Институтът GATE ще създава авангардни технологии в София

Проф. Илиева, оглавихте най-големия център за върхови постижения в Източна Европа – „Големи данни за интелигентно общество“ (GATE). На какъв етап се намира проектът и какви са дългосрочните цели?

Институтът GATE има изготвен план за дългосрочно развитие в три фази. Първата цели натрупване на научен и инфраструктурен капацитет, стартиране на пилотни проекти, изграждане на стратегически партньорства и демонстриране на потенциала на големите данни и изкуствения интелект. Втората фаза е насочена към увеличаване интензитета на научноизследователската дейност и съответно броя и мащаба на проектите, повишаване на компетенциите, създаване на национални пространства от данни и утвърждаване на института в европейската научна екосистемата. Третата фаза е преход към стабилен растеж и функциониране, когато институтът самостоятелно и успешно се конкурира за финансиране на европейско ниво, разпознаваем е като национален и регионален хъб за иновации в областта на големите данни и изкуствения интелект.

В момента сме в края на първа фаза. Институтът вече има изграден основен екип от международно признати учени, които вдъхновяват и увличат млади изследователи и стажанти в повече от десет предизвикателни научни проекта. Започна и работата по първите пилотни проекти в направленията „Градове на бъдещето“ и „Дигитално здравеопазване“. Участваме в най-значимите научноизследователски европейски инициативи в областта на големите данни и изкуствения интелект, успяхме да привлечем значително допълнително финансиране и да станем разпознаваеми и търсен партньор на национално и международно ниво.

През април тази година започна строежът на новата сграда на института, която очакваме да бъде завършена през пролетта на 2022 г. и в която ще бъдат разположени иновативни лаборатории и модерно оборудване.

Накратко, към момента GATE набира скорост както по отношение на научноизследователската работа, така и по отношение на развитието на инфраструктурата.

Какъв е размерът на инвестицията по проекта и откъде ще получавате финансиране? Предвиждат ли се частни инвестиции и партньорства? 

GATE успя да се пребори с много силна конкуренция от близо 300 проекта от 15 европейски държави. Убедихме Европейската комисия, българското правителство и индустрията, че сега е правилният момент, че имаме капацитета и сме най-подходящи за създаване на подобен център в областта на големите данни и изкуствения интелект на точното място – в България. В резултат GATE привлече инвестиция от повече от 30 млн. евро публично и частно финансиране за изграждането и утвърждаването си в следващите седем години. Както вече споменахме, през първата фаза институтът успя да привлече повече от 500 хил. евро допълнително финансиране.

Още от първите си стъпки GATE залага на партньорските отношения. На този етап нашите стратегически партньори, които предоставят свои ресурси, ноу-хау и технологии на GATE, са SAP Labs България, Bosch.IO, Ontotext и Rila Solutions.

Съвместни проекти се разработват и реализират в сътрудничество със Столична община, Софияплан, Държавна агенция „Електронно управление“ и други заинтересовани страни, както и в сътрудничество с водещи изследователски центрове и групи. Отворени сме и за нови партньорства.

GATE ще работи в четири научни сфери – здравеопазване, градоустройство, интелигентно правителство и индустрия. Защо фокусът падна върху тях и какви стратегии и технологии ще използват учените в работата си? 

От една страна, избраните приложни области са акцент в Българската стратегия за интелигентна специализация и са идентифицирани от екипа на проекта като перспективни по отношение на ценността на големите данни и ползата им за обществото в съчетание с изкуствения интелект. Още при подготовката за кандидатстване за финансирането на GATE беше изградена екосистема от над 100 заинтересовани страни от индустрията, академичните среди и обществените организации, които активно се включиха в определянето на потребностите и спомогнаха за фокусиране на научните изследвания и иновации в GATE.

От друга страна, институтът GATE цели да е глобално конкурентен и устойчив във времето и приложните области бяха избрани от гледна точка и на техния потенциал в дългосрочен план, както и в съответствие с бъдещите европейски и световни научни и технологични приоритети и тенденции.

