Освоение технологий искусственного интеллекта студентами вузов

Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ анализирует масштабы и условия обучения технологиям искусственного интеллекта в вузах страны, для которых это становится важной частью подготовки высококвалифицированных кадров не только в сфере ИКТ, но и в других отраслях экономики.

Справочно: Оценки основаны на результатах сплошного обследования 1100 вузов и их филиалов, проведенного ИСИЭЗ НИУ ВШЭ в 2023 г. Рассматриваются четыре ключевых класса технологий ИИ: обработки визуальных данных, включая компьютерное зрение; обработки звуковых данных, включая распознавание и синтез речи; обработки текста; интеллектуальной поддержки принятия решений и управления.

Исследование реализуется в рамках мероприятия «Мониторинг создания и результатов применения технологий искусственного интеллекта в целях оценки уровня внедрения указанных технологий в отраслях экономики и социальной сферы» федерального проекта «Искусственный интеллект» при поддержке Минэкономразвития России.

Спрос на специалистов в области ИИ в России растет высокими темпами, причем навыки работы с ИИ все более востребованы не только в сфере ИКТ, но повсеместно. Согласно прогнозам Правительства РФ, к 2030 г. потребуются 70 тысяч специалистов в сфере ИИ.

Студенты российских вузов изучают технологии ИИ в рамках двух треков: образовательных программ по профилю ИИ, разработанных или актуализированных в соответствии с моделью компетенций в сфере ИИ, и программ иных профилей, содержащих модуль «Системы искусственного интеллекта». Студенты программ по профилю ИИ осваивают навыки разработки методов и инструментов для технологий ИИ, обучаются их профессиональному использованию на продвинутом уровне. Студенты программ, содержащих модуль по ИИ, учатся применять его в своей области компетенций с учетом направления подготовки (специальности) и будущей сферы деятельности.

Профиль ИИ

Численность обучающихся по программам бакалавриата, специалитета, магистратуры по профилю ИИ на 1 октября 2023 г. составила 42,3 тыс. чел. Большинство (81,6%) студентов этих программ осваивали технологии интеллектуальной поддержки принятия решений и управления. На втором месте по охвату обучающихся — технологии компьютерного зрения (67,9%). Половина студентов (50,2%) изучали технологии обработки текста и более четверти (28,9%) — обработки звуковых данных.

Охват студентов обучением технологиям ИИ зависит от области образования, а также укрупненной группы специальностей и направлений подготовки (УГСН), к которой относится образовательная программа. Так, в области «Инженерное дело, технологии и технические науки», к которой принадлежат две трети студентов профильных программ по ИИ, распределение соответствует общей картине по всем рассмотренным программам (табл. 1). В остальных областях превалируют технологии компьютерного зрения.

В табл. 1 в каждой из областей образования представлены только наиболее крупные УГСН. Так, в область «Инженерное дело, технологии и технические науки» входят еще одиннадцать УГСН, в числе которых «Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии», «Техника и технологии наземного транспорта», «Электро- и теплоэнергетика» и др. Среди студентов программ по профилю ИИ в области «Математические и естественные науки» есть также будущие физики и астрономы. В «Науках об обществе» наиболее многочисленна группа «Экономика и управление», к которой относятся 95% студентов, оставшиеся 5% изучают политические науки и юриспруденцию. Меньше всего обучающихся по профилю ИИ — в образовании, языкознании, спорте и сельском хозяйстве (вошли в категорию «Другие»).

Технологии интеллектуальной поддержки принятия решений и управления изучают все студенты профильных программ по ИИ, связанных с информационной безопасностью и управлением в технических системах. В группе «Электроника, радиотехника и системы связи» охват студентов указанными технологиями (91%) выше средней по области «Инженерное дело, технологии и технические науки».

В рамках профиля ИИ технологии компьютерного зрения активнее всего осваивают будущие математики (83,9%). Относительно высока доля изучающих эти технологии и среди студентов группы «Машиностроение» (58,8%). В первую очередь это обучающиеся таких направлений подготовки, как «Мехатроника и робототехника» и «Автоматизация технологических процессов и производств».

Технологии обработки текста и звука занимают более скромное место в программах по профилю ИИ, чем остальные виды технологий. Чаще их осваивают на специальностях, непосредственно связанных с ИКТ (в группах «Математика и механика», «Компьютерные и информационные науки», «Информатика и вычислительная техника», «Электроника, радиотехника и системы связи»).

