Синтетический прорыв: как томские учёные решают главную проблему искусственного интеллекта

От нехватки к изобилию: технология без границ

Искусственный интеллект уже сегодня распознаёт лица, управляет беспилотниками и диагностирует болезни. Но за этим технологическим чудом скрывается уязвимость: нейросети голодны. Им требуются миллионы размеченных изображений для обучения, а сбор реальных данных – дорогостоящий, трудоёмкий и зачастую невозможный процесс. Как обучить алгоритм распознавать аварийные ситуации на производстве, если их нельзя смоделировать в реальности? Ответ приходит из Томска: учёные ТУСУРа создают «фабрику изображений» – конвейер синтетических данных, способный изменить правила игры в компьютерном зрении.

Кафедра автоматизации обработки информации ТУСУРа разрабатывает систему генерации искусственных изображений на основе 3D-моделей и игровых движков. Система создаёт фотореалистичные сцены с заданными параметрами – ракурсами, освещением, погодными условиями. Это решает три критические задачи: устраняет дефицит данных для редких событий, снижает зависимость от зарубежных датасетов и повышает устойчивость нейросетей к реальным условиям. Ведь алгоритм, обученный только на «идеальных» снимках, часто терпит крах в полевых условиях. Синтетические данные позволяют заранее «привить» модели иммунитет к шуму, теням и нестандартным ситуациям.

Стратегическое значение для России

Проект выходит далеко за рамки академического эксперимента. ДляроссийскойИТ-отрасли он создаёт основу для технологического суверенитета в сфере машинного зрения. Сегодня российские разработчики вынуждены опираться на датасеты западных корпораций, что ограничивает возможности и создаёт риски в условиях санкций. «Фабрика изображений» ТУСУРа формирует ядро национальной экосистемы данных – платформу, на которой можно строить собственные ИИ-решения для промышленности, транспорта и безопасности. Для системы образования проект становится уникальным учебным полигоном: студенты получают доступ к инфраструктуре, аналоги которой есть лишь в ведущих мировых лабораториях. Это ускоряет подготовку кадров нового поколения - специалистов, способных не просто использовать ИИ, а проектировать его «с нуля».

Проект направлен на решение одной из ключевых проблем современных систем компьютерного зрения – нехватки качественных данных для обучения нейросетей. Во многих практических задачах сбор реальных изображений и их ручная разметка требуют больших затрат времени и средств, а в ряде случаев вообще невозможны, например при работе с опасными, редкими или аварийными ситуациями

Роман Кульшин

старший преподаватель кафедры автоматизации обработки информации Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники

Мировой тренд с российским лицом

Генерация синтетических данных – не локальная находка, а глобальный тренд. Зарубежные исследования уже доказали: нейросети, обученные на качественных искусственных изображениях, в ряде задач превосходят модели, построенные исключительно на реальных данных. Однако ключевой вызов - создать синтетику, неотличимую от реальности и юридически «чистую». Здесь российский проект обретает экспортный потенциал.

Технология ТУСУРа позволяет генерировать данные без нарушения авторских прав – критически важное преимущество для международных компаний, столкнувшихся с судебными исками из-за использования чужих изображений в обучении ИИ. Секторы автономного транспорта, промышленного контроля качества и кибербезопасности станут первыми бенефициарами подобных решений.

От лаборатории к промышленности

Перспективы проекта выходят за стены университета. В рамках государственных программ цифровизации, включая «Приоритет-2030», «фабрика изображений» может стать опорной инфраструктурой для десятков российских вузов и предприятий. Представьте: завод по производству микросхем использует синтетические дефекты для обучения системы контроля качества; скорая помощь моделирует редкие травмы для тренировки диагностических алгоритмов; служба спасения отрабатывает распознавание завалов после землетрясений. Все эти сценарии становятся возможными без риска для жизни и без многомиллионных затрат на сбор данных.

Уже в ближайшие годы разработка томских учёных способна превратиться в базовую платформу для российского ИИ – от исследовательских лабораторий до коммерческих продуктов. В эпоху, когда данные стали новой нефтью, Россия делает ставку на их искусственное производство. И этот шаг может оказаться не просто технологическим прорывом, но и стратегическим преимуществом в глобальной гонке искусственного интеллекта.