Узел четвертый. Биоинформатика

Где, зачем и какими методами?

Где: в молекулярной биологии, в генетике, в медицине.

Зачем: генетики имеют дело с миллиардными массивами данных. Биоинформатика помогает упорядочивать, каталогизировать геномы и мутации, выравнивать их при сравнении нуклеиновых цепочек, находить гены, анализировать гены, предсказывать структуру белка и взаимодействие одного белка с другим, моделировать ДНК, РНК и белки.

Методы: она создает вычислительные методы. Биоинформатика создает изображения (визуализация биологических данных), обрабатывает эти миллионы единиц информации, создает и технически обслуживает базы данных для хранения биологической информации.

Биоинформатика создает и комплексный интерфейс, очень нужный исследователям – чтобы они могли запрашивать имеющиеся данные из базы и добавлять новые.

Ну, хорошо, это для науки.

А для практики, для врачей биоинформатика работает? Еще как работает! Она помогает лабораториям и компаниям анализировать биологические и медицинские данные. И еще она создает скрипты и программы.

Вот посмотрите просто одним глазком вот сюда и вы увидите, что это не на краю жизни: www.ksivalue.com

Кое-что о инструментах биоинформатики было уже в 1982 году опубликовано в журнале «Исследование нуклеиновых кислот». Так что 4-я промышленная революция крепко стоит на плечах третьей. Ведь термин «биоинформатика» ввела Полина Хогевег в 1970 году: она имела в виду, что биоинформатика изучает информационные процессы в биотических системах.

Заодно, может не совсем и кстати, скажем и про биофизику: она изучает физические процессы в биологических системах.

И про биохимию тут же скажем: она изучает химические процессы в биологических системах.

Когда все называешь, становится немного яснее, правда?

Вопрос: где учат на биоинформатиков?

Ответ: на факультетах биоинженерии и биоинформатики университетов. Они появились теперь почти во всех крупных университетах России.

А сможет ли программист из инженерного или экономического вуза легко войти в этот биологический материал?

Хотите – ругайте меня, но считаю, что нет. Уж слишком широк и глубок материал.

Узел пятый. Искусственный интеллект

Что такое искусственный интеллект?

Это компьютерная программа, способная к обучению. То есть, решая задачу и делая ошибки и успехи, она способна запоминать и воспроизводить алгоритмы успешных решений.

Искусственный интеллект применяется во всех сферах человеческой деятельности: в науках, военном деле, производстве, финансах…

Зачем он нужен? Чтобы делать вычисления, прогнозы, которые человек не может сделать силами своего мозга – слишком велики объемы вычисляемого. Раз речь идет об интеллекте, то, наверное, создатели его хотели имитировать работу настоящего человеческого мозга.

Наверное, я не сильно ошибусь, если скажу: до этого еще далеко.

Специалисты по искусственному интеллекту применяют такой термин, как «нейроны», но это, скорее, метафора.

И тем не менее есть потрясающе интересное направление в области искусственного интеллекта. Это искусственные нейронные сети (ИНС).

ИНС, наподобие нейронных сетей в голове человека, состоят из множества узлов, которые имитируют нейроны человеческого мозга. Понятно, что «нейроны» соединены между собой и взаимодействуют друг с другом, как в настоящем живом мозге.

Человеческий мозг способен учиться, и ИНС способна к обучению.

ИНС используются в принятии сложных решений в разных областях знания. Например, в медицине при постановке диагноза, в экономике, в военной сфере, на производстве.

Вопрос: как же называются специалисты, разрабатывающие искусственный интеллект?

Ответ: эти люди – математики, а также разработчики программ. Но не простые, а такие, которые умеют понимать специалистов из других областей: психофизиологов, исследователей мозга, материаловедов, когнитивных психологов.

Вопрос: где учиться на создателя искусственного интеллекта?

Ответ: конечно, на математических факультетах университетов и специализированных факультетах, где обучают программированию.

Узел шестой. Робототехника

Зачем? Какими методами?

Зачем – известно.

Чтобы человек не лез туда, где опасно (радиация и обезвреживание мин), далеко (космос), высоко, но не космос (дроны, разведчики) и глубоко (автономный необитаемый подводный аппарат: фото- и видеосъемка морского дна, прокладка кабеля под водой и подо льдом), где тяжело и опасно (боевые машины и самолеты). Чтобы выполнять любые интеллектуальные физические задачи (обнаружение неровностей и объектов на местности, обнаружение полезных ископаемых), очень мелкие задачи (внутри кровеносного сосуда или клеточного ядра) и облегчать рутинный монотонный труд человека.

И еще в медицине: управление протезами конечностей и сами экзоскелеты.

И еще там, где можно автоматизировать мыслительный или ручной процесс в производстве и даже в офисе. Есть социальные роботы (они с вами говорят, отвечают на ваши вопросы, заменяя тетеньку на телефоне), есть индивидуальные роботы (распознают ваш голос и «обладают зрением», умеют распознавать объекты и управлять компьютером при помощи взгляда).

И даже в образовании (авиа- и медицинские тренажеры, например роботы-пациенты).

Итак, коротко: роботы бывают человекоподобные (андроид), боевые, бытовые, персональные, промышленные, сельскохозяйственные, социальные.

Робот не обязан быть похожим на человека. Он может быть похож на змею или катящийся шар. Луноход – это робот. Есть роботы, выжигающие в мозге раковые клетки. Этот робот больные клетки сначала обнаруживает, а потом уничтожает. А врач бы мог ошибиться и пропустить одну из клеток. В производстве конфет или металлических изделий тоже частично можно человека заменить роботом.

Но, прошу вас, не будем пугаться и рыдать. Наши дети станут работать там, где невозможно будет их заменить.

Врача не заменишь, повара, массажиста, учителя, психолога, биоинженера, продавца, биохимика, любого дизайнера, менеджера в гостинице, логопеда, священника, управленца, журналиста, технолога продуктов питания…

Нашим детям компьютер с его колоссальными возможностями и сложная техника – в помощь. Но не в замену.

Есть ли работа в России для робототехников? Есть. Назову несколько: Эйдос-Медицина, Тетис Про, ЭкзоАтлет, КБ Аврора / Avrora Robotics, Иннополис, Нейроботикс, Андроидная техника, Р.СЕРТ, Промтехника-Приволжье, Объединенная приборостроительная компания.

Вопрос: где же учат робототехнике?

Ответ: делают роботов такие профессионалы: инженеры-механики, инженеры-электронщики, программисты. Получить в отдельности такие профессии можно почти в любом техническом вузе. Но факультеты именно робототехнические есть в МГТУ им. Баумана, в МИРЭА (технологический университет), в МАИ. Я имею в виду Москву, но ведь есть и другие чудесные города: Томск, Петербург, Уфа, Казань, Челябинск, Новосибирск, Екатеринбург.