«Наш результат признан не только в рамках защиты проекта, но и на международном уровне»

В этом году на Европейскую конференцию по ИИ (ECAI 2025) была принята статья Multi-Agent Path Finding For Large Agents Is Intractable второкурсника бакалавриата «Прикладная математика и информатика» (ПМИ) факультета компьютерных наук ВШЭ Артема Агафонова. Работа написана в соавторстве с Константином Яковлевым, заведующим базовой кафедрой «Интеллектуальные технологии системного анализа и управления» ФИЦ ИУ РАН, доцентом ФКН. Как возникла идея написать статью и как удалось попасть на конференцию уровня А, Артем Агафонов рассказал в интервью.
С чего все начиналось
В начале второго курса мне надо было выбрать курсовой проект для работы в течение года. Меня заинтересовала тема «Многоагентное планирование траектории», предложенная Константином Яковлевым. По описанию проекта мне показалось, что в нем я смогу применить свои знания в области алгоритмов и получить новый опыт работы над научным исследованием. Также важным критерием в выборе темы было то, что в рамках этого проекта можно добиться значимых результатов.
Работа над проектом началась с погружения в уже имеющиеся результаты из сферы MAPF (multi-agent pathfinding), для чего я прочел множество научных статей. Через месяц Константин предложил мне несколько актуальных задач. Одна из них звучала так: «Придумать полиномиальный алгоритм решения задачи MAPF с большими агентами». Константин предупредил, что он предлагал эту задачу другим студентам, аспирантам и ученым, но никто не смог довести ее до конца. Этот комментарий пугал, но я все-таки решил попробовать.
В чем состояла задача
Простыми словами задачу можно объяснить следующим образом. В задаче MAPF дан граф — множество вершин, соединенных ребрами, — и множество агентов, которые расположены в вершинах графа. У каждого агента есть целевая вершина, в которую он хочет попасть, перемещаясь по ребрам. Нельзя допускать конфликты, то есть ситуации, при которых два агента попадают в одну вершину. Требуется определить план переходов, двигаясь по которому агенты смогут попасть в свои целевые вершины, или сказать, что построить такой план невозможно.
MAPF с большими агентами (LA-MAPF — MAPF with large agents) является усложнением предыдущей задачи. Здесь дополнительно граф располагается на плоскости или в пространстве, а каждый агент наделяется геометрической формой — в простом случае окружностями. Теперь конфликты происходят не только когда два агента попадают в одну вершину, но и когда при движении геометрические формы агентов пересекаются в пространстве.
Полиномиальный алгоритм решения задачи MAPF существует и называется Push-and-Rotate, а для LA-MAPF такого алгоритма нет, поэтому вопрос о его разработке был актуален. Особенностью полиномиальных алгоритмов является то, что при увеличении размера входных данных их время работы растет медленнее, чем у неполиномиальных. Поэтому данные алгоритмы интересны не только в теории, но и на практике.
И вот как все было
Сначала я пытался придумать требуемый алгоритм. Для этого были написаны программы для генерации теста задачи, для его решения полным перебором и для визуализации движения агентов в нем. Я выдвигал разные гипотезы и проверял их с помощью этих программ. Но каждый раз я сталкивался с тем, что на каком-то тесте программа не работала. Те проблемы, с которыми сталкивалось мое решение, навели меня на мысль, что решить задачу за полиномиальное время невозможно. Мне показалось, что эта гипотеза объясняла, почему другие тоже не могли решить данную задачу. Поэтому я решил попробовать доказать это.
Здесь мне пригодились знания о теории сложности алгоритмов и о способах доказательства NP-трудности задач, которые я получил в рамках курса «Алгоритмы и структуры данных». Первый успешный результат пришел относительно быстро, а затем потребовалось несколько месяцев упорной работы, созвонов и обсуждений, чтобы упростить доказательство и убедиться в его корректности. В итоге мы пришли к выводу, что задача LA-MAPF NP-трудна, а значит, детерминированного полиномиального алгоритма ее решения не существует при условии, что классы сложности P и NP не равны (данное предположение является одной из задач тысячелетия).
Результат достоен статьи
Константин сказал, что полученный результат является значимым, поэтому мы решили не только показать его на защите курсового проекта (он был оценен на десять баллов), но и поделиться с остальным научным сообществом, опубликовав статью. Конференцию ECAI выбрали, так как она считается одной из престижных — например, наукометрический центр ВШЭ внес ее в список ACONF — и даты подачи заявки в начале мая нам подходили. Мы вложили много сил, чтобы статья оказалась понятна и полезна для читателей, поэтому были рады, когда в начале июля получили одобрение на публикацию.
Структура статьи довольно стандартна: введение, анализ литературы, формулировка задачи, доказательство, обсуждение важности результата и направлений дальнейшей работы. Некоторые разделы взяты из отчета по курсовой работе и переведены на английский язык, но большая часть текста написана специально.
Основная сложность состояла не в написании статьи, а в непосредственной работе над результатом. Было немного страшно, когда времени до защиты курсового проекта становилось все меньше и меньше, а значительных результатов не появлялось. Поэтому когда я сформулировал первую версию доказательства о невозможности решить задачу, был рад, что меня посетила такая идея, а проблема с отсутствием результатов по курсовой упала с моих плеч.
