Разработками Института кибернетики имени В. Глушкова НАНУ пользуются в разных сферах — от производства вооружения до производства мультфильмов. Ученые помогают решать прикладные и фундаментальные проблемы информатизации общества. О том, над чем работает исследовательское учреждение сегодня, в интервью «Голосу Украины» рассказал ее директор, академик НАН Украины, профессор Иван Сергиенко (на снимке).

— Работу ученых института в этом году выдвинули на соискание государственной премии в области науки и техники. Какой теме она посвящена?

— Одним из основных направлений наших исследований является разработка общей теории и методов математического моделирования, оптимизации, системного анализа и искусственного интеллекта. Упомянутая работа посвящена математическому моделированию сложных процессов и систем на современных суперкомпьютерах. В рамках этого проекта разработаны современные методы моделирования и алгоритмы их анализа.

Суперкомпьютерные технологии в мире играют чрезвычайно важную роль. В Институте кибернетики работает один из мощнейших в Украине суперкомпьютеров СКИТ (суперкомпьютер для информационных технологий), которым пользуются не только наши академические институты и вузы, но и иностранные научные учреждения. Выполняем ряд совместных проектов со странами Балтии, с Польшей. Однако на современном этапе мы понимаем: без развития фундаментальных исследований в области теоретической кибернетики, математики, теории оптимизации нам не создать серьезных информационных технологий. Ведь чтобы квалифицированно исследовать какой-либо объект, применяя суперкомпьютер, мало получить компьютерный результат. Нужно убедиться, что результаты, которые он выдаст на основе использования разных методов, будут достаточно аргументированными, не ошибочными. Скорость и эффективность работы суперкомпьютера зависит не только от его технических возможностей — способности выполнять определенное количество операций за секунду, но и от того, каким математическим обеспечением он оснащен.

Выдвинутая на соискание государственной премии работа, собственно, и посвящается исследованиям теоретического характера, объединяющим целый комплекс вопросов, которые касаются математического моделирования сложных систем и процессов с использованием суперкомпьютерных технологий для ускорения их решения.

— Где это может применяться?

— Результаты таких исследований уже применяются в системах обработки больших данных, а также в других сферах — для метеорологического прогнозирования, оптимизации изделий в авиамоторостроении, моделировании жизненного цикла сварных и строительных конструкций и т. д. По этой тематике защищены 7 докторских и 11 кандидатских диссертаций. Результаты проведенных исследований представлены в 23 монографиях и 213 научных статьях, из которых 132 опубликованы в международных журналах.

— Кто в составе авторского коллектива?

— Доктора физико-математических наук Е. Галба, А. Дорошенко, С. Ершов, О. Литвин, М. Петрик, А. Попов, В. Скобелев, В. Тульчинский. Это сотрудники Института кибернетики, а также ученые НТУУ «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Украинской инженерно-педагогической академии и Тернопольского национального технического университета имени Ивана Пулюя. Большинство работ мы выполняем совместно с разными академическими учреждениями НАНУ и заведениями высшего образования, в частности с Киевским национальным университетом им. Тараса Шевченко, с НТУУ «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», с Национальным университетом «Киево-Могилянская академия», с зарубежными институтами и университетами.

— В каком состоянии суперкомпьютер, который используется в исследованиях? Сколько денег нужно, чтобы поддерживать эту систему в течение года?

— Думаю, минимум миллионов двадцать пять. Тогда бы мы его существенно обновили. Некоторые части нашего «супера» устарели и за счет собственных ресурсов мы не можем их модернизировать. Сегодня государство непосредственно на такие нужды средств не выделяет. Мы поддерживаем мощность компьютера за счет Национальной академии наук. Благодаря этому академические институты 12 отделений НАНУ пользуются «супером» бесплатно. На протяжении последних лет институту удалось создать несколько новых сегментов суперкомпьютера для 3D-моделирования и искусственного интеллекта. Однако вышло из строя оборудование десятилетней давности. В связи с чем общая мощность суперкомпьютера уменьшилась.

— В каких еще проектах используют это устройство, которое в тысячи раз мощнее, чем обычный компьютер?

— Суперкомпьютер — это инструмент, который используют в разнообразнейших сферах деятельности человека. Его применяют для решения сложных научных и инженерных задач, требующих выполнения большого количества математических вычислений и обработки больших объемов данных. Сегодня СКИТ — одна из самых мощных систем в Украине с совокупной пиковой производительностью почти 46 терафлопсов (триллионов операций в секунду). Институт имеет несколько десятков технологий, позволяющих с помощью такой техники эффективно решать сложнейшие задачи экономики, экологии, защиты информации, исследовать космос, изучать закономерности биологических процессов. В частности, создана технология «Недра» для анализа состояния и прогноза динамики процессов, происходящих на гидротехнических сооружениях, в грунтовых склонах, массивах грунтов, которые подвергаются техногенному воздействию. Совместно с Институтом геологических наук НАН Украины технология Nadra-3D используется для оценки запасов подземных вод в регионах и для принятия решений о строительстве гидротехнических сооружений.

