Научный дайджест ФКН 2020. Часть 2

В декабре принято подводить итоги года, и мы хотим рассказать, как изменилась научная жизнь ФКН во второй половине 2020. О первой половине года вы можете прочесть в нашем предыдущем дайджесте. Сразу хочется оговориться, что время было непростое, но мы все равно смогли добиться важных результатов, адаптировались, и, хочется верить, стали немного лучше.

​​​​​​​Новые подразделения и программы

Одним из основных событий этой осени стало создание на факультете базовой кафедры компании 1С, онлайн-презентация которой прошла 18 сентября. ФКН давно и тесно сотрудничает с 1С, сотрудники компании преподают на факультете, ежегодно за успехи в проектной деятельности студентам вручается 1С:Стипендия.

Борис Георгиевич Нуралиев
Базовая кафедра компании 1С: Заведующий кафедрой

ФКН ВШЭ — один из сильнейших факультетов в стране, где готовят разработчиков. Мы рады открыть нашу кафедру в рамках департамента программной инженерии и приложим все силы, чтобы наши курсы и дисциплины были интересны и полезны студентам… Мы уже предлагаем и будем предлагать в будущем темы проектов и ВКР студентам ФКН, продолжим проводить и летние практики. Для развития и поддержки проектной деятельности мы учредили 1С:Стипендию, пользуясь случаем, хотел бы как раз поздравить первых лауреатов. Рассчитываем на плодотворное сотрудничество и с оптимизмом смотрим в будущее.

Помимо новой кафедры, на факультете появилась и новая Зеркальная лаборатория. Проект «Интеллектуальный анализ данных в медицинских информационных системах», созданный совместными усилиями международной лаборатории интеллектуальных систем и структурного анализа ФКН НИУ ВШЭ и Научно-образовательного центра Политехнического института Сургутского государственного университета, победил в конкурсе «Зеркальная лаборатория», который проходил с 15 апреля по 15 июня 2020. Лаборатория займется, в частности, математическим моделированием движения жидкостей в органах биологического организма.

Научно-учебная лаборатория биоинформатики выиграла в конкурсе НИУ ВШЭ на создание международной лаборатории. Проект «Вычислительная генетика альтернативных структур ДНК» будет разрабатываться под руководством Алана Герберта (InsideOutBio, США; Университет Окленда, Новая Зеландия) и Марии Попцовой, а статус лаборатории изменится с “научно-учебной” на “международную”.

Другой проект лаборатории биоинформатики - консорциум «Генетика cердечно-сосудистых заболеваний» - был создан при участии Ассоциации "КМ-Аlliance", Центральной государственной медицинской академии и Центральной клинической больницы с поликлиникой Управления делами Президента РФ, Российской медицинской академией непрерывного профессионального образования, Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова, Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН, Сургутского государственного и Северного государстенного медицинского университетов.

Наконец, в университете был запущен единый трек обучения «магистратура-аспирантура», в рамках которого студенты первого курса магистратуры, желающие в будущем заниматься научными исследованиями, могут заранее начинать исследовательскую работу и готовиться к поступлению в аспирантуру. В этом году на трек «магистратура-аспирантура» были зачислены три студента, научные руководители которых работают на ФКН.

Конференции

Несмотря на невозможность проведения мероприятий в обычном формате, ФКН регулярно проводит конференции, семинары и школы онлайн.

Четвертая международная конференция Computer Simulations in Physics and beyond (CSP-2020) прошла 12-16 октября. Она была организована НИУ ВШЭ совместно с Научным центром РАН в Черноголовке и Институтом теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН. В состав консультативного совета конференции вошли декан факультета компьютерных наук Иван Аржанцев и профессор факультета Игорь Агамирзян, в состав программного комитета — заведующий научно-учебной лабораторией методов анализа больших данных (LAMBDA) Андрей Устюжанин; он же стал сопредседателем секции «Алгоритмы, методы и инструменты со свойствами масштабируемости и расширенного параллельного моделирования».

Доклады

• Online detection of failures generated by storage simulator (Кененбек Арзыматов, Михаил Гущин, Андрей Сапронов, Владислав Белавин, Леонид Гремячих, Максим Карпов, Андрей Устюжанин);

• Galaxies Clusters Reconstruction with Variational Autoencoder (от ФКН: Алёна Зароднюк, Екатерина Трофимова, Дмитрий Градобоев, Алексей Соловьев, Мадина Атымханова, Андрей Устюжанин);

• Fast simulation of the LHCb electromagnetic calorimeter response using VAEs and GAN (от ФКН: Никита Джаин, Иван Кнунянц, Георгий Костенков, Екатерина Трофимова);

• ML in Calorimeter optimization (Алексей Болдырев, Денис Деркач, Фёдор Ратников, Андрей Шевелев).

