Как подготовиться к Олимпиаде по ИИ: лайфхаки для школьников

В начале августа в Болгарии прошла первая Международная олимпиада по искусственному интеллекту — в общем зачете российские школьники взяли золото. Искусственный интеллект становится полноценной олимпиадной дисциплиной, набирающей популярность в последние годы. Так, с 2021 года Министерство просвещения проводит Всероссийскую олимпиаду по искусственному интеллекту, на которую в 2023 году было подано 15 906 заявок, а число участников в Национальной технологической олимпиаде по профилю «Искусственный интеллект» выросло в разы с 2015 года. Интерес к олимпиадам по ИИ растет, и у школьников возникают закономерные вопросы — как готовиться к этой дисциплине и можно ли подготовиться вообще? Какими качествами должен обладать участник олимпиады по искусственному интеллекту? Об этом рассказали эксперты, готовившие российскую сборную к международной олимпиаде по искусственному интеллекту, и ее победитель.

Олимпиады по искусственному интеллекту представляют собой новый тип состязаний — они не похожи ни на олимпиады по математике, ни на олимпиады по информатике. В процессе решения задач проверяется, могут ли школьники научить искусственный интеллект обрабатывать разные типы данных — как картинки, так и тексты. Зачастую нужно просто создать свое решение — главное, чтобы программа работала. Поэтому для участия в олимпиадах школьники должны уметь творчески подходить к задаче. Задачи можно решать на любом языке программирования. Задания Всероссийской олимпиады по ИИ направлены на поиск нестандартных решений в области разработки и применения интеллектуальных алгоритмов и моделей обработки больших данных. В практическом туре Международной олимпиады по искусственному интеллекту команды разрабатывали и проводили эксперименты с поведением программного обеспечения искусственного интеллекта: ChatGPT, Dalle-2 и других.

Минобрнауки России также учредило свою международную олимпиаду по искусственному интеллекту — Artificial intelligence and data analysis olympiad (AIDAO). Команда-победитель из двух-трех участников получит 600 тысяч рублей, за второе место выдается приз в 450 тысяч рублей, а за третье место — 300 тысяч рублей. Общий призовой фонд конкурса составил более миллиона рублей. Задания этой олимпиады разработали эксперты Яндекса и НИУ ВШЭ. Ученикам предлагают с помощью ИИ спрогнозировать положение спутников, рассчитать время ожидания заказа для водителя такси или интерпретировать данные физиологических состояний тела, используя знания в сфере компьютерного зрения и анализа данных. Эти задания основаны на реальных задачах, которые каждый день решают сотрудники компаний-партнеров.

В этом году на Международной олимпиаде по искусственному интеллекту нашу страну представили школьники, которые до этого выигрывали всероссийские олимпиады по математике и по информатике. Некоторые считают, что разницы между соревнованиями по информатике и искусственному интеллекту нет — олимпиадники по искусственному интеллекту, несомненно, очень одарены в других технических областях — но нужны и специфические профессиональные знания.

«Занятие ИИ и науками о данных подразумевает программирование, хорошую математическую культуру и знание природы решаемых задач. Последнее, наверное, и отличает специалиста в этих областях от простого «АйТишника». Например, можно писать сайт, не особо интересуясь, чем занимается компания-заказчик сайта. Но если ты делаешь систему прогнозирования спроса, то надо понимать, как и зачем покупаются товары, есть ли отзывы на покупки, возвраты, как описываются товары и так далее, то есть фактически залезать в бизнес-процессы. На уровне раннего развития, наверное, любопытство — это хорошее качество, которое поможет ребенку впоследствии много знать о природе решаемых задач и получать более качественные решения», — рассказал руководитель направления «Искусственный интеллект» в Центральном университете, Data Scientist № 1 в мире по версии платформы Kaggle (2012) и лучший преподаватель России в области ИТ (2014), доктор физико-математических наук Александр Дьяконов.

Александр Дьяконов был тренером международной сборной России на олимпиаде по искусственному интеллекту. Тем не менее он не советует школьникам поголовно участвовать в олимпиадах по искусственному интеллекту. Олимпиадное мышление, считает Дьяконов, все-таки отличается от практического, и не из всех вырастают «спортсмены». Не во всех школах есть предметы, которые дадут представление о работе с искусственным интеллектом. Тем не менее Александр Дьяконов посоветовал всем, кому любопытны олимпиады по искусственному интеллекту, поинтересоваться заданиями (обычно они доступны на сайтах олимпиад и других соревнований) — посмотреть, что было в прошлых годах, попробовать понять, как такое решается.