Студенты, изучающие ИИ в рамках компьютерных и информационных наук, обладают наиболее универсальными знаниями в этой области, поскольку примерно в равной степени (около 80%) осваивают и технологии компьютерного зрения, и обработки текста, и интеллектуальной поддержки принятия решений и управления. В целом, в условной группе «Разработчиков программного обеспечения (ПО)» (обучающихся по профилю ИИ в группах «Математика и механика»¹, «Компьютерные и информационные науки», «Информатика и вычислительная техника») освоение технологий ИИ происходит интенсивнее, чем среди обучающихся остальных групп (рис. 1). «Разработчики ПО» вдвое чаще изучают технологии обработки текста, примерно в 1,5 раза чаще — технологии компьютерного зрения и обработки звука. Исключение составляют только технологии поддержки принятия решений и управления: их осваивает несколько меньшая (но все равно высокая) доля «Разработчиков ПО».

Модуль по ИИ

Численность обучающихся по программам бакалавриата, специалитета, магистратуры, содержащим модуль по ИИ, на 1 октября 2023 г. составила 689,2 тыс. человек. Если расположить классы технологий ИИ по их популярности в рамках таких программ, то их порядок совпадет с приведенным выше для профильных программ. Однако по охвату студентов картина существенно отличается. Если обучением технологиям интеллектуальной поддержки принятия решений и управления в рамках обоих треков охвачены четыре из каждых пяти студентов, то по остальным классам технологий значение показателя в случае программ с модулем по ИИ почти вдвое ниже: по технологиям компьютерного зрения — 38,7%; по технологиям обработки текста — 31%, по технологиям обработки звуковых данных — 13,6% (табл. 2). При этом обучение по программам, содержащим модуль по ИИ, носит существенно более массовый характер, и набор специальностей и направлений подготовки, предусматривающих освоение тех или иных технологий ИИ, здесь значительно разнообразнее.

Самая многочисленная область образования, как и в случае с программами по профилю ИИ, — «Инженерное дело, технологии и технические науки». В ней представлены 23 группы специальностей и направлений подготовки, в которых есть обучающиеся по программам с модулем по ИИ (помимо представленных в табл. 2, это, например, «Химические технологии», «Промышленная экология и биотехнологии», «Авиационная и ракетно-космическая техника»). Наряду с УГСН, являющимися наиболее массовыми и для профильных программ, среди программ с модулем по ИИ можно выделить такие, как «Техника и технологии строительства», «Техника и технологии наземного транспорта», «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия» и «Электро- и теплоэнергетика».

Практически во всех вышеперечисленных УГСН большая часть обучающихся осваивают технологии интеллектуальной поддержки принятия решений и управления; исключение составляет лишь группа «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия», где на указанные технологии приходится всего 45,3% — меньше, чем на технологии компьютерного зрения (53,5%) и технологии обработки текста (46%). Подобное распределение объясняется спецификой отрасли, к работе в которой готовятся будущие специалисты. В геологии компьютерное зрение получило широкое распространение и используется для решения целого ряда задач: определения различных характеристик работы оборудования на основе анализа изображений, гранулометрического анализа извлекаемой породы, интерпретации сейсмических данных, др. Также технологии компьютерного зрения играют важную роль в подготовке кадров для таких сфер, как наземный транспорт (59,1%), строительство (48,2%), машиностроение (41,7%), где они помогают отслеживать состояние дорог, обнаруживать дефекты производства, осуществлять мониторинг безопасности работников и т. д.

Каждый пятый студент программ, содержащих модуль по ИИ, изучает науки об обществе. Большая часть из них — студенты экономических факультетов, за ними следуют изучающие юриспруденцию, СМИ и информационно-библиотечное дело. Остальные 18,6 тыс. студентов в данной области образования обучаются по программам, относящимся к группам «Психологические науки», «Сервис и туризм», «Политические науки и регионоведение», «Социология и социальная работа». Кроме технологий поддержки управления, которые являются самыми распространенными в абсолютном большинстве программ с модулем по ИИ, в науках об обществе определенную популярность получило обучение технологиям обработки текста. Интеллектуальный анализ текста широко применяется в рекламе, журналистике и издательском деле (например, для машинного копирайтинга и др.), поэтому среди студентов группы «СМИ и информационно-библиотечное дело» высока доля осваивающих соответствующие технологии (42,7%). Навыки обработки текста при помощи ИИ в ряде случаев нужны и экономистам, менеджерам, маркетологам (в частности, для использования текстовых чат-ботов и других способов автоматизации взаимодействия с клиентами, кредитного скоринга), что находит отражение в подготовке студентов по УГСН «Экономика и управление»: 21,2% из них изучают названные технологии.

В отличие от программ по профилю ИИ, программы с модулем по ИИ чаще встречаются в здравоохранении и медицинских науках. Доля обучающихся в этой области составляет около 10% от численности студентов, изучающих модуль по ИИ. Большинство (88%) из них осваивают специальности в рамках клинической медицины, 5% — фармации, еще 7% — фундаментальной, профилактической медицины, сестринского дела. После технологий поддержки управления, наиболее распространенных почти во всех УГСН, наиболее популярными в данной области образования являются технологии компьютерного зрения (61,6%). Перспективы их применения в медицине связаны главным образом с улучшением диагностики на основе анализа медицинских снимков; другие развивающиеся направления — видеоаналитика состояния пациентов, мобильная и персонализированная медицина и пр. Кроме того, в фармации зафиксирован один из самых высоких показателей охвата студентов обучением технологиям обработки текста (60%). Владение ими позволяет сотрудникам фармацевтических компаний значительно ускорить поиск и разработку новых лекарств, выявлять тренды и направления исследований на основе анализа клинических данных, научных публикаций и патентов.

