Учебное пособие 2158

ускорения торговых операций.

пылесосы могут без помощи человека вер-

Контроль личных финансов. Digit –

нуться к месту, в котором происходит заряд-

приложение, в основу которого положен ИИ.

ка. Некоторые модели способны произво-

Программа способна помогать людям в

дить самоочищение и даже выстраивать 3D-

управлении их бюджетом, исходя из личных

модель помещения для улучшения эффек-

потребностей и привычек.

тивности очищения. Однако у таких роботов

Промышленное производство:

имеются недостатки. Например, они могут

Роботы, задействованные на произ-

функционировать только на ровных поверх-

водстве, уже не вызывают большого удивле-

ностях.

ния. Умные машины хорошо справляются с

Довольно перспективными являются

однообразной, но в то же время опасной для

модели автономных газонокосилок. Товары

здоровья человека работой.

от компании Electrolux оборудованы систе-

Самая высокая степень роботизации

мой пополнения заряда с помощью солнеч-

в тяжѐлой промышленности зафиксирована в

ной батареи. Это даѐт возможность накапли-

Японии: около 1 400 роботов на 10 000 со-

вать энергию в течение дня, а после работать

трудников.

практически без перерывов.

Образование:

Бытовые помощники, прошедшие

Самых внушительных успехов ИИ

более совершенную модернизацию, не огра-

достиг при внедрении его в образовательный

ничиваются только уборкой мусора. Напри-

процесс. Ученики и учителя очень часто ис-

мер, робот Cye от компании Probotics пред-

пользуют приложения для чтения, вычисле-

ставляет собой интеллектуального домашне-

ния, а также изучения тех или иных предме-

го помощника, который при подключении к

тов. Первые обучающие устройства получи-

компьютеру может управляться дистанцион-

ли своѐ распространение ещѐ в 80-х годах

но. Для робота можно определить допусти-

прошлого века. Теперь же онлайн-обучение

мые области и траектории движения. Ком-

является обычным процессом, который спо-

муникационные функции выполняются с

собствует расширению аудитории учителей.

помощью заранее содержащихся в системе

Безусловно, такой вид обучения ещѐ не до-

команд и ответных сообщений.

стиг пика своего развития, но всѐ-таки тра-

Personal Robot R100, поступивший в

диционный метод обучения не исчезнет из

продажу в 2001 году, весит 8 кг и имеет вы-

образовательных учреждений.

соту 44 см. Он может приносить почту и

Сегодня на рынке умных товаров

мелкие вещи, снимать видео и отправлять

можно найти роботов, которые делают про-

их. В интеллектуальной системе робота за-

цесс обучения проще и интереснее. К приме-

ложено около 300 фраз, а также он может

ру, система обучения SHERLOK успешно

понимать и выполнять несколько сотен ко-

тренирует студентов, учащихся в авиатехни-

манд.

ческих учебных заведениях, в нахождении

Учѐные лаборатории ИИ Массачу-

неполадок электрической системы самолѐта.

сетского института находятся в процессе

Бытовая сфера:

разработки робота Cog. Процесс создания

Очень

большой популярностью

направлен на то, чтобы создать робота, кото-

пользуются автономные домашние пылесо-

рый своим видом и устройством будет по-

сы. Первый пылесос, получивший название

хож на человека. Разработчики наделили ро-

Electrolux Trilobite, появился в 2001 году. За

бота походкой, которая близка к человече-

счѐт оснащения ИИ такие модели суще-

ской за счѐт углов сгибания верхних и ниж-

ственно облегчают уборку и способствуют

них конечностей. Четыре видеокамеры (по

длительному поддержанию чистоты дома.

паре на каждый глаз) служат роботу глазами,

Роботы-пылесосы оснащены навигацией и

а микрофоны, установленные в ушных ана-

множественными

датчиками. Также умные

лизаторах, имитируют слуховой аппарат че-

ВЫПУСК № 3 (21), 2020

ISSN 2618-7167

ВЫПУСК № 3 (21), 2020

ISSN 2618-7167

можны благодаря анализу больших объемов

Другой

актуальной темой

является

данных [3].

проверка и валидация программного обеспе-

Наличие объема данных и доступа к

чения, реализующего алгоритм обучения.

