Интервью с победителем INTEL® APP INNOVATION CONTEST 2013: Федор Черепанов Галактический блог Елены Годуновой / 05.02.2014 Недавно подведены итоги конкурса INTEL® APP INNOVATION CONTEST 2013, где победителями стали: Детский интерактивный развивающий журнал и конструктор интерактивных развивающий пособий: Интервью с Олегом Демьяновым Unimaster — приложение для создания уроков и мастер-классов: Интервью с Валентином Стадником Мультимедийный обучающий курс"Лаборатория нейронных сетей" Нижеследующий разговор с Черепановым Федором Михайловичем, представляющим мультимедийный обучающий курс "Лаборатория нейронных сетей", заканчивает серию интервью с победителями конкурса INTEL® APP INNOVATION CONTEST 2013 в номинации "Образование".Небольшая биографическая справка о Ф.М. Черепанове: старший преподаватель Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Окончил в 2008 г. механико-математический факультет ПГУ. С 2008 г. по 2011 г. обучался в аспирантуре ПГГПУ по специальности 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» (научный руководитель: доктор технических наук, профессор Л.Н. Ясницкий). Научные интересы: интеллектуальные информационные системы, искусственный интеллект, нейронные сети, роботизированные системы, математика, психология. Профессиональные интересы: разработка мультимедийных обучающих программ и курсов, разработка систем документооборота, дизайн и проектирование интерфейсов.Федор Михайлович, для начала хотела бы уточнить целевую группу, для которой вы создавали свой продукт "Лаборатория нейронных сетей"(ЛНС).Основная целевая аудитория - ученики старших классов. Кого-то изначально заинтересует тема искусственного интеллекта, кого-то привлечет игровая составляющая. Возможно будет интересно и другим возрастным категориям пользователей, интересующихся данной темой. Например, когда я в школе заинтересовался темой нейронных сетей - все, что я нашел - это книга, полная математических формул - пришлось закончить университет, чтобы разобраться.Анонсируя свой продукт, вы пишите: "В курс включен весь необходимый теоретический материал в самой доступной форме. Кроме того, он представлен в том же хронологическом порядке, что и история развития данной науки". Зная о ваших профессиональных занятиях, смею предположить, что текст написан и адаптирован для понимания школьниками вами. Так ли это?За основу были взяты материалы, написанные моим научным руководителем, профессором Л.Н. Ясницким, и адаптированы под структуру курса. У нас с ним имеется большой опыт в написании научных и учебных изданий по данному направлению, ему же принадлежит идея донести эти знания до школьников. Я же в основном специализируюсь на практических и мультимедийных аспектах этой идеи. Ваше приложение нельзя отнести к игровым приложениям, хотя вы предусмотрели такие занимательные моменты как проведение опыта, игровые ситуации, в которых оказывается пользователь. ЛНС, на мой взгляд, довольно сложное приложение для очень мотивированных подростков. Каковы в связи с этим перспективы вашего приложения, по вашему мнению?Пусть и мотивированным, но я буду рад, если оно будет полезно хотя бы им. За ними и менее мотивированные подтянуться, а там - кто знает… На самом деле не так давно то же самое можно было сказать про компьютеры и программирование, а сейчас мелькают новости и про шестилетних программистов, не говоря уже о школьниках.Конкурсная работа - это продолжение вашей деятельности по теме "Искусственный интеллект" и продвижения ее в школьной среде (одноименный УМК с лабораторным практикумом в виде элективного курса по информатике и издано учебное пособие для школьников и учителей)? Почему выбрана именно такая форма?Несмотря на то, что мы старались изложить всё простым и доступным языком - это новая и не самая простая тема как для учеников, так и для учителей - поэтому нужны подробные пособия. На данный момент нет утвержденного стандартом предмета "Искусственный интеллект", поэтому пособие представлено в виде элективного курса. Лабораторные работы призваны закрепить пройденный материал и показать как можно применять полученные знания на практике.Проводились ли вами какие-либо презентации для школьников с целью изучения их интереса к вашему продукту и его востребованности?Презентации были, но только по предыдущей версии курса и только среди педагогов. Среди школьников планируется провести презентацию уже законченного приложения, т.к. временами сам не знаешь, что тебе это нужно или интересно, пока это не увидишь. А востребованность - время покажет.Насколько видно из вашей конкурсной разработки, приложение еще не закончено, что в планах: сроки, изменения, апробация?Да, оно ещё не закончено. Более того - по ходу его создания появилось столько новых идей, что можно сказать - всё только начинается. Законченное приложение планируется выпустить ближе к лету этого года.Было бы вам интересно сотрудничество педагогов в плане тестирования вместе с их учениками?Да, безусловно, мы очень заинтересованы в сотрудничестве с педагогами. Мы получаем и учитываем отзывы и предложения, которые поступают нам через сайт http://www.lbai.ru. Там же можно задать любые вопросы по курсу - мы стараемся отвечать всем в полном объеме.Прошу описать возможности вашего приложения, исходя из нижеследующих скриншотов:(например, ответив на вопросы: какие предметные знания и надпредметные умения требуются школьникам для работы с ним, чему учит ваш продукт, какое применение может найти пользование вашим приложением, описать хотя бы кратко любой опыт из приложения и т.д.?)