Миркес, Евгений Моисеевич

Евгений Моисеевич Ми́ркес
Евгений Моисеевич Ми́ркес, г. Красноярск, 2008
Дата рождения:	20 января 1964(1964-01-20) (60 лет)
Место рождения:	г. Красноярск, СССР СССР
Страна:	Россия
Научная сфера:	Прикладная математика, программирование, нейроинформатика, нейрокомпьютеры
Альма-матер:	Красноярский государственный университет
Научный руководитель:	Быков, Валерий Иванович, Горбань, Александр Николаевич
Известен как:	исследованиями искусственных нейронных сетей, библиотеками исследовательских программ, стандартизацией идеального нейрокомпьютера

Ми́ркес, Евге́ний Моисе́евич (20.01.1964, Красноярск, СССР) — специалист в области математического моделирования, прикладной математики и программирования, разработчик методов обучения искусственных нейронных сетей и стандартов их программирования и обучения.

Образование

Интерес к прикладной математике и программированию у Е. М. Миркеса проявился с детства. Он — один из самых известных учеников Красноярской летней школы, непременный участник и призёр различных региональных олимпиад школьников. Первую научную работу для публикации в центральном научном журнале подготовил, обучаясь на 3 курсе Красноярского университета. Закончил математический факультет Красноярского университета в 1985 году. В 1990 году защитил кандидатскую диссертацию «Априорные оценки в прямой кинетической задаче», выполненную под руководством В. И. Быкова и А. Н. Горбаня. Докторскую диссертацию «Функциональные модели универсального нейрокомпьютера» защитил в 2001 году (научный консультант А. Н. Горбань). Профессор кафедры НейроЭВМ.

Основные научные результаты

Математическая химия, химическая термодинамика и кинетика

• Доказал выпуклость термодинамических функционалов Ляпунова для задач химической кинетики в неизотермических условиях.
• Создал методы и программное обеспечение для сокращения неопределённости в кинетических константах сложных химических реакций с учётом термодинамических ограничений и принципа детального равновесия. Методы предназначены для построения кинетических моделей и для использования в банках кинетических данных
• На основе групповой классификации химических элементов [www.nsu.ru/assoz/rumer/ideas/konop.htm Румера] — Фета получил новые массовые формулы для атомов.
• Разработал новую систему предсказания свойств химических элементов, атомов и молекул — метод мультиплетных покрытий. Решается классическая проблема восстановления недостающих данных в следующей постановке: найти для каждого объекта наилучшую формулу, выражающую его признаки через признаки других объектов (которых должно быть по возможности меньше). Эта формула должна быть инвариантна относительно смены шкал измерения. Данный подход подробно описан в последующей статье А. Н. Кирдина и др., доступной онлайн.
• В своей кандидатской диссертации получил в определённом смысле лучшие (неулучшаемые) оценки времени релаксации химической системы.

Нейроинформатика

• Разработана функциональная модель универсального нейрокомпьютера. Определены принципы выделения функциональных компонентов. Проведена декомпозиция нейрокомпьютера на функциональные компоненты в соответствии с предложенными принципами. Показана универсальность разработанной модели — возможность реализации в рамках данной модели всех основных видов нейронных сетей. Предложенная модель позволяет проводить аргументированное сравнение различных реализаций отдельных компонентов нейрокомпьютера, отслеживать взаимосвязи между компонентами.
• Для каждого компонента разработан полный (исчерпывающий) список запросов. Это позволяет при разработке больших программных комплексов разрабатывать каждый компонент независимо от других. Чёткое определение функций каждого компонента позволяет разрабатывать для каждого компонента наиболее эффективные реализации независимо от других компонентов.
• Разработан принцип построения нового типа оценок, названный эффективной функцией оценки. Эффективность предложенного типа оценок состоит в том, что их использование позволяет ускорить обучение нейронной сети, оценить уровень уверенности нейронной сети в полученном ответе, обучить с малой надёжностью сеть решению тех задач, которые сеть данной архитектуры не может решить с высокой надёжностью, учесть при обучении различие в достоверности ответов в разных примерах.
• Разработан метод получения явных знаний из данных с помощью логически прозрачных нейронных сетей, получаемых из произвольных обученных сетей специальной процедурой контрастирования (скелетонизации). В большинстве случаев удаётся получить вербальную схему логического вывода.
• Разработан метод построения минимально необходимых наборов входных данных и построения на их основе наборов входных данных повышенной надёжности (устойчивости к искажениям во входных данных).
• Разработан метод конструирования нейронных сетей из простейших элементов и более простых сетей. Предложен способ описания процесса конструирования и язык для записи его результата.
• Получены оценки способности сети ассоциативной памяти к точному воспроизведению эталонов. Разработаны методы, позволяющие повысить информационную ёмкость. Построены три сети ассоциативной памяти, имеющие большую информационную ёмкость и менее зависящие от степени коррелированности эталонов, чем классические варианты сетей Хопфилда.
• Разработанная функциональная модель была частично реализована в ряде учебных и исследовательских программных продуктов. Программы, созданные Е. М. Миркесом и под его руководством, широко используются в учебном процессе в России (под общим названием «Нейроучебник»).