высокопроизводительным вычислениям для

Это особенно важно в областях применения

их анализа позволило разработать новые си-

с повышенным риском, таких как автомати-

стемы искусственного интеллекта, такие как

ческое

пилотирование

транспортных

Watson, способные отвечать на вопросы, за-

средств. В этих случаях нужна методология,

даваемые на естественном языке. По словам

чтобы доказать и подтвердить, что эти авто-

компании IBM, которая разработала его,

матические

системы

обучения

достигают

Watson способен учиться в каждом конкрет-

высокого уровня точности. Идея, которая в

ном случае.

настоящее время изучается, известна как со-

Однако нет никакого прогресса в до-

стязательное обучение и заключается в под-

стижении общего искусственного интеллек-

готовке второй системы искусственного ин-

та. На самом деле самый важный урок, кото-

теллекта, которая пытается «сломать» обу-

рый был извлечен за шестьдесят лет суще-

чающее программное обеспечение, пытаясь

ствования искусственного интеллекта, за-

найти слабые места. Например, в случае ви-

ключается в том, что то, что казалось наибо-

зуального

распознавания

генерируются

лее трудным (диагностика заболеваний или

изображения, которые заставляют систему

игра в шахматы и го), было осуществимо, а

принимать неверные решения.

то, что казалось самым простым (понимание

Другие области искусственного интел-

языка или интерпретация визуальной сцены)

лекта, которые по-прежнему будут предме-

еще не было достигнуто.

том обширных исследований, включают в

Нужны новые алгоритмы, которые мо-

себя мультиагентные системы, планирование

гут надежно и эффективно ответить на во-

действий, обоснование на основе опыта, ис-

просы практически по любой тематике.

кусственное зрение, мультимодальную связь

Наконец, поскольку эти системы должны

человек-машина, гуманоидную робототех-

знать почти неограниченное количество ин-

нику, социальную робототехнику и новые

формации, они должны быть в состоянии

тенденции в развитии робототехники, кото-

осваивать новые знания непрерывно на про-

рые могут иметь решающее значение для

тяжении всего своего существования [4-6].

придания машинам здравого смысла.

Среди будущих направлений деятель-

Остальными важными областями, представ-

ности наиболее важные темы исследований

ляющими интерес для искусственного ин-

будут по-прежнему основываться на исполь-

теллекта, и в частности для робототехники,

зовании доступа к огромным объемам дан-

являются материаловедение и нанотехноло-

ных и возможности их обработки с помощью

гии. Например, для развития искусственных

все более быстрого аппаратного обеспечения

мышц, искусственных суставов и сенсорных

для выявления взаимосвязей и закономерно-

систем, таких как искусственная кожа.

стей [7]. Однако эти системы, основанные на

Что касается прикладных программ, то

анализе огромного объема данных, в буду-

некоторые из наиболее важных из них будут

щем должны объяснять, каким образом были

по-прежнему относиться к сети, видеоиграм

получены предлагаемые ими результаты и

и автономным роботам (транспортные сред-

выводы, поскольку способность к объясне-

ства, социальные роботы, роботы для иссле-

нию является неотъемлемой характеристи-

дования планет и т.д.). Наконец, применение

кой любой интеллектуальной системы. Это

искусственного интеллекта в искусстве су-

позволяет понять, как работает система, и

щественно

изменит

характер

творческого

оценить ее надежность. С другой стороны,

процесса. Компьютеры больше не просто

это также необходимо для исправления воз-

инструменты, помогающие творить, они ста-

можных ошибок программирования.

новятся творческими агентами. Это породи-

ло новую и многообещающую область при-

4. Пырнова О.А., Зарипова Р.С. Техноло-

менения искусственного интеллекта, называ-

гии искусственного интеллекта в образовании //

емую компьютерным творчеством, которая

Преподавание информационных технологий в

уже принесла результаты в музыкальной,

Российской Федерации: Материалы Семнадца-

той открытой Всероссийской конференции. 2019.

художественной и повествовательной дея-

С. 335-337.

тельности.

5. Пырнова О.А., Зарипова Р.С. Искус-

Библиографический список

ственный интеллект – основа образования буду-

1. Пырнова О.А., Зарипова Р.С. Перспек-

щего // Инновационное развитие экономики. Бу-

дущее России: материалы и доклады VI Всерос-

тивы развития искусственного интеллекта и ки-

сийской

(национальной)

научно-практической

бернетики // Информационные технологии в

конференции. 2019. С. 415-417.