Комплекс СКИТ прошел сертификацию и работает как ресурсный центр Украинского национального грида (УНГ), является членом европейской гридинфраструктуры EGI. В рамках сотрудничества УНГ с EGI СКИТ принимал участие в обработке данных

Большого адронного коллайдера в рамках проекта АLICE. Этим занимался Институт теоретической физики имени Н. Боголюбова.

Генетики с помощью суперкомпьютера ищут лекарство от рака и туберкулеза, геофизики прогнозируют землетрясения, филологи сохраняют на его серверах лингвистический корпус украинского языка — базу данных текстов, которые используют для исследований. Суперкомпьютер использовался авиастроителями во время создания самолета Ан-148. Его задействовали даже при создании известного мультика «Кирило Кожум’яка».

— Где готовят кадры для Института кибернетики?

— На базе института работают филиалы кафедры вычислительной математики КНУ, кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления НТУУ «КПИ имени Игоря Сикорского» и кафедра теоретической кибернетики и методов оптимального управления Киевского академического университета. К сожалению, из-за низких зарплат в вузах и академических институтах многие выпускники наших кафедр выезжают за границу. Не видят дома перспектив. Трудоустраиваются в Польше, Германии, Великобритании, США, Канаде, Японии, Италии. Однако не забывают, где они учились, — помогают институту начать совместные международные проекты. Напомню, что более полувека назад на базе Института кибернетики была основана кафедра Московского физико-технического института, которая успешно работала до 2014 года. При этом большинство ее выпускников оставалось работать у нас в институте и других институтах и университетах Украины. Однако из-за войны ее будущее оказалось под вопросом...

— Война скорректировала тематику научных исследований академических учреждений. Принимаете ли вы участие в программах, связанных с кибербезопасностью и повышением обороноспособности страны?

— Да. К примеру, наши ученые разработали модели атак на потоковые шифры, чтобы существенно ускорить их анализ с целью защиты информации в системах связи и электронного документооборота. Кроме того, в институте разработали устройство автоматического сопровождения объекта для видеосистем наведения современной бронетанковой военной техники. Эту технологию передали предприятию «Укроборонпрома».

Наши медицинские разработки помогут спасти жизни как военным, так и гражданским. Созданный в институте портативный электрокардиограф использовался в Первом добровольном мобильном госпитале им. Николая Пирогова для обследования военнослужащих в зоне АТО и для скрининга населения сельских регионов Хмельнитчины, который охватил свыше 25 тысяч человек из более чем 600 населенных пунктов. В Национальном военно-медицинском клиническом центре Министерства обороны и Украинской военно-медицинской академии работают наши инновационные магнитокардиографические комплексы. Они позволяют с высокой точностью диагностировать сердечно-сосудистые заболевания на очень ранней стадии. Причем пассивным методом, без воздействия на организм пациента. Такой техникой заинтересовались и  в других странах: через Украинский научно-технологический центр 5 магнитокардиографических комплексов были поставлены за границу, в частности во всемирно известный госпиталь в Оксфорде (Великобритания). Кроме того, институт имеет ряд разработок, готовых к применению, которые по своим качествам не уступают зарубежным. К сожалению, государство не всегда своевременно выделяет средства на такие проекты.

— Что предлагаете для аграрной отрасли?

— «Умный огород» и «умное поле». В институте разработан прибор «Флоратест», предназначенный для экспресс-диагностики воздействия стрессовых факторов естественного и техногенного происхождения на растения. С его помощью можно уменьшить использование удобрений и сэкономить воду и электроэнергию во время искусственного полива. Кроме того, предлагаем беспроводные сенсорные сети для получения данных о влиянии стрессовых факторов на растения и другие биологические объекты на больших территориях. Их можно использовать для точного земледелия, экологического мониторинга и защиты окружающей среды. Отмечу, что такие разработки наших ученых намного дешевле заграничных аналогов.

— При этом финансирование отечественной науки остается на крайне низком уровне. Надолго ли ей хватит «запаса прочности»?

— Сложно сказать. Заниматься наукой ныне не престижно. Уменьшается количество желающих поступить в аспирантуру и докторантуру. Молодые ученые и их старшие коллеги выезжают за границу или идут работать в коммерческие структуры. Только из нашего института на протяжении последних 3 лет уволились почти полсотни научных сотрудников и еще больше инженерных. Теперь они работают в Apple, Samsung, Amazon. Лучших студентов после магистратуры забирают в Cisco, Google. Если государство не изменит свое отношение к науке, ситуация может стать если не катастрофической, то близкой к этому.
 


Директор Института кибернетики им. В.Глушкова, академик НАН Украины, профессор Иван Сергиенко показывает лабораторию, где размещается суперкомпьютер СКИТ.
 


Разработанный нашими учеными инновационный магнитокардиографический комплекс позволяет с высокой точностью диагностировать сердечно-сосудистые заболевания на очень ранней стадии, рассказывают ученый секретарь Института Сергей Ершов и заведующий отделом сенсорних устройств, систем и технологий бесконтактной диагностики Михаил Примин.
 


Доктор технічних наук, професор Володимир Романов розповідає про розумні сенсорні мережі для точного землеробства.
 


Научная молодежь Института кибернетики имени В.Глушкова НАН Украины – Игорь Галелюка, Анна Антонова и Анна Кедич демонстрируют приборы для «умного поля».


Фото Сергея КОВАЛЬЧУКА.