«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:
Исчезнувший сигнал: как солнечная активность заглушила радиоголос Земли
Исследователи из НИУ ВШЭ и ИКИ РАН проанализировали данные спутника ERG (Arase) за семь лет и впервые подробно описали новое радиоизлучение Земли — гектометровый континуум, открытый в 2017 году. Выяснилось, что это излучение возникает спустя несколько часов после заката и исчезает через 1–3 часа после восхода Солнца. Чаще всего его фиксировали в летние месяцы, реже — весной и осенью. Однако к середине 2022 года, когда Солнце вошло в фазу повышенной активности, излучение полностью исчезло, но ученые предполагают, что сигнал может вернуться. Исследованиео публиковано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Студенты-культурологи прошли полевую практику в исследовательской экспедиции Лицея ВШЭ
Две недели студенты образовательной программы «Культурология» Высшей школы экономики провели в старинном поморском поселке Умба на Мурманском берегу, где руководили проектными группами учеников Лицея Вышки. Учащиеся факультета гуманитарных наук помогли лицеистам в изучении местной культуры, исторической памяти и трансформации ценностей.
Физики из ВШЭ рассказали, как управлять вихрями в двумерной турбулентности
Как поведение турбулентных потоков меняется под действием внешнего воздействия, выяснили исследователи Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН и факультета физики НИУ ВШЭ. Они показали, что даже небольшое подкручивание извне может стабилизировать систему, продлевая жизнь крупных вихрей. Такие результаты помогут точнее моделировать атмосферные и океанические потоки. Работа опубликована в журнале Physics of Fluids.
Всероссийский лекторий РНФ стартовал в НИУ ВШЭ
С 20 по 24 октября Российский научный фонд проводит ежегодный всероссийский лекторий, в рамках которого его грантополучатели выступают с открытыми лекциями в научных и образовательных организациях по всей стране. Первое мероприятие лