Технологические конкурсы Up Great

В 2017 году было объявлено^[3] о старте общественных консультаций о технологических конкурсах. Конкурсы получили название Up Great весной 2018 года.

В апреле 2018 года Правительство подписало постановление № 403^[1] О реализации проектов Национальной технологической инициативы, в которых утвердило правила организации и проведения конкурсов.

В июле 2018 года стартовали^[4][5][6] первые технологические конкурсы Up Great: «Зимний город» в области беспилотного транспорта и «Первый элемент» в области водородной энергетики. В мае-июле 2019 года прошёл^[7][8][9] конкурс отдельных заданий по машинному зрению — Ice Vision. В декабре 2019 года запущен конкурс ПРО//ЧТЕНИЕ, который направлен на развитие технологий анализа текстов, написанных на естественном языке.

В 2021 году были объявлены конкурсы по медицинской тематике AI’M DOCTOR^[10][11] и конкурс отдельных заданий AI’M FINDER^[12]. Также в 2021 году стартовал^[13] конкурс Аэрологистика. В 2022 году стартовали 2 конкурса по мониторингу состояния больного сахарным диабетом — Новое измерение. Гемоглобин и Новое измерение. Глюкоза^[14].

В 2023 году стартовали конкурсы Экстренный поиск по созданию летающего беспилотника для поиска пропавших людей и Пятый уровень по созданию беспилотного грузовика^[15].

В 2024 году были объявлены конкурсы Автономный поиск по созданию решения для поиска потерявшихся людей беспилотником в условиях отсутствия радиосвязи и спутникового сигнала и Экспедиция — конкурс на создание беспилотной авиационной системы, позволяющей осуществлять археологическую и инженерную разведку, находить под землёй антропогенные предметы^[16][17].

Призы в технологических конкурсах получают команды, выполнившие все условия задачи и преодолевшие технологический барьер^[18], и показавшие свои прототипы в действии перед жюри и зрителями. В зависимости от типа конкурса не всегда достаточно показать результаты лучше, чем у конкурентов — если барьер не преодолён, денежный приз не получает никто^[19].

Организаторы Up Great вводят следующие принципы проведения состязаний^[20]:

• Неоспоримость результатов конкурса. Результаты конкурса должны быть наглядно представлены в виде работающего прототипа и должны быть признаны как экспертами, так и общественностью.
• Абсолютность критерия. Награда присуждается за достижение абсолютного показателя — преодоление технологического барьера, а не за превосходство над конкурентами.
• Востребованность. Разрабатываемые в ходе конкурсов устройства и технологии потенциально востребованы рынками будущего.
• Амбициозность целей. Поставленные задачи должны быть достаточно сложными, но потенциально достижимыми.
• Открытость и вовлечённость. Методика, критерии и ход проведения конкурсов абсолютно прозрачны и учитывают мнение профессиональной аудитории.
• Безусловность приза. Получение приза не накладывает на победителя ограничений по его использованию.

Цель конкурса: преодоление глобального технологического барьера в водородной энергетике в области топливных элементов для транспорта. Разработанные системы должны быть сравнимы по эффективности с традиционными двигателями внутреннего сгорания и аккумуляторами для наземных и плавающих транспортных средств средних размеров.

Технологический барьер^[21]: преодоление показателя удельной энергоплотности установки 500 Вт*ч/л. Призовой фонд конкурса — 140 млн руб^[22].

Юрий Добровольский^[23], профессор Института проблем химической физики Российской академии наук, лидер конкурса, говорил^[24] о важности разработки эффективного двигателя без проблем двигателя внутреннего сгорания, таких как шум и загрязнение окружающей среды.

Даты проведения: 3 июля 2018 — 10 мая 2019, финальный этап отменён.

Участники для победы должны были создать энергоустановку номинальной мощностью 15 кВт, с удельной энергоплотностью 500 Вт·ч/л. Суммарный объём оборудования энергоустановки не должен был превышать 50 л. без учёта источника водорода. Установку нужно было установить на транспортной платформе, предоставляемой организаторами, и продержаться в движении дольше всех, но не менее 3 часов.