Девятая международная конференция Analysis of Images, Social Networks and Texts (AIST 2020), организованная НИУ ВШЭ и Сколтехом, прошла 15-16 октября. Среди организаторов были заведующий научно-учебной лабораторией моделей и методов вычислительной прагматики Дмитрий Игнатов и сотрудница лаборатории Екатерина Артемова, руководитель департамента анализа данных и искусственного интеллекта Сергей Кузнецов и сотрудник департамента Илья Макаров, заведующая научно-учебной лабораторией процессно-ориентированных информационных систем (ПОИС) Ирина Ломазова и почетный научный руководитель лаборатории Вил ван дер Аалст.

Доклады

• Human Action Recognition for Boxing Training Simulator (Антон Броиловский, Илья Макаров);

• Object-Attribute Biclustering for Elimination of Missing Genotypes in Ischemic Stroke Data (от ФКН: Дмитрий Игнатов, Стефан Николич, Махмуд Шабан);

• Semi-Automatic Manga Colorization using Conditional Adversarial Networks (Максим Голядкин, Илья Макаров);

• Automated Image and Video Quality Assessment for Computational Video Editing (Константин Ломотин, Илья Макаров);

• ELMo and BERT in semantic change detection for Russian (от ФКН: Юлия Трофимова, Екатерина Артемова);

• Generating Sport Summaries: A Case Study for Russian (от ФКН: Елена Тутубалина);

• DaNetQA: a yes/no Question Answering Dataset for the Russian Language (Екатерина Артемова, Таисия Глушкова, Алексей Мачнев, Дмитрий Игнатов);

• BERT for Sequence-to-Sequence Multi-Label Text Classification (от ФКН: Рамиль Яруллин);

• Detecting Automatically Managed Accounts in Online Social Networks: Graph Embedding Approach (Илья Карпов, Екатерина Глазкова);

• Federated Learning in Named Entity Recognition (Ефим Лубошников, Илья Макаров);

• Semantic Recommendation System for Bilingual Corpus of Academic Papers (от ФКН: Ирина Никишина);

• Prediction of News Popularity via Keywords Extraction and Trends Tracking (от ФКН: Александр Пугачев, Илья Макаров);

• Linking Friends in Social Networks using HashTag Attributes (Ольга Герасимова, Виктория Сёмочкина);

• Community Detection Based on the Nodes Role in a Network: the Telegram Platform Case (Ксения Тихомирова, Илья Макаров);

• How Minimal Degree of the Social Graph Affects Efficiency of an Organization (от ФКН: Илья Самоненко, Тамара Вознесенская);

• Data and Reference Semantic-Based Simulator of DB-nets with the Use of Renew Tool (Антон Ригин, Сергей Шершаков);

• Checking Conformance between Colored Petri Nets and Event Logs (Хулио Карраскель, Халил Мешерауи, Ирина Ломазова). Доклад получил награду за лучшую работу в треке Process Mining.

Международная конференция Modeling and Analysis of Complex Systems and Processes (MACSPro-2020) прошла 22-24 октября. Среди ее организаторов были заведующий научно-учебной лабораторией моделирования и управления сложными системами Александр Шаповал, сотрудник лаборатории Виктор Попов, Ирина Ломазова и Сергей Шершаков.

Доклады

• Compositional Conformance Checking of Nested Petri Nets and Event Logs of Multi-Agent Systems (Халил Мешерауи, Хулио Карраскель, Ирина Ломазова);

• Content Based Video Retrieval System for Distorted Video Queries (Борис Цейтлин, Илья Макаров);

• Software System Behavior Can Be Analyzed with Visual Analytics (Ярослав Котылев, Алексей Мицюк);

• Deep learning approach to recognize genome functional elements using diverse genomic data (Назар Бекназаров, Сеунгмин Джин, Мария Попцова);

• Educational Game Analysis Using Intention and Process Mining (Константин Никитин);

• Real-Time Vehicle Type Detection and Counting from Road Camera Video (Денис Зуенко, Илья Макаров);

• Model of General Equilibrium in Multisector Economy with Monopolistic Competition and Hypergeometric Utilities (от ФКН: Александр Шаповал);

•  Prediction after a horizon of predictability (Василий Громов);

• Named Entity Recognition from Chernobyl Documentaries (от ФКН: Илья Макаров).

