В ЛЭТИ обсудили нейротехнологии в рамках XXIV съезда физиологического общества им. И.П. Павлова

Симпозиум был посвящен актуальным вопросам использования когнитивных механизмов мозга в сфере искусственного интеллекта  

11-15 сентября 2023 года в Санкт-Петербурге состоялся XXIV съезд физиологического общества им. И.П. Павлова. В рамках данного мероприятия на различных площадках города прошло 49 симпозиумов, тематики которых охватили максимально широкий спектр физиологических исследований. Одной из площадок XXIV съезда физиологического общества им. И.П. Павлова выступал Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) – в нем прошел 48-ой сателлитный симпозиум «Когнитивные механизмы мозга и нейротехнологии для искусственного интеллекта – 2».

Открыл симпозиум руководитель научного и образовательного направлений СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Михаил Степанович Куприянов. 

«Уважаемые коллеги, я рад приветствовать вас в стенах ЛЭТИ. Темы, которые будут обсуждаться на сегодняшнем симпозиуме, хорошо знакомы нам, поскольку мы являемся участниками Научного центра мирового уровня. В рамках НЦМУ мы дружно и всегда эффективно работаем с Институтом физиологии им. И.П. Павлова, Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и Институтом медико-биологических проблем». – Руководитель научного и образовательного направлений СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Михаил Степанович Куприянов

О кросс-модальном взаимодействии в опознавании зрительных и слуховых сигналов доложил старший научный сотрудник кафедры телевидения и видеотехники (ТВ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Константин Францевич Гласман. В начале своего выступления ученый заметил, что при проектировании медиасистем и оптимизации их параметров необходим критерий качества впечатления, которое получает человек. Вместе с этим такой показатель должен быть функционально связан с характеристиками разрабатываемых систем. На сегодняшний день задача определения оптимальных значений параметров каналов видео и звуковых данных решалась раздельно для изображения и звука. Создание моделей интегрального качества впечатления, основанных на результатах исследования кросс-модального взаимодействия при опознавании зрительных и слуховых сигналов, является актуальной задачей.

«Мы предложили использовать уровневую декомпозицию при построении математической модели субъективного  восприятия, описывающей интегральную оценку качества аудиовизуальных программ в отношении искажений с учетом кросс-модального взаимодействия и взаимной компенсации оценок воспроизведения изображения и звука». – Старший научный сотрудник кафедры телевидения и видеотехники (ТВ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Константин Францевич Гласман

С докладом «Диссипативные оптические солитоны в кодировании и передаче информации» выступил главный научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН Николай Николаевич Розанов. По его словам, оптические диссипативные солитоны являются перспективным инструментом для передачи и кодирования информации, что обусловлено большим набором их типов, калиброванностью и повышенной устойчивостью. 

«Простейшие диссипативные солитоны записывают единицу информации (бит), однако с переходом к оптическим топологическим трехмерным и поляризационным солитонам объем информации, записанный одним солитоном, существенно увеличивается». – Главный научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН Николай Николаевич Розанов

Главный научный сотрудник, заместитель директора по научной работе СПб ФИЦ РАН Сергей Викторович Кулешов рассказал об исследовании, посвященном реконструкции полуконтурных изображений с использованием искусственных нейронных сетей. В данном случае под полуконтурными стоит понимать изображения, часть пикселей которых была предварительно удалена. При автоматическом контроле визуальных материалов необходимо отслеживать запрещенные к распространению материалы, которые содержат в себе образы с неполным контуром. С помощью своих культурных референций и ассоциативного мышления человек способен однозначно определить подобный образ. Поэтому перед наукой стоит задача разработки такого инструмента, который был бы способен реконструировать полуконтурные изображения. 

«Наша идея заключается в использовании искусственных нейронных сетей  на основе автокодировщика для реконструкции полуконтурных изображений. Результаты экспериментов показали, что в ряде случаев восстановленное изображение не уступает в изобразительности оригиналу». – Главный научный сотрудник, заместитель директора по научной работе СПб ФИЦ РАН Сергей Викторович Кулешов

Доклад директора СПИИРАН (входит в СПб ФИЦ РАН) Василия Юрьевича Осипова был посвящен векторным свойствам и памяти нейронов искусственных нейронных сетей. По словам ученого, интеллектуальные возможности нейросетевых систем, построенных на известных моделях нейронов и синапсов, остаются существенно ограниченными. 

«Сейчас большое внимание уделяется таким перспективным моделям, как векторные нейроны. Они позволяют снять ряд ограничений, которые возникают в работе со скалярными нейронами. В первую очередь, векторные нейроны позволяют учесть внутреннюю память нейрона, которая, вполне возможно, играет очень важную роль и даже может по размеру быть больше, чем синаптическая память». – Директор СПИИРАН Василий Юрьевич Осипов

В докладе была предложена новая модель векторных нейронов, обеспечивающая расширение их памяти и устранение некоторых проблем, существующих в работе со скалярными нейронами. В заключение Василий Юрьевич отметил, что реализовать предлагаемую модель нейронов можно двумя способами: созданием специализированных схем или из обычных групп скалярных нейронов, связанных между собой определенным способом. 

Декан естественнонаучного факультета Университета ИТМО Сергей Константинович Стафеев выступил с докладом «Зрительное восприятие: технологии и искусство». В своем выступлении он в хронологическом порядке рассказал о различных достижениях в области естественнонаучной мысли, начиная со времен Античности, а также кратко изложил взгляды на природу зрения разных великих философов. Часть доклада была посвящена эволюции оптических приборов. 

После перерыва было еще девять докладов, которые были посвящены влиянию индивидуальных особенностей человека на выполнение и торможение произвольных саккадических движениях глаз, использованию языковых моделей искусственного интеллекта в развитии проективных методов психофизиологии, распознаванию образов и некоторым другим темам.

Симпозиум проводился при поддержке Научного центра мирового уровня Павловский центр «Интегративная физиология – персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости». В состав НЦМУ входят СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и три учреждения РАН – Институт физиологии им. И.П. Павлова, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и Институт медико-биологических проблем. В рамках научного центра мирового уровня СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разрабатывает методы, модели и программно-аппаратные решения для интегративной физиологии и высокотехнологичного здравоохранения.