Не на последно място трябва да се отбележи приносът на партньорите ни от Чалмърс, Швеция, от които непрекъснато се учим как да реализираме отговорни изследвания и иновации и да залагаме на отвореност, сътрудничество и гъвкавост при дефинирането на приложните области, за да се насочим към реални обществени проблеми, да изпробваме нови смели идеи и да подобряваме света около нас.

С колко и какви лаборатории ще разполага институтът? Как ще бъдат оборудвани и какъв ще е достъпът до тях?

Научноизследователската и образователна дейност в института ще се реализира в четири лаборатории.

Лабораторията за интердисциплинарно сътрудничество с индустрията (Digital Twin Lab) ще предоставя уникална среда и авангардни технологии за симулация и демонстрация на прилагането на големите данни и изкуствения интелект в индустрията.

Лабораторията в градска среда (City Living Lab) ще дава възможност за събирането на данни в реално време чрез използването на много и разнообразни сензори и устройства за наблюдение. На база на данните ще може да се моделират, симулират, анализират и визуализират протичащите в града процеси и явления, с което ще се подпомогне вземането на решения, основани на данни.

Лабораторията за визуализация на големи данни (Visualization Lab) ще бъде използвана за разработване и визуално  представяне на цифрови модели, включително на цифровия модел на града, данни за който ще бъдат събирани в Лабораторията в градска среда.

Лабораторията за обучение ще предостави модерна среда за интерактивно и персонализирано обучение на бъдещи учени и специалисти в областта. Младите изследователи ще могат да се обучават и да придобиват практически опит за използване на големите данни и изкуствения интелект, като експериментират с най-новите технологии.

В лабораториите ще се провеждат практически обучения на студенти в приложните области, дефинирани от GATE, както и ще се демонстрират предимствата на различни технологични и инженерни подходи, базирани на големите данни и изкуствения интелект. Също така, лабораториите ще са отворени за иновации, демонстрации и тестване на нови решения – както от бизнеса, така и от градската и публична администрация. Същевременно те ще са място за ефективно сътрудничество с индустрията, където съвместно ще се генерират иновативни идеи, ще се развиват в научноизследователски проекти и ще се прилагат заедно със заинтересованите страни.

Каква политика водите за привличане на млади изследователи? 

В GATE разчитаме много на идеите и на енергията на младите хора и една от основните цели на центъра е да привлече, създаде и развие ново поколение млади учени, които да имат капацитета да провеждат фундаментални и приложни изследвания. Надяваме се за 7 години да изградим поне 50 млади изследователи. GATE има ясна стратегия за привличане на таланти чрез създаване на привлекателна и стимулираща среда, с различни възможности за успешно кариерно развитие, която да ги задържи да работят в Института в дългосрочен план.

Фокусът е насочен главно към докторанти, но също така включваме бакалаври и магистри, които работят по иновативни изследователски проекти като част от своето обучение и участват в международни екипи. В този смисъл стажантската ни програма е особено успешна – за две години успяхме да привлечем 16 студенти, сред които и от чуждестранни   университети. Те се включиха ентусиазирано в международни проекти и постигнаха значими резултати, които впечатлиха и европейските ни партньори.

Специален акцент е поставен и върху предоставянето на възможности на младите учени за съвместни стажове в индустрията и менторство от индустрията в България и ЕС на техните научноизследователски проекти и дипломни работи.

Една от основните цели на GATE е да реализира тясна връзка между науката и нейните резултати и прилагането им в образованието. Лабораториите на GATE ще позволят именно това, като предоставят модерна среда, в която студентите ще могат да се обучават в новите технологии, ще придобиват практически опит за използване на големите данни и изкуствения интелект и ще експериментират с уникалното оборудване. Ще се организират и „отворени врати“ за демонстриране на научни резултати и добри практики за ученици и студенти. Надяваме се това да повиши интереса на младите хора и да допринесе за това много от тях да се насочат към научна кариера.

Изключително ценен е опитът на шведските партньори за изграждането на предприемачески умения у младите хора, като помага за идентифицирането на възможности за иновации и ги мотивира за създаване на стартиращи компании.

Може ли институтът GATE да издигне българската научноизследователска школа на съвременно световно ниво? И как планира да направи това? 

Като център за върхови постижения за големи данни и изкуствен интелект, GATE е уникално явление не само за България, но и за Източна Европа  – на фона на 55 подобни центъра, които съществуват от години в Западна и Централна Европа.

