вычисления и систему удаленного доступа".

* * *

РАЗРАБОТАН И ВНЕДРЕН В ЛЕЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС МНТК «МИКРОХИРУРГИЯ ГЛАЗА» ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ КОСОГЛАЗИЯ У ДЕТЕЙ «МАЛЕНЬКИЙ ВОЛШЕБНИК»

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013618972

20 октября 2013 г.

Многие болезни глаз связаны с детским косоглазием: у детей это довольно распространенная болезнь. Что же она собой представляет? При неправильном воспитании (например, при одностороннем освещении) нейроны головного мозга, соответствующие обработке сигналов с правого и левого глаза, тренируются по-разному, и со временем такой ребенок начинает даже при нормальной освещенности рассматривать объекты преимущественно одним глазом. Эта болезнь может быть излечена немедикаментозными методами путем тренировок и переучивания нейронов головного мозга. Такая методика применима, если возраст пациента составляет 3–5 лет, поскольку в более позднем возрасте нейроны головного мозга, ответственные за зрение, уже очень плохо переучиваются.

Немедикаментозное видео-компьютерное лечение заключается в том, что изображения, полученные правым и левым глазами, и соответствующие им системы нейронов головного мозга различаются при рассматривании изображения с помощью красного и синего светофильтров: надевая очки с этими светофильтрами, мы разделяем изображения, которые видят правый и левый глаз. Суть лечения состоит в том, чтобы тренировать мозг ребенка таким образом, чтобы нейроны, соответствующему отстающему глазу, обучались, и в итоге глаза становились равноправными.

Данный эффект достигается с помощью специализированных технических средств, как аппаратных, так и программных: испытуемому предлагается манипулировать, совмещать, следовать или каким-либо другим образом взаимодействовать с объектами на экране, представленными в красном и синим цветах. В результате таких тренировок мозг ребенка обучается совмещению данных объектов.

В 2012–2013 гг. нами разработан программный комплекс для лечения косоглазия у детей «Маленький волшебник». Его авторами являются: Арзамасцев А.А., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой компьютерного и математического моделирования ТГУ им. Г.Р. Державина, генеральный директор ООО «НПК ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ»; Белоусов Н.К., студент 5-го курса ТГУ им. Г.Р. Державина (специальность «Прикладная математика и информатика»), программист ООО «НПК ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ»; Фабрикантов О.Л., доктор медицинских наук, профессор, директор Тамбовского филиала МНТК «Микрохирургия глаза»; Матросова Ю.В., заведующая детским офтальмологическим отделением МНТК.

Созданное программное обеспечение состоит из двух частей: интерфейсная часть и генератор заданий. Интерфейсная часть, выполненная в виде «оконного интерфейса», отвечает за общение с пользователем. В ее функции входят: отображение приветствия и меню выбора заданий и инструкций по выполнению каждого задания, мониторинг времени тренировки и результатов выполнения (по значениям которых программа изменяет необходимые компоненты, например, количественные или качественные параметры, а также метрические и кинематические свойства объектов на экране).

Генератор заданий производит необходимую инициализацию программы: создание и уничтожение задания, его отображение и начальное поведение на экране, замер необходимых системных параметров (например, разрешение экрана). Разработанное программное обеспечение включает в себя 20 различных вариантов заданий, представленных в виде игр, т. к. большую долю контингента пациентов составляют дети 3–5 лет.

Процедура работы с программным комплексом следующая: пациент проходит первую часть, показатели, ответственные за степень косоглазия (расстояние бинокулярного зрения и функциональная скотома), замеряются до начала и после тренировок. Первая часть длится около двух недель. После этого пациент приходит к врачу, снова замеряет эти показатели. В зависимости от значений показателей врач назначает длительность по времени и частоту тренировок по следующим частям.

Данное программное обеспечение закуплено Тамбовским филиалом МНТК «Микрохирургия глаза» и внедрено в лечебный процесс.

В настоящее время указанное программное обеспечение решено разработать также и в виде «облачного сервиса», так, чтобы пациенты могли бы использовать его при помощи сети Internet на мобильных устройствах. Решено также добавить элементы адаптации к конкретному пациенту, что предполагается выполнить с помощью специальной математической модели на основе аппарата искусственных нейронных сетей.

