Использование технологий искусственного интеллекта в российской Арктике на примере Мурманской области

В настоящее время смена технологического уклада осуществляется с огромной скоростью. В своей рождественской лекции «Итоги 22 года и перспективы на будущее» Дмитрий Песков подчёркивает, что «на горизонте 2030 года появится уже принципиально другая модель интернета — многие серверы, поисковые связи и email’ы в ближайшие годы будут умирать, «Яндекс» и «Google» это понимают» 1. Цифровизация является основным двигателем развития производства XXI в., происходят изменения продуктов, производственных процессов и бизнес-моделей. Цифровизации «Индустрия 4.0» стала устоявшейся концепцией среди политиков, бизнес-лидеров и учёных [1; 2; 3]. При этом китайские исследователи уже пишут о развитии «Индустрии 5.0», которая заключается в использовании уникального творчества специалистов-людей в сотрудничестве с мощными, интеллектуальными и точными машинами [4].

В июле 2021 г. Всероссийский центр изучения общественного мнения (ВЦИОМ) и АНО «Национальные приоритеты» представили данные опроса россиян на тему отношения к искусственному интеллекту, проведённого в рамках реализации федерального проекта «Искусственный интеллект» нацпроекта «Цифровая экономика» 2. Подавляющее большинство россиян (81%) знакомы с термином «искусственный интеллект» (ИИ), при этом 32% декларируют, что могут объяснить его значение, не знакомы с этим термином 18% наших сограждан.

Не вызывает сомнений, что новые технологии искусственного интеллекта (машинное обучение, компьютерное зрение, распознавание речи, бизнес-аналитика, автоматизация процессов, беспилотники, машинный перевод, интеллектуальный анализ данных и т. п.) стремительно меняют жизнь человечества во всем мире, в России и, конечно, в российской Арктике. Ожидается, что использование технологий искусственного интеллекта в Арктике позволит нарастить объёмы морских перевозок по СМП, а жители удалённых от больших городов арктических посёлков получат качественную мобильную связь, постоянный доступ в Интернет предоставит возможность дистанционного обучения.

Российская Арктика является положительным примером внедрения технологий IT и ИИ. Цель внедрения таких технологий — повышение качества жизни северян. Так, ИТ-стойбища хантов и манси известны на весь мир — отсюда коренные народы Севера подключаются к конференциям ООН 3. В 2022 г. «Ростелеком» сообщил, что завершил строительство подводной волоконно-оптической линии связи на Чукотке — этот регион оставался последним не подключённым наземными волоконно-оптическими линиями к общей сети связи РФ. В 2022 году г. Норильск организовал проведение первого регулярного арктического IT-фестиваля с участием экспертов из российских и зарубежных компаний 4.

Проекты в Арктике, связанные с внедрением ИИ-технологий, также становятся всё более популярными, при этом лидером по внедрению такого рода проектов стала Мурманская область. Импульс такому прорывному инновационному развитию региона в том числе дал Губернатор Мурманской области А. Чибис, возглавивший в ноябре 2022 г. рабочую группу Госсовета по обеспечению транспортно-логистического и социально-экономического развития российской Арктики. В феврале 2023 г. состоялось заседание президиума Государственной комиссии по развитию Арктики, на котором было принято решение о признании проекта строительства современного комплекса перегрузки угля «Лавна» в морском порту Мурманск приоритетным для финансирования. Также в феврале 2023 г. стало известно, что «ТОР «Столица Арктики» будет расширена для реализации проекта «Строительство Западного транспортно-логистического узла». В Кольском районе планируется возведение контейнерного терминала для международных транзитных морских грузоперевозок. Там будет осуществляться перевалка грузов на суда ледового класса, которые работают на трассах Северного морского пути.

Обзор литературы

Развитию технологий искусственного интеллекта в Арктике большое внимание уделяется в работах отечественных учёных. Так, согласно рейтингу НИУ ВШЭ «Рейтинг инновационного развития субъектов РФ за 2021», подготовленному Институтом статистических исследований и экономики знаний, лидерами по наличию готовых технологических решений,

СЕВЕРНЫЕ И АРКТИЧЕСКИЕ СОЦИУМЫ

Питухина М.А., Белых А.Д. Использование технологий искусственного … разработанных собственными силами, стали Москва, Санкт-Петербург, Липецкая, Пензенская и Мурманская области. Эти регионы оказались наиболее технологически независимыми. Разработку инноваций самостоятельно при возможном минимальном участии других организаций и физических лиц вели от 8 до 9% предприятий, что в два с лишним раза превосходит общероссийскую величину. Для большинства регионов характерно снижение данного показателя [5].