На этих скриншотах изображены практические опыты - самая занимательная часть приложения. Они позволяют наглядно показать принципы работы и возможности нейронных сетей на всех уровнях: от простейшего нейрона до универсальных многосвязных сетей, которые можно обучить всему, на что хватит фантазии.В этом опыте дана математическая модель нейрона, даны интерактивные математические формулы, описывающие его поведение, показано как можно настроить нейрон без использования алгоритмов обучения.Например, в первом опыте представлена простейшая математическая модель нейрона - основного строительного элемента нейронных сетей. По сценарию нам необходимо сконструировать систему аварийного освещения, которая включает свет при аварии. Решить задачу предлагается средствами математического нейрона, настроив его таким образом, чтобы он моделировал логическую функцию которая включает свет, когда его нет, и выключает, когда вокруг достаточно светло. Для наглядности используются датчик освещенности (в случае использования планшета), показания которого являются входными данными, и нарисованная лампочка (или лампочка вспышки) которая обозначает включение аварийного света. При правильном выполнении работы можно наблюдать как в темноте свет включается, а на свету выключается уже без участия пользователя. Этот опыт объясняет механизм "обучения с учителем", механизм распознавания символов, показывает свойство обобщения, присущее нейронным сетям. По мере прохождения курса раскрываются все более интересные возможности нейронных сетей. Например, возможность обучения сети распознаванию образов. На данном скриншоте показано окно опыта, в котором необходимо обучить нейронную сеть определять четное число нарисовано или нет. Это делается путем рисования в специальном поле чисел (мышью, пальцем, стилусом или даже изображение с камеры) и указанием четное это число, или нет. После того, как введено несколько примеров, сеть обучается на них, и уже в состоянии сама "сказать", какое число нарисовано: четное или не чётное, причем и на тех символах, которых не было в обучающем множестве.После завершения всего курса открывается доступ к полнофункциональному симулятору нейронных сетей. Используя его, можно применить полученные знания для решения всевозможных задач с применением нейронных сетей. Это полноценный инструмент для моделирования чего угодно при помощи нейронных сетей: курс доллара, таблица умножения, выбор профессии, постановка медицинских диагнозов, и многое-многое другое. По ходу выполнения опытов и прочтения материала не должно остаться вопросов по тому как им пользоваться. Это понимание и навыки работы с нейронными сетями и является целью курса. Как известно, участникам конкурса предлагались идеи для реализации, выдвинутые ранее педагогами-практиками в ходе конкурса "Мой педагогический запрос", но ни одна идея не была реализована IT-специалистами. Как вы думаете, в чем причина такого расхождения между нами?На самом деле, я думаю, причин сложившийся ситуации может быть несколько: Уже имелись наработки, или даже приложение, которое подходило для конкурса. Кроме того, в таких конкурсах часто принимают участие креативные люди, у которых своих идей больше, чем в достатке. Вероятность того, что за одну идею взялись бы несколько разработчиков. Не все идеи, представленные там, подходят под условия конкурса, цель которого была продемонстрировать возможности планшетных устройств. Кроме того подходящие идеи были реализованы, например "Пособие по музыке". Таким образом, думаю, причина не в расхождении, а в причинах, обусловленных конкурсом, в данном случае.Были ли в вашей работе консультанты из методико-педагогической области, которые могли бы подсказать как сделать приложение более адаптированным для школьной среды? И приложение - ваша индивидуальная работа или командная, если второе, то кто в команде (дизайнеры, программисты и т.д)?В работе по данному приложению до настоящего времени консультанты из школьной среды не привлекались, но это планируется в дальнейшем. Приложение предстоит ещё сделать, а после делать его уже более адаптированным - нужна более прочная основа, чтобы было к чему давать рекомендации. Дизайном и программированием занимался я сам. В начале я планировал сотрудничество с художниками или дизайнерами, но всё происходило так стремительно, что до этого руки не дошли - пришлось в кратчайшее сроки изучать основы работы с дизайнерскими инструментами и рисовать иллюстрации.Есть ли зарубежные аналоги вашего продукта? Если есть, то в чем сходство/различие в подходах и содержании?Возможно они существуют, но я не находил и не встречал подобного курса по данной теме.Каковы планы продвижения вашего приложения в профессиональной среде?Различные публикации, выступления, открытые уроки. На самом деле, я не специалист по таким вопросам. Что вы еще хотели бы сказать о приложении, но я об этом не спросила?Например, про дальнейшее развитие:В планах по развитию данного приложения на первом месте стоит доработка данного приложения до финальной версии и доработка с учетом предложений и рекомендаций. В дальнейшем предполагается продолжить идею и разработать подобный курс по другим направлениям искусственного интеллекта и, возможно, разработка курсов по другим дисциплинам: физика, химия и др. Огромное спасибо за разговор, в заключение вопрос: сможете ли вы ответить на вопросы читателей портала, если они появятся? На вопросы я ответить смогу, и сделаю это с удовольствием. Всем заинтересовавшимся предлагается демонстрационное видео продукта. AIC интервью победитель