ННІ "Комп’ютерних наук та штучного інтелекту"

Iсторiя кафедри штучного інтелекту і програмного забезпечення

Кафедра «штучного інтелекту і програмного забезпечення» спочатку і до 2008 року мала назву «штучного інтелекту та інтерактивних систем» та була сформована разом з ще двома кафедрами при створенні факультету комп’ютерних наук. Потреба в створенні кафедри виникла в зв’язку з очікуваннями прискореного розвитку індустрії систем штучного інтелекту.

Кафедра штучного інтелекту завдячує своїй появі рішенню першого декана факультету комп’ютерних наук Целуйка Олександра Федоровича, енциклопедично освіченої та креативної людини, якій довірили створення цього факультету. Треба сказати, що на кафедрах механіко-математичного та фізико-технічного факультетів і до появи факультету комп’ютерних наук було чимало викладачів та науковців, які активно користувалися методами чисельного моделювання та використовували інформаційні технології для вирішення складних завдань. Але все ж таки інтелектуальні системи були наступним кроком у освоєнні обчислювальних методів і технологій, що зажадало значних зусиль у зв’язку з потребами розробки різноманітних технологій такого типу, які б активно впроваджувалися в численних галузях народного господарства.

Мова йде не тільки про зв’язок, транспорт, банкінг та онлайновий брокінг, військову техніку та сучасні атомні станції. Вже в наш час треба очікувати використання систем штучного інтелекту в побуті, в індустрії розваг та відпочинку. Класичні університети повинні готувати спеціалістів, які б були спроможні не тільки використовувати всі надбання сучасної науки та техніки. Вони повинні бути готовими активно розвивати теоретичні основи систем штучного інтелекту, взяти на себе теоретичну розробку нових систем та технологій, знайти нові можливості впровадження технологій штучного інтелекту в наукоємні види діяльності та дати можливість людині звільнитися від малопродуктивної розумової праці.

Оскільки факультет комп’ютерних наук було створено на базі фізико-технічного та механіко-математичного факультетів, викладачі цих факультетів без оплати та без відриву від основного місця роботи зайнялись проблемами ремонту, розташуванням учбових класів, обладнанням та організацією учбового плану. Цей учбовий план містив значну долю фізичних та математичних дисциплін, які через деякий час було замінено на більш відповідні спеціальностям типу «інформаційні технології». На кафедрі з самого початку її фактичного утворення працювали професори доктори наук Куклін В.М, який виконував обов’язки завідувача кафедри, відомий вчений професор Кіндратенко А. М. і деякий час професор Слюсаренко Ю.В. зараз він академік НАН України. Великий обсяг роботи взяли на себе старший викладач Лазурик В.М. та співробітник ННЦ «ХФТІ» Горбань А.М. На кафедрі вели викладацьку роботу доцент, а в той час аспірант механіко-математичного факультету Гахов А.В., і декілька років співробітник ФТФ доц. Середа К.М. Дещо пізніше, після успішного захисту дисертації в учбових аудиторіях кафедри з’явився Акімов Ю.А.

Тільки в 2005 році в зв’язку з переїздом факультету в Північний корпус на площі Свободи 6, було сформовано кадровий склад факультету і трьох кафедр, серед яких була кафедра штучного інтелекту та інтерактивних систем.З 2005 року першим завідувачем кафедри було призначено проф. Кукліна В.М., переведено з ФТФ проф. Кіндратенко А М., повністю перейшли на викладацьку роботу Лазурик В.М та Акімов Ю.А. Всі останні співробітники (старші викладачі Гахов А.В., Горбань А.М.) працювали на засадах сумісництва. З 2009 року замість Акімова Ю.А., який виїхав в довгострокове відрядження, на кафедрі з’явився старший викладач  а пізніше доцент Сілкін М.Ю. Плідно працівав на кафедрі десант з мехмата – доценти Зарєцкая І.Т. та Владимирова М.В. Велику методичну допомогу надав співробітникам кафедри декан механіко-математичного факультету Григорій Миколайович Жолткевич, який також дозволив користуватися частиною своєї великої бібліотеки. Оскільки завданням кафедри було також навчання студентів перших курсів основам програмування та алгоритмізації, то процес формування курсів, які належали до навчання принципів та методів штучного інтелекту, йшов досить повільно.

Одні з перших на факультеті аспіранти, випускники факультету Бєлкін Є.В. та Петренко О.С. почали своє навчання на кафедрі штучного інтелекту і програмного забезпечення. Крім досить успішної наукової роботи по моделюванню фізичних явищ за допомогою систем штучного інтелекту, вони розробили курси «Організація експертних систем» та «Розробка нейронних мереж», які було впроваджено до учбового процесу з 2009 року.

Спочатку, відповідаючи завданням часу, було створено курс лекцій, який описує експертні системи. Його читав Бєлкін Є. В., перший талановитий аспірант кафедри. Його колега, також колишня аспірантка Олександра Петренко, дуже обдарована випускниця ФКН, сформувала кілька лекцій з організації нейронних мереж, які також були включені до структури курсу «Експертні системи», лекції читали на четвертому році навчання. У цей час було надруковано інтегральний навчальний посібник кафедри, де були представлено ці та інші курси [1].  Там народився курс лекцій, з основ логічних методів отримання рішень, який нині називається «Методи та системи штучного інтелекту», підготовлений В. М. Кукліним, представлений у навчальних посібниках двома мовами [2,3].

Після від’їзду Є. В. Бєлкіна до Канади та А. С. Петренка до Австралії, ці предмети стали читати випускники факультету О. В. Мишин та І. В. Гущин, які закінчили аспірантуру кафедри та представили свої дисертації. Для розширення тематики кафедри були запрошені відомі вчені, які здобули визнання світової наукової громадськості, В. А. Буц, В. І. Карась та В. В. Яновський, які забезпечили курси комп’ютерної фізики, альтернативних методів обчислень, зокрема з використанням квантових комп’ютерів [4] .