Концепция умного устойчивого города (концепция смарт-сити) является достаточно популярной и применяется для развития городов в Арктической зоне, она базируется на применении технологий искусственного интеллекта. Такой подход получил распространение в странах Северной Европы в контексте решения социально-экономических проблем (города Дании, Швеции, Норвегии, Исландии и Финляндии). В статье «Умные города на крайнем севере: сравнительный анализ Архангельска, Будё, Мурманска и Тромсё» авторы И. Ходачек, К. Дельва, К. Галустов отмечают перспективные человекоцентричные городские практики с применением ИИ-технологий — «городские лаборатории» (citizen lab), совмещающие в себе возможности онлайн- и офлайн-вовлечения, а также практики геймификации (игрового вовлечения) в транспортном приложении (практики г. Будё). Универсального определения умного города, как отмечают авторы, не существует, однако его часто описывают как город, где инвестиции в человеческий и социальный капитал, а также традиционную (транспортную) и современную ИКТ-инфраструктуру способствуют устойчивому экономическому росту и высокому качеству жизни при разумном управлении природными ресурсами через вовлечение горожан [6; 7].

Аналитический обзор «Применение систем искусственного интеллекта в условиях нового этапа освоения Арктики» под редакцией Союза промышленников и предпринимателей Заполярья приводит результаты опроса экспертов в сфере ИИ. Две трети экспертов полагают, что технологии искусственного интеллекта являются универсальными и не зависят от территорий применения. Так, один из экспертов ответил, что не существует арктических особенностей применения методов математического анализа или технологий баз данных, но при этом отмечается ряд задач, специфичных для условий Арктики. Искусственный интеллект в Арктике может взять на себя решение вопросов во всех сферах, связанных с рутинными технологическими процессами: в добыче или использовании природных ресурсов, логистике, системах жизнеобеспечения, телекоммуникациях и управлении информацией, наблюдении и анализе обстановки. Также в обзоре речь идёт о дистанционной оценке состояния и коррекции здоровья северян в режиме телемедицины с применением технологий ИИ [8].

Авторы А. Пилясов и В. Цукерман определили хронологию развёртывания нового технологического уклада в российской Арктике в последние три десятилетия в своей статье «Становление нового технологического уклада в Арктике за период 1990–2021 гг.: региональный разрез». Авторы подчёркивают, что Ненецкий автономный округ стал пилотной площадкой развёртывания нового технологического уклада в российской Арктике, они объ- ясняют причины выдвижения Ненецкого автономного округа на роль пилотной площадки технологических, организационных, институциональных экспериментов и инноваций для Арктической зоны. НАО стал районом пионерного хозяйственного освоения в российской Арктике и местом внедрения технологических, организационных, институциональных инноваций, методов социально ответственного и экологически сбалансированного природопользования, с которыми было связано формирование новой технико-экономической парадигмы в Арктике [9].

О. Пичков, А. Уланов и К. Патрунина в работе «Цифровизация Арктики» отмечают, что цифровая трансформация Арктики в России является стратегическим приоритетом государства, она должна способствовать развитию Крайнего Севера, который остаётся частично отрезанным от широкополосного подключения и базовых Интернет-услуг. Другая роль цифровизации заключается в развитии логистики и СМП как альтернативы существующим морским маршрутам [10]. За последние годы был внедрён ряд инициатив, например, система «Капитан», которая использует различные источники данных, такие как объёмы добычи и запасы нефти, местоположение судов, ледовые и погодные условия. Возможности ИИ-системы «Капитан» позволяют в режиме реального времени анализировать эффективность работы, скорость, объёмы загрузки и расход топлива 5.

• А. Федотовских пишет о создании условий, разработке и внедрении готовых систем искусственного интеллекта для их практического использования в хозяйственной деятельности экономических субъектов АЗРФ. В условиях продолжающегося оттока населения из регионов Крайнего Севера и Арктики искусственный интеллект и внедрение робототехники способны частично заменить (в ряде случаев — полностью исключить) человека в процессах хозяйственной деятельности. Автор полагает, что в Арктике необходимо создавать автоматизированные промышленные комплексы, которые устранят потребность в значительной части человеческого труда [11].

