Виктор Колев, ученик пред ФАКТИ: Научната общност в изкуствения интелект оцени това, което бяхме направили

Виктор Колев е на 18 години и е дванайсетокласник в Софийската математическа гимназия „Паисий Хилендарски“. Тази години Виктор беше избран да представи България в Международната лятна изследователска програма (RSI) на Масачузетския технологичен институт (MIT). По време на изследователската програма 80 ученици от цял свят посещават Масачузетския технологичен институт за шест седмици, за да разработят свои изследователски и инженерни проекти. Виктор Колев посвещава работа си на невронните мрежи и е отличен и в двете категории – попада в топ 5 най-добри разработки и в топ 10 най-добро представяне на разработка. От ФАКТИ се свързахме с Виктор, за да говорим за разработката му, наученото по време на школата, за науката.

Тази годинa ситуацията с коронавируса налага провеждането на RSI да бъде онлайн. Поради тази причина Виктор няма достъп до технологиите на MIT и използва единствено личния си лаптоп, за да проведе своите експерименти. Съмнява се обаче, че дори и да е имал достъп до инфраструктурата им, резултатите биха били различни. „Може би щяхме да достигнем до някои нещо по-бързо. В крайна сметка всичко идва от това как решаваме проблема, а не толкова от техниката. Човешкият фактор е много по-важен от чисто техническия“, каза той.

Ако трябва да обясним просто естеството на работата на Виктор върху невронните мрежи по време на школата, то можем да кажем, че тя се фокусира в това, да накара един изкуствен интелект да разпознае обект, който не съществува в неговата база данни.

„Невронните мрежи в момента са една много популярна технология, която се използва на изключително много места. Директният пример е за разпознаване на обекти в снимки – това се прави с невронни мрежи. Много от новите телефони това го могат. Насочва се телефонът към някакъв обект, той може да познае какво е. Това е проблем, който горе-долу се знае как се решава. Това, което нямаме представа как да направим с невронните мрежи е как да ги накараме да могат да мислят по начин, който наподобява нашия начин на мислене. Тоест как да могат да се ползват с някакви по-абстрактни правила, да могат да имат нещо, което наподобява логика и как да решават логически проблеми.

Именно с това се занимавах аз по време на школата RSI в MIT. Това беше моята тема – как мога да накарам една невронна мрежа да решава логически задачи. Много подобни логически задачи на тези, които аз например съм решавал във втори клас“, каза Виктор Колев.

За интереса си към науката, Виктор разказа: „Започнах да се занимавам с математика много отдавна – някъде около втори клас. Тогава ми беше и първото състезание по математика. Всичко тръгна от там. Влязох в СМГ, което определено имаше доста влияние към това да ме доведе до науката. Средата там е такава, че всичко се върти около математика, около природни науки постоянно. Винаги ме е привличало новото. Винаги съм търсил новото. Затова винаги са ми харесвали иновациите, винаги съм чел и търсел какви са възможно най-новите технологии, тенденции.

В изкуствения интелект това, което най-много ми харесва е, че той е една много интересна симбиоза между математика и компютърни науки. Той по такъв начин ги съчетава, че много добре пасва на това, което аз ценя – много е теоретичен, но в същото време не може без приложното и винаги има някакво директно приложение“.

„Това, което ме мотивира да се занимавам още повече с изкуствен интелект е, че това е една много неразбрана тема все още. В следващите 400 години това все още ще бъде много неразбрана тема. Всеки един въпрос, който си задаваме в момента в изкуствения интелект, когато го решим, това ражда седем нови въпроса. Това, че не знаем какво точно се случва с изкуствения интелект, не знаем защо работи, как работи точно, има много неясни неща и когато човек се опитва да направи нещо с изкуствен интелект, в много голяма степен има чувството, че кара на сляпо. Не е добре позната област, в която да има добре известни начини и да се знае, че винаги работят. Няма такова нещо. Всеки един проблем, който се опитаме да решим с изкуствения интелект е абсолютно уникален и изисква някакво творческо решение. Това е много приятен и удовлетворяващ процес“, разказа още той.