На фотографии: программный комплекс «Маленький волшебник» включает три отдельных инсталляционных диска, лечение с использованием каждой части назначает врач

На фотографии: пациент проходит лечение с использованием комплекса «Маленький волшебник».

* * *

РАЗРАБОТАНА И ПРОХОДИТ АПРОБАЦИЮ ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СКРИНИНГОВОЙ ДИАГНОСТИКИ АЛКОГОЛЬНОЙ БОЛЕЗНИ ПЕЧЕНИ

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013619089

20 октября 2013 г.

Экспертная система базируется и обобщает истории болезни, результаты анализов и текущее состояние нескольких сотен пациентов клиник г. Тамбова и тамбовской области. Построена на основе ИНС-модели. Разработка поддержана Фондом Содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе У.М.Н.И.К. (Чичук В.).

* * *

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614435

15 августа 2013 г.

Разработан программный комплекс - экспертная система для прогнозирования исходов хирургического лечения колоректального рака, осложненного острой непроходимостью на основе аппарата искусственных нейронных сетей. Приведены результаты расчета коэффициентов ИНС-модели и ее структура. По результатам обработки эмпирических данных получена математическая модель и ее программная реализация. Эмпирические данные для обучения ИНС-модели предоставлены Мишиным А.С.

* * *

ИННОВАТИКА: ОТ ФАНТАСТИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ К ТЕХНОЛОГИЯМ БУДУЩЕГО

В настоящее время решением Правительства Российской Федерации положено начало новому перспективному направлению: развитию бизнеса в научно-технической сфере: стратегических информационных технологиях, биотехнологиях, медицине, приборостроении и др. Достижению этой цели способствует Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, который поддерживает проекты НИОКР (научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа), находящиеся на различных стадиях разработки. Так, программа У.М.Н.И.К. поддерживает проекты, находящиеся на начальной стадии развития. Как правило, эта программа рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и молодых кандидатов наук, имеющих перспективные идеи в научно-технической сфере, подкрепленные собственными объектами интеллектуальной собственности. Следующей ступенью является программа СТАРТ, предназначенная для реализации проектов, для которых стадия научных разработок уже завершена. Поддерживаются НИОКР, имеющие перспективу завершения и коммерциализации в течение 1-3 лет. Способом реализации такой программы является создание малых предприятий при университетах, институтах, лабораториях, с тем, чтобы привлечь научных работников, аспирантов и студентов к разработке реальных инновационных проектов, направленных, прежде всего на реализацию собственных идей, подтвержденных объектами интеллектуальной собственности: патентами, свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ, ноу-хау и др., что должно привести к технологическому развитию России. Одним из таких предприятий, созданных нашими учеными для реализации проекта в области искусственного интеллекта и компьютерного моделирования является ООО «Научно-производственная компания ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ».

Мы беседуем с заведующим кафедрой компьютерного и математического моделирования ТГУ им. Г.Р. Державина, генеральным директором ООО «Научно-производственная компания ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ», доктором технических наук, профессором Арзамасцевым А.А.

Каковы цели создания компании?

Наша компания «НПК ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ» создана 29 декабря 2010 года специально для реализации проекта в рамках программы Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере СТАРТ. Название проекта: «Разработка программно-технологического комплекса для автоматизированного проектирования и реализации интеллектуальных экспертных систем на основе нейросетевого конструктора базы знаний, использующего параллельные вычисления и систему удаленного доступа».

Целями создания компании являются:

1. Трудоустройство и творческая самореализация в нашей компании выпускников физико-математического факультета ТГУ им. Г.Р. Державина (в частности выпускников специальности «Прикладная математика и информатика» и специальностей аспирантуры 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» и 05.25.05 «Информационные системы и процессы»).

2. Развитие наукоемкого бизнеса в области информационных технологий, интеллектуальных экспертных систем широкого назначения, математического и компьютерного моделирования в естественно-научной, технической и социальных сферах, разработки современного программного обеспечения для этих сфер.

3. Развитие наукоемкого бизнеса в области биотехнологий, а также использования методов математического и компьютерного моделирования и информационных технологий для исследования и оптимизации различных биотехнологических объектов и процессов, разработка современного программного обеспечения в этой сфере.

