Основные научные задачи и ожидаемые прорывные результаты до 2030 года

К основным научным задачам в области компьютерных, информационных наук относятся исследования от создания теоретико-методологических основ, методов, модельного инструментария и информационных технологий системного анализа для исследования и оценки предпосылок, хода и последствий социально-экономических процессов до комплексов математических методов, алгоритмов и программ выявления и нейтрализации вредоносного кода и скрытых каналов.

Актуальными направлениями исследований будут создание на основе современных методов машинного обучения, глубокого обучения и искусственного интеллекта моделей, методов и технологий для исследования, оценки состояния социально-экономических процессов, природных и технических систем, разработка и исследование методов, технологий для развития распределенной среды сбора, передачи, хранения, обработки и анализа инструментальных данных с использованием высокопроизводительных вычислений, грид- и облачных систем, разработка на основе машинного обучения, глубокого обучения и искусственного интеллекта методов и средств решения актуальных научных и научно-технических задач в областях с интенсивным использованием данных, а также теоретические исследования наноматериалов и нанопроцессов для создания элементной базы микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров до уровня нескольких нанометров.

Востребованным остается создание объяснимых методов искусственного интеллекта для различных классов задач и предметных областей, методов и технологий анализа на основе малых и быстро устаревающих наборов данных, гибридных (индуктивно-дедуктивных) методов и технологий поддержки принятия решений, проблемно ориентированных инструментальных комплексов и оболочек для создания интеллектуальных систем.

Используя только эмпирический подход, невозможно создавать такие высокотехнологичные технические средства, как подобные ядерные реакторы, лазеры, компьютеры, роботы. Условием их создания является изучение физических, химических и иных явлений и процессов, лежащих в основе принципа их действия, создание математических моделей этих устройств, изучение взаимодействия их с человеком и развитие биоинформатики.

Важнейшими направлениями являются создание систем искусственного интеллекта, извлечение и анализ текстов, развитие методов и информационных технологий системного анализа и управления в условиях неопределенности и риска, разработка методов поиска областей с хаотической динамикой, методов анализа, стабилизации и управления для семейств систем, описываемых как непрерывными, так и дискретными уравнениями.

Перспективным направлением является создание и развитие новой аналитико-компьютерной технологии исследования, анализа и управления хаотической динамикой решений сложных нелинейных систем дифференциальных уравнений, описывающих многочисленные естественно-научные и социально-экономические процессы и явления. Основные научные задачи в изучении наноматериалов и нанопроцессов обеспечат создание элементной базы микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров до уровня нескольких нанометров, приведут к возможности трехмерной интеграции и совмещения в одном чипе различных функциональных устройств, в том числе с использованием кремния и полупроводниковых гетероструктур, одномерных и двумерных кристаллов, метаматериалов и биотехнологий.

В числе основных научных задач стоит выделить разработку методов и технологий комбинированного интеллектуального информационно-аналитического моделирования, включающих OLAP-моделирование, имитационное моделирование информационных и физических процессов, ситуационное моделирование, интеллектуальную поддержку принятия решений и предсказательное моделирование их последствий.

В центре внимания будут оставаться вопросы разработки новых методов обработки и анализа изображений, программного моделирования и автоматической верификации различных вычислительных систем.

Важными научными задачами будут разработка новых технологий искусственного интеллекта для промышленности и индустрии, в том числе управления производственными процессами и робототехническими системами, создания систем поддержки принятия решений для технологов производственных процессов, средств и методов автоматизации технологических процессов производства и проектирования новых материалов, конструкций и изделий с заданными целевыми свойствами и функциональными характеристиками, создание наноструктур для оптоэлектроники, фотоэлектроники, фотоники и радиофотоники, радио- и акустоэлектроники, оптической и СВЧ-связи, лазерных технологий, теоретические и экспериментальные исследования в области методов диагностики наноматериалов и структур наноэлектроники с использованием мессбауэровской спектроскопии, методов рентгеновских дифракционных и спектральных методов, а также создание физико-химических основ базовых элементов перспективных систем технического зрения инфракрасного диапазона спектра.