Нечеткая логика для принятия четких решений
Кандидат технических наук Евгения Герасименко выбрала для себя изучение нечеткой логики. Эксперты в этой сфере нужны для принятия решений, например, требующих эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.
— Я закончила с отличием таганрогскую школу № 24 и была скорее гуманитарием, серьезно изучала английский язык, — говорит Евгения. — Даже думала поступать на филологию. Но любила и математику. В итоге выбрала кафедру прикладной информатики в ТТИ ЮФУ, так как понравилось, что специальность находится на стыке разных областей. Уже на втором курсе увлеклась теорией нечетких множеств и теорией графов. Эти дисциплины вел профессор нашей кафедры Александр Витальевич Боженюк. Стала принимать участие в научных конференциях.
Евгения не просто участвовала в них, но побеждала. Проблемы с выбором темы не было — нечеткая логика. Область изучения — транспортные потоки.
— Обычно в математике мы имеем дело с четкими множествами, — рассказывает Евгения. — Например, мы видим красные яблоки. Их множество. Мы однозначно можем утверждать, что зеленое яблоко не входит в него. Но в 1965 году ученый Лотфи Заде предположил, что в жизни все несколько сложнее. Как мы можем охарактеризовать множество красивых людей? Или удачливых? Или скорость автомобиля высокая — это какая? Везде в реальной жизни мы встречаем расплывчатые понятия. Человеку свойственно описывать системы и объекты приближенно, давать лингвистические оценки. Вот для формализации таких понятий и была придумана теория нечетких множеств. А теперь другой пример: как определить множество спелых яблок? Здесь мы уже не можем уверенно говорить, что элемент однозначно принадлежит множеству, так как набор спелых яблок является нечетким множеством. Таким образом, нечеткие множества оперируют частичной принадлежностью элементов множеству, которая измеряется от нуля до единицы. Как это применяется? Человек оперирует нечеткими понятиями. Например, опасность наводнения высока. Здесь есть нечеткая оценка. И важно при принятии решения учитывать эту неопределенность.
Евгению привлекла нечеткая логика потому, что она увидела в ней инструмент решения прикладных задач. Например, оптимизацию перемещения потоков людей. Как их перевести больше, если есть множество неопределенностей: пропускные способности дорог или стоимость перевозки. По окончании специалитета с отличием Евгения поступила в аспирантуру. Вскоре защитила кандидатскую. Тема расширилась, и сегодня кандидат наук Герасименко занимается проблемами эвакуации людей:
— Скажем, происходит наводнение. Нужно выделить параметры, влияющие на наводнения, и с помощью математических моделей и нечетких оценок ответить на вопрос: надо ли эвакуировать людей, сколько и когда. Учитываем нечеткие критерии, например уязвимость территории или безопасность эвакуации. В рабочей группе, принимающей такое решение, обязательно состоит эксперт по чрезвычайным ситуациям. Тема прикладная, но я занимаюсь и теорией, разрабатываю основы поддержки принятия решений. Это разработка и оптимизация моделей.
Евгения с коллегами изучают как теоретические основы, так и практический опыт эвакуации после аварии на Чернобыльской АЭС или наводнений после прорыва дамб. Статистические данные обрабатываются, оценивается важность тех или иных переменных. Работа Евгении над этой темой в специалитете поощрялась различными именными стипендиями. На старших курсах ее пригласили работать в научно-технический центр «Информационные технологии» ЮФУ, где она проводила исследования, писала научные статьи. После аспирантуры Евгения, уже работая на кафедре, участвовала в группе, осваивающий грант РФФИ. Вскоре уже возглавляла такую группу. И в этом году получила грант РНФ в размере 6 млн руб. в год на три года. В ее команде 8 специалистов.
— Нечеткая логика развивается, появляются ее новые ответвления: колеблющиеся нечеткие множества, интуиционистские нечеткие множества, нечеткие множества типа 2 и другие, — поясняет Евгения. — Многие термины не имеют еще официального перевода на русский язык. Прорывы, открытия в нашей сфере вполне возможны.
На вопрос о перспективах получения Нобелевской премии Евгения, смеясь, отвечает:
— Ну, это вряд ли, конечно. Но мы с коллективом работаем. У нас есть контакты с зарубежными учеными. Активно сотрудничаем с турецкими, польскими коллегами. Есть совместные публикации. Наиболее заметная из них получила в Польше премию местной академии наук за лучшую монографию в области информационных технологий. У меня был опыт чтения лекций в Португалии, в городе Каштелу-Бранку, по теме интеллектуального анализа данных. Поездка была поддержана программой «Эразмус». Правда, сейчас международное сотрудничество в связи с последними событиями начинает меняться. Мы послали несколько статей в высокорейтинговые зарубежные научные журналы, но ответа пока не получили. Это тревожит, поскольку грантовая программа предполагает публикации в журналах квартиля Q-1.
Евгения преподает в Институте компьютерных технологий и информационной безопасности (ИКТИБ) ЮФУ. С 2015 года она работала на кафедре «Дискретная математика и методы оптимизации» в должности ассистента, затем после объединения кафедры с кафедрой «Системы автоматизированного проектирования» (САПР) в 2017 году стала доцентом ИКТИБ и продолжает работу на кафедре САПР. Преподает различные технические дисциплины, в том числе и на английском языке. Среди слушателей — россияне, китайцы, испанцы, кубинцы. По поводу материального уровня отвечает, что «сейчас все неплохо»:
— Я довольно давно принимаю участие в научной работе. Конечно, в первое время было тяжело. Зарплата ассистента была невелика, а я работала на четверть ставки. Но я видела перспективу, понимала, зачем это мне. Когда защитилась, стала доцентом, материальный уровень вырос. Плюс подросли и зарплаты в ЮФУ. Участие в грантовых программах дает дополнительную нестабильную, но ощутимую поддержку. Если ученый проявляет активность в конкурсах на получение грантов, то можно иметь достойный доход.
Евгения предполагает развивать свою научную деятельность. Родные ее в этом поддерживают и гордятся ее достижениями, с пониманием относятся к ненормированному рабочему дню молодого ученого Герасименко. У Евгении есть желание защитить докторскую диссертацию и понимание, что для этого надо еще много поработать.
— Евгения отличается исключительной ответственностью, — говорит доктор технических наук, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования ЮФУ, лауреат премии правительства России Владимир Курейчик. — Это эффективный ученый, прекрасно владеет английским и активно на нем преподает. Она постоянно в поиске, все время привносит новые идеи. Прекрасно работает в команде. Перспективы ее защиты докторской диссертации оцениваю положительно.