На конкурс подали заявки пять команд^[25]. Две из них предоставили сопроводительные документы. Изделие одной из них признали несоответствующим требованиям конкурса. Единственная команда, которую допустили к следующему этапу, выступила с инициативой пересмотреть условия. Организационный комитет конкурса досрочно завершил^[26] конкурс и приступил к разработке нового технологического конкурса по теме мобильных источников энергии.

Цель конкурса: преодоление глобального технологического барьера в водородной энергетике в области топливных элементов для беспилотных летательных аппаратов. Разработанные системы должны быть сравнимы по эффективности с традиционными ДВС и аккумуляторами для малых беспилотных аппаратов.

Технологический барьер: преодоление показателя удельной массовой энергоёмкости установки 700 Вт·ч/кг. Призовой фонд — 60 млн рублей^[27].

Даты проведения: 3 июля 2018 — 12 июля 2019.

Условие победы: создать работающую энергоустановку на основе водородных топливных элементов мощностью 1,3 кВт и удельной массовой энергоёмкостью не менее 700 Вт ч/кг, при этом её масса не должна превышать 7 кг вместе с источником водорода, разместить на предоставленной организаторами конкурса мультикоптерной платформе и продержаться в воздухе не менее 3 часов.

Всего на конкурс были представлены 12 заявок^[28], из них в финал вышли 3 команды^[27]:

• «Экспериментальная мастерская НаукаСофт» (Москва) — состоит из сотрудников ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт» — разработчика авиационных систем электроснабжения. Партнёр команды — технопарк «Калибр»,
• «Беспилотные вертолётные системы» (БВС, Москва) — сотрудники АО «Беспилотные вертолётные системы»,
• Консорциум представителей ЮРГПУ имени М. И. Платова, Сколтеха и компании «Инэнерджи» («Политех», Москва и Ростовская область).

На момент проведения конкурса беспилотники в среднем летали около получаса^[29], используя литий-ионные аккумуляторы. Существовали редкие исключения^[30], но не в массовом производстве.

Удельная энергоёмкость литий-ионных аккумуляторов^[31] составляет от 110 до 270 Вт ч/кг. Участникам конкурса предстояло превысить возможности таких источников питания, применяя при этом водородные топливные элементы. Потенциально водородные топливные системы могут достичь^[32] удельной энергоёмкости в 0,7-1,3 кВт*ч/кг.

Финал конкурса состоялся 12 июля 2019 года в Москве. Лучший результат показали команды «Беспилотные вертолётные системы» и «Политех»: они достигли^[33] энергоёмкости в 529,3 Вт⋅ч/кг, а их установки продержались в режиме полётной нагрузки два с половиной часа.

Барьер в 3 часа полёта преодолеть не удалось ни одной команде^[27], приз не был выдан.

Цель конкурса: развитие технологий беспилотного транспорта в российских климатических и дорожных условиях.

Технологический барьер: движение беспилотного автомобиля в автономном режиме в зимнее время года и в разное время суток, с соблюдением правил дорожного движения со скоростью и уровнем безопасности среднестатистического водителя. Призовой фонд — 175 млн рублей^[34].

Даты проведения: 3 июля 2018 года — 10 декабря 2019 года.

Условие победы: беспилотный автомобиль должен проехать 50 км по зимним дорогам с соблюдением правил дорожного движения быстрее, чем за три часа. Для конкурса был оборудован специальный полигон в Центре испытаний «НАМИ^[35]», который включал все основные элементы городской и загородной дорожной инфраструктуры: светофоры, имитацию железнодорожного переезда и тоннеля, круг, «лежачие полицейские», систему имитации пешеходов, грунтовую дорогу.

Всего на конкурс поступило 33 заявки. В марте 2018 года состоялась квалификация^[36], в которой приняли участие 13 команд. По итогам квалификации в финал вышли 5 команд. Финал прошёл^[37][38] в декабре 2019 года^[35]. В процессе прохождения финальных заданий беспилотные автомобили нарушали правила дорожного движения и создавали пробки^[39]. Всю дистанцию смогла преодолеть команда StarLine, но конкурс остался без победителя^[40], как и первый DARPA Grand Challenge. Автомобиль смог преодолеть маршрут в 50 км за 4 часа — с учётом начисленных штрафных минут за нарушения правил дорожного движения, хотя по правилам нужно было его преодолеть за 3 часа.

