ИТМО. Как искусственный интеллект может помочь в сфере городского планирования?

Пожалуй, каждый человек хотел бы жить в максимально комфортной среде, будь то мегаполис, небольшой город или крохотный поселок. Однако создать проект идеального населенного пункта — очень сложная задача, на решение которой специалисты могут потратить несколько месяцев. Ученые из ИТМО нашли способ упростить нелегкий труд урбанистов с помощью программ на основе искусственного интеллекта. О том, как ИИ поможет специалистам в сфере городского планирования, нам рассказал Стив Каддинс, руководитель лаборатории «Интеллектуальные технологии городского планирования» в Национальном центре когнитивных разработок Университета ИТМО.

— Верно, я занимаюсь вопросами урбанистики и развитием городской среды более 10 лет. Начинал я эту деятельность с общественных инициативных проектов, можно сказать, еще не очень профессиональных. Но примерно последние 7-8 лет я уже профессионально занимаюсь вопросами развития городов. На мой субъективный взгляд, технологии искусственного интеллекта стали активно применяться в проектах по развитию городов примерно четыре года назад.

— Можно выделить два основных преимущества. Во-первых, системы ИИ помогают высоко квалифицированным специалистам решать определенные задачи намного быстрее, чем вручную. Это можно сравнить с появлением в конце XX века компьютерных технологий, способных создавать чертежи сразу в электронном виде. В результате человечество очень быстро отказалось от бумажного черчения. Сейчас происходит похожий переход от электронных чертежей к информационному моделированию. Благодаря ИИ процесс работы с территориями в десятки, а иногда в сотни раз ускоряется. Например, обычно разработка какого-то масштабного проекта, в котором нужно учесть огромное количество параметров и нормативов, требует длительной работы большого количества специалистов. Когда же мы перекладываем эту задачу «на плечи» искусственного интеллекта, в который заложены все сложные правила и соответствующие алгоритмы, позволяющие быстро найти оптимальное решение, все становится гораздо проще и быстрее.

Второе преимущество состоит в том, что системы ИИ могут помочь решить проблему с недостатком компетентных кадров в некоторых муниципалитетах. Если специалисты в области урбанистики, работающие в мегаполисах, примерно представляют себе, как развиваются территории, то в маленьких городах очень немногие понимают, как правильно должна создаваться городская среда. Соответственно, в регионах существует серьезный дефицит квалифицированных специалистов, которые могут принять не только единственно верное, но хотя бы более или менее корректное решение. На мой взгляд, ИИ может помочь решить эту проблему, поскольку, если для высококлассного специалиста ИИ — это система, которая просто выполняет роль помощника, то для специалиста, не имеющего необходимого опыта, она может подсказать, куда нужно двигаться и что делать. Соответственно, ИИ может подсказать верные решения, которые будут точно не хуже, а часто сильно лучше, чем те, что способны предложить специалисты в недостаточно финансово и кадрово обеспеченных регионах.

— Когда мы говорим о применении искусственного интеллекта в развитии территорий, мы должны учитывать все те критерии, которые учитывают в обычной работе высококлассные специалисты. Это многочисленные градостроительные требования и нормативы, иногда, на первый взгляд, противоречащие друг другу. И это очень важный момент, с которым сталкиваются практически все специалисты. Бывает, кажется, что вообще невозможно построить так, чтобы соблюсти все требования, поэтому найти компромисс — самая сложная задача. Кроме того, нужно учитывать экономический план застройщика, социально-бытовые условия жизни людей, если это какие-то жилые территории. И, когда мы обучаем систему ИИ, мы учитываем все эти нормы, а также стараемся принять во внимание мнение самих будущих пользователей данной территории.

— Мы можем провести соцопросы, интервью с людьми, а затем загрузить полученные мнения и пожелания в систему, которая объединит субъективные запросы, объективные нормы, и на их пересечении предложит некий оптимальный проект. У специалиста на поиск такого решения может уйти несколько недель, после чего он должен будет еще все проверить и рассчитать. Это еще несколько недель или месяцев, а система ИИ такие задачи решает за 5-10 минут.

— Да, и наши многолетние исследования показали, что будущее — как раз за такими гибридными системами.

— Если кратко, то наша деятельность — это все про города с использованием информационных технологий. Урбанистика — очень многогранная наука о городах, которая сочетает в себе экономику, градостроительство, социологию, транспорт, информационные технологии и очень много другого. Наша задача состоит в том, чтобы все эти разные направления объединить на базе информационных технологий с применением алгоритмов ИИ. С помощью ИИ можно заниматься планированием самых разных территорий: и под комплексную жилую застройку, и общественных пространств, и различных рекреационных зон, и промышленных территорий и комплексов. В последнее время мы уделяем большое внимание подобным проектам. Кроме того, мы активно разрабатываем различные геоинформационные web-сервисы, в которых также используются системы искусственного интеллекта. К примеру, некоторое время назад мы создали, а сейчас продолжаем развивать, сервис Sight Safari, который помогает людям в самых разных городах строить интересные маршруты. Он существует в виде web-сайта и приложения и строит, например, из точки А в точку Б не кратчайший маршрут, как это делают обычные навигаторы, а такой, чтобы пользователь смог увидеть наибольшее количество достопримечательностей.

— Первую версию приложения мы разработали еще в 2018 году, когда путешествия по миру не были ограничены, поэтому мы включили в него, помимо российских городов, и зарубежные. Сервис переведен на английский язык, поэтому им можно пользоваться в заграничных поездках. Кроме того, мы постоянно добавляем новые города, прислушиваясь к комментариям и пожеланиям пользователей. В целом, у нас довольно много самых разных проектов, в том числе совместных с другими лабораториями нашего университета.

— Да, конечно, партнерство с зарубежными коллегами не прекратилось. Еще с 2017-2018 годов наши разработки активно представлялись на международных конференциях. До 2020 года это всегда были очные международные конференции, на которых было очень интересно поделиться опытом с коллегами со всего мира, особенно из тех стран, где технологии развиваются очень быстро, например из Китая. Такой обмен опытом крайне важен для нас, поскольку, занимаясь собственными разработками, мы анализируем то, что происходит в мире. Поэтому и сегодня мы активно сотрудничаем со специалистами из других подразделений, в том числе и зарубежных.

— В последнее время большинство наших проектов связано как раз с другими российскими городами. Например, с городами из Краснодарского края и Карелии мы последние несколько лет активно работаем по вопросу разработки технологических решений на стыке информационных технологий и градостроительства. Мы стараемся не отказываться от запросов из других регионов, которые нам поступают.

— Все совершенствуется непрерывно, даже в самых консервативных областях какое-то развитие постоянно происходит, потому что все время появляются новые подходы. Кроме того, совершенствование техники также играет немаловажную роль. Мы, например, ожидаем появление квантовых компьютеров в реальной практике, на базе которых ИИ будет работать еще быстрее и эффективнее. На мой взгляд, эта область в любом случае еще молодая, и впереди у нее еще десятилетия совершенствования и развития.

Источник: сайт InScience.News