Методы и результаты

Выбор Мурманской области для анализа обусловлен целым рядом причин. Во-первых, этот регион является самым населённым северным городом в Арктической зоне РФ, в связи с чем количество вакансий в области IT и ИИ там существенно выше, чем в другом регионе АЗРФ, как показал анализ вакансий ведущего российского рекрутингового агентства «headhunter». Мурманск является центром социально-экономической, культурной и интеллектуальной жизни Мурманской области, неслучайно в РФ зарегистрировано всего 2 ТОР — «Столица Арктики» в Мурманской области и ТОР «Чукотка». В Мурманске находится несколько региональных университетов, учреждения здравоохранения и культуры. Город Мурманск являются важным логистическим центром Крайнего Севера. В Мурманске начи- нается Северный морской путь России, точнее, его Поморский сектор [12]. В Мурманске располагается администрация морских портов Западной Арктики 6. В Апатитах и Мурманске также находятся крупнейшие международные аэропорты Крайнего Севера. Особенности Мурманской области заключаются также и в выгодном территориальном положении в АЗРФ, сравнительно теплом климате и выгодной транспортной доступности.

В табл. 1 представлен перечень наиболее популярных проектов в российской Арктике, где на современном этапе активно внедряются ИИ-технологии. Причём спектр этих ИИ-технологий достаточно обширен и включает автоматизацию процессов, беспилотники, машинный перевод, интеллектуальный анализ данных. Некоторые из проектов включают сразу несколько направлений технологий ИИ, например, Botkin.AI — платформа на базе технологий искусственного интеллекта, таких как компьютерное зрение, автоматизация процессов, интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей 7.

Таблица 1

Перечень проектов в АЗРФ с применением технологий искусственного интеллекта

Регион	Название проекта	Технология ИИ	Эффект для региональной экономики
Мурманская область	Проект «Умная буро- 8 вая»	Автоматизация процессов / Process automation	Мониторинг и передача данных из труднодоступных недр
	Проект «Машинное зрение на Кольской ГМК» 9	Предиктивная аналитика / Predictive analytics	Прогноз технологического процесса на предприятии
	Методика трехмерного картирования месторождений полез- 10 ных ископаемых	Интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей / Data mining, Process Mining	Прогноз минерального состава горной породы по химическому составу
	Дата центр 11	Автоматизация процессов / Process automation	Обработка, хранение и распространении данных
	Платформа Botkin.AI 12	Компьютерное зрение / Computer vision	Прогноз выявления онкозаболеваний на ранних стадиях
Архангельская область	Технологический IT «Digital Arctic» 13	Автоматизация процессов / Process automation	Беспилотные летательные аппараты и беспилотные

			суда по СМП
Республика Саха (Якутия)	Онлайн машинные переводчики с языков коренных народов 14 Севера	Машинный перевод, диалог на естественном языке / Machine translation, natural language dialogue	Онлайн машинный переводчик среди языков народов Севера на долганском языке
	Программа «ArcticXpert» 15	Предиктивная аналитика / Predictive analytics	Моделирование поведения фундаментов с учётом изменения климатических условий (СВФУ)
	Цифровой помощник «AITA»16	Программные агенты / Software agents	Выстраивание обратной связи с населением
Ямалоненецкий автономный округ	Botkin. AI17	Комьютерное зрение / Computer vision	Прогноз выявления онкозаболеваний на ранних стадиях
Республика Карелия	18 Дата центр	Автоматизация процессов / Process automation	Обработка, хранение и распространении данных
Красноярский край	Платформа «ArcticZone»19	Автоматизация процессов / Process automation	Единое окно для туристов и управляющая площадка туркластера «Арктический»
	Проект «Цифровой 20 Норникель»	Человеко-машинное взаимодействие и рекомендательные системы / Human-Machine Interaction, recommender systems	Обучающая программа для сотрудников ПАО «ГМК «Норильский никель» в области цифровизации
	Цифровая лаборато- 21 рия «Норникеля»	Автоматизация процессов / Process automation	Исследование применимости и апробирование новых технологий в производственных процессах
	22 Дата центр	Автоматизация процессов / Process automation	Обработка, хранение и распространение данных
Вся АЗРФ	23 Система «Капитан»	Интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей / Data mining,	Выбор оптимального маршрута для судов из более чем 66,5 млн вариантов