В рамках Up Great «Зимний город» прошёл конкурс в области машинного зрения Ice Vision^[41]. Участники разрабатывали программные решения для анализа данных со стереокамер и лидаров для корректного распознавания дорожной обстановки в неблагоприятных погодных условиях. В конкурсе приняли участие команды из России, Белоруссии, США, Испании, Франции, Китая и Южной Кореи. Финал Ice Vision прошёл 16 июля 2019 года в формате хакатона. Победителем^[42][43][44] стала команда разработчиков — сотрудников компании NtechLab. Среди призёров — студенческие команды из МГУ имени М. В. Ломоносова, НИУ ВШЭ, СибГУ, Сколтеха и НГУ. Призовой фонд конкурса — 3 млн рублей.

Цель конкурса: развитие инструментов искусственного интеллекта для глубокого понимания смысла текста.

Технологический барьер: создание программного комплекса для выявления фактических и смысловых ошибок в академических эссе на русском и английском языках, который бы работал на уровне специалиста в условиях ограниченного времени. Призовой фонд соревнований — 200 млн рублей^[45].

Даты проведения: с декабря 2019 — декабрь 2022.

Искусственный интеллект — наука, стоящая на стыке информатики, кибернетики, нейробиологии и психологии. Компьютерные алгоритмы с использованием элементов искусственного интеллекта, таких как нейросети, способны переводить тексты на другие языки, учитывая контекст^[46], могут участвовать в литературных конкурсах^[47]. Но на данный момент они неспособны анализировать текст, так же эффективно, как человек.

Участникам конкурса Up Great предлагается^[48] разработать интеллектуальную систему для выявления ошибок в текстах. Система должна самостоятельно проверить эссе, каждое из которых — объёмом до 12 000 символов, за 60 секунд. При этом качество проверки должно быть таким же, на какое способен специалист-человек.

Испытания проводятся в несколько циклов, пока не будет решена конкурсная задача, или до конца 2022 года. 1 цикл конкурса прошёл^[49] в конце 2020 года. Победители конкурса не были выявлены, но в 1 цикле были проведены конкурсы отдельных заданий «Грамматика» и «Грамматика. Eng» и участники разделили призовой фонд в 20 млн рублей. ИИ-системы участников должны были выявить наибольшее количество речевых и грамматических ошибок в эссе.

Испытания 2 цикла прошли в конце 2021 года. Были учреждены конкурсы отдельных заданий: Структура и Логика. Задачи — выявить логические ошибки в тексте, а также определить смысловые блоки в сочинениях или эссе и найти связь между блоками. Призовой фонд конкурсов отдельных заданий составил 32 млн рублей, и эти конкурсы относились только к участникам конкурса ПРО//ЧТЕНИЕ на русском языке^[50].

Во втором цикле был преодолён^[51] технологический барьер конкурса ПРО//ЧТЕНИЕ на английском языке. Команда Наносемантика показала^[52] результат в 105 % эффективности по сравнению с результатами проверки реального учителя, заняла 2 место в конкурсе и выиграла приз в 20 млн рублей. Команда DeepPavlov показала^[53] результат в 107 % эффективности и заняла 1 место в конкурсе, завоевав приз в 80 млн рублей.

В конкурсе на русском языке барьер был преодолён на третьем цикле испытаний. Победителем стала команда Антиплагиат, показав результат в 100 % эффективности^[54].

В 2024 году Антиплагиат запустил бесплатный сервис на основе разработанного конкурсного решения по проверке текста эссе по русскому и английскому языку, литературе, обществознанию, истории — ai pushkin^[55].

Цель конкурса: создать интеллектуальную систему поддержки принятия врачебных решений^[56] для формулировки заключительного клинического диагноза на основе анализа комплекса клинико-лабораторно-диагностических данных пациента и информации из профессиональных баз медицинских знаний и клинических рекомендаций.

