Александр Семенович Нариньяни
Ю.А. Загорулько, И.С. Кононенко, В.Е. Котов, Д.Я. Левин, В.В. Телерман, Н.А. Черемных
Александр Семенович Нариньяни родился 2 ноября 1937 г. в Москве. В 1956 г. он поступил в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). В начале 1962 г. группа студентов МИФИ приехала в Академгородок на преддипломную практику. Будущие инженеры-электрики по электронным вычислительным машинам (такая специальность значится в дипломе Нариньяни) работали в Институте математики, в отделе Э.В. Евреинова. Дипломная работа Нариньяни была посвящена разработке эскизного проекта «параметронной машины», ЭВМ на параметронах (магнитных устройствах с пороговой логикой). Тогда же у всех троих созрело решение — отказаться от престижной работы в военных организациях Москвы и остаться в Институте математики, но не у Евреинова, а в Отделе программирования, возглавляемом А.П. Ершовым. Преодолев немало бюрократических препон, они перераспределились в ОП. Они предложили новое и перспективное направление исследований — асинхронное распараллеливание программ, Ершов одобрил и предоставил молодым учёным полную свободу в работе. Интересно отметить, что в Архиве академика А.П. Ершова сохранился план работы старших лаборантов В.Е. Котова, П.К. Леонова и А.С. Нариньяни на 1964 г.: подготовить доклад «О языке описания вычислительных процессов над памятью» и отчёт на эту же тему. Далее там же обнаружился отчёт о работе старшего лаборанта А.С. Нариньяни в 1966 г.: «получены существенные результаты по теории программирования параллельных процессов. Доказана принципиальная возможность автоматического распараллеливания последовательных алгоритмов». Результатом этой работы стала статья двух старших лаборантов ВЦ СОАН, В.Е. Котова и А.С. Нариньяни, «Асинхронные вычислительные процессы над памятью», напечатанная в журнале «Кибернетика» в 1966 г. Эта статья стала классической, широко цитировалась как в нашей стране, так и за рубежом. В 1968 г. эта работа была представлена на Конгрессе IFIP[1].
В 1971 г. А.С. Нариньяни защитил кандидатскую диссертацию «Асинхронные вычислительные процессы над памятью». Впоследствии, в очерке, посвящённом памяти академика А.П. Ершова, он вспоминал этот период своей жизни: «Наконец, защита позади. Переход через этот рубеж почти всегда связан с определённой перестройкой. Для нас с Котовым это был особенно критический период: было признано, что оба мы „доросли“ до руководства группой, однако параллельная проблематика по тем временам (начало
В начале 1973 г. в ВЦ СОАН СССР была создана научно-исследовательская группа искусственного интеллекта, которую возглавил А.С. Нариньяни. Первоначально тематика НИГ была определена как «разработка матобеспечения макета шагающего автомата, управляемого от ЦВМ». Этот проект был навеян работами по управлению шагающим автоматом в московском Институте прикладной математики (ИПМ). В ИПМ шагающий (в том числе, по Луне) автомат управлялся с помощью тонких и весьма ресурсоёмких вычислительных процедур, однозначно определяющих каждый последующий отдельный шаг аппарата. В группе Нариньяни был сразу же выбран противоположный подход: модель автомата могла сделать любой шаг, если он явным образом допускался физическими параметрами устройства, заданными условиями передвижения (скорость и др.), ландшафтом и пр. Другими словами, реализовывался принцип: разрешалось всё, что не было запрещено. Таким образом, уже в этом первом проекте воплотились главные научно-технологические принципы всех работ А.Нариньяни: непроцедурность управления вычислениями и приоритет данных над процедурами.