		Process Mining
	Проект «Полярный 24 экспресс»	Автоматизация процессов / Process automation	Обеспечение круглогодичного судоходства по СМП
	Беспилотная доставка грузов в труднодоступные районы Арктики и Дальнего Во- 25 стока 25	Беспилотники и автономные роботы, роевой интеллект / Uncrewed (unmanned) vehicle and autonomous robot, Swarm intelligence	Доставка груза в отдалённые поселки беспилотным воздушным судном
	Проект «Северный 26 завоз» 26	Интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей / Data mining, Process Mining	Оптимальные логистические решения для предпринимателей и снижения издержек
	Суперкомпьютер МЧС 27 России	Предиктивная аналитика / Predictive analytics	Прогноз возможных катаклизмов — половодья и пожары
	Малый космический 28 аппарат «Окулус»	Предиктивная аналитика / Predictive analytics	Прогноз развития ледовой обстановки СМП
	Российский автономный необитаемый подводный аппарат 29 «Сарма»	Беспилотники и автономные роботы, роевой интеллект / Uncrewed (unmanned) vehicle and autonomous robot, Swarm intelligence	Поисковые работы, проверка и техническое обслуживание подводных объектов в Арктике

Стоит отметить, что в настоящее время преимущественно главной арктической территорией реализации ИИ-проектов становится Мурманская область. Анализ IT и ИИ-вакансий во всех субъектах АЗРФ, которые размещены на сайте рекрутингового агентства headhunter 30, показал, что наибольшее количество вакансий в сфере IT размещаются в наиболее населённых территориях АЗРФ: Мурманской области (74 вакансии), Архангельской области (60 вакансий), ЯНАО (53 вакансии), на арктических территориях Красноярского края (38 вакансий) (табл. 2). Размещённых вакансий в области искусственного интеллекта в АЗРФ практически нет, они сконцентрированы преимущественно в крупных городах РФ — Москве и Санкт-Петербурге.

Таблица 2

Топ 5 IT-вакансий в Мурманской области, 2023

Название	Количество вакансий	Средняя зарплата
Инженер	8	~ 49 000
Системный администратор	6	~ 80 000
Инженер-программист	5	~ 52 500
Специалист по IT	5	~ 79 200
Инженер технической поддержки	4	~ 50 000

Помимо вакансий нами было проанализировано также число резюме, размещённых в Мурманской области на портале headhunter — 70 резюме в разделе Artificial Intelligence. В основном, эти резюме были размещены соискателями в рамках одной ИИ-технологии — «Интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей / Data mining, Process Mining». Исследование показало, что зарплата у ИИ-специалистов существенно выше, чем у специалистов ИТ-сферы. Средняя зарплата для специалиста Мурманской области в сфере ИИ составляет 87 500 руб.

Таблица 3

Количество размещенных резюме по ИИ-специализациям в Мурманской области, 2023

ИИ-специализация	Количество резюме	Запрашиваемая зарплата	ИИ-компетенции
BI-аналитик, аналитик данных	2	100 000	Power Query; английский язык на уровне B2 (Upper-Intermediate); опыт в аналитических исследованиях; Power BI; jupyter; pandas; Visual Studio, ООП; C#; C++; .NET Framework; MS Visual Studio; MS SQL Server; ASP.NET; MySQL; JavaScript
Data scientist	1	105 000	Python 3; Microsoft SQL; библиотеки и фреймворки: Pandas, Numpy, Matplotlib, Tensorflow, Keras; знание: Pytorch, LightGBM, XGBoost, CatBoost, Scikit-learn, Seaborn, SciPy, BS4, MongoDB, SQL, Scrapy, Xpath, Git, Java, Linux, AIrflow
Разработчик Python	2	120 000	Python; SQL; ClickHouse; Hadoop; Apache Spark; Airflow; Spark ML; BI; Git; HTML; Linux; MySQL; PostgreSQL; ООП; Английский язык; XML; SqlAlchemy; Docker; Flask; FastAPI; Alembic; Cassandra; Architecture; Development; PyCord; JavaScript

Исследования показывает, что знание языка программирования Python, баз данных SQL и английского языка является обязательным условием для всех ИИ-специалистов. Мурманская область выходит на лидирующие места в области развития и внедрения технологий IT и технологий искусственного интеллекта; в первую очередь это связано с развитием логистики и Северного морского пути как альтернативы существующим морским маршрутам.

