Машинное обучение и поиск геологических разломов: как студенты ИТМО приняли участие в школе НТЦ «Газпром нефти»

Такие технологии, как интернет вещей, машинное обучение, компьютерное зрение уже давно используются за пределами мира IT. Их активно применяют на производстве, в торговле, финансовом секторе и, конечно, при добыче и переработке полезных ископаемых. Поэтому спрос на профессионалов в области компьютерных технологий, понимающих специфику конкретных отраслей экономики, растет с каждым днем.

Весной 2021 года корпорация «Газпромнефть НТЦ» вместе с образовательным центром «Сириус» провели школу, посвященную применению информационных технологий в топливной сфере. В течение трех недель участники школы, отобранные на конкурсной основе, слушали лекции по нефтегазовым дисциплинам и инфокоммуникационным технологиям, а также разрабатывали свои проекты, в чем им помогали кураторы со стороны Научно-Технического Центра «Газпром нефти».

Студенты Университета ИТМО прошли конкурсный отбор и отправились  в Сочи. Как отметила заместитель декана факультета цифровых трансформаций Александра Климова, такие школы дают студентам дополнительную возможность познакомиться с реальными запросами от потенциального работодателя.  

«В данном конкретном случае это была задача, связанная с обработкой и интерпретацией геолого-геофизических данных, — рассказывает Александра. — Подобные мероприятия — отличное место для знакомства с коллегами из других вузов, налаживания первых профессиональных контактов и обмена опытом».

Редакция ITMO.NEWS попросила участников школы рассказать о своих впечатлениях.

Андрей Безбородов, студент магистратуры Университета ИТМО

О школе я узнал на сайте университета «Сириус». Так вышло, что моя НИР в ИТМО связана с поиском аналогов нефтегазовых месторождений, поэтому, прочитав описание программы, я сразу понял, что хотел бы в ней поучаствовать. Для меня это отличный способ получить не только новые знания, которые я мог бы применить в исследовательской работе, но и бесценный опыт в работе над проектами, связанными с этой отраслью.

Отбор представлял из себя онлайн-хакатон, в котором было необходимо представить решение по одной из прикладных задач. Благодаря знаниям, полученным в ИТМО, я занял второе место и получил право участвовать в программе. 

Сама школа длилась три недели, а занятия проходили на «Сириус-Арене» в олимпийской деревне, рядом с Адлером. На первой неделе мы посетили вводные лекции, далее нам предложили объединиться в команды по два-три человека и выбрать один из десяти предложенных проектов — реальных кейсов, для решения которых на данный момент не существует единого подхода. Я выбрал проект, посвященный обнаружению и выделению разломов на сейсмических 3D-данных. Это нетривиальная задача, она находится на стыке глубокого машинного обучения и компьютерного зрения. Мы взяли за основу сверточную нейронную сеть для сегментации VNET, изменив ее архитектуру путем добавления механизмов внимания и сокращения числа сверточных слоев, при этом добавили аугментацию входных данных, позволившую сети более эффективно находить разломы.

Защитились мы успешно, более того, на основе наших результатов мы даже написали статью в журнал «Нефтяное хозяйство» совместно с руководителем проекта. Данная программа для меня — это не только дополнительная строчка в резюме, но и новые знакомства, знания и, конечно же, отличный опыт и навыки работы над сложными проектами в составе команды. 

Григорий Кулагин, студент магистратуры ИТМО

Тема школы тесно связана с моей программой обучения, поэтому я решил попытаться принять в ней участия. Мне было интересно узнать о техниках и технологиях, которые применяет «Газпромнефть» для решения практических задач. Также хотелось сменить обстановку Петербурга и слетать в Сочи.

Задача на отборочном хакатоне состояла в предсказании характеристик горной породы с использованием машинного обучения. На решение задачи отводилось 24 часа, после чего все участники ранжировались по точности предсказания и составлялся рейтинг, по которому и происходил отбор. Мне удалось попасть в число участников школы.

В Сочи программа была насыщенная. В первую неделю у нас было по пять пар каждый день: с понедельника по субботу. Я очень много нового узнал про геологию, а также о том, какие проблемы сейчас стоят перед компанией, которая занимается добычей нефти, и как они решаются. Потом мы разделились по командам, у каждой из которых был свой куратор. 

Наш проект был посвящен автоматической обработке фотографий горной породы и расчету характеристик данной породы по фотографиям образцов. Защита проектов проходила в формате презентаций, где каждая команда рассказывала о своих результатах, которые они добились за две недели. Было очень интересно послушать выступления других команд, посмотреть, какие методики они применяли, подцепить для себя что-то новое.