строительных, социальных и экономических си-

6. Пырнова О.А., Зарипова Р.С. Техноло-

стемах. 2019. № 3-4 (17-18). С. 78-81.

гии искусственного интеллекта в образовании //

2. Галиуллина Э.Р., Зарипова Р.С. Цифро-

Russian Journal of Education and Psychology. 2019.

вые игры как способ обучения // Учѐные записки

Т. 10. №3. С. 41-44.

ИСГЗ. 2019. Т.17. №1. С.126-129.

7.

Набиуллин А.С., Зарипова Р.С. Роль ис-

3. Шакиров А.А., Зарипова Р.С. Техноло-

кусственного интеллекта

в

сфере управления

гии больших данных в области информационной

программными проектами

/

Информационные

безопасности // International Journal of Advanced

технологии в строительных, социальных и эко-

Studies in Computer Engineering. 2018. №2. С.74-

номических системах. 2020. № 2 (20). С. 119-121.

77.

Информация об авторах

Information about the authors

Силкина Ольга Юрьевна – студент, Казанский государственный

Olga Y. Silkina, student, Kazan State Power Engineering University

энергетический университет (420066, Россия, г. Казань, ул. Красно-

(Krasnoselskaya str., Kazan, 420066, Russia), ph.: 8-843-519-4264

сельская, 51), тел.: 8-843-519-4264

Rimma S. Zaripova, candidate of technical Sciences, associate Profes-

Зарипова Римма Солтановна – кандидат технических наук, до-

sor, Kazan State Power Engineering University (Krasnoselskaya str.,

цент, Казанский государственный энергетический университет

Kazan, 420066, Russia), e-mail: zarim@rambler.ru

(420066, Россия, г. Казань, ул. Красносельская, 51),

e-mail: zarim@rambler.ru

Квантовая18 теория несомненно являет-

века. Она предоставляет единую структуру

ся одним из самых важных достижений XX

для выдвижения различных теорий. После

более чем 50 лет с момента ее зарождения,

© Добрина М.В., 2020

квантовая теория объединилась с информа-

тикой, являющейся еще одним важным ин-

ложена идея квантовых вычислений.

теллектуальным триумфом XX века. В ре-

Затем в 1981 году уже известный нам

зультате, возникла новая сфера под названи-

американский физик-теоретик Ричард Фейн-

ем «Квантовый компьютер».

ман опубликовал статью на тему: «Физиче-

В октябре 2019 года в журнале Nature

ское моделирование с помощью компьюте-

была опубликована

статья исследователей

ров». В данном исследовании была впервые

компании Google, в которой говорится о до-

предложена базовая модель квантового ком-

стижении квантового превосходства. Кван-

пьютера,

способного

моделировать эволю-

товый компьютер компании смог за 3 мину-

цию квантовой системы.

ты и 20 секунд выполнить расчет, на кото-

Потом в 1988 году американские уче-

рый самому мощному в мире суперкомпью-

ные из лаборатории IBM выпускают статью

теру Summit (IBM) понадобилось бы 10 000

на тему

«Экспериментальное

выполнение

лет.

быстрого

квантового поиска».

Здесь

осу-

В IBM считают, что время выполнения

ществляется

первая

экспериментальная

де-

задачи для обычного компьютера в Google

монстрация

выполнения квантового алго-

сильно завысили, а с использованием опти-

ритма с использованием 2-кубитного кван-

мизации его реально снизить до нескольких

тового компьютера на базе ядерного магнит-

дней. Но если заявленный результат близок к

ного резонанса (ЯМР-компьютер) [5].

реальности, человечество сделало еще один

Следующим шагом стала разработка в

шаг к недостижимой ранее скорости вычис-

2000 году первого

5-кубитного

квантового

лений. Посмотрим, с чего все началось и ку-

ЯМР-компьютера

немецкими

учеными из

да движутся квантовые технологии.

Мюнхенского

технического

университета

В

1959

году

американский

физик-

при содействии Siemens.

теоретик Ричард Фейнман (Richard Feynman)

В 2001 году американские ученые из

прочитал лекцию на тему «Здесь много ме-

Стенфордского университета создали в IBM

ста внизу: приглашение в новую область фи-

7-кубитный квантовый ЯМР-компьютер, ко-

зики».