На въпроса дали в рамките на RSI са успели да накарат невронната мрежа да реши логическа задача, Виктор отговори през смях: „Не, ако бяхме успели да накараме невронна мрежа да реши логическа задача, щяхме да направим скок в науката с 200 години. Нямахме такъв късмет“. Това може да ни даде и представа за сложността на задачата.

„Изкарахме обаче някои доста интересни резултати и това, което направихме има доста потенциал да бъде развито. Включително и аз продължавам темата в момента. Преди седмица получихме новините, че разработката ми е публикувана на една от най-съществените и важни конференции в алгоритъма на изкуствения интелект - Neural Information Processing Systems. Научната общност в изкуствения интелект оцени това, което бяхме направили“, допълни той.

За процеса на работата си върху невронните мрежи, Виктор Колев разказа: „Започнахме с това да си говорим с моя научен ръководител какви са най-важните проблеми, най-смислените проблеми, които трябва да решаваме с областта на изкуствения интелект и невронните мрежи. Това, до което и двамата бързо стигнахме е, че това, което невронните мрежи в момента могат да правят е да разпознават някакви неща. Примерът, който редовно давам е, че ако невронната мрежа не е виждала черна котка и в момента ѝ покажем черна котка, тя няма да предположи, че това е котка.

Това, до което стигнахме като извод е, че ако искаме невронните мрежи да направят скок в тяхната приложимост и тяхното използване по света, те трябва да могат да мислят. Или поне да имат някакви характеристика на мислене и да могат да се ползват с абстрактни понятия. Абстракцията е нещо, с което хората се ползваме всеки ден. Когато си мислим за стол, ние си мислим за някаква абстракция за това какво е стола - нещо с четири крака, облегалка, може би подлакътници и т.н. Всичко, което си мислим като хора става с абстракция, с понятия, с някакви мисловни обекти, които имаме, докато невронните мрежи изобщо не работят така. Би било обаче много хубаво, ако може да ги накараме да имат някакви подобни характеристика.

Така започна всичко – като идентифицирахме проблема, който искахме да решим. Започнахме да мислим как, с какви способи можем да го решим и последва едно огромно, безумно четене. Започнахме да четем литература от областта, какво са правили другите хора, какво не са правили, какво, според нас, може да се направи по-добре. След като направихме един литературен обзор, който отне може би две от общо шест седмичната школа, започнахме да правим експерименти.

Как правихме експериментите – общо взето аз вкъщи с лаптопа. Така изглеждаше през повечето дни работата. Експеримент, виждам резултатите, започвам да си мисля тези резултати какво означават, как можем да ги интерпретираме и на база на тях, какво можем да подобрим в следващия експеримент. Така се стигна до това, че до последната седмица – през последната седмица от школата трябва да презентираме, тоест каквото съм направил до последната седмица трябва да е готово. Аз през последната седмица нямах почти нищо готово и абсолютно нищо не работеше така, както ние искахме.

Мислехме си, че може да сме се захванали с нещо, което е твърде трудно и не може да се направи за тези шест седмици, но за щастие в рамките на последните дни успяхме да изкараме добри резултати, успях да ги презентирам учудващо добре и в крайна сметка спечелих двете най-престижни награди от школата – топ 5 писмена разработка и топ 10 презентация“.

Виктор Колев възнамерява да продължи да се занимава с наука, поне в близките 10 години. „Науката определено ме влече. Настина като човек много ми пасва това да работя с подобни неща и да си мисля върху проблеми, които зная, че са абсолютно нерешими, които отнемат много време да се решат, за които зная, че няма човек на планетата, който да ми каже отговора наготово. Това си има определен чар, то е изследователски процес“, каза той и допълни, че възнамерява да преследва и докторантура. В момента пък се занимава с кандидатстването си в Станфордския университет.

Междувременно на Виктор му предстои участие в Международният панаир на науката и инженерството (ISEF). „ISEF е научен панаир, в който ще участвам със същата разработка. Той е чак май месец догодина, ако се състои всичко както трябва, което предвид времената, в които живеем не е ясно”. Ясно е обаче, че Виктор ще бъде най-младият лектор на събитието „Future Makers 2020“, където ще разкаже за уроците, които можем да извлечен от изкуствения интелект. Ще говори още за общото между машините и хората.