Книга «Нейрокомпьютер: проект стандарта»

Большинство результатов Е. М. Миркеса по нейроинформатике суммировано в его монографии. Из авторского предисловия к книге:

Многолетние усилия многих исследовательских групп привели к тому, что к настоящему моменту накоплено большое число различных «правил обучения» и архитектур нейронных сетей, способов оценивать и интерпретировать их работу, приемов использования нейронных сетей для решения прикладных задач.

До сих пор эти правила, архитектуры, системы оценки и интерпретации, приемы использования и другие интеллектуальные находки существуют в виде «зоопарка» сетей. Каждая сеть из зоопарка имеет свою архитектуру, правило обучения и решает конкретный набор задач.

Мы предлагаем систематизировать «зоопарк». Для этого полезен такой подход: каждая нейронная сеть из зоопарка должна быть представлена как реализованная на идеальном нейрокомпьютере, имеющем заданную структуру. Такой подход преследует две цели. Во-первых сделать нейросетевые программы совместимыми по способу описания нейронных сетей и сопутствующих компонент, что сильно упростит жизнь пользователям нейросетевых приложений. Во-вторых единый подход к описанию позволяет корректно сравнивать между собой различные архитектуры нейронных сетей и алгоритмов обучения. …

Идея написания этой книги родилась на основе двенадцатилетней работы Красноярской группы НейроКомп.

Педагогическая работа

Е. М. Миркес преподаёт и работает со способными школьниками, начиная со своих студенческих лет. В 1990 году он совместно с А. Н. Горбанём организовал Первую Всесоюзную Олимпиаду по нейроинформатике среди студентов и школьников Советского Союза. Проехали с лекциями и специально подготовленным программным обеспечением по многим городам страны, раздали, а потом собрали задание заочного тура, после чего собрали очный тур «посередине» — в г. Омске.

Из интервью Е. М. Миркеса газете [ps.1september.ru/ «Первое Сентября»] о [ps.1september.ru/articlef.php?ID=200406009 «другом образовании»]:

— А вы не можете описать алгоритм, как заставить детей думать?

— Это же не компьютеры, это люди.

— Хотя бы в общих словах.

— Конечно, должно быть трудно. То, что легко, не ценится. В принципе не ценится. И задачи должны захватывать. Они должны быть обречены на успех. И дети должны почувствовать этот успех. Они должны за время учебы добиться результата, порадоваться ему, понять, что он значимый. Тогда, если жизнь ставит перед ними вопросы, они берут их и решают.

А школьники в Красноярской Летней Школе поют свою песенку [people.apache.org/~aaf/klsh/arc/html/songs_2005.html#mirkes «У меня есть рыжий Миркес»].

Внешние ссылки

В настоящее время совместно с Департаментом математики университета г. Лейстера (Великобритания) Е.М. Миркес создает онлайн учебник по анализу данных. Опубликованы три первых апплета.