В его

исследовании впервые была

торый был успешно использован для испол-

теоретически

обоснована возможность

ис-

нения алгоритма Шора. Айзек Чуанг, руко-

пользования

квантовых эффектов

для

вы-

водитель исследовательской группы лабора-

числений. [4]

тории

IBM, адъюнкт-профессор

MIT гово-

Ричард Фейнман считал, что: «Поведе-

рил:

«Теперь

нам

предстоит

превратить

ние атомов не похоже ни на что крупномас-

квантовые вычисления в инженерную реаль-

штабное, ибо соответствует законам кванто-

ность. Если бы мы смогли выполнить такие

вой механики. Когда мы манипулируем ато-

расчеты в больших

масштабах

— скажем,

мами, мы работаем с иными законами, и мо-

тысячи кубитов, необходимых для вычисле-

жем ожидать иных результатов. Сделать это

ния очень больших чисел, в криптографии

можно по-разному:

не только схемами,

но

понадобились бы фундаментальные измене-

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

также с применением квантованных энерге-

ния».

тических уровней, взаимодействием кванто-

Далее в 2005 году группа российских

ванных спинов и т. д.».

ученых во главе с Ю. Пашкиным при уча-

В 1980 году советский и американский

стии тайваньского ученого Джо-Шен Цая и

математик Юрий Иванович Манин опубли-

японских ученых из NEC создала первый ра-

ковал статью на тему «Вычислимое и невы-

ботающий 2-кубитный квантовый процессор

числимое». В этой работе была впервые из-

на сверхпроводниках. Тогда Джо-Шен Цай,

ВЫПУСК № 3 (21), 2020

ISSN 2618-7167

глава лаборатории NEC Nano Electronics, ру-

50 кубитах смог удерживать квантовое со-

ководитель лаборатории квантовых исследо-

стояние в течение рекордных для индустрии

ваний в Токийском институте передовых

квантовых вычислений 90 микросекунд.

наук отмечал, что : «Спустя почти три чет-

В 2018 году разработчиками из Google

верти века после зарождения квантовой тео-

Quantum AI Lab был предложен квантовый

рии, эта теория наконец-то обрела смысл,

процессор Google Bristlecone с рекордными

понятный широкой публике».

72 кубитами. Такой процессор с «низкой ве-

В 2005 году австрийские ученые из Ин-

роятностью ошибок в вычислениях» может

ститута экспериментальной физики при

производить вычисления,

принципиально

Университете Инсбрука создали и описали

невозможные для традиционных компьюте-

первый квантовый 8-разрядный байт — ку-

ров [2].

байт.

В том же 2018 году ученые из Россий-

Позднее в 2010 году был создан Меж-

ского квантового центра, НИТУ «МИСиС»,

дународный центр квантовой оптики и кван-

МФТИ, Сколтеха, Университета Лондона,

товых технологий» (МЦКТ) — Российский

Национальной

физической

лаборатории в

квантовый центр, место директора в котором

Теддингтоне (Великобритания), Университе-

занял кандидат физико-математических наук

та Карлсруэ и Института фотонных техноло-

Алексей Акимов. В тот период времени

гий (Германия) создали принципиально но-

Алексей Акимов давал следующий прогноз

вый кубит на сплошной сверхпроводящей

«Через десять лет будут созданы рабочие

нано-проволоке. Данный кубит основан на

прототипы квантовых компьютеров, реша-

эффекте квантового проскальзывания фазы

ющие задачи, которые не способен решать

— контролируемого периодического разру-

эффективно классический компьютер. Есте-

шения и восстановления сверхпроводимости

ственно, такой компьютер является глобаль-

в сверхтонкой (4 нм) нано-проволоке, кото-

ной целью, но многие интересные решения

рая в обычном состоянии имеет большое со-

возникают по мере ее достижения… созда-

противление.

ние квантового компьютера — цель весьма

Также в 2018 году МГУ им. М.В. Ло-

амбициозная, но ею деятельность РКЦ огра-

моносова, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Ин-

ничиваться совсем не будет» [3].

ститут физики полупроводников им. А.В.

В 2015 году российскими учеными из

Ржанова СО РАН, Всероссийский НИИ ав-

Российского квантового центра, МФТИ,

томатики им. Н.Л. Духова и МГТУ им. Н. Э.