Заключение

В настоящее время в АЗРФ смещаются тренды экономического развития. 21 февраля 2023 г. Президент РФ внёс долгожданные изменения в «Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» 31, в новой редакции которой появилось понятие «инновационное развитие». Становятся востребованными необходимые навыки в области искусственного интеллекта и интеллектуальных информационных систем для решения технологических задач именно на арктических территориях Российской Федерации, в связи с чем государственная политика Арктики переориентируется на инновационное развитие.

В разработанном в 2021 г. НИУ-ВШЭ «Атласе профессий будущего» представлены 50 перспективных профессий с использованием ИИ, выявленных на основе анализа глобальных трендов технологического развития, прогнозов, оценок работодателей и экспертов. Исследователями прогнозируется, что ключевым фактором в скором времени станет повсеместное внедрение Интернета вещей (интеллектуальные контейнеры, беспилотные транспортные средства и др.) [13]. На практике получается (табл. 1), что перечень различных ИИ-проектов в российской Арктике постоянно совершенствуется, расширяется и уже включает в себя не только новые разработки в сфере добычи полезных ископаемых и оптимизацию затрат на производство, но также автоматизацию процессов, беспилотники, машинный перевод, интеллектуальный анализ данных, машинное обучение, компьютерное зрение и т.п. В общей сложности в АЗРФ, как показало наше исследование, уже стартовало около 50 проектов в сфере технологий искусственного интеллекта. На этапе создания и проектирования новые проекты: создание цифровых двойников территорий и предприятий, внедрение нейросетей на борту беспилотников, создание смарт-городов (Мурманск и Норильск), перевозки по СМП при помощи блокчейн и т. д.

Анализ вакансий в IT и ИИ-областях во всех субъектах АЗРФ на сайте рекрутингового агентства headhunter показал, что наибольшее количество вакансий в сфере IT размещено непосредственно в Мурманской области (74 вакансии). В исследовании были проанализированы не только вакансии, но и резюме соискателей Мурманской области, размещённые в разделе Artificial Intelligence (подраздел «Интеллектуальный анализ данных и процессов, осмысление закономерностей / Data mining, Process Mining»). Было определено, что зарплата у ИИ-специалистов существенно выше, чем у специалистов ИТ-сферы. Опыт Мурманской области как позитивного примера развития искусственного интеллекта в Арктике чрезвычайно важен в контексте понимания текущих трендов российского высокотехнологичного сегмента на рынке труда, а также перспектив социально-экономического развития всего арктического макрорегиона и Мурманской области как его локомотива.

Примечательно, что в 2023 г. в СПбГУ была запущена магистерская программа «Искусственный интеллект и наука о данных». Отличительной особенностью программы является блок дисциплин «Искусственный интеллект для Арктического региона» 32. Выпускники программы могут выбрать широкий спектр направлений, например, аналитику, архитектуру и разработку специальных систем для глобальной транспортной отрасли и мобильной телемедицины в труднодоступных поселениях в Арктике; внедрение цифровых решений в металлургии, нефтяной, газовой и химической промышленности; создание систем управления электросетевой и генерирующей инфраструктуры; формирование базиса для «умных домов» и «умных городов» в сфере строительства и ЖКХ; автоматизированную обработку информации, поступающей от средств спутникового зондирования и технологического видеонаблюдения. Запуск такой образовательной программы ещё раз доказывает тот факт, что навыки в области искусственного интеллекта становятся крайне востребованными для решения технологических задач именно на арктических территориях Российской Федерации.

На основе проведённого анализа вакансий в IT и ИИ-областях, а также перечня ИИ-проектов АЗРФ можно подчеркнуть, что ИИ-технологии Мурманской области будут развиваться в следующих ключевых направлениях: в сфере интеллектуального компьютерного зрения, анализа и обработки текстов на естественном языке и изображений, управления транспортной инфраструктурой, обработки данных крупных промышленных предприятий, технологий здоровьесбережения на основе данных в условиях Крайнего Севера, а также технологий разработки программного обеспечения в прикладных задачах.