Эксперты Вышки выявили основные фронтиры мировой науки

20 сентября в стенах ИСИЭЗ НИУ ВШЭ состоялся научный семинар, на котором заместитель директора Форсайт-центра Анна Гребенюк рассказала о результатах научного эксперимента по детектированию фронтиров мировой науки с привлечением технологий искусственного интеллекта.

ruDALL-E

правообладатель ПАО СберБанк©, 2023 год

Исследование  на тему «Выявление фронтиров науки по итогам интеллектуального анализа больших данных» было проведено в рамках выполнения тематического плана научно-исследовательских работ, предусмотренных государственным заданием НИУ ВШЭ.

Глобальное лидерство в сфере исследований и разработок обеспечивается постоянным удержанием в фокусе мировой научно-технологической повестки. Это требует регулярного мониторинга всего научно-исследовательского ландшафта для выявления наиболее значимых областей развития. Традиционный подход предполагает рутинный библиометрический и патентный анализ научных публикаций. Специалисты ИСИЭЗ НИУ ВШЭ разработали алгоритм для автоматизации этого процесса.

В своей презентации  Анна Гребенюк подробно описала разработанную методологию выявления фронтиров мировой науки. 

На первом этапе исследователи ИСИЭЗ НИУ ВШЭ использовали специализированные нейросетевые модели с эмбедингом, чтобы  кластеризовать термины внутри отдельных областей науки. Всего было выделено 131 направление и около 15 тыс. тематик в 15 научных областях. Для каждого направления были определены фронтиры, отражающие широкий спектр тематик, связанных с исследованиями самых разных явлений, процессов, проблем, разработкой методов, технологий, продуктов и т. п. Расчеты выполнялись на основе семантического анализа более 35,5 млн документов, отобранных алгоритмами системы iFORA из массива международных публикаций, представленных на платформе Microsoft Academic Graph за 2016–2021 гг.

На следующем этапе для каждой тематики был рассчитан индекс значимости, в котором учитывались упоминаемость, влияние тематики на мировую науку в целом, степень совстречаемости с другими тематиками внутри конкретного научного направления и ряд других. 

Согласно основной гипотезе исследователей, фронтиры науки представляют собой тематики научных исследований, относящиеся к первому децилю (первым 10% в ранжированном ряду распределения) по уровню значимости за предшествующий год и характеризующиеся значением индекса значимости за текущий год, превышающим среднее его значение за последние пять лет. 

Справочно:

Система интеллектуального анализа больших данных iFORA разработана ИСИЭЗ НИУ ВШЭ с применением передовых технологий искусственного интеллекта и включает более 500 млн документов (научные публикации, патенты, нормативная правовая база, рыночная аналитика, отраслевые медиа, материалы международных организаций, вакансии и другие виды источников). В 2020 г. iFORA отмечена в журнале Nature в качестве эффективного инструмента поддержки принятия решений в интересах бизнеса и органов власти. ОЭСР относит систему к успешным инициативам в области цифровизации науки.

Мониторинг фронтиров мировой науки позволяет не только выявлять глобальные научно-технологические тренды, но и определять «белые пятна» и возможности для реализации конкурентных преимуществ в ситуации геополитической неопределенности, считает Анна Гребенюк.

Всего в ходе эксперимента были выявлены 837 фронтиров науки. В таблице представлены 20 фронтиров, отличающихся самым высоким индексом значимости и образующих современный передний край мировой науки.

 

ИСИЭЗ НИУ ВШЭ

Проведенный анализ показал, что в глобальной научной повестке наиболее заметны тематики, связанные с развитием цифровых и биотехнологий. 

В сфере компьютерных наук и информационных технологий исследовательский фокус обращен преимущественно на области сбора и обработки больших данных: искусственного интеллекта, машинного обучения, интернета вещей, компьютерного зрения. 

В области геномных и клеточных технологий ожидается появление прорывных терапевтических методов и технологий предотвращения заболеваний. А развитие вычислительной биологии обещает появление методов программирования клеток и создания принципиально новых биологических соединений.

Как ожидается, исследования в области электрохимии приведут к разработке новых типов полимеров и высокоэффективных химических источников тока. Возможность ускорения химических реакций за счет светового воздействия в рамках процесса фотокатализа имеет широкий спектр применений — в биоэнергетике, при очистке и обеззараживании воздуха и водной среды и др.

Выявленные фронтиры могут стать информационной базой при принятии управленческих решений по определению приоритетов финансирования НИОКР, а также при разработке и корректировке прогнозных и стратегических документов национального, отраслевого или корпоративного уровней.