Даты проведения: 28 октября 2021 — 30 декабря 2024

Результатом конкурса должно стать создание ИИ-ассистента врача, способного поставить полный клинический диагноз по лёгочным нозологиям (ХОБЛ, ковид-19, онкология и т. п.) за минимальное количество итераций (дополнительных анализов) с минимальной стоимостью с уровнем точности на уровне врача-специалиста.

В рамках конкурса AI’M Doctor^[57][58] прошёл конкурса отдельных заданий AI’M Finder^[59]. Предметом Конкурса был выбор наилучшего решения для автоматического выявления симптомов из Объективной информации с возможными грамматическими, лексическими, синтаксическими и семантическими ошибками в текстовых документах с помощью Программных комплексов, разработанных Участниками Конкурса и приведение формата описания симптомов согласно референсного русифицированного Справочника симптомов, который был предоставлен в рамках Конкурса. Конкурс отдельных заданий состоялся в 2023 году.

Финальные испытания AI’m Doctor проводились в декабре 2024 года в две стадии. В рамках первой стадии системы поддержки принятия врачебных решений, разработанные командами, соревновались в точности постановки диагноза по шести нозологиям^[60][61].

В рамках второй стадии клинические специалисты оценивали способность СППВР к обоснованию своих решений. В финальных испытаниях приняли участие четыре команды:

• «Dominantcare» (г. Москва)
• «Flame» (г. Владикавказ)
• «Humarin» (г. Москва)
• «Инжиниринг+» (г. Москва)

Победителем Технологического конкурса AI’m Doctor признана команда «Humarin», продемонстрировавшая 100 % точность по нозологии «Вирусная пневмония», что соответствует критериям частичного преодоления барьера.

Призёром конкурса стала команда «Dominantcare», продемонстрировавшая высокие результаты по нозологиям «Туберкулёз» и «Вирусная пневмония» с точностью 96,6 % и 98,3 % соответственно^[62].

Цель конкурса^[13]: открыть возможности массового применения беспилотных воздушных судов (БВС) в перевозке грузов.

Технологический барьер: Создание комплексного решения, обеспечивающего перевозку на БВС грузов массой не менее 50 кг на общую дистанцию не менее 1000 км с множественными промежуточными посадками в динамически назначаемых точках погрузки-разгрузки, удалённых друг от друга на расстоянии от 50 до 100 км, без технического обслуживания в местах посадки, дублирования внешнего экипажа и пунктом дистанционного управления (ПДУ), в условиях инфраструктурных ограничений по размерам посадочных площадок, кооперативного воздушного движения в общем воздушном пространстве, сложных погодных условиях.

Даты проведения: 28 октября 2021 года — 30 декабря 2024 года.

Несмотря на все очевидные преимущества беспилотников для аэродоставки грузов, развитие этого сегмента сдерживается целым набором технологических проблем.

Среди главных технологических барьеров отраслевые специалисты выделяют три: надёжность, безопасность и автономность. Все сегодняшние полёты БВС с грузом, независимо от его массы в 10 или 100 кг сталкиваются с низкой надёжностью БВС, отказами и необходимостью технического обслуживания после каждой посадки. Зависимость от дублирующего пункта дистанционного управления БВС и квалифицированного экипажа на каждой площадке делает беспилотную аэрологистику экономически неэффективной. Невозможность безопасно совершать совместные полёты с другими воздушными судами в общем воздушном пространстве — главный ограничитель развития всех рынков беспилотной авиации^[63].

В ноябре 2023 года был установлен первый в России ЭПР, направленный на решение глобальной задачи интеграции беспилотных и пилотируемых воздушных судов в общем воздушном пространстве. Этот режим был необходим для начала лётных испытаний беспилотников общей взлётной массой от 30 кг^[64].

Всего конкурс Аэрологистика состоял из 6 конкурсов отдельных заданий, каждый последующий конкурс усложнял задачу, стоящую перед командами. Так, в 5 и 6 конкурсах отдельных заданий была добавлена задача избежания столкновения в автоматическом режиме (без участия внешнего управления) со встречным воздушным судном^[65][66].

Победителем конкурса, единственным преодолевшим технологический барьер, стала команда «Радар ммс», г. Санкт-Петербург. В финале команда пролетела 1056 км, перевезла почти 1,5 тонны груза^[67][68].