В интернете можно найти много материалов по анализу данных и машинному обучению. Когда школьник хочет начать изучать ИИ, важно найти подходящие материалы по стилю изложения. Например, есть платформы с обучающими соревнованиями, такие как Kaggle.

«Проблема в том, что базу изучают на первых курсах вузов: это линейная алгебра, теория вероятностей, методы оптимизации. Ну и конечно, программирование (достаточно владения Python) и знание нужных библиотек. Хотя какие-то задачи можно решать, понимая базу на интуитивном уровне», — рассказал Александр Дьяконов.

С этим согласился победитель международной олимпиады по искусственному интеллекту Андрей Грицаев — отсутствие знаний высшей математики и других математических знаний делало подготовку сложной. Однако преподаватели смогли организовать ее так, что школьники поняли многие аспекты и пропустили те, понимание которых не пригодились бы на олимпиаде.

«С момента начала подготовки искусственный интеллект казался мне чем-то непонятным, «магическим». Во время обучения преподаватели Центрального университета нам объяснили теорию, необходимую для понимания машинного обучения, обработки естественного языка и компьютерного зрения», — рассказал о своей подготовке к олимпиаде Андрей Грицаев.

Олимпиадник по искусственному интеллекту в целом не отличается по личностным качествам от другого одаренного олимпиадника. Правда, последняя международная олимпиада по ИИ проводилась в командном формате, поэтому, как отмечают тренеры, командные взаимодействия играли важную роль. Но все-таки большая часть успеха на олимпиадах зависит от самого школьника и его стараний.

«Я занимаюсь олимпиадами с 2015 года, мои команды трижды выходили в финал международного чемпионата по спортивному программированию (ICPC). Могу сказать, что не только знания влияют на победу. Важнее всех, на мой взгляд, три навыка. Во-первых, дисциплина. Самая сложная часть любого соревнования — подготовка к нему. Например, ребята перед международной олимпиадой по ИИ занимались практически каждый день, слушая лекции и выполняя домашние задания. Процесс трудоемкий и сложный, он занимает до пяти-шести часов в день. Второй секрет успеха — командная работа. Когда у тебя в команде три человека и более, становятся важны сыгранность и позитивный настрой. В-третьих, как бы это не было банально, нужно уметь работать в стрессовых условиях. Могу привести пример с олимпиады по ИИ. Представьте себе, вы заходите в зал, в котором находятся участники из 40 стран мира — около 160 человек. Вы не знаете их уровень подготовки, вас рассаживают в душные и жаркие комнаты — на олимпиаде в Болгарии не работали кондиционеры. И в таких условиях вы должны в течение восьми часов без перерывов концентрироваться на высоко интеллектуальных задачах на английском языке. Умение собраться и сохранить спокойствие в такие моменты часто определяет итог олимпиады. Стоит отметить, что все вышеперечисленные качества помогают не только в олимпиадах, но и в любой дальнейшей карьере и жизни», — рассказала тренер команды России на международной олимпиаде по искусственному интеллекту Екатерина Процко.

«Рекомендую найти хороших наставников или более опытных друзей, которые помогут. В математике важнее талант и озарения, в прикладном ИИ — опыт и знание инструментария, поэтому на первом этапе важны советчики», — порекомендовал главный тренер международной сборной России по искусственному интеллекту Александр Дьяконов.

«Пока неизвестно, как будет выглядеть отбор на олимпиаду в этом году. Однако, думаю, что стоит обратить внимание на всероссийскую олимпиаду по искусственному интеллекту. Если человек хочет начать изучение машинного обучения с самого нуля, он может записаться на различные курсы в интернете, например по введению в машинное обучение). Также, возможно, в этом году к олимпиадам по искусственному интеллекту будут готовить на различных сборах, по аналогии со сборами к всероссийской олимпиаде, или на базе профильных вузов, таких как Центральный университет. Поэтому рекомендую следить за новостями в олимпиадном движении», — посоветовал победитель олимпиады по искусственному интеллекту Андрей Грицаев.

Следите за событиями в сфере ИИ на национальном портале в сфере ИИ – ai.gov.ru.