Что сегодня представляет собой искусственный интеллект?

НаукаHi-Tech

Машина должна обладать интуицией

В фантастических фильмах искусственный интеллект часто изображают в виде тонко чувствующего робота, который страдает оттого, что он не человек, или, наоборот, агрессивной машины, мечтающей расправиться со своим незадачливым биологическим соседом по планете.

Подготовила Наталия Лескова

Что же сегодня представляет собой искусственный интеллект? Каким образом он может применяться, например, в геофизике? Правда ли, что сегодня в этой области научных и прикладных исследований он совершенно незаменим и почему? Об этом рассказывает Никита Дубиня, ведущий научный сотрудник Института физики Земли РАН, заместитель заведующего кафедрой прикладной геофизики МФТИ, кандидат физико-математических наук.

Фото: предоставлено пресс-службой ИФЗ РАН

Извлечь и сдавить

Наша лаборатория занимается различными вопросами, связанными с освоением и разработкой месторождений полезных ископаемых, в первую очередь углеводородов, начиная от разведки и заканчивая вопросами бурения — в том числе вопросами выбора стратегии бурения.

Вообще в геофизике методы искусственного интеллекта начали применять в конце XX века. Именно тогда методы машинного обучения и искусственный интеллект развились в достаточной степени, для того чтобы решать актуальные задачи геофизики.

На первых этапах решались довольно простые задачи поиска связей между разными данными, необходимыми при освоении и разработке месторождений. Так, например, одна из первых задач заключалась в том, чтобы искать скрытые связи между результатами лабораторных исследований на образцах, отобранных с месторождений, и данными скважинных исследований.

Одна из ключевых проблем геофизики — невозможность детально исследовать целые массивы горных пород. Как правило, мы можем говорить о распределении общих свойств в массиве, однако возможность определять отдельные свойства породы существует только в лабораторных условиях. Пример — важные для задач бурения упругие и прочностные свойства горных пород. У нас есть возможность провести сейсморазведку и определить упругие свойства пород, однако прочностные свойства — с какими силами нужно сжать породу, чтобы она сломалась — сложно определить для всего массива. Лучшее, что можно сделать,— извлечь из массива образец, поставить его под пресс, сдавить и определить прочность. Как же эту прочность распределить на целый объем?

Искусственный интеллект ищет разломы

Здесь как раз может помочь искусственный интеллект: если мы для одной и той же точки в пространстве, из которой извлекли образец, знаем и упругие, и прочностные свойства, то можем установить связь между этими свойствами. Если таких точек много, мы можем попробовать установить и глобальные тренды.

Первые работы ИИ в области нефтегазовой геофизики как раз и были связаны с поисками таких трендов: результаты лабораторных и полевых исследований использовались для обучения и настройки нейронных сетей, находящих общие тенденции там, где человеческий глаз может быть неспособен их обнаружить.

Следующая группа работ была нацелена именно на анализ сейсмических данных — в частности, чтобы в автоматическом режиме искать на сейсмических картинах отдельные геологические объекты, например, крупные разломы.

Опытный интерпретатор может найти на сейсмической картине отдельный объект. Кроме того, он может проследить положение этого объекта на соседних сейсмических картинах, а также найти область его влияния. Исследователи занимались тем, чтобы научить ИИ тому же самому: нужно было не только найти какой-то объект на сейсмической картине, но и посмотреть его отражение на соседних срезах.

Когда данных слишком мало

Также в 2000–2010-х годах методы искусственного интеллекта использовались для районирования — для определения того, какие участки массива горных пород принадлежат к тому или иному типу. Как и в предыдущем случае, опыт экспертов-интерпретаторов использовался для обучения.

Важное направление — синтез новых данных: в геофизике данных бывает не только слишком много, когда на их анализ уходит длительное время, но и слишком мало — когда существующих данных не хватает для качественной интерпретации. Так вот, для этого случая методы искусственного интеллекта могут быть использованы, чтобы синтезировать данные похожие, но не повторяющие их в точности.