18-20 ноября на факультете прошла конференция по машинному обучению, на которой преподаватели, научные сотрудники и студенты ФКН представили доклады в рамках треков «Исследования» и «Прикладное машинное обучение».

Доклады

​​​​​​

• Обучение с подкреплением и градиентная оптимизация выигрыша по политике (Максим Каледин);

• Low-Variance Black-Box Gradient Estimates for the Plackett-Luce Distribution (Кирилл Струминский);

• On Power Laws in Deep Ensembles (Екатерина Лобачева);

• Неасимптотический анализ алгоритмов стохастической аппроксимации (Алексей Наумов);

• Практическая задача из компьютерного зрения (Антон Осокин);

• Learning@home: обучение моделей с миллиардами параметров на домашних компьютерах волонтёров (Максим Рябинин);

• Machine learning as a tool quantifying the role of large sunspot groups in solar activity (Александр Шаповал);

• Тензорные разложения в глубинном обучении (Максим Рахуба);

• Структурно-адаптивная оценка многообразия (Никита Пучкин);

• Глубинное обучение для предсказания функциональных элементов генома (Мария Попцова);

• Оценка предобученных языковых моделей для морфологически богатых языков (Екатерина Артемова);

• Особенности анализа тональности в художественных текстах русской драмы (Дарья Максимова);

• GraphGlove: обучаемые графовые представления слов (Максим Рябинин);

• Эмпирическое исследование архитектуры Трансформер для задач анализа исходных кодов программ (Надежда Чиркова);

• Методы снижения дисперсии в алгоритмах MCMC и RL (Сергей Самсонов);

• Barycenters in metric spaces with applications (Кентан Пари);

• Оптимизация детекторов Большого адронного коллайдера с помощью машинного обучения (Денис Деркач);

• Анализ данных в нейронауках (Ксения Волкова).

Международная конференция Topology and Geometry of Group Actions прошла 18-22 ноября. Она была организована международной лабораторией алгебраической топологии и ее приложений факультета компьютерных наук и научно-учебной лабораторией алгебраических групп преобразований факультета математики НИУ ВШЭ.

Доклады

• Invariants of the cohomology rings of the permutohedral varieties (Микия Масуда, научный руководитель лаборатории алгебраической топологии);

• Substitution complexes and nonrealizability example (Семен Абрамян);

• Topology of orbit spaces of complexity one torus actions in nongeneral position (Владислав Черепанов);

• Polyhedral products and commutator subgroups of right-angled Artin and Coxeter groups (Яков Веревкин);

• On polyhedral products over minimally non-Golod complexes (Иван Лимонченко, сотрудник лаборатории алгебраической топологии);

• B-root subgroups on affine spherical varieties (Роман Авдеев).

Школы

16-30 июля прошла шестая международная летняя школа Machine Learning in High Energy Physics (MLHEP), организованная научно-учебной лабораторией методов анализа больших данных (LAMBDA) совместно со Школой анализа данных (ШАД) Яндекса и лабораторией физики высоких энергий Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Впервые за шесть лет школа прошла в онлайн-формате, благодаря чему школа приняла 114 участников из 23 стран и 73 университетов – вдвое больше, чем обычно.

Впервые прошла международная летняя школа Machine Learning in Bioinformatics, организованная научно-учебной лабораторией биоинформатики 24-28 августа. В школе приняли участие 126 человек из 22 стран и более чем 60 университетов. Среди докладчиков были заведующая лабораторией биоинформатики Мария Попцова и академический руководитель магистерской программы «Анализ данных в биологии и медицине» Михаил Гельфанд.

11-13 сентября международная лаборатория алгебраической топологии и ее приложений провела онлайн-школу «Приложения топологии и геометрии – 2020», в которой приняли участие более 300 человек из 17 стран. В рамках школы выступили академический руководитель лаборатории алгебраической топологии Микия Масуда, заведующий лабораторией Антон Айзенберг, его заместитель Всеволод Чернышев и сотрудник лаборатории Федор Павутницкий.

24-27 ноября состоялась вторая осенняя школа по генеративным моделям, организованная научно-учебной лабораторией методов анализа больших данных (LAMBDA), центром глубинного обучения и байесовских методов и международной лабораторией стохастических алгоритмов и анализа многомерных данных при участии Яндекса. Преподавателями школы были заведующий центром глубинного обучения и байесовских методов Дмитрий Ветров, заместитель заведующего Екатерина Лобачева, сотрудник центра Надежда Чиркова, сотрудник  научно-учебной лаборатории методов анализа больших данных Денис Деркач и сотрудник международной лаборатории стохастических алгоритмов и анализа многомерных данных Кентан Пари.

