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

ЧВК «Рюрик» ЧВК «Рюрик»

Около 838 года в поле зрения Византии попали люди, называвших себя русами

Дилетант
Девять «Оскаров», похвала критиков и один большой скандал: чем велик «Последний император» Бертолуччи Девять «Оскаров», похвала критиков и один большой скандал: чем велик «Последний император» Бертолуччи

Как «Последний император» покорил критиков и возмутил историков

Правила жизни
Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
Режиссер Леонид Хейфец. Откровенно о Дорониной, Миронове и Борисове Режиссер Леонид Хейфец. Откровенно о Дорониной, Миронове и Борисове

Когда Ефремов пригласил меня, МХАТ как раз «пилился»

Коллекция. Караван историй
Кто этот мощный старик? Кто этот мощный старик?

Как старик сэр Ранульф Файнс покорил “крышу мира”

Men’s Health
На российских авиалиниях растет доля пассажиров без багажа На российских авиалиниях растет доля пассажиров без багажа

Все больше пассажиров российских авиакомпаний выбирают перелеты без багажа

Inc.
Над всей Испанией безоблачное небо Над всей Испанией безоблачное небо

Как восемь гигаватт «погасили» электрическую сеть Пиренейского полуострова

Монокль
Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов

Кишечная палочка использует ранее неизвестную противовирусную систему

ТехИнсайдер
Как Йоко Оно вписала свое имя в историю, несмотря на ненависть фанатов The Beatles Как Йоко Оно вписала свое имя в историю, несмотря на ненависть фанатов The Beatles

Творческий путь Йоко Оно и ее знаковые работы

Forbes
Как отмыть увлажнитель воздуха от накипи и налета Как отмыть увлажнитель воздуха от накипи и налета

Как почистить увлажнитель воздуха от накипи, чтобы он радовал вас чистым паром

CHIP
Hовые имена в моде Hовые имена в моде

Сверкающее вау: новейшие супергерои модной индустрии!

Собака.ru
Переосмыслить Петербург: как архитектура и фотография  помогут увидеть город по-новому Переосмыслить Петербург: как архитектура и фотография  помогут увидеть город по-новому

Архитектура может быть не только функциональной, но и трогательной

VOICE
Мошенники усложнили схемы Мошенники усложнили схемы

Мошенники придумали новую схему обмана с «выплатами» в евро

Ведомости
Канны-2025: Кафка в замешательстве Канны-2025: Кафка в замешательстве

Фильмы, сквозной темой которых стали неумирающие призраки прошлого

РБК
Стресс в наследство Стресс в наследство

Как на ребенка влияет стресс матери во время беременности?

Здоровье
За белым солнцем За белым солнцем

Белые ночи, Новый год, летний лед:  что еще возможно в июне в Якутии?

Новый очаг
«В балете у меня часто бывают мучения» «В балете у меня часто бывают мучения»

Композитор Илья Демуцкий о музыке со словами и без и о работе по таблицам

Weekend
Как в лучших фильмах: 5 шпионских гаджетов времен холодной войны Как в лучших фильмах: 5 шпионских гаджетов времен холодной войны

Устройства времен холодной войны, которые делали работу шпионов эффективнее

ТехИнсайдер
Советский феникс Советский феникс

Как разрушенная страна восстала из пепла за одну героическую пятилетку

Монокль
Время титанов Время титанов

Ма Яньсун — архитектор, который умеет так же хорошо строить, как и мечтать

Weekend
5 самых странных (но прикольных) видов велоспорта: вы точно захотите попробовать 5 самых странных (но прикольных) видов велоспорта: вы точно захотите попробовать

Топ-5 самых необычных спортивных дисциплин с велосипедом

ТехИнсайдер
Как научить учиться Как научить учиться

Плохие оценки в школе: ищем ошибки в методе обучения, а не в ребенке

Здоровье
В Финляндии стали использовать избыточное тепло дата-центров для отопления В Финляндии стали использовать избыточное тепло дата-центров для отопления

Дата-центр снабжает финский город теплом уже около десяти лет

Inc.
Семь секретов красивого голоса Семь секретов красивого голоса

Простые хитрости, которые помогут сохранить звучание голоса в любом возрасте

Здоровье
Атлантические крепости Третьего рейха Атлантические крепости Третьего рейха

Атлантический вал: порты-крепости и их роль в обороне Третьего рейха

Наука и техника
Нажми на кнопку: фильмы по мотивам азиатских игр Нажми на кнопку: фильмы по мотивам азиатских игр

Гид по экранизациям азиатских видеоигр

Правила жизни
Здравоохранение США отказалось от синтетических красителей, вот что они предлагают взамен Здравоохранение США отказалось от синтетических красителей, вот что они предлагают взамен

Три новые натуральные пищевые добавки, расширяющие выбор безопасных красителей

Inc.
Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет

У страдавших ожирением в детстве высокая вероятность уйти в отпуск по здоровью

N+1
Тело в цифрах Тело в цифрах

Параметры тела, которые очень важно регулярно отслеживать

Лиза
Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц

Шесть современных произведений, которые переосмысляют легендарные сюжеты

Forbes
Открыть в приложении