До речі, з ініціативи завідувача кафедри вони з ним створили неформальну редакційну раду з випуску наукових праць з моделювання фізичних явищ. На цей час випущено троє томів і підготовлено для друку ще два, де співавторами стали відомі в світі вчені, такі як Захаров В.Є.,  Сілін  В.П., Конторовіч В.М., президент НАН України Загородній А. Г. та інші вчені [5].

Було освоєно методи паралельних обчислень за допомогою технології CUDA [6]. Пізніше ініціативу у викладанні комп’ютерного моделювання  для  природничих наук підхопив Ю. О. Аверков. З появою В. В. Яновського пожвавилася наукова діяльність у галузі вивчення роєвого інтелекту природних та штучних агентів та за допомогою талановитого випускника аспірантури кафедри А. В. Приймака, була розвинена теорія еволюції великої кількості сценаріїв поведінки та їх носіїв [7].

Необхідність вивчення мов штучного інтелекту призвела до появи циклів лекцій з мови «Пролог» та «Лісп», підготовлені відповідно А. В. Мішиним та А. Є. Споровим у рамках розширеного курсу «Експертні системи», який багато разів змінював назву і зараз називається «Теорія інтелектуальних систем та аналіз даних». Там же представлений цикл лекцій Є. В. Поклонського з вивчення експертних систем за допомогою нечіткої логіки.

Незважаючи на те, що деяке введення в роботу нейронних мереж залишилося в цьому курсі, підготовлене І. В. Гущиним, він разом з А. В. Мішиним та Є. В. Діденком, з деякою незначною участю В. М. Кукліна, підготували для магістрів першого року навчання сучасний курс «Розробка систем штучного інтелекту», який охоплював основні види машинного та глибокого навчання інтелектуальних систем.

Оскільки вже в роботі над дипломами бакалаврів студенти самостійно все частіше почали використовувати нейропакети, виникла потреба сформувати для третього року навчання курс «Нейронні мережі», для методичної підтримки якого представлено цей навчальний посібник.

Допомогу авторам посібника В. М. Кукліну та І. В. Гущину допоміг  Є. В. Поклонський, який додатково підготував кілька лекцій та практичних занять саме з використання нейропакетів. Участь А. В. Киричка у створенні цього навчального посібника була необхідною для подальшого розширення тем навчання, які базуються на розвинених методах глибокого навчання, у сферу моделювання людської свідомості.

Значний колектив викладачів кафедри займається підготовкою студентів перших курсів. Це доценти Олешко Олег Іванович, Поклонський Евген Васильович, Севидов Сергій Михайлович,     Подоляка Оксана Олександрівна.

Література до розділу

1. Введение в методы программных решений: учебное пособие. / Е. В. Белкин, А. В.Гахов, А. М. Горбань,  В. М. Куклин, В. М. Лазурик, А.С. Петренко,  М. Ю. Силкин,  В. В. Яновский;  под ред. проф. В.М. Куклина. – Х.: ХНУ им. В. Н. Каразина, 2011.- 308с.

2. Куклін В. М. Подання знань і операції над ними; навчальний посібник. / В. М. Куклін. Х .: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2019. 164 с.

3. Куклин В. М. Представление знаний и операции над ними. Учебное пособие / В. М. Куклин. –Х.: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2019. 180 с.

4. Яновский В. В. Квантовая механика алгоритмов. – Харьков; «ИСМА», 2009 – 272с.

5. Проблемы теоретической физики. Научные труды / В. А. Буц, А. Г. Загородний, В. Е. Захаров, В. И. Карась, В. М. Куклин, А. В. Тур, С. П. Фомин, Н. Ф. Шульга, В. В. Яновский ; ред. вып. В. М. Куклин. – Х. : ХНУ имени В. Н. Каразина, 2014. – Вып. 1. – 532 с. (Сер. «Проблемы теоретической и математической физики» ; под общ. ред. А. Г. Загороднего,Н. Ф. Шульги) Посилання 

6. Проблемы теоретической физики. Научные труды. Выпуск 2 / В. А. Буц, А. Г. Загородний, А. В. Киричок, В. М. Конторович, В. М. Куклин, А. А. Рухадзе, В. П. Силин, А. В. Тур, В. В. Яновский ; под общей редакцией А. Г. Загороднего, Н. Ф. Шульги, ред. вып. В. М. Куклин. – Х. : ХНУ имени В. Н. Каразина, 2017. – Вып. 2. – 376 с. (Сер. «Проблемы теоретической и математической физики» ; под общ. ред. А. Г. Загороднего, Н. Ф. Шульги).Посилання

7. Проблемы теоретической физики. Научные труды. Выпуск 3 / Ю. Л. Болотин, В. Е. Захаров, В. И. Карась, В. М. Куклин, Э. А. Пашицкий, В. И. Пентегов, В. И. Соколенко, А. В. Тур, А. А. Туркин, В. В. Яновский ; под общей редакцией А. Г. Загороднего, Н. Ф. Шульги, ред. вып. В. В. Яновский. – Х. : ХНУ имени В. Н. Каразина, 2019. – Вып. 3. – 398 с. (Сер. «Проблемы теоретической и математической физики».Посилання

8. Гущин І. В., Куклін В. М., Мішин О. В.  Приймак О. В.. Моделювання фізичних процесів із використанням технології CUDA.– Х. : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – 116 с.

9. Kuklin V. M., Priymak A. V., Yanovsky V. V.  A world of strategies with memory // Problems of theoretical physics. Scientific works. Issue 5 / V. A. But, et. al. Under the general edited by A.G.