Научная мастерская: школьники погрузились в мир искусственного интеллекта

В институте информационных технологий, машиностроения и автотранспорта состоялся мастер-класс «Научная мастерская: алгоритмы, которые тебя понимают». Участниками стали ученики 9–10 классов школы № 97 г. Кемерово. В ходе мероприятия студенты направления «Прикладная информатика», которые также являются членами Студенческого научного общества «Area 3.14», продемонстрировали будущим абитуриентам свой ИИ-разработки.

Доцент кафедры прикладных информационных технологий Анна Тайлакова провела для ребят мастер-класс по обучению искусственных нейронных сетей с помощью веб-инструмента Teachable Machine. Этот сервис работает прямо в браузере и позволяет создавать собственные модели ИИ без единой строчки кода. Анна Александровна загрузила несколько фото кошек и собак, чтобы обучить нейросеть успешно распознавать животных на других изображениях.

Студенты 4 курса Григорий Красных и Никита Кормин представили свой дипломный проект — игру «Волк и яйца», в которой используется технология распознавания жестов. Система «смотрит» на пользователя через веб-камеру, распознаёт положение руки и, в частности, направление указательного пальца, а затем превращает это движение в команды для игры. Например, если палец направлен вправо — персонаж движется вправо, если вверх — вверх и так далее. Конечно, школьники сами пробовали ловить падающие яйца движениями руки.

Программа анализирует изображение и определяет ключевые точки руки — вплоть до отдельных пальцев. Система вычисляет направление и передаёт эту информацию в игру в режиме реального времени. При этом разработчики отдельно предусмотрели сглаживание движений — чтобы курсор или персонаж не «дёргался» из-за мелких колебаний руки. Важно, что всё это происходит практически без задержек — около 100 миллисекунд, что для игр считается очень хорошим показателем.

В перспективе авторы планируют доработать систему: повысить точность распознавания, сделать её устойчивой к разному освещению и снизить нагрузку на устройство. Но уже сейчас проект демонстрирует, как игровые технологии постепенно становятся более «естественными» и ближе к человеку — буквально реагируя на движение руки. Отметим, что ранее Григорий и Никита принимали участие со своим проектом в конференции «Россия молодая».

Магистрант Артём Любавин показал интерактивную игровую панель. Он самостоятельно разработал сенсорный дисплей, вычислил производительность, создал удобный пользовательский интерфейс. И напечатал её корпус и детали на 3D-принтере.

Ребята опробовали разные игровые режимы: на реакцию - нужно увидеть зелёный свет и вовремя нажать кнопку, результат отображается в миллисекундах; на двоих - каждый игрок управляет своим направлением — влево‑вправо или вверх‑вниз, каждому нужно успевать нажать на свою стрелочку, иначе у игрока отнимается балл.

Кроме того, на панели работает визуализатор сортировки массивов - программа, которая наглядно показывает, как алгоритмы расставляют числа или объекты по порядку (например, от меньшего к большему). Она нужна для того, чтобы понять суть алгоритмов, сравнить их скорость. Программистам это помогает понять, какой метод лучше использовать для реальных задач, чтобы приложение работало быстро.

Студент третьего курса, ответственный за работу со школьниками СНО «Area 3.14» Илья Чистяков продемонстрировал приложение, которое позволяет с помощью искусственного интеллекта интегрировать лица людей с фото на различные изображения. Разработали его магистранты Василий Карасев и Артём Кострицкий. Техническое решение основано на OpenCV, Python и Insightface.

В этот раз школьники стали героями известных на весь мир картин: «Неизвестной» Ивана Крамского и «Мона Лизы» Леонардо да Винчи. Ребята убедились, что изображения, которые создаются в приложении, отличает высокое качество и реалистичность!

Благодаря мероприятию школьники задумались о выборе профессии в сфере IT, увидели связь между учёбой и реальными технологиями и вдохновились на собственные проекты в будущем.