Далее в сферу интересов Нариньяни вошли проблемы взаимодействия с ЭВМ на естественном языке. Первым проектом в этом направлении стала РИТА[2] (Рисунок-Информация-Текст-Автор): экспериментальная система перевода словесного описания в рисунок (на квадратном экране изображены несколько окружностей, анализируются тексты описаний этих изображений, данные информантами). Проект был запущен в начале 1974 года. Замысел состоял в применении идей модели «Смысл-Текст», предложенной Мельчуком, к реальной задаче, в которой реализуются все уровни обработки информации: от текстового вида до семантического представления и её отображения в действительности, то есть на картинке. Проект РИТА не был реализован, в основном, по-видимому, в связи с эмиграцией его идейного вдохновителя, выдающегося лингвиста И.А. Мельчука, но некоторые его идеи использовались впоследствии в теоретических и экспериментальных исследованиях лаборатории искусственного интеллекта, созданной в ВЦ СО АН в 1977 г. Кроме того, этот проект положил начало работам по созданию лингвистических процессоров ЗАПСИБ (см. далее), реализующих автоматический перевод естественно-языкового обращения к СУБД, роботу, экспертной системе и другим приложениям.
В рамках Лаборатории А.С. Нариньяни руководил комплексной группой, которая вела работы по теме «Взаимодействие с ЭВМ на естественном языке». В неё входили сотрудники ЛИИ ВЦ СОАН, лаборатории диалоговых систем НИИСистем и НИСа НГУ. В 1976 году начались работы по фундаментальному проекту «Формальная модель русского языка». В рамках этого проекта проведены исследования по формальному представлению различных русских языковых конструкций: наречные и глагольные группы, конструкции с прилагательным и количественные конструкции. Наиболее подробно были описаны числовые параметрические конструкции русского языка, при описании которых исходной точкой лингвистического исследования был принят смысл, которому сопоставлялись различные формы языкового выражения.
В эти годы начало развиваться международное сотрудничество с исследователями, работающими в этой области, в частности, с профессором Кунце (ГДР), профессором Андриевским (Франция) и профессором П. Сгаллом (Чехословакия), что позволило расширить кругозор лингвистов. В частности, участники проекта ознакомились с традициями пражской лингвистической школы и функционально-грамматическим описанием языка, разработанным в шестидесятых годах двадцатого века чешским лингвистом П. Сгаллом и его учениками.
На семинаре «Диалог» Е.В. Падучева привлекла внимание прикладных исследователей к вопросам языковой прагматики. С новой точки зрения общение, в том числе общение с ЭВМ, является одним из видов человеческой деятельности, имеющей определённые цели и реализующей соответствующие этим целям планы участников общения. Нариньяни живо откликнулся на эти идеи и на довольно значительный период, пока в лаборатории ИИ продолжались теоретические исследования в области лингвистики (до
В начале
Параллельно с теоретическими исследованиями разрабатывались экспериментальные системы, моделирующие процесс понимания сообщений на естественном языке. Первыми системами такого рода стали ВОСТОК-0, экспериментальная вопросно-ответная система, которая включала интерфейс на ограниченном естественном языке, простой логический вывод и встроенную модель времени, и её расширение ВОСТОК-1.
Проект ЗАПСИБ [4], [5] (ЗАПрос к Справочно-Информационной Базе) объединил работы по созданию программного обеспечения диалога человек-ЭВМ на естественном языке. Эта система позиционировалась как «конструктор/фабрика эффективных лингвистических процессоров». Идея семантически-ориентированного анализа сообщения в рамках тематически ограниченной предметной области получила развитие в системе InterBase, а затем — InBase. Уникальная технология InBASE позволяет создать для прикладной базы данных интерфейс, понимающий произвольные запросы на естественном языке и обеспечивающий прямой доступ к данным для непрофессионального пользователя естественный язык. В сочетании с системами распознавания голоса может послужить основой интерфейсов, понимающих устные запросы/сообщения/команды пользователя. Технология ориентирована на широкое применение — внедрение естественно-языковых интерфейсов в деятельности предприятий и организаций любого типа и размера, на всех уровнях административного управления, в интеллектуальных системах Интернет, в частности, в системах электронной коммерции.
Впоследствии эта идея воплотилась и в экспериментальных исследованиях по анализу короткого связного текста — в рамках проекта AURA (Автоматическое понимание текстов в ограниченной предметной области). Выход за рамки изолированного предложения (запроса) на уровень текста, исследование тематических механизмов. Если проблему понимания естественно языковых запросов, коротких сообщений и директив для простых приложений можно считать принципиально решенной в проекте InBASE и доступной для коммерческих приложений, то переход к связному тексту размером в
Эти проекты объединяет семантически-ориентированный подход к анализу запроса и сообщения на ЕЯ, основная идея которого состоит в преимущественном использовании при анализе входного текста лексико-семантической информации (с помощью механизма семантических ориентаций) и структурно-текстовых ограничений (принадлежность к сегменту текста, линейный порядок) и отказе от фронтального морфологического и синтаксического анализа.
