Профессора университета Сколково прочли в Саратове лекции о математическом моделировании в рамках проекта «Энергия науки» сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ).

«Мы из Сколтеха», — такими словами поприветствовал саратовцев ведущий мероприятия Илья Гомыранов, зоолог, сотрудник Сколковского института науки и технологий, который рассказал о новом российском университете и его системе обучения. Молодой университет основан в 2011 году и уже в 2019 году вошел в топ-100 вузов, основанных менее пятидесяти лет назад, по версии NATURE. В университете преподают лучшие учёные со всего мира, а также более ста пятидесяти профессоров с мировым именем, адаптированы и применяются лучшие методики и практики ведущих вузов мира. Основную часть кампуса занимают современные лаборатории, не имеющими аналогов не только в России, но и в мире. В Сколтехе обучаются студенты из сорока пяти стран. Обучение ведется полностью на английском языке.

После рассказа о вузе Илья передал слово профессору Сколтеха Владимиру Палюлину. Из его мини-лекции «Математическое моделирование: случайность и определённость» слушатели узнали, как случайности помогают делать предсказания и какие бывают подходы к познанию. 

«К нашему счастью, семьдесят лет назад появились компьютеры, что дало целый пласт и целое отдельное направление, которое можно назвать моделированием и численным счетом. Сейчас вместо решения уравнений аналитически можно промоделировать систему численно для простых уравнений, либо решить само уравнение численно», — начал своё выступление Владимир Палюлин.

Он рассказал, что в последние время появилось четвертое направление – «Большие данные», в которое входит машинное обучение и искусственный интеллект. Это направление имеет принципиальное отличие от предыдущих методов: анализ больших данных позволяет выявлять корреляцию, даже не зная, что это за данные. На понимании этих корреляций и их обобщение работают алгоритмы искусственного интеллекта. В лекции Владимир сделал упор на случайности в случайном поведении.

«Кстати, в Саратове есть сильная школа нелинейной динамики, где люди занимаются в том числе и проблемами хаоса», — отметил профессор.

Он привел примеры случайностей при игре на бирже, в распространении эпидемий и в других областях, подчеркнув, что человека можно использовать как генератора случайностей, но компьютер эффективнее, так как выполняет больше операций за определенное время.

Также Владимир в своём выступление рассказал о моделировании и случайности, о методах обучения случайностям и многом другом. Слушатели узнали, что на практике такой метод используется, например, в разработке лекарств, что помогает сэкономить миллионы долларов, так как тестирование тысяч соединений требует огромного количества ресурсов и времени, а суперкомпьютеры и моделирование случайностей значительно упрощают эти процессы. 

Лекция Владимира Палюлина не оставила зрителей равнодушными, было задано много вопросов. Например, один из них звучал так: «Как людям добыть истину случайных чисел и как это сделать за приемлемое количество ресурса, потраченного на это?”. На что зритель получил такой ответ: «Существуют разные генераторы случайных чисел, в том числе и генератор, основанный на радиоактивном распаде, так как радиоактивный распад — это случайный процесс».

Вторым экспертом стал Николай Кошев, профессор Сколтеха, специалист в области математического моделирования, обработки данных, обратных и некорректных задач математической физики, кандидат физико-математических наук. В настоящее время фокус исследований Николая определяется тремя основными направлениями: электро- и магнитоэнцефалография, биологическая магниторелаксометрия, электронная микроскопия.  Тема лекции звучала так: «Математическое моделирование на примере изучения мозга». 

Николай поведал гостям, как с увеличением мощности процессоров появилось направление изучение мозга с помощью компьютеров. «Парадигма вычислительной инженерии до появления компьютера включала в себя теорию и эксперимент. Однако такой подход имел ряд серьезных ограничений, ведь достаточно дорого построить сотню фюзеляжей самолетов или большие аэродинамические туннели, чтобы протестировать их на прочность», — привел примеры Николай.

По его словам, увеличение мощности вычислительных устройств позволило появиться третьему столпу инженерии и науки — математическому моделированию. На основе известных законов люди могут строить модели для того, чтобы соединить причину феномена, его входные данные и результат действия этого феномена. Например, нейровизуализация, целью которой является визуализация и анализ электрически активных областей мозга, находит применение в различных областях: медицине, неврологии, нейрореабилитации, нейрохирургическом планировании.

Нейровизуализация популярна у нейропсихологов, нейрофизиологов и даже в нейромаркетинге. Например, для создания более эффективной рекламы потребителям продукта показывают ролик и отслеживают реакции головного мозга.

Лекция вызвала бурное обсуждение и множество вопросов как от гостей центра, так и от онлайн-зрителей, поскольку лекции экспертов шли в прямой трансляции на онлайн-площадках организаторов.

Посмотреть лекцию можно по ссылке: https://vk.com/icae64?z=video-100927662_456239231%2Ffd326435d3f6114ee0%2Fpl_wall_-100927662

«Энергия науки» — федеральный проект сети Информационных центров по атомной энергии, направленный на популяризацию науки в регионах. В рамках выездных сессий на площадках российских Информационных центров по атомной энергии организуются лекции и дискуссии с участием ведущих российских учёных, популяризаторов науки, научных журналистов, экспертов в области образования.