GATE също е и проводник на промяната в националната система за научни изследвания и иновации. Той е един от първите университетски изследователски институти в Софийския университет „Св. Климент Охридски“, което е важна стъпка към утвърждаването на университета като ориентирана към наука и изследователска дейност академична институция. GATE ще стимулира тясно сътрудничество между университета, индустрията и публичните организации за провеждане на отговорни изследвания и иновации с реални ползи за обществото.

Като инвестира в изследователски капацитет и подкрепя таланта, осигурява модерна инфраструктура и изгражда устойчива иновативна екосистема, GATE ще спомогне признаването на България за ключов играч в Европа и за издигането й в челните редици в развитието на големите данни и изкуствения интелект.

На европейско ниво Центърът вече е разпознаваем като един от най-добрите примери за успешно прилагане на големи данни, посочен от Big Data Value Association и като национален хъб на International Data Spaces Association (IDSA). В България GATE е член на консорциума на номинираните за Дигитален иновационен хъб на национално ниво. Всичко това е признание за въздействието, което GATE оказва в България и в Европа, като спомага за повишаване на научноизследователската и иновационна ефективност и вдъхновява научната общност да постига значими резултати в сътрудничество с водещи международни научни организации.

Ще помогне ли институтът за привличането на повече чуждестранни инвеститори в България? Какъв тип бизнес интереси може да се провокират с негово съдействие? 

Изкуственият интелект безспорно има стратегическа роля като технологията на 21-и век, която оказва значително влияние върху развитието на всички икономически и социални сфери в Европа и в света. България е най-бързо растящата иновационна екосистема в Европа. Тя разполага с много силна бизнес общност в областта на големите данни, която включва както отдели за развойна дейност на големи международни корпорации, така и малки иновативни и стартиращи фирми. Това поставя страната в силна позиция за външни инвестиции, но същевременно обществото няма достатъчно добра представа за реалната полза от данните и важността им, както и за това, че с тях могат да се създават продукти и услуги с висока добавена стойност. Необходим е катализатор за по-нататъшно стимулиране и насочване на изследователската и иновационна енергия за постигане на целите за дигитална Европа и за икономика, базирана на данните.

Като българският хъб на IDSA, който насочва и обединява националните усилия в посока използване и споделяне на данни както в бизнеса, така и в обществено значими области, GATE има потенциал да бъде този катализатор. Също така е способен да бъде движеща сила в ангажирането на бизнеса, публичните и градските администрации. Може да играе ролята на инкубатор и акселератор, който ускорява създаването на иновациите, базирани на обмена на данни и изкуствен интелект и тяхното използване на национално и регионално ниво. За реализацията на „sandbox“, който предлага гъвкава, внушаваща доверие и устойчива регулаторна рамка, GATE създава авангардни технологии и услуги, базирани на големи данни и изкуствен интелект. Около тази рамка Институтът изгражда иновационна екосистема от заинтересовани страни за споделяне на данни и ноу-хау. Така той допринася за създаването на благоприятна среда за научно-приложна и иновационна дейност в областта на големите данни и изкуствения интелект, което е важна предпоставка и фактор при оценката на възможностите за инвестиции.

С дейността си GATE ще подпомогне модернизирането на фирмите, ще ги стимулира да събират, споделят и управляват големи данни, за да оптимизират процесите си с цел навременно да вземат решения. Това ще доведе до потребност от кадри с повече опит и компетенции в работата с данни и изграждането на смислени за индустрията модели от данни. Образователната програма на GATE е насочена към създаването на именно такива специалисти, като наличието им също е предпоставка за инвестиции в страната.

Като хъб на IDSA, GATE се ангажира и с обучение по бизнес модели базирани на данни. То има за цел да покаже как се създава добавена стойност чрез комбиниране на данни от вътрешни и външни източници и да обясни как съществуващите бизнес модели могат да бъдат усъвършенствани чрез споделяне на данни. Обучението е насочено и към представяне на нови модели, които осигуряват ефективно използване на данни и диверсификация на продуктовите портфейли, както и към демонстрация на нови приложения и бизнеси на база използването на данни и технологии за споделяне.