Понятие программной фабрики было впоследствии распространено с области лингвистических процессоров на другие семейства программ, в том числе, на семейство так называемых расчётно-логических систем, основанных на модуле недоопределённых вычислений.
В Лаборатории искусственного интеллекта был реализован теоретико-множественный язык СЕТЛ, предложенный Дж. Шварцем (Нью-Йоркский университет). При активном содействии А.С. Нариньяни система СЕТЛ была применена для быстрого прототипирования в ряде ключевых проектов Лаборатории, в том числе, для создания первых работающих систем автоматической трансляции естественно-языковых обращений к прикладным системам, программных фабрик, основанных на виртуальных специализированных процессорах и др. В конце
В начале
В это время А.С. Нариньяни опубликовал ряд статей на стыке лингвистики, инженерии знаний и философии. Активный отклик в научной среде получила серия статей о взаимодействии онтологии и тезауруса[6], [7], которая приводит к выводу о том, что ядром интеллектуальных систем с активным использованием компьютерной лингвистики становится тандем «Тезаурус плюс Онтология».
Параллельно с лингвистическими исследованиями в Лаборатории искусственного интеллекта разрабатывались инструментальные системы. В рамках проекта BUMP разрабатывался универсальный многовариантный программный процессор типа «сверху вниз», предназначенный для использования в качестве базового программного обеспечения при создании специализированных систем анализа и переработки сложных информационных структур, а также логического вывода.
Результатом исследований в области продукционных экспертных систем стал проект ДИГЕН — оболочка для построения диагностических экспертных систем, с помощью которой было создано нескольких промышленных диагностических систем, в частности, для треста Черметавтоматика.
В начале
Cегодня ясно, что аппарат Н-моделей явился качественным развитием двух совершенно разных подходов к решению задач: задач удовлетворения ограничений и вычислительных моделей Тыугу. В Н-моделях наряду с дискретными множествами значений используются и интервальные представления вещественных чисел. В Н-моделях был также предложен наиболее универсальный вычислительный алгоритм, который позволяет применять данный подход к самым различным классам задач.
Представление множеств значений интервалами явилось значительным прорывом в области алгоритмов удовлетворения ограничений, который, однако, остался почти незамеченным западными учёными. Одной из причин тому послужило то, что А.С. Нариньяни использовал терминологию представления знаний и потоковых вычислений, которая в корне отличалась от терминологии логического программирования, которой пользовались практически все исследователи задач удовлетворения ограничений. Другое объяснение того, что на протяжении почти десяти лет отечественные и зарубежные исследователи разговаривали на «разных» языках заключается в том, что предложенный механизм недоопределённых вычислений своей универсальностью существенно превосходил существующие алгоритмы удовлетворения ограничений. Использование вещественных интервалов в алгоритмах удовлетворения ограничений было «переоткрыто» в западных публикациях только во второй половине
На базе аппарата Н-моделей была создана многоуровневая технология программирования, позволяющая решать качественно новые классы задач в таких областях, как экономика, инженерия, календарное планирование, вычислительная математика, САПР, ГИС и др. По сравнению с другими подходами, технология, построенная на базе Н-моделей, более универсальна, эффективна, гибка и обеспечивает максимальное распараллеливание вычислений.
На основе этого подхода были созданы системы UniCalc, Nemo-TeC, Time-Ex, NeMo+. Во второй половине
Следует, однако, сказать, что многие из идей, впервые выдвинутых А.С. Нариньяни, до сих пор ожидают своего воплощения в жизнь. В первую очередь это относится к решению задач с использованием не только недоопределённости значений, но и всего спектра НЕ-факторов: неоднозначность, неточность, некорректность знаний о решаемой задаче.