Цель конкурса: создание программно-аппаратного комплекса БАС, способного находить пропавших людей на местности при помощи нейросетевых решений.

Технологический барьер: создание беспилотного воздушного судна, которое сможет за ограниченное время в автоматическом режиме найти людей на площади 0,5 км². Количество обнаруженных объектов должно составлять не менее 80 % при ложноположительных срабатываниях не более 30 %.

Даты проведения: декабрь 2022 — декабрь 2023.

Организаторами конкурса был собран и размечен самый большой датасет в России, содержащий 64 469 фотоизображений, полученных с БВС путём аэрофотосъёмки, и текстовое описание расположения объектов поиска на всех фотоизображениях. Именно на этих данных участники обучали свои нейронные сети для выполнения главной задачи конкурса^[69].

Всего на конкурс было подано более 200 заявок из 46 регионов РФ и РБ. 7 лучших команд получили БВС от организаторов для интеграции разработанного решения и последующего участия в финале.

На финальных испытаниях технологический барьер полностью смогла преодолеть только одна команда KurAI из Уфы^[70].

После финальных испытаний решение команды, разработанное в рамках участия в конкурсе Экстренный поиск, активно применяется в реальных поисках. Это позволяет существенно сократить срок поисковых работ и расширить географию поисков. За 2024 год благодаря применению решения, разработанного командой KurAI, было спасено 6 человек^[71].

Цель конкурса: создание медицинского помощника для точного и оперативного определения уровня гликированного гемоглобина в крови человека.

По условиям конкурса, командам было необходимо разработать портативный переносной прибор для многократного применения для оснащения кабинета врача общей практики, не требующего лабораторных условий эксплуатации, не требующего длительной пробоподготовки для определения значения (не более 3 минут) и времени на проведение измерения не более 3 минут, способного определить значение, соответствующее уровню гликированного гемоглобина (HbA1c) в крови при взятии пробы из пальца или неинвазивным методом с отклонением от лабораторного определения методом ВЭЖХ не более 5 %.

Даты проведения: декабрь 2022 — декабрь 2024^[72].

В финал конкурса вышли 3 команды из 7 подававших заявки на участие в конкурсе:

• Гемотэк, г. Москва
• ГликоЛаб, г. Нижний Новгород
• Терагерцовая диагностика, г. Санкт-Петербург

Финальные испытания прошли на площадке Сеченовского Университета с 4 по 9 октября 2024 года. Каждая команда с помощью разработанных приборов для измерения гликированного гемоглобина провела по 70 измерений.

По результатам конкурса ни одна из команд не справилась с конкурсной задачей. Технологический барьер в конкурсе остался не преодолён^[73].

Цель конкурса: создание медицинского помощника для точного и оперативного определения уровня глюкозы в крови человека как для самостоятельного использования в домашних условиях, так и в медицинских учреждениях. Он поможет регулярно отслеживать уровень глюкозы в домашних условиях без необходимости прокалывания пальца.

Технологический барьер: создание продукта, способного в течение не более чем за 60 секунд полностью неинвазивным способом, не требующим дополнительных процедур подготовки пациента, определить с медицинской точностью значение, коррелирующее с уровнем глюкозы в венозной крови пациента, причём отклонение от медицинского анализа венозной крови должно быть не выше 12 %.

Даты проведения: декабрь 2022 — декабрь 2024^[74].

Конкурс включал отборочный, квалификационный этап и финальные испытания.

На квалификационном этапе продукты разработки команд проходили процедуры, которые традиционно проходят медицинские приборы при регистрации и выходе на рынок — технические испытания и токсикологические исследования, а также этическую экспертизу Локального этического комитета Сеченовского Университета на предмет возможности проведения испытаний с участием людей.

Заявки на участие в конкурсе подали 13 команд, до финала дошли 5 из них:

• Брейн Бит, г. Санкт-Петербург
• Гемотэк, г. Москва
• ДиаЛюмен, г. Самара
• Терагерцовая диагностика, г. Санкт-Петербург
• Sannsors, г. Ступино

Финальные испытания прошли на площадке Сеченовского Университета с 30 сентября по 2 октября 2024 года. Каждая команда с помощью разработанных приборов для измерения глюкозы провела по 70 измерений (что достаточно для первых клинических испытаний), значения которых в дальнейшем сравнивались с референсными замерами крови из вены субъектов исследования, проводимыми методом ВЭЖХ.

