Российские ученые добились значительного прогресса в области высоких технологий, разработав методику, которая существенно оптимизирует создание искусственного интеллекта для научных нужд. Исследователи из Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» представили алгоритм, ускоряющий процесс разработки нейросетей в восемь раз. Инновационный подход предназначен для обработки и анализа колоссальных массивов данных, поступающих от ускорителей частиц. Подробности этой работы были опубликованы в авторитетном научном журнале IEEE Access.
Главная цель разработки заключалась в автоматизации процесса тренировки моделей машинного обучения. Для эффективного внедрения таких систем необходимо обучать множество вариантов нейросетей, желательно без прямого вмешательства человека, при этом гарантируя высокую надежность результатов. Новый метод позволяет не только работать с любыми формами машинного обучения, но и радикально сокращает время, затрачиваемое на поиск самой эффективной модели, что решает одну из ключевых проблем в этой сфере.
Проект был реализован командой специалистов под руководством Федора Ратникова из Института искусственного интеллекта и цифровых наук НИУ ВШЭ. Основной фокус работы сосредоточен на задачах физики частиц и обработке информации, поступающей с датчиков коллайдеров. Подобные технологии сегодня крайне востребованы, например, в экспериментах на Большом адронном коллайдере, где требуется молниеносная обработка первичных данных. Однако практическое применение таких систем требует исключительной стабильности и точности прогнозов, которые не должны меняться при повторном обучении или новых запусках.
Вместо традиционного слепого перебора вариантов, который занимает много времени, российские специалисты предложили интеллектуальный алгоритм отбора. Система автоматически сравнивает десятки версий нейросетей, выявляя наиболее устойчивые и надежные из них. Каждая модель-кандидат проходит серию обучающих циклов на слегка измененных данных и с различными начальными параметрами. Затем алгоритм анализирует разброс ошибок: чем он меньше, тем надежнее считается модель для проведения расчетов и анализа показаний с детекторов.
Эффективность нового подхода была подтверждена на практике с использованием набора данных, имитирующего работу датчика ускорителя частиц, фиксирующего энергию и траекторию движения. Результаты экспериментов показали впечатляющую динамику: алгоритм сумел найти оптимальную конфигурацию искусственного интеллекта, затратив на это в восемь раз меньше ресурсов, чем потребовалось бы при методе полного перебора. Ученые уверены, что в перспективе это открытие значительно ускорит внедрение нейросетей в физические исследования.