Лаборатория искусственного интеллекта ВЦ СО АН активно участвовала в проекте создания ЭВМ нового поколения СТАРТ. А.С. Нариньяни принял самое активное участие в организации «Старта» в самом начале этой деятельности, в 1983 году, за два года до официального старта «Старта» в 1985 году. Он, совместно с Э.Х. Тыугу (Институт кибернетики Эстонской академии наук), подготовил программу работ «Старта» в области искусственного интеллекта, а более точно, — по созданию интеллектуального программного обеспечения (эта программа была впоследствии несколько урезана. Задача состояла в создании пилотных образцов промышленной технологии разработки программных систем повышенного интеллекта. Это должны быть «фабрики» программных систем, ускоряющие процесс создания таких систем в 10 и более раз. Метафора «фабрики» была похожа на подобные понятия в технологии программирования: специализация, стандартизация, абстрагирование. Но она была впервые анонсирована в контексте искусственного интеллекта. Фундаментом для самих фабрик должны быть «виртуальные машины», позволяющие легко преодолевать барьеры разношерстных компьютерных архитектур.
Результатом стало большое семейство главных компонентов таких фабрик:
- ГАММА-СЕТЛ — система программирования сверхвысокого уровня;
- ТИГРИС — инструментарий пользовательских интерфейсов;
- ИНФО-ТЕК — настраиваемая на пользователя информационная система;
- ЛИНГВА.Ф — фабрика интерфейсов на естественных языках;
- UNICALC — решатель проблем
и другие.
Результаты работ были приняты межведомственной комиссией в 1988 г. и опубликованы в специальном выпуске «Soviet Computing» самого популярного научного компьютерного журнала «Communications of the ACM».[8] Эти работы проекта СТАРТ были затем продолжены в Институте систем информатики, созданном в 1990 году, в который вошла Лаборатория искусственного интеллекта.
Летом 1992 г. А.С. Нариньяни возглавил Российский НИИ искусственного интеллекта в Москве. В Новосибирске был создан филиал РосНИИ ИИ и осталась лаборатория, деятельность которой была тесно связана с работами РосНИИ ИИ. Они продолжили исследования в области представления и обработки знаний и автоматической обработки информации на естественном языке, разрабатывались новые методы решения вычислительных и логико-комбинаторных задач на базе недоопределённых моделей и создавались перспективные программные технологии. Это были либо совместные проекты с ИСИ СО РАН, либо проекты, идейная основа которых была заложена ещё во времена СТАРТа или в недрах РосНИИ ИИ, т.е. А.С. Нариньяни.
Одним из таких проектов был Semp-Tec, взявший начало ещё в СТАРТе и продолжавшийся вплоть до 2002 года. Этот проект был посвящён созданию инструментального комплекса для построения широкого класса интеллектуальных систем — от экспертных систем до систем управления роботами. Несмотря на то, что основными средствами представления и обработки знаний в системе Semp-Tec были семантические сети и продукционные правила, его решатель мог оперировать основными типами данных из Сетл-машины (включая работу с множествами и кортежами). Кроме того, в систему Semp-Tec была включена модель управления продукционными правилами, которая была разработана совместно с А.С. Нариньяни, на основе его «параллельного» прошлого. В конце
Большое внимание А.С. Нариньяни уделял применению н-технологий для решения практических задач. Вначале в качестве таких задач выступали задачи из области проектирования технических систем, но постепенно фокус сместился на финансово-экономические задачи. Сначала такие задачи решались с помощью системы Уникальк, а затем возникла система ФИНПЛАН — система электронных таблиц, поддерживающая работу с интервальными значениями, своего рода Excel со встроенным в него Уникальком. Только в отличие от Excel в электронной таблице Финплана связи между ячейками задавались в виде произвольных алгебраических формул (ограничений), образуя единую математическую модель. Эта модель может иметь как точные, так и частично известные (интервальные) параметры, допускает существование любых зависимостей между параметрами, позволяет совместно использовать линейные и нелинейные уравнения, неравенства и логические выражения. В 1996 году эта система была с успехом представлена на крупнейшей европейской компьютерной выставке CeBIT (Германия), а в 1997 году — демонстрировалась на международной конференции PACT`97 в Лондоне[10]. Затем ФИНПЛАН перерос в технологию Интегра (INTEGRA.NM), на базе которой решалось множество финансово-экономических задач. В частности, эта технология была успешно опробована в рамках нескольких проектов Минобороны РФ, при разработке моделей промышленности Москвы, Томской и Ивановской областей, а также экспериментальных моделей экономики Республик Казахстан и Болгария.