Платформата на GATE и модерната инфраструктура ще дадат възможност на различни високотехнологични компании от страната и чужбина да създават и развиват нови услуги, базирани на големи данни и изкуствен интелект, с висока добавена стойност. Иновациите, реализирани в лабораториите на GATE, ще бъдат база за създаването на стартиращи компании с потенциал за международни инвестиции в тях.

Пилотният проект, с който GATE привлече вниманието, е този за дигиталния двойник на София. Бихте ли разказали повече за идеята и с какво тя ще помогне за развитието на града?  

Цифровият двойник на града е пилотен проект на Института, който се развива на територията на район „Лозенец“. Той включва събиране, интегриране и моделиране на данни от градска среда, симулиране и анализ на градските процеси и явления и визуализиране на резултатите от моделирането, симулацията и анализа по възможно най-подходящ за разбиране начин. Основна цел на цифровия двойник е да предостави инструмент за взаимодействие, проектиране, експериментиране и оптимизиране на града, с което да се подпомогне интелигентното взимане на решения въз основа на данни.

Създаването на цифровия двойник започна с изграждането на 3D модел, който представя семантиката и геометрията на сгради, зелени площи, пътна инфраструктура и други обекти на градската среда. В сътрудничество със Софияплан разработваме пилотен сценарий за параметрично градско планиране. Фокусът е върху реализацията на инструменти, които да подпомагат градското планиране, основавайки се на данни, правила и индикатори, свързани с демографския профил на населението, зелените площи, транспортната свързаност, пешеходната мрежа и други фактори, които са от значение за комфорта и качеството на живот на гражданите. Задачата е комплексна, тъй като трябва да се съобрази със спецификата на отделните градоустройствени единици.

Текущо разработваме модел за задоволяване на нуждите на гражданите от социална инфраструктура – намиране на оптимално местоположение за нови детски градини, училища, болници и зелени площи с пешеходно разстояние, което може да се измине за не повече от 5 минути.

Друг пилотен сценарий включва анализ и симулация на качеството на въздуха, като се фокусира върху разпространението на замърсителите в зависимост от посоката и скоростта на вятъра и геометрията на сградите. Основната цел е като се вземе предвид и нагряването на фасадите на сградите от слънцето да се изследват ситуациите, при които замърсителите се задържат в определени пространства от околната среда и да се направят препоръки към бъдещото планиране на градската инфраструктура. В сътрудничество с изследователи от Технологичния университет Чалмърс GATE разработва симулации на въздушни течения, базирани на термофлуидна динамика, чиято основна цел е да се изследва завихрянето на вятъра около високите сгради и цялостното влияние върху градската инфраструктура и комфорта на гражданите. По този начин се стига до изводи за градското планиране, които е трудно да бъдат направени в реална среда, като например да се предскаже какъв би бил ефектът от продължително излагане на сградите на напрежение от вятъра. Симулациите сами по себе си са мощен инструмент да се проверява как биха се развили процеси и явления, след което да се вземат необходимите мерки при реалната намеса в градската среда. 

Какви други пилотни проекти са заложени за начало?

Друг пилотен проект, с който се гордеем и който отново е в полза на хората, е в областта на когнитивните заболявания. Той се развива в приложната област „Дигитално здравеопазване“, където изследванията включват  разработване и прилагане на методи и алгоритми от машинното самообучение и изкуствения интелект за решаване на био-медицински проблеми. Фокусът е не само върху теоретичните научни изследвания, но и върху решения в здравната индустрия и свързаната с нея екосистема от приложения, устройства и др.

Пилотният проект е с акцент върху анализа на когнитивни нарушения при болест на Алцхаймер. Изследователските цели са свързани с оценка на риска от развитие на болестта при здрави хора, прецизна диагностика и предсказване на нейния прогрес при заболели пациенти и препоръчване на адекватна терапия, която би могла да забави прогреса на болестта. Проектът се развива в сътрудничество с водещи изследователи от университетите Оксфорд, Йейл и Станфорд. Партньорството с чуждестранни университети ни помага за задълбочаване на изследванията в области, които все още не са добре проучени при извършване на анализи върху големи множества от данни, каквито засега не са достъпни в България.