Наука в барах. Как нас будут лечить нейросети и почему закончились фонтаны нефти?

Как эффективно очищать воду от вредных примесей, могут ли технологии помочь в диагностике рака и что не так с нефтью в России — за ответами ученых на эти вопросы 4 тысячи москвичей пришли в бары в День знаний. «Фонтанка» посетила стендап-лекторий Science Bar Hopping в креативных пространствах Москвы. Публикуем конспект.

Что такое Science Bar Hopping?

Это научпоп-фестиваль, который помогает развеять мифы о «ботаниках» в белых халатах, корпящих над пробирками и реактивами. За один вечер 40 ученых рассказали о своих исследованиях в популярных заведениях «Красного Октября», ARTPLAY и других креативных пространствах.

Фестиваль объединил концепции двух праздников, которые в этом году отмечались 1 сентября, — Дня знаний и Дня нефтяников. Организаторами выступили — Фонд инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО и издание «Бумага», при поддержке компании «Газпром нефть». Задача стендапов — остроумно и на простых примерах рассказать о том, какие вещи удивляют исследователей в их работе и как новые знания позволяют менять мир к лучшему.

Как нейросети находят людей, онкологию и нефть?

Машинное обучение и нейросети можно успешно применять в медицине, чтобы научиться выявлять опасные заболевания на ранних стадиях. По статистике, сейчас врачи чаще всего диагностируют рак уже на 4-й стадии. Об этом на лекции «В чем секрет успеха нейронных сетей?» заявила Анна Дубовик, руководитель направления продвинутой аналитики и машинного обучения в «Газпром нефти».

Сейчас нейросеть обучают на основе данных крупнейшего архива снимков компьютерной томографии. Его опубликовало американское медицинское сообщество. Это тысячи материалов, на которых раковые образования размечены независимыми врачами. Проще говоря, на основе анализа этой информации пишется алгоритм, с помощью которого можно выявлять пациентов, попадающих в зону риска.

Машинное обучение полезно и в поиске пропавших людей. Один из сотовых операторов вместе с поисковым отрядом «Лиза Алерт» внедряет это решение. Алгоритмы помогают искать человека по фотоснимкам.

Мы этого не замечаем, а с нейросетями сталкиваемся ежедневно: когда в соцсетях оставляем посты или смотрим видео на Youtube. Алгоритмы запоминают наш интерес и в следующий раз «подтягивают» в наши ленты аналогичный контент.

Однако есть и обратная сторона. Мошенники могут использовать технологии в своих целях. Например, обучить «машину» запоминать отпечатки пальцев и внешность человека, после чего пользоваться его данными в платежных системами.

Анна Дубовик отметила, что крупные мировые игроки, которые занимаются машинным обучением, как правило, публикуют свои наработки, делая код открытым. Это потому, что реальную ценность представляют сами данные, на которых строился алгоритм. Они остаются главным активом разработчика. «Если вам пытаются рассказать, что сделано приложение на основе больших данных, и при этом код невозможно «пощупать» и алгоритм нельзя проверить, — ребята, это «шляпа», — предупреждает специалист.

В «Газпром нефти» дата-сайентисты (именно так называются специалисты по анализу данных и машинному обучению. — Ред.) помогают искать «скрытые» залежи нефти. Нейросети обучают на основе многолетнего опыта геологов и накопленных баз данных о работе скважин и сейсмических исследованиях.

В отличие от людей машина намного быстрее обрабатывает массивы информации и находит неочевидные закономерности. Также, как iPhone распознает лицо человека по характерным точкам, нейросети научились достраивать информацию о том, что находится под землей.

Зачем все это нужно? Проблема в самой нефти. «Многие думают, что нефть — это гигантские озера под землей, которые могут бить фонтаном. Как в американских фильмах нам показывают. Но это не так, — развеял миф Борис Белозеров, эксперт научно-технического центра «Газпром нефти» в Петербурге. — В России такие подземные озера на материковой части уже закончились, нефть стало добывать сложно, дорого и долго. Значит ли это, что скоро нефть кончится? 20 лет назад казалось, что да. Но сегодня мы работаем с запасами, освоение которых тогда было невозможным».

Где скрывается нефть сегодня? Она, как правило, залегает на глубине 3-4 километра в порах плотных геологических пород — например, известняка и песчаника. Под давлением ее выдавливают оттуда по микротрещинам в сторону скважины. Только сделать это стало в 10 тысяч раз сложнее, чем из тех пород, откуда нефть добывали в прошлом веке. Это всё равно что выжимать воду не из губки, а из бетона.

Инфузории и коловратки — пожиратели органики

Что общего с космосом у московского завода — рассказал инженер Владимир Тихонов. По его словам, несколько лет назад система рециклинга воды появилась на Международной космической станции и позволила извлекать из жидких отходов станции до 6 тысяч литров питьевой воды в год. Это в два раза сократило потребность в ее поставках.

Как часто бывает, космические технологии спустились на землю. На рециклинг воды перешел крупный московский завод. На нем нефть перерабатывают в бензин и авиатопливо. Чтобы сэкономить потребление воды — построили биореактор, куда поселили специальные бактерии.

Вместе с бактериями в реакторе «работают» раковинные амебы, жгутиконосцы, коловратки, инфузории и водоросли различных видов. Век у микроорганизмов короткий: от рождения до смерти проходит всего 15 суток, однако за это время они успевают оставить потомство. Биологи тщательно следят, чтобы не случилось перенаселения: лишние бактерии отселяют, а мертвые удаляют из реактора, иначе они будут гнить и образовывать вредный метан.

Объем воды, который вмещает биореактор, сопоставим с Патриаршими прудами. После фильтрации она очищается на 99,9% — по сути, становится дистиллированной и ее можно пить. Дальше ее возвращают в производство. Это решение уже в 2,5 раза снизило потребление воды на заводе.

Материал публикуется в партнерстве с компанией «Газпром нефть».