4. Оказание прочих услуг в области информационных технологий: разработка программного обеспечения, подбор оптимальных по цене и качеству конфигураций компьютерных компонент и информационных сетей, разработки для Web, проведение тестирований, логистика, аналитические исследования и прогнозирование в различных сферах и другие исследования.

5. Способствование распространению научно-технической информации в указанных ранее областях путем проведения конференций, публикации материалов в печати и сети Internet, встреч с партнерами, проведения публичных лекций, участия в Российских и международных проектах.

6. Участие в Российских и международных проектах, проводимых при поддержке различных фондов, привлечение государственных и частных инвесторов для развития наукоемкого бизнеса.

Что предшествовало созданию компании?

Созданию компании, прежде всего, предшествовало накопление опыта (в данном случае в области разработки различных систем искусственного интеллекта, базируемых на математических моделях искусственных нейронных сетей). Это был долгий период - около 10 лет, в течение которого мы изучали возможности аппарата искусственных нейронных сетей – упрощенной компьютерной модели человеческого мозга, пробовали использовать его для решения некоторых частных проблем (построения моделей психологических, социальных и других объектов), предлагали собственные идеи, многие из которых и составляют ноу-хау, на которых базируется современный проект, разрабатывали авторские компьютерные программы, оформляли объекты интеллектуальной собственности – свидетельства о регистрации программ для ЭВМ. Параллельно с этим наши аспиранты, а сейчас преподаватели ТГУ им. Г.Р. Державина: Зенкова Н.А., Неудахин А.В., Крючин О.В., Козадаев А.С. подготавливали и защищали кандидатские диссертации, публиковали результаты в центральной печати, готовили авторские лекционные курсы, которые сейчас читаются как спецкурсы для студентов специальности «Прикладная математика и информатика» и, что самое главное, готовили перспективных студентов для этой сферы в рамках курсового и дипломного проектирования. Теперь многие студенты обладают необходимыми знаниями в данной сфере, а лучшие из них становятся аспирантами кафедры. Нами также подготовлено учебное пособие для студентов: Арзамасцев А.А., Зенкова Н.А. Искусственный интеллект и распознавание образов. Тамбов. Издательский Дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2011.

Необходимо отметить, что проекту по программе СТАРТ предшествовали многие другие проекты, которые были поддержаны грантами различных организаций и фондов: тематического плана Министерства образования и науки Российской Федерации и Тамбовского государственного университета им. Г. Р. Державина «Разработка параллельных алгоритмов математического моделирования на основе нейросетевых методов и символьных вычислений», EU-EECA ICT Cluster (in framework of FP7), Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере У.М.Н.И.К. (2 проекта), Аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 годы)», Германской службы академических обменов (DAAD) по программе Михаил Ломоносов, DAAD (3 проекта), TEMPUS (2 проекта) и др. В рамках этих проектов мы смогли освоить технологию инновационных исследований, получили навыки проектной деятельности в России и за рубежом, получили опыт работы в группе, сформировали интересные и перспективные идеи, смогли подготовить талантливых молодых исследователей.

На фото: участники проекта по программе СТАРТ (слева на право): канд. техн. наук Неудахин А.В., аспирант Крючин О.В., доц. Зенкова Н.А., доц. Слетков Д.В. и проф. Арзамасцев А.А. за обсуждением технических характеристик интеллектуального комплекса.

Ваш проект имеет очень сложное название. Не могли бы Вы пояснить, что имеется ввиду?

В настоящее время за счет развития фундаментальных и прикладных исследований в области математического и компьютерного моделирования, систем искусственного интеллекта компьютерные системы впервые в истории стали проявлять свойства живого. Они уже являют собой не только и не столько машины для быстрого счета, сколько по-настоящему умные системы, умные в нашем человеческом понимании. Во время моего последнего посещения крупнейшей выставки по компьютерным технологиях ICT-2010 (Брюссель, октябрь 2010) я впервые увидел практическую реализацию многих современных информационных интеллектуальных технологий: робототехнические и человеко-машинные системы, искусственные нейроны и их применение, виртуальная реальность и т.д. Среди них, особое место занимают компьютерные системы, которые способны обучаться на эмпирических данных, обобщать опыт и т.д. Думаю, что такие системы занимают особое место среди современных информационных технологий, т.к. человечество впервые в своей истории стало создавать искусственные системы очень похожие на нас самих… Именно в указанном направлении реализуется наш проект.