Расширяя массив данных подобным образом, мы можем применять специальные методы, уже развитые раньше. Есть интересные примеры такого применения искусственного интеллекта: часто, даже извлекая образцы горных пород, мы не знаем, какова их внутренняя структура, мы можем только посмотреть на то, как выглядят срезы этой породы.

Ставится задача: можем ли мы представить себе, как могла бы выглядеть объемная модель пустот и трещин в породе, основываясь только на срезе этой породы. Здесь искусственный интеллект позволяет быстро построить разные модели, которые бы по своим характеристикам согласовывались, с одной стороны, с результатами исследований на срезах, а с другой — соответствовали бы общим представлениям о том, как такие породы должны быть сложены.

Увидеть камни и водоросли на дне морском

В нефтегазовом деле в последние годы все больше задач переходит в полуавтоматический режим. Причем это могут быть не только задачи интерпретации данных, но и выработка рекомендаций по принятию решений. Существуют, например, работы, посвященные тому, чтобы в автоматическом режиме отслеживать нарушения работы отдельных элементов всей инфраструктуры на месторождении и давать рекомендации, как оперативно реагировать на эти нарушения, чтобы избежать аварий.

В свое время была разработана система, подсказывающая, как следует изменять режим работы скважин на основании замеров: где стоит увеличить давление, где уменьшить, чтобы поддерживать высокие темпы извлечения полезных ископаемых и запланированный коэффициент извлечения нефти.

Существуют и другие, в меньшей степени связанные непосредственно с разработкой месторождений области применения искусственного интеллекта. Так, автоматический анализ данных с камер успешно применяется при подводных исследованиях. Там достигаются удивительные результаты: если установить на подводный аппарат камеру, в автоматическом режиме выделяются не только отдельные статичные объекты — камни, лежащие на дне, водоросли,— но и, например, косяки рыб, проплывающих мимо аппарата. В задачах прикладной геофизики эти методы используются, например, для анализа состояния подводных и подземных частей объектов инфраструктуры.

Сложно и опасно

Надо сказать, бурение скважин — это процесс небезопасный. Всем известна авария в Мексиканском заливе, но есть и множество других, не столь крупных аварий, тем не менее наносящих ущерб. Как известно, природа не терпит пустоты, и если мы проделали в породе дырку, она будет стремиться эту пустоту компенсировать. В результате может произойти что угодно — от выбросов газа до схлопывания скважины при бурении. В первую очередь речь тут идет об экологических рисках — разнообразные выбросы могут приводить к изменениям экосистемы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Первый элемент Первый элемент

Академик Михаил Федонкин — о сформировавшихся под влиянием жизни минералах

Наука
Как скопировать и вставить таблицу в Экселе Как скопировать и вставить таблицу в Экселе

Как скопировать таблицу в Эксель так, чтобы все осталось на своих местах

CHIP
Код будущего Код будущего

Летающий комбайн, маршрутный электролёт и другие технологии будущего

ТехИнсайдер
От бобра до банкротства: 1670–2025 От бобра до банкротства: 1670–2025

История самой старой компании Северной Америки

Деньги
Как в том меме Как в том меме

Почему ироничные картинки стали видом коммуникации и целым культурным пластом

Grazia
Марина Монгуш: «Креативная экономика — это не только про деньги, но и про социальные эффекты» Марина Монгуш: «Креативная экономика — это не только про деньги, но и про социальные эффекты»

Почему креативная экономика становится движущей силой развития России?

ФедералПресс
Грибы Грибы

Полны белка и клетчатки: чем полезны грибы и как их готовить?

Здоровье
Скоро на экранах Скоро на экранах

Кем могли бы стать молодые актеры, если бы выбрали другую профессию?