• [www.math.le.ac.uk/people/ag153/homepage/KNN/KNN3.html kNN и Потенциальная энергия] (апплет), Е.М. Миркес и университет Лейстера. Апплет позволяет сравнивать два метода классификации.
• [www.math.le.ac.uk/people/ag153/homepage/KmeansKmedoids/Kmeans_Kmedoids.html K-means and K-medoids], Е.М. Миркес и университет Лейстера (апплет, демонстрирующий работу алгоритма и позволяющий исследовать и сравнивать два метода кластерного анализа).
• [www.math.le.ac.uk/people/ag153/homepage/PCA_SOM/PCA_SOM.html PCA, SOM and GSOM] Е.М. Миркес и университет Лейстера. Метод главных компонент, самоорганизующиеся карты и растущие самоорганизующиеся карты.

Отрывок, характеризующий Миркес, Евгений Моисеевич

Дядюшка ни на кого не глядя сдунул пыль, костлявыми пальцами стукнул по крышке гитары, настроил и поправился на кресле. Он взял (несколько театральным жестом, отставив локоть левой руки) гитару повыше шейки и подмигнув Анисье Федоровне, начал не Барыню, а взял один звучный, чистый аккорд, и мерно, спокойно, но твердо начал весьма тихим темпом отделывать известную песню: По у ли и ице мостовой. В раз, в такт с тем степенным весельем (тем самым, которым дышало всё существо Анисьи Федоровны), запел в душе у Николая и Наташи мотив песни. Анисья Федоровна закраснелась и закрывшись платочком, смеясь вышла из комнаты. Дядюшка продолжал чисто, старательно и энергически твердо отделывать песню, изменившимся вдохновенным взглядом глядя на то место, с которого ушла Анисья Федоровна. Чуть чуть что то смеялось в его лице с одной стороны под седым усом, особенно смеялось тогда, когда дальше расходилась песня, ускорялся такт и в местах переборов отрывалось что то.
– Прелесть, прелесть, дядюшка; еще, еще, – закричала Наташа, как только он кончил. Она, вскочивши с места, обняла дядюшку и поцеловала его. – Николенька, Николенька! – говорила она, оглядываясь на брата и как бы спрашивая его: что же это такое?
Николаю тоже очень нравилась игра дядюшки. Дядюшка второй раз заиграл песню. Улыбающееся лицо Анисьи Федоровны явилось опять в дверях и из за ней еще другие лица… «За холодной ключевой, кричит: девица постой!» играл дядюшка, сделал опять ловкий перебор, оторвал и шевельнул плечами.
– Ну, ну, голубчик, дядюшка, – таким умоляющим голосом застонала Наташа, как будто жизнь ее зависела от этого. Дядюшка встал и как будто в нем было два человека, – один из них серьезно улыбнулся над весельчаком, а весельчак сделал наивную и аккуратную выходку перед пляской.
– Ну, племянница! – крикнул дядюшка взмахнув к Наташе рукой, оторвавшей аккорд.
Наташа сбросила с себя платок, который был накинут на ней, забежала вперед дядюшки и, подперши руки в боки, сделала движение плечами и стала.
Где, как, когда всосала в себя из того русского воздуха, которым она дышала – эта графинечка, воспитанная эмигранткой француженкой, этот дух, откуда взяла она эти приемы, которые pas de chale давно бы должны были вытеснить? Но дух и приемы эти были те самые, неподражаемые, не изучаемые, русские, которых и ждал от нее дядюшка. Как только она стала, улыбнулась торжественно, гордо и хитро весело, первый страх, который охватил было Николая и всех присутствующих, страх, что она не то сделает, прошел и они уже любовались ею.
Она сделала то самое и так точно, так вполне точно это сделала, что Анисья Федоровна, которая тотчас подала ей необходимый для ее дела платок, сквозь смех прослезилась, глядя на эту тоненькую, грациозную, такую чужую ей, в шелку и в бархате воспитанную графиню, которая умела понять всё то, что было и в Анисье, и в отце Анисьи, и в тетке, и в матери, и во всяком русском человеке.
– Ну, графинечка – чистое дело марш, – радостно смеясь, сказал дядюшка, окончив пляску. – Ай да племянница! Вот только бы муженька тебе молодца выбрать, – чистое дело марш!
– Уж выбран, – сказал улыбаясь Николай.
– О? – сказал удивленно дядюшка, глядя вопросительно на Наташу. Наташа с счастливой улыбкой утвердительно кивнула головой.
