Разработка алгоритмов и программ суррогатного моделирования «больших данных» для задач ускорительных комплексов
Год 2022-2023
Департамент Научный центр вычислительных методов и моделирования киберфизических систем
Идея проекта
Математические методы обработки больших данных универсальны, они не зависят даже от области происхождения данных. Поэтому не вызывает никакого сомнения тот факт, что эти методы, разработанные в Дубне для реконструкции траекторий заряженных частиц в трековых детекторах, могут быть применены к решению широкого класса задач народного хозяйства от медицины до экономики. При этом следует подчеркнуть, что обсуждаемые методы разрабатывались для действительно больших данных, объемы которых на многие порядки отличаются от всех экономических данных со всего Земного шара. Следует также напомнить, что целый ряд разработок ученых из ЦЕРНа нашел свое приложение далеко за рамками фундаментальных исследований в области физики. Достаточно упомянуть, что концепция Всемирной паутины и язык разметки html возник в ЦЕРНе.
Цель предлагаемого проекта – освоение студентами и сотрудниками РУДН самых передовых технологий анализа больших данных, используемых в ОИЯИ для обеспечения обработки экспериментов на ускорителях, и их адаптация для решения задач народного хозяйства, в т.ч. выходящих за рамки интересов ОИЯИ.
Достижение этой амбициозной цели требует поэтапного решения нескольких задач.
- Освоение студентами и сотрудниками РУДН технологий анализа больших данных, используемых в ОИЯИ. Для ее решения заключено соглашение о производственной практике студентов-магистров в ЛИТ ОИЯИ. Открыто направление обучения, связанное с анализом больших данных.
- Применение полученных знаний к исследованию актуальных задач, решаемых в ЛИТ ОИЯИ.
- Применение полученных знаний к исследованию актуальных задач в области медицины и экономики, сравнение с методами, разработанными в РУДН.
Команда
В РУДН имеется большая научная школа по математическому моделированию, основанная Е.П. Жидковым, проект будет осуществляться на ее базе. У этой школы имеются тесные связи с ОИЯИ, в т.ч. совместный грант РНФ, посвященный символьно-численным методами исследования математических моделей физики.
Ожидаемые результаты
Первым и главным результатом сотрудничества ОИЯИ и РУДН должно стать создание научной школы по анализу больших данных в РУДН, а также одноименного направления обучения.
Сопутствующими результатами должно стать решение нескольких актуальных задач по анализу больших данных.
- Исследование «озер данных» - изучение распределенных хранилищ сверхбольших объёмов данных и их компьютерная обработка.
- Разработка и имплементация алгоритмов суррогатного моделирования (специального типа контролируемого машинного обучения).
- Разработка алгоритмов на базе машинного и глубокого обучения для решения прикладных задач.
- Подготовка высококвалифицированных IT-специалистов для всех научных проектов, реализуемых в ОИЯИ, в том числе проектов класса мегасайнс.
- Разработка программно-информационной среды для образовательных проектов на базе гетерогенной вычислительной платформы HybriLIT.
- Разработка квантово-квазиклассического подхода для описания динамики малочастичных квантовых систем.
- Адиабатические методы исследования уравнений Шредингера для малочастичных систем и системы уравнений Максвелла для направляемых режимов.
Самуйлов Константин Евгеньевич
Россия
Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) — международная межправительственная организация, созданная на основе Соглашения, подписанного одиннадцатью странами-учредителями 26 марта 1956 г. и зарегистрированная ООН 1 февраля 1957 г. ОИЯИ – всемирно известный научный центр, являющий собой уникальный пример успешной интеграции фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований с разработкой и применением новейших технологий и университетским образованием.