Национального исследовательского техноло-

Баумана произвели запуск российского про-

гического университета «МИСиС» и ИФТТ

екта «Оптические системы квантовых вы-

РАН был создан сверхпроводящий кубит.

числений» по разработке российских 50-

Созданные в России кубиты состоят из че-

кубитных квантовых компьютеров. В рамках

тырех джозефсоновских контактов на «пет-

проекта в период с 2018 по 2021 год плани-

ле» размером в один микрон. Контакты со-

руется разработка 50-кубитных квантовых

стоят из алюминиевых полосок, разделенных

компьютеров на основе нейтральных атомов

слоем диэлектрика (оксида алюминия) тол-

и интегральных оптических схем.

щиной около 2 нм.

Еще в 2018 году сотрудниками старта-

В 2017 году исследователи из лабора-

па IonQ при

Университете Мэриленда

тории IBM предложили первый работающий

(США) был создан «самой мощный в мире»

квантовый 50-кубитный компьютер. Экспе-

квантовый компьютер с возможностью мас-

риментальный квантовый компьютер IBM на

штабирования до 160 кубит. Работа кубитов

Информация об авторе

Information about the author

Добрина Мария Валерьевна - преподаватель кафедры информа-

Maria V. Dobrina, lecturer at the Department of information technolo-

ционных технологий и математических методов в экономике, Воро-

gies and mathematical methods in Economics, Voronezh state University

нежский государственный университет (394018, г. Воронеж, Уни-

(1 Universitetskaya Ploshchad, Voronezh, 394018),

верситетская площадь, 1), e-mail: nice.smirnova@yandex.ru

e-mail: nice.smirnova@yandex.ru

ВЫПУСК № 3 (21), 2020

ISSN 2618-7167

На заре1 развития интернета для того,

вать при разработке изоморфного приложе-

чтобы получить обычную статическую раз-

ния:

метку, нужно было формировать страницу на

большая часть приложения не долж-

стороне сервера. Однако из-за этого возни-

на зависеть от конкретной среды (например,

кал ряд ограничений на приложения [1].

сервер – node.js и клиент – браузер);

Скорость работы приложений зависела от

в сборку приложения должны вхо-

таких факторов, как скорость интернет-

дить модули, на которых отдельно должны

соединения у клиента, удаленность физиче-

быть вынесены решения, зависящие от среды

ского местоположения сервера и количество

исполнения (например, работа с localstorage);

пользователей, которые пытаются получить

из-за того, что рендер на клиенте и

доступ к серверу. В последнее время с появ-

на сервере должен давать одинаковый ре-

лением таких технологий, как browserify,

зультат, желательно, чтобы был общий ро-

веб-фреймворков как Angular, React Native,

утер как у клиентской, так и серверной части

NodeJS, становится актуальной тема созда-

приложения;

ния изоморфных (универсальных) веб-

в приложении не должны присут-

приложений, у которых большая часть кода

ствовать глобальные переменные и синглто-

может быть выполнена как на стороне серве-

ны, потому что сервер создает новое состоя-

ра, так и на стороне клиента. Данный способ

ние приложения на каждый запрос;

позволяет пользователям быстрее получать

нужно придерживаться семантиче-

доступ к разного рода контенту.

ской верстки, так как при добавлении обра-

Рассмотрим

разработку изоморфных

ботчиков, при построении Virtual DOM мо-

приложений. В изоморфном веб-приложении

жет произойти ошибка;

код приложения может быть выполнен как

для общей части приложения необ-

на стороне сервера, так и на стороне клиента.

ходимо использовать изоморфные библиоте-

Исходя из этого можно сказать, что в нем

ки.

единая среда исполнения, есть гарантия оди-

нужно иметь ввиду, что изоморфные

накового поведения как на стороне сервера,

приложения уменьшают пропускную спо-

так и у клиента,

большая часть кода может

собность сервера.

Keywords: isomorphic applications, application development, web development, JavaScript

быть общей, как у клиента, так и у сервера.

При работе с данными в изоморфных

Это позволяет разработчикам создавать при-

приложениях нужно придерживаться одного

ложения быстрее [2]. И соответственно сни-

из двух подходов:

жаются и расходы.

1. Загружаем данные для пользователя

Ряд факторов, которые нужно учиты-

после клиентского отображения. Преимуще-

© Никифоров С.И., Зарипова Р.С., 2020

ство данного подхода в том, что интерфейс