Я доволен проделанной работой. Изначально я не мог ожидать, что смогу придумать что-то, что будет являться значительным достижением в этой области. Приятно осознавать, что наш результат признан не только в рамках защиты проекта, но и на серьезном международном уровне. Здорово, что в работе мне пригодились знания, полученные во время обучения в университете. Я рад, что поступил на ПМИ, ведь учеба здесь интересна и полезна.
Вам также может быть интересно:
ВШЭ ищет новые идеи для ИИ-агентов: стартовал конкурс инициатив
Высшая школа экономики приглашает исследователей и преподавателей представить концепции новых цифровых продуктов на базе искусственного интеллекта. Лучшие проекты получат экспертную и технологическую поддержку. Заявки принимаются до 19 декабря.
В Вышке создан Институт робототехнических систем
Решение об этом принял Ученый совет НИУ ВШЭ. У нового института будет мощная фундаментальная база, он будет сотрудничать с другими профильными подразделениями, вовлекать студентов и аспирантов в исследования и разработки. К каким практическим результатам приведет работа института и как планируется организовать взаимодействие с его индустриальным партнером, «Вышке.Главное» рассказал первый проректор НИУ ВШЭ, директор Института статистических исследований и экономики знаний Леонид Гохберг.
Подведены итоги Конкурса инноваций в образовании — 2025
22 ноября в конгресс-холле Альфа-Банка состоялась церемония награждения финалистов, победителей в номинациях и абсолютного победителя Конкурса инноваций в образовании (КИвО-2025). Он проводится 12-й раз, и сегодня это хорошо известный в образовательном сообществе флагманский проект Высшей школы экономики, объединяющий формальное образование, EdTech и частные инициативы.
От импортозамещения к прорыву: как Россия движется к технологическому суверенитету
Доля импорта в затратах на производство и реализацию продукции в России сократилась почти в два раза с 2021 по 2024 год. Об этом свидетельствуют данные исследования НИУ ВШЭ, представленные на круглом столе, посвященном технологическому суверенитету. Эксперты также обсудили, как перейти от импортозамещения в промышленности к прорыву на глобальных рынках. Мероприятие прошло в рамках Дискуссионного экспертного форума НИУ ВШЭ.
Вышка Онлайн представила документальный фильм о влиянии ИИ на нашу жизнь
27 ноября на всех онлайн-площадках Вышки Онлайн состоялась премьера документального фильма «После промпта» от онлайн-кампуса НИУ ВШЭ. Его авторы исследуют, как искусственный интеллект меняет работу, карьерные траектории и профессиональное развитие специалистов. Это первый видеопроект, полностью реализованный командой онлайн-кампуса НИУ ВШЭ совместно с приглашенным режиссером Ольгой Науменко.
«Показать науку через игру»: в Вышке состоялся фестиваль «Республика ученых»
В середине ноября в атриуме корпуса университета на Покровском бульваре при поддержке Центра академического развития студентов прошел Фестиваль науки НИУ ВШЭ «Республика ученых». Событие помогло студентам познакомиться с различными объединениями исследователей Вышки. В этом году в празднике приняли участие Центр научной интеграции и Центр академического письма, а также студенческие организации, которые представили свою деятельность через интерактивные форматы.
В Национальном форуме ДПО приняли участие свыше 3 тысяч человек
В Высшей школе экономики 20–21 ноября состоялся Национальный форум ДПО. В его работе приняли участие представители вузов, государства, бизнеса, ведущие эксперты в сфере образования и HR. Мероприятия, проходившие в комплексе НИУ ВШЭ в Москве на Покровском бульваре, посетили более 800 человек, а общее число офлайн- и онлайн–участников превысило 3 тысячи.
Ученые обнаружили один из самых долгих случаев ковида
Международная группа исследователей при участии ученых из НИУ ВШЭ изучила необычный образец вируса SARS-CoV-2 у ВИЧ-положительной пациентки. Генетический анализ позволил выявить множественные мутации и установить, что вирус эволюционировал в организме на протяжении 2 лет. Это подтверждает теорию о том, что вирус способен годами оставаться в организме отдельных людей, постепенно накапливать мутации и затем выплескиваться в популяцию. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.
Восьмой международный онлайн-семинар U4U объединил экспертов из 14 стран
Онлайн-кампус НИУ ВШЭ провел двухдневный международный семинар U4U (Universities for Universities), который традиционно служит площадкой для обмена опытом между университетами в области онлайн-обучения. В этом году событие вышло на глобальный уровень и расширило географию. К обсуждению ключевых вызовов и стратегий развития онлайн-образования присоединились международные эксперты и представители университетов со всего мира. Встреча состоялась в онлайн-формате в середине ноября.
Технологический прорыв: исследования Института ИИ и цифровых наук отмечены на AI Journey 2025
Ученые Института искусственного интеллекта и цифровых наук факультета компьютерных наук ВШЭ в рамках Международной конференции AI Journey 2025 представили передовые ИИ-исследования с высоким уровнем научной новизны и практической применимости. Научное решение заведующего Научно-учебной лабораторией матричных и тензорных методов в машинном обучении Максима Рахубы получило премию «Лидеры ИИ — 2025». Заведующий Центром глубинного обучения и байесовских методов Айбек Аланов — среди финалистов премии.