– Еще какой! – сказала она. Но как только она сказала это, другой, новый строй мыслей и чувств поднялся в ней. Что значила улыбка Николая, когда он сказал: «уж выбран»? Рад он этому или не рад? Он как будто думает, что мой Болконский не одобрил бы, не понял бы этой нашей радости. Нет, он бы всё понял. Где он теперь? подумала Наташа и лицо ее вдруг стало серьезно. Но это продолжалось только одну секунду. – Не думать, не сметь думать об этом, сказала она себе и улыбаясь, подсела опять к дядюшке, прося его сыграть еще что нибудь.
Дядюшка сыграл еще песню и вальс; потом, помолчав, прокашлялся и запел свою любимую охотническую песню.
Как со вечера пороша
Выпадала хороша…
Дядюшка пел так, как поет народ, с тем полным и наивным убеждением, что в песне все значение заключается только в словах, что напев сам собой приходит и что отдельного напева не бывает, а что напев – так только, для складу. От этого то этот бессознательный напев, как бывает напев птицы, и у дядюшки был необыкновенно хорош. Наташа была в восторге от пения дядюшки. Она решила, что не будет больше учиться на арфе, а будет играть только на гитаре. Она попросила у дядюшки гитару и тотчас же подобрала аккорды к песне.
В десятом часу за Наташей и Петей приехали линейка, дрожки и трое верховых, посланных отыскивать их. Граф и графиня не знали где они и крепко беспокоились, как сказал посланный.
Петю снесли и положили как мертвое тело в линейку; Наташа с Николаем сели в дрожки. Дядюшка укутывал Наташу и прощался с ней с совершенно новой нежностью. Он пешком проводил их до моста, который надо было объехать в брод, и велел с фонарями ехать вперед охотникам.
– Прощай, племянница дорогая, – крикнул из темноты его голос, не тот, который знала прежде Наташа, а тот, который пел: «Как со вечера пороша».
В деревне, которую проезжали, были красные огоньки и весело пахло дымом.
– Что за прелесть этот дядюшка! – сказала Наташа, когда они выехали на большую дорогу.
– Да, – сказал Николай. – Тебе не холодно?
– Нет, мне отлично, отлично. Мне так хорошо, – с недоумением даже cказала Наташа. Они долго молчали.
Ночь была темная и сырая. Лошади не видны были; только слышно было, как они шлепали по невидной грязи.
Что делалось в этой детской, восприимчивой душе, так жадно ловившей и усвоивавшей все разнообразнейшие впечатления жизни? Как это всё укладывалось в ней? Но она была очень счастлива. Уже подъезжая к дому, она вдруг запела мотив песни: «Как со вечера пороша», мотив, который она ловила всю дорогу и наконец поймала.
– Поймала? – сказал Николай.
– Ты об чем думал теперь, Николенька? – спросила Наташа. – Они любили это спрашивать друг у друга.
– Я? – сказал Николай вспоминая; – вот видишь ли, сначала я думал, что Ругай, красный кобель, похож на дядюшку и что ежели бы он был человек, то он дядюшку всё бы еще держал у себя, ежели не за скачку, так за лады, всё бы держал. Как он ладен, дядюшка! Не правда ли? – Ну а ты?
– Я? Постой, постой. Да, я думала сначала, что вот мы едем и думаем, что мы едем домой, а мы Бог знает куда едем в этой темноте и вдруг приедем и увидим, что мы не в Отрадном, а в волшебном царстве. А потом еще я думала… Нет, ничего больше.
– Знаю, верно про него думала, – сказал Николай улыбаясь, как узнала Наташа по звуку его голоса.
– Нет, – отвечала Наташа, хотя действительно она вместе с тем думала и про князя Андрея, и про то, как бы ему понравился дядюшка. – А еще я всё повторяю, всю дорогу повторяю: как Анисьюшка хорошо выступала, хорошо… – сказала Наташа. И Николай услыхал ее звонкий, беспричинный, счастливый смех.
– А знаешь, – вдруг сказала она, – я знаю, что никогда уже я не буду так счастлива, спокойна, как теперь.
– Вот вздор, глупости, вранье – сказал Николай и подумал: «Что за прелесть эта моя Наташа! Такого другого друга у меня нет и не будет. Зачем ей выходить замуж, всё бы с ней ездили!»
«Экая прелесть этот Николай!» думала Наташа. – А! еще огонь в гостиной, – сказала она, указывая на окна дома, красиво блестевшие в мокрой, бархатной темноте ночи.