Семинары

Продолжается регулярная работа семинаров лаборатории ПОИС, научно-учебной лаборатории моделей и методов вычислительной прагматики, МЛ ИССА, Зеркальной лаборатории, научно-учебной лаборатории моделирования и управления сложными системами, международной лаборатории алгебраической топологии и ее приложений и семинар по методам машинного обучения в биоинформатике.

В сентябре этого года начались заседания межкампусного семинара по компьютерным наукам. На семинаре сотрудники всех кампусов НИУ ВШЭ рассказывают о своих исследованиях, обсуждают подходы к решению задач и применение разрабатываемых методов в смежных областях. Исследователи ФКН успели сделать три доклада в рамках межкампусного семинара:

• Искусственный интеллект и решения оптимизационных задач в физических науках (Андрей Устюжанин, 10 ноября);

• О трудности решения беспристрастных игр (Михаил Вялый, 24 ноября);

• Двойной спуск, широкие минимумы и стохастический градиентный спуск (Максим Кодрян, 8 декабря).

29 августа в рамках Европейской конференции по искусственному интеллекту (ECAI 2020) состоялось заседание восьмого семинара What Formal Concept Analysis can do for Artificial Intelligence? (FCA4AI). Сопредседателем программного комитета семинара был Сергей Кузнецов, руководитель департамента анализа данных и искусственного интеллекта и заведующий международной лабораторией интеллектуальных систем и структурного анализа (МЛ ИССА).

18-19 сентября в рамках работы Зеркальной лаборатории прошел семинар «Построение математических моделей прямых и обратных задач флебологии», организованный совместно МЛ ИССА и Сургутским государственным университетом (СурГУ). На семинаре выступили руководитель МЛ ИССА Сергей Кузнецов, сотрудники лаборатории Василий Громов и Алексей Незнанов.

3-4 ноября состоялся одиннадцатый международный семинар Program Semantics, Specification and Verification: Theory and Applications (PSSV-2020), организованный при поддержке научно-учебной лаборатории процессно-ориентированных информационных систем (ПОИС). Заведующая лабораторией Ирина Ломазова была членом программного комитета, а также, вместе с сотрудниками лаборатории Владимиром Захаровым и Романом Нестеровым, участвовала в организации семинара.

4 ноября Пьер Жакоб (Департамент статистики, Гарвардский университет) выступил на семинаре международной лаборатории стохастических алгоритмов и анализа многомерных данных с презентацией Unbiased Markov chain Monte Carlo methods with couplings.

10 ноября заведующий LAMBDA Андрей Устюжанин вместе с сотрудниками лаборатории Денисом Деркачем и Артёмом Рыжиковым провели лабораторию «Введение в генеративные модели» в рамках интенсива Архипелаг 20.35.

Продолжается работа коллоквиума ФКН, IT-лектория, семинара аспирантской школы.

Выступления

Старший преподаватель департамента анализа данных и искусственного интеллекта Илья Макаров представил доклад Real-Time 3D Model Reconstruction and Mapping for Fashion на сорок третьей международной конференции Telecommunications and Signal Processing (TSP), проходившей 7-9 июля. Доклад был подготовлен по материалам совместных исследований с выпускником бакалаврской программы «Прикладная математика и информатика» Даниилом Чернышевым.

На 37-ой международной конференции Machine Learning (ICML), проходившей 12-18 июля, стажер-исследователь научно-учебной лаборатории биоинформатики Михаль Розенвальд выступила с постерным докладом Prediction of 3D Chromatin Structure with Machine Learning. Соавторами доклада были Екатерина Храмеева (Сколтех), Григорий Сапунов (Intento) и Михаил Гельфанд. На этой же конференции были представлены статьи членов Группы байесовских методов Controlling Overestimation Bias with Truncated Mixture of Continuous Distributional Quantile Critics и Involutive MCMC: a Unifying Framework, о подготовке которых мы писали в прошлом дайджесте.

17 октября старший научный сотрудник LAMBDA Денис Деркач выступил в рамках Всероссийского фестиваля науки NAUKA 0+ с лекцией «Как ученые натаскивают компьютеры на расшифровку результатов самого большого эксперимента на Земле», посвященный применению машинного обучения в физике частиц.