Инструментарий для этой технологии создавался в Новосибирске под непосредственным руководством А.С. Нариньяни, а эксперты из Москвы строили на нём экономические модели.
В конце 1987 г. А.С. Нариньяни выступил с предложением о создании в Подмосковье Центра интеллектуальной информационной технологии АН СССР на базе Лаборатории искусственного интеллекта. Проект был поддержан несколькими ведомствами, заинтересованными в развитии интеллектуальных технологий. К сожалению, времена изменились, и он не был реализован.
После тяжелой болезни А.С. Нариньяни скончался 26 апреля 2010 в Боткинской больнице в Москве.
РЕЗЮМЕ
Нариньяни Александр Семенович академик Российской Академии Естественных наук (РАЕН), и.о. Генерального директора Российского ННИ искусственного интеллекта, Родился 02.11. 1937 г. в Москве.
1963 Окончил Московский Инженерно-физический Институт по специальности вычислительная техника. 1964 — 1988 работал в Вычислительном Центре СО АН СССР руководителем группы по ИИ и заведующим лаборатории Искусственного Интеллекта.
С 1992 Генеральный директор РосНИИ искусственного интеллекта. С 2002 Генеральный директор фирмы «ИнтеллиТек» (Интеллектуальные Технологии)
Член Научного Совета по Методологии Искусственного Интеллекта РАН.
Член Экспертного совета по инновационной деятельности и интеллектуальной собственности при Комитете Государственной Думы по образованию и науке.
1995 — 2008 Председатель ПК ежегодной Международной конференции ДИАЛОГ (Компьютерная лингвистика и ее приложения).
2000 — 2008 Член ПК Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах».
С 1980 года координатор 11 тем программ международной научной кооперации с 4 странами.
Автор более 180 научных публикаций в России и за границей (на четырёх языках в семи странах).
Член Редакционного совета:
1994 — 1997 «Applied Artificial Intelligence» международный журнал (Вена)
1993 Сборников серии «Системная Информатика», Новосибирск.
1996 «Информационные системы» (Москва)
2008 «Вопросы искусственного интеллекта» (Москва)
Области исследований: параллельные вычисления, представление и обработка знаний, компьютерная лингвистика, технология обработки информации на естественных языках, экспертные системы, обработка данных на базе программирования в ограничениях, НЕ-факторы, недоопределённые модели, интеллектуальные информационные технологии.
Литература
1. Kotov V.E., Narin’yani A.S. On Transformation of Sequential Programs into Asyncronous Parallel Programs // Proc. IFIP Congress 68, Edinburgh, North Holland Publ. Co, Amsterdam, 1969.
2. Ершов А.П., Мельчук И.А., Нариньяни А.С. РИТА — экспериментальная система взаимодействия с ЭВМ на естественном языке // Тр.
3. Моделирование языковой деятельности в интеллектуальных системах. Сб. научных трудов под ред. А.Е. Кибрика и А.С. Нариньяни. — Москва, 1987.
4. Левин Д.Я., Нариньяни А.С. Экспериментальный минипроцессор: семантически-ориентированный анализ. В сб. «Взаимодействие с ЭВМ на естественном языке», Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1978, с.
5. Нариньяни А. С. Лингвистические процессоры ЗАПСИБ
6. Нариньяни А.С. Кентавр по имени ТЕОН: тезаурус+онтология // Международный семинар по компьютерной лингвистике и ее приложениям. «Диалог’2001».-2001 — Т. 1.- С.
7. Нариньяни А.С. ТЕОН-2: от Тезауруса к Онтологии и обратно// Международный семинар по компьютерной лингвистике и ее приложениям. «Диалог’2002».-2002 — Т . 1.- С.
8. Narin’yani A.S. Intelligent Software Technology for the New Decade// Comm. ACM, vol. 34, No. 6, June 1991
9. Ю.А.Загорулько, Э.М.Мирзаева, И.Г.Попов. Разработка расширяемого симулятора робота средствами интегрированной программной среды. // Труды
10. I. Shvetsov, V.Kornienko, S. Preis. Interval spreadsheet for problems of financial planning // PACT`97, London, April 1997.
Статья опубликована 8.10.2010 г.