Граф Илья Андреич вышел из предводителей, потому что эта должность была сопряжена с слишком большими расходами. Но дела его всё не поправлялись. Часто Наташа и Николай видели тайные, беспокойные переговоры родителей и слышали толки о продаже богатого, родового Ростовского дома и подмосковной. Без предводительства не нужно было иметь такого большого приема, и отрадненская жизнь велась тише, чем в прежние годы; но огромный дом и флигеля всё таки были полны народом, за стол всё так же садилось больше человек. Всё это были свои, обжившиеся в доме люди, почти члены семейства или такие, которые, казалось, необходимо должны были жить в доме графа. Таковы были Диммлер – музыкант с женой, Иогель – танцовальный учитель с семейством, старушка барышня Белова, жившая в доме, и еще многие другие: учителя Пети, бывшая гувернантка барышень и просто люди, которым лучше или выгоднее было жить у графа, чем дома. Не было такого большого приезда как прежде, но ход жизни велся тот же, без которого не могли граф с графиней представить себе жизни. Та же была, еще увеличенная Николаем, охота, те же 50 лошадей и 15 кучеров на конюшне, те же дорогие подарки в именины, и торжественные на весь уезд обеды; те же графские висты и бостоны, за которыми он, распуская всем на вид карты, давал себя каждый день на сотни обыгрывать соседям, смотревшим на право составлять партию графа Ильи Андреича, как на самую выгодную аренду.
Граф, как в огромных тенетах, ходил в своих делах, стараясь не верить тому, что он запутался и с каждым шагом всё более и более запутываясь и чувствуя себя не в силах ни разорвать сети, опутавшие его, ни осторожно, терпеливо приняться распутывать их. Графиня любящим сердцем чувствовала, что дети ее разоряются, что граф не виноват, что он не может быть не таким, каким он есть, что он сам страдает (хотя и скрывает это) от сознания своего и детского разорения, и искала средств помочь делу. С ее женской точки зрения представлялось только одно средство – женитьба Николая на богатой невесте. Она чувствовала, что это была последняя надежда, и что если Николай откажется от партии, которую она нашла ему, надо будет навсегда проститься с возможностью поправить дела. Партия эта была Жюли Карагина, дочь прекрасных, добродетельных матери и отца, с детства известная Ростовым, и теперь богатая невеста по случаю смерти последнего из ее братьев.
Графиня писала прямо к Карагиной в Москву, предлагая ей брак ее дочери с своим сыном и получила от нее благоприятный ответ. Карагина отвечала, что она с своей стороны согласна, что всё будет зависеть от склонности ее дочери. Карагина приглашала Николая приехать в Москву.
Несколько раз, со слезами на глазах, графиня говорила сыну, что теперь, когда обе дочери ее пристроены – ее единственное желание состоит в том, чтобы видеть его женатым. Она говорила, что легла бы в гроб спокойной, ежели бы это было. Потом говорила, что у нее есть прекрасная девушка на примете и выпытывала его мнение о женитьбе.
В других разговорах она хвалила Жюли и советовала Николаю съездить в Москву на праздники повеселиться. Николай догадывался к чему клонились разговоры его матери, и в один из таких разговоров вызвал ее на полную откровенность. Она высказала ему, что вся надежда поправления дел основана теперь на его женитьбе на Карагиной.
– Что ж, если бы я любил девушку без состояния, неужели вы потребовали бы, maman, чтобы я пожертвовал чувством и честью для состояния? – спросил он у матери, не понимая жестокости своего вопроса и желая только выказать свое благородство.
– Нет, ты меня не понял, – сказала мать, не зная, как оправдаться. – Ты меня не понял, Николинька. Я желаю твоего счастья, – прибавила она и почувствовала, что она говорит неправду, что она запуталась. – Она заплакала.