Студенты математических и естественных наук заметно меньше представлены в структуре численности студентов программ, содержащих модуль по ИИ, по сравнению со структурой обучения по профильным программам. Однако состав УГСН, в которых ведется обучение технологиям ИИ, здесь шире: в него вошли «Науки о Земле», «Физика и астрономия», «Биологические науки», «Химия». Из них более многочисленны первые две группы: «Науки о Земле» — за счет студентов направления «Экология и природопользование», «Физика и астрономия» — за счет студентов «Прикладной математики и физики».

На область «Образование и педагогические науки» приходится почти столько же студентов программ с модулем по ИИ, сколько обучается в области «Математические и естественные науки». Как будущие педагоги, так и математики в основном осваивают технологии поддержки принятия решений и управления (примерно по 70%).

В гуманитарных науках отчетливо выделяются технологии обработки текста (51,7%). Такой результат, безусловно, определяется преобладающей группой «Языкознание и литературоведение», на которую приходится три четверти студентов этой области образования. В остальных группах, относящихся к гуманитарным наукам, где есть студенты программ с модулем по ИИ («История и археология», «Физическая культура и спорт», «Философия, этика и религиоведение», «Востоковедение и африканистика», «Теология»), технологиям обработки текста обучается примерно каждый второй (48%). Каждый пятый студент группы «Языкознание и литературоведение» осваивает технологии обработки звуковых данных, востребованные в компьютерной лингвистике, где они находят применение в машинном переводе, создании голосовых помощников.

В сельскохозяйственных науках большая часть (76%) студентов программ с модулем по ИИ сосредоточена в группе «Сельское, лесное и рыбное хозяйство», каждый четвертый обучается на ветеринара или зоотехника. Как и в большинстве других областей образования, здесь наиболее распространено обучение технологиям интеллектуальной поддержки принятия решений (84,3%). В сельском хозяйстве они используются, например, для прогнозирования урожайности. Вдвое меньше, но все-таки относительно велика доля студентов, осваивающих технологии компьютерного зрения (45,8%), которые в последние годы активно внедряются в разных отраслях сельского хозяйства, в частности, для мониторинга сельхозугодий, контроля качества продукции, картирования полей, точечной обработки растений.

В «Искусстве и культуре» технологии ИИ изучают студенты всех УГСН, входящих в эту область образования, но в разной мере. Более половины студентов программ с модулем по ИИ в сфере искусства входят в группу «Изобразительное и прикладные виды искусств». Определяющую роль в ней играет дизайн, поэтому треть студентов в группе осваивают технологии компьютерного зрения.

Больший удельный вес ряда областей образования и УГСН в численности студентов программ, содержащих модуль по ИИ, во многом обусловлен более высокой их долей в структуре программ бакалавриата, специалитета, магистратуры. С учетом показателей охвата модулем по ИИ студентов в соответствующих областях образования, «Инженерное дело, технологии и технические науки» оказываются на одном уровне с «Математикой и естественными науками», а «Науки об обществе» — с «Сельским хозяйством и сельскохозяйственными науками» (см. табл. 2). «Образование и педагогические науки», по объему подготовки сопоставимые с «Математическими науками», при рассмотрении относительных показателей обучения технологиям ИИ оказываются на более низких позициях, приближаясь к «Гуманитарным наукам» и «Искусству и культуре». При этом особенно выделяются специальности условной группы «Разработчики ПО»: охват студентов «Информатики и вычислительной техники» модулем по ИИ составляет 50%, близкие показатели получены для студентов «Математики и механики», «Компьютерных и информационных наук» — 43 и 45% соответственно, что выше, чем во всех остальных группах.

Данный материал ИСИЭЗ НИУ ВШЭ может быть воспроизведен (скопирован) или распространен в полном объеме только при получении предварительного согласия со стороны НИУ ВШЭ (обращаться issek@hse.ru). Допускается использование частей (фрагментов) материала при указании источника и активной ссылки на интернет-сайт ИСИЭЗ НИУ ВШЭ (issek.hse.ru), а также на авторов материала. Использование материала за пределами допустимых способов и с нарушением указанных условий приведет к нарушению авторских прав.

Предыдущий выпуск серии «Искусственный интеллект»:
«Публикационная активность в области ИИ: основные тренды»

См. также:

Экспресс-информации ИСИЭЗ НИУ ВШЭ

Дата

30 августа, 2024 г.

Авторы