Grazia
Культ личности Культ личности

Как повысить самооценку и изменить жизнь к лучшему

Лиза
Одно из самых опасных транспортных средств: как погибла Мэри Уорд — первая в мире жертва автомобильного ДТП Одно из самых опасных транспортных средств: как погибла Мэри Уорд — первая в мире жертва автомобильного ДТП

Кто такая Мэри Уорд и как она связана с первым в мире ДТП

ТехИнсайдер
Группа GORODA: «В России есть достойные музыканты» Группа GORODA: «В России есть достойные музыканты»

Группа GORODA стремительно ворвалась на музыкальную сцену, став ярким открытием

ЖАРА Magazine
Пинты лиха Пинты лиха

Культура Туманного Альбиона кроется в акцентах — в том числе и музыкальных

Weekend
Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия

Ксенонотерапия: что это за метод, безопасен ли он и насколько полезен в лечении?

Forbes
Святая обитель Святая обитель

Остров Валаам – место притяжения паломников, историков и археологов

Отдых в России
Спаривание черного ягуара впервые запечатлели в природе Спаривание черного ягуара впервые запечатлели в природе

Самка-меланистка совокупилась с пятнистым самцом в одном из национальных парков

N+1
Урожаи вырастут на поливе Урожаи вырастут на поливе

Что сдерживает распространение ирригационных технологий

Агроинвестор
Обратная связь планеты Обратная связь планеты

Почему Арктика — самое «горячее» место на планете?

Наука и жизнь
Дональд Трамп усложнил выдачу виз для граждан всех стран, включая Россию Дональд Трамп усложнил выдачу виз для граждан всех стран, включая Россию

Дональд Трамп хочет, чтобы в США приезжали только высококвалифицированные кадры

Ведомости
Аграрий 2.0: 10 профессий, показывающих, как технологии меняют сельское хозяйство Аграрий 2.0: 10 профессий, показывающих, как технологии меняют сельское хозяйство

От сити-фермеров до агроинженеров — спектр новых профессий впечатляет

Maxim
Никакое государство не может быть «демократией» Никакое государство не может быть «демократией»

Демократия и власть — разве это не одно и то же?

Монокль
Сергей Лазарев: «Я мало кого пускаю в свою семью» Сергей Лазарев: «Я мало кого пускаю в свою семью»

Актер и певец Сергей Лазарев – о своих правилах воспитания детей

Здоровье
От нефтеотдачи к суверенитету От нефтеотдачи к суверенитету

Как в нефтегазовой отрасли сформировать независимую производственную систему

Ведомости
Nkeeei: «Хочется в темпе событий успевать по-человечески жить» Nkeeei: «Хочется в темпе событий успевать по-человечески жить»

Музыкант nkeeei — о сольном творчестве и работе вместе с uniqe и ARTEM SHILOVETS

ЖАРА Magazine
Бессарабские друзья и знакомые Пушкина Бессарабские друзья и знакомые Пушкина

Род Пушкиных был связан с Бессарабией, со времен прадеда поэта, Абрама Ганнибала

Знание – сила
Глобальные идеи Си Глобальные идеи Си

Российские ученые разобрали идеологическое развитие в КНР

Ведомости
Нетипичная Турция Нетипичная Турция

Изучаем турецкие Амасру, Самсун и Трабзон вместе с певицей Викторией Дайнеко

ЖАРА Magazine
Выживет ли грузинский прагматизм Выживет ли грузинский прагматизм

Как Тбилиси не остаться на обочине и сохранить взвешенную внешнюю политику

Монокль
Как в лучших домах Как в лучших домах

Идеи обустройства жилья, которые можно позаимствовать в других странах

Лиза
Фитнес с питомцем Фитнес с питомцем

Фитнес с питомцем не только поможет улучшить форму, но и укрепит вашу связь

Здоровье
Боевые инвестиции Боевые инвестиции

Сколько денег приносит бокс

Деньги
Открыть в приложении