17 ноября на 30-ом ежегодном симпозиуме Американской ассоциации по медицинской информатике (AMIA 2020) младший научный сотрудник МЛ ИССА, старший преподаватель департамента анализа данных и искусственного интеллекта Элла Тюрюмина выступила с докладом A Mathematical Model to Predict the Diagnostics Periods for the Secondary Distant Metastases in Patients With ER/PR/HER2/Ki-67 Subtypes of Breast Cancer. Соавторами доклада выступили старший научный сотрудник МЛ ИССА Алексей Незнанов и Яков Тюрюмин.

На 63-ей  Всероссийской научной конференции МФТИ были представлены три доклада исследователей ФКН. 23 ноября заведующий LAMBDA Андрей Устюжанин представил доклад «Командный исследовательский процесс работы над междисциплинарными проектами». 24 ноября студент LAMBDA Александр Левин выступил с докладом Natural Language to Machine Learning, а стажер-исследователь научно-учебной лаборатории моделей и методов вычислительной прагматики Олег Сериков – с докладом «Практика NLP экспериментов с использованием библиотеки DeepPavlov».

На 34-ой международной конференции Neural Information Processing Systems (NeurIPS 2020), которая проходит 6-12 декабря, представлены три статьи исследователей ФКН:

• Black-Box Optimization with Local Generative Surrogates сотрудников лаборатории LAMBDA Владислава Белавина и Андрея Устюжанина;

• On Power Laws in Deep Ensembles сотрудников лаборатории компании Самсунг Екатерины Лобачевой, Надежды Чирковой, Максима Кодряна и Дмитрия Ветрова; 

• Towards Crowdsourced Training of Large Neural Networks using Decentralized Mixture-of-Experts сотрудника лаборатории Яндекс Максима Рябинина.

Достижения

Это полугодие было богато на достижения как для факультета и его сотрудников, так и для университета в целом.

В конце августа заведующий центром глубинного обучения и байесовских методов факультета компьютерных наук Дмитрий Ветров первым из российских ученых был избран в члены Европейской лаборатории по обучению и интеллектуальным системам (European Lab for Learning and Intelligent Systems, ELLIS).

Российский фонд фундаментальных исследований поддержал два проекта, реализуемых на факультете компьютерных наук, «Онтологический доступ к данным с использованием дизъюнктивной аксиомы», проект Ольги Герасимовой под руководством Михаила Захарьящева; «Разработка методов обработки естественного языка для обнаружения аномалий в журналах событий систем хранения больших данных», проект Максима Карпова под руководством Андрея Устюжанина.

В сентябре НИУ ВШЭ вошла в «Лигу вузов» ПАО «Газпром нефть» – проект по развитию партнерских отношений с российскими высшими учебными заведениями. Предполагается, что сотрудничество будет развиваться в сфере образования и исследований. Факультет компьютерных наук станет одним из структурных подразделений университета, реализующих образовательные проекты совместно с компанией ПАО «Газпром нефть».

В октябре статья сотрудников центра глубинного обучения и байесовских методов получила бронзовую награду на конкурсе Samsung Best Paper Award 2020. Статья Controlling Overestimation Bias with Truncated Mixture of Continuous Distributional Quantile Critics Арсения Кузнецова, Павла Швечикова, Александра Гришина и Дмитрия Ветрова стала единственной работой от России, вошедшей в финал конкурса.

НИУ ВШЭ улучшила позиции в рейтингах US News Best Global Universities, заняв 82 место по математике, поднявшись по сравнению с прошлым годом на 23 пункта и перешагнув рубеж топ-100. В институциональном рейтинге НИУ ВШЭ заняла 547 место, улучшив положение на 27 позиций, и стала седьмой в списке российских вузов.

В декабре научный сотрудник LAMBDA Михаил Гущин стал координатором рабочей группы машинного обучения и статистики в эксперименте Большого адронного коллайдера LHCb в ЦЕРН (Европейской организации ядерных исследований).

Защиты диссертаций

На факультете компьютерных наук состоялись защиты кандидатских диссертаций Максима Борисяка, Никиты Казеева, Анны Соколовой, Александра Тюрина и Кирилла Неклюдова.

28 декабря состоится первая в истории диссертационного совета по компьютерным наукам НИУ ВШЭ  защита докторской диссертации. Диссертацию на тему «Численные методы оптимизации для задач большой размерности: неточный оракул и прямо-двойственный анализ» представил старший научный сотрудник международной лаборатории стохастических алгоритмов и анализа многомерных данных Павел Двуреченский. Научный консультант диссертации — старший научный сотрудник той же лаборатории Александр Гасников.