Какова его основная идея? Что нам хотелось бы создать? Если совсем коротко, то нам хотелось бы создать компьютерную систему, которая очень похожа на человека: собирает данные из окружающей среды, на их основе создает некую модель предметной области - базу знаний, так, что начиная с некоторого момента времени, система сама может анализировать новую информацию, принимать решения, выступать в качестве советчика и т.д. Такая система является интеллектуальной экспертной системой. Она представляет собой несколько относительно независимых подсистем. Первая из них предназначена для сбора информации посредством распределенной системы, например, посредством сети Internet. Вторая обеспечивает хранение поступающей информации в базе данных, проводит их предварительный анализ на непротиворечивость, т.е. устанавливает определенные фильтры. Третья система представляет собой конструктор искусственной нейронной сети (ИНС), которая может изменять свою структуру в зависимости от количества и природы эмпирических данных. Эта же система позволяет также на основе анализа количества эмпирических данных в базе и структуры ИНС-модели определить и оптимизировать характерные времена начала обучения ИНС-модели и ее переобучения, окончания обучения модели и степень ее адекватности, а также осуществить использование готовой модели. Четвертая подсистема, представляющая собой кластерную программу, предназначена исключительно для обучения ИНС-модели. При этом решается задача нахождения минимума функции значительного числа переменных (условная задача оптимизации), что при использовании обычного персонального компьютера сопряжено со значительными временными затратами. При использовании кластерной высокопроизводительной вычислительной системы, разработанных нами параллельных алгоритмов оптимизации и принципиальном решении задачи об оптимальном числе используемых процессоров мы надеемся на существенное уменьшение времени решения такой задачи.

Необходимо отметить, что большая часть идей, алгоритмов, программ и практических результатов нами уже реализована. Так, мы уже разрабатывали ИНС-модели объектов из различных предметных областей (социальная сфера, техника, экономика, педагогика, психология, медицина) во всех случаях удалось получить адекватное математическое описание объектов, что говорит о принципиальной возможности разработки «мозга» нашей системы на основе конструктора искусственных нейронных сетей (Зенкова Н.А., Крючин О.В., Козадаев А.В.). Мы выполнили апробацию подобного комплекса (Неудахин А.В., Зенкова Н.А., Троич К.Г.), а также разработали параллельные алгоритмы обучения (Крючин О.В., Троич К.Г.). Поэтому надеемся, что в рамках проекта СТАРТ нам удастся, наконец, собрать воедино довольно разнородные части и создать «коробочный продукт» - программный комплекс для разработки интеллектуальных экспертных систем для различных предметных областей.

Уже сейчас понятно, что в некоторых отношениях наша система даже лучше, чем человек, с которым мы ее постоянно сравниваем. Например, любой человек имеет ограниченный радиус получения различных видов информации. Конечно, современные средства телекоммуникаций (например, телефон) способны существенно его расширять! Однако при использовании распределенной системы ввода данных вся необходимая информация является «видимой» для системы. В других отношениях наша система пока проигрывает человеку, например интеллектуальное ядро – мозг человека обучается по частям. Это значит, что при получении новых знаний обучается только та часть мозга, которая релевантна данной области. Искусственные нейронные сети, в отличие от мозга человека, обучаются полностью. Процесс этот очень длительный. Однако за счет использования наших ноу-хау, связанных с оптимизацией поэтапного процесса обучения интеллектуального ядра, использования специального конструктора ИНС, а также использования кластерных вычислительных систем, в данном проекте мы надеемся минимизировать данные принципиальные недостатки.

Кто сейчас работает в компании?

Это наши молодые кандидаты наук: Зенкова Н.А., Неудахин А.В., аспиранты Крючин О. и Банников С. Думаю, что в середине года к ним присоединятся наши студенты-дипломники Семенов Н., Квашенкин Д. и Горбачев С., которые сейчас уже сделали интересные разработки в данной области.

Интервью записал Передков В.М.

Разработано АйТи сервис. ООО НПК "ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ" © 2011-2013