Команда факультета инновационных технологий Томского государственного университета заняла первое место на международном чемпионате высокотехнологичных профессий «Хайтек: навыки будущего». Это мероприятие – международная платформа для развития компетенций и стратегического партнерства стран БРИКС. Задачей команды ФИТ было научить искусственный интеллект классифицировать виды земель, сфотографированных беспилотниками для отрасли сельского хозяйства. Такая технология нужна предприятиям и профильным структурам, чтобы быстро выявлять проблемные территории и реагировать на ситуацию.
Международный чемпионат высокотехнологичных профессий «Хайтек: навыки будущего» проходил в Екатеринбурге в соответствии с задачами национального проекта «Кадры». Цель мероприятия – развитие технологической кооперации и кадрового потенциала для совместного преодоления технологических вызовов.
В финале чемпионата конкурсанты выступали в 19 компетенциях международного уровня и 22-х – национального. Команда ФИТ – доцент кафедры интеллектуальных технических систем, заведующий учебной лабораторией методов измерения ФИТ Антон Бондарчук, студенты Данил Крючков, Сергей Чернов и аспирант Максим Колоев – участвовала в компетенции международного уровня «Технологии искусственного интеллекта в комплексных беспилотных системах».
До чемпионата команды могли выбрать из предложенных вариантов задачу, над которой будут работать, но без детальных подробностей о том, что именно предстоит сделать в ходе соревнований. В случае ФИТ задачей стала разработка алгоритма классификации сельскохозяйственных земель на ортофотопланах. Это изображение местности, снятой с дрона, с дополнительными данными, например, о координатах каждого пикселя изображения, рельефе сфотографированной местности и других.
В сельском хозяйстве ортофотопланы помогают выявить участки полей, заросших сорняками, зоны размытия почв и водостоков, места скопления воды, зоны слабых всходов культуры и прочее. Однако анализ полученных данных и их нанесение на карту с указанием координат зачастую проводится вручную. Современные алгоритмы машинного обучения должны ускорить этот процесс и разгрузить специалистов от рутинных задач.
– Есть много решений, где ИИ уже обучен выделять определенные образы на определенных изображениях. Но эти изображения и классы местности отличаются от тех, что могут фигурировать в других задачах. Как пример, у нас в задании на ортофотоплане были такие классы местности, как трава, лес, дорога, пахотные земли, водоемы. Изменится задание – и тут уже обученный ИИ будет малоэффективен или даже бесполезен. Если необходима максимальная эффективность, в большинстве случаев всякий раз нужно переобучать ИИ под конкретную задачу, – рассказывает Антон Бондарчук.
Сегментацию типов местности было решено проводить с помощью нейросети. Готовясь к чемпионату, команда ФИТ ТГУ обучила несколько архитектур нейронных сетей и выбрала наиболее эффективную для поставленной задачи. Непосредственно на состязании алгоритм доработали под конкурентную задачу, а также создали интерфейс для конечного пользователя программы. В перспективе эта технология может быть оптимизирована с учетом пожеланий заказчика.
По результатам чемпионата «Хайтек: навыки будущего» команда ФИТ заняла в своей компетенции первое место и в национальном, и в международном зачете.
Второе и третье места – также у российских команд: Московского авиационного института и АО «Туполев», входящего в ПАО «ОАК» Госкорпорации Ростех. Зарубежными соперниками россиян стали команды из Индии и Объединенных Арабских Эмиратов.
Напомним, кафедра интеллектуальных технических систем ФИТ ТГУ обеспечивает полный цикл подготовки специалистов для отрасли беспилотных авиационных систем, а также для смежных областей. Основная квалификация, к которой готовятся будущие выпускники: разработка программно-аппаратных комплексов, используемых на борту любой робототехнической системы. Для обеспечения актуальной практикоориентированной подготовки студентов кафедра активно формирует молодежные инженерные команды, в том числе внедряя такие методы в образовательные программы.
Справка: Международный чемпионат высокотехнологичных профессий «Хайтек: навыки будущего» проводится ежегодно с 2014 года в Екатеринбурге. Организатор – АНО «Агентство развития профессионального мастерства» совместно с министерством промышленности и торговли Российской Федерации, АНО «Агентство стратегических инициатив», госкорпорацией «Росатом» и правительством Свердловской области.
В целом участие в чемпионате по разным компетенциям, очно и дистанционно, приняли команды 15 стран. Кроме России, это Армения, Беларусь, Бразилия, Вьетнам, Гана, Индия, Индонезия, Иран, Казахстан, Китай, Колумбия, Кыргызстан, ОАЭ и ЮАР. Мероприятие также включало деловую программу: панельные дискуссии, сессии и выставки. По оценкам организаторов, чемпионат собрал свыше 1 000 конкурсантов и экспертов, в том числе представителей более 100 предприятий – мировых технологических лидеров.