По результатам конкурса ни одна из команд не справилась с конкурсной задачей. Технологический барьер в конкурсе остался не преодолён^[73].

Цель конкурса: создание технологических решений, способных обеспечить беспилотное движение грузовой платформы, что будет способствовать к массовому применению региональных и междугородних беспилотных логистических перевозок.

Технологический барьер: автомобильная платформа должна пройти маршрут протяжённостью до 100 километров с грузом 0,5 тонны, обеспечив высокую надёжность движения в беспилотном режиме. Скорость движения должна быть сравнима со скоростью движения грузовика, движущегося в аналогичных дорожных условиях, под управлением водителя. Маршрут включает в себя различные дорожное покрытие и сценарии, свойственные городским и загородным условиям движения. В процессе движения автомобильная платформа должна показать пятый уровень автономности — вмешательство человека (оператора) в процесс управления автомобилем исключено.

Даты проведения: октябрь 2023 — сентябрь 2024^[75].

Испытания происходили в три этапа на полигоне ФГУП «НАМИ» и Особой экономической зоны «Алабуга» в Республике Татарстан. За время конкурса грузовики преодолели несколько тысяч километров в беспилотном режиме и продемонстрировали возможность безопасного движения рядом с обычными автомобилями^[76].

На финальных испытаниях частично преодолела барьер объединённая команда МАДИ и МФТИ — АвтоРоботикс. В результате конкурса объединённая команда МФТИ и МАДИ запустили версию «Газели», способную в беспилотном режиме перевозить грузы на расстояние до 120 км. Команда победителей получила поддержку в размере 120 млн рублей. По результатам конкурса принято решение использовать беспилотную технологию в коммерческих грузоперевозках. В рамках конкурса общий пробег всех команд составил более 10 тысяч километров, осуществлена доставка более 20 тонн груза^[77].

Цель конкурса: создание технологического решения, которое будет встраиваться в коммерчески доступный БВС и позволит искать пропавших людей в условиях отсутствия радиосвязи и спутникового сигнала. Конкурс стимулирует создание сборных команд, обладающих компетенциями как в разработке бортовых систем искусственного интеллекта, так и в изготовлении БВС на российской производственной базе.

Технологический барьер: создание системы, которая сможет за ограниченное время находить людей на местности, обрабатывая визуальные данные и принимая решения на борту БВС без использования ГНСС и связи с внешним оператором.

Даты проведения: март 2024 — ноябрь 2026^[78].

В 2024 году прошёл конкурс отдельных заданий № 1 «Софт», где участникам предлагалось разработать программное обеспечение (ПО) для поиска людей на снимках, снятых БВС^[79].

Для первых в России нейросетевых соревнований на одноплатных компьютерах была создана уникальная виртуальная платформа из вычислителей Jetson Оrin Nano. Заявки на участие подали 217 команд, до финала дошли 90 из них^[80].

В 2025 году на конкурсе отдельных заданий № 2 участников ждёт следующий вызов — проверить работу ПО в полёте в реальном поиске^[81].

Цель конкурса: создание беспилотной авиационной системы (БАС), способной обнаруживать и классифицировать объекты и предметы различного состава и происхождения на поверхности земли и на различной глубине под землёй.

Технологический барьер: лётные испытания БАС, имеющих в своём составе БВС с комплексом сенсорной периферии, способных выполнять поиск предметов различного происхождения и состава на поверхности, а также на различных глубинах под землёй (до 5 метров), ранжирование и обозначение найденных объектов^[17].

Даты проведения: июль 2024—2026^[82].

В июле—ноябре 2024 года прошёл конкурс отдельных заданий № 1. На нём участники конкурса смогли применить смежные технологии для выполнения комплексной задачи: обнаружение и классификация предметов и археологических объектов на земле и под землёй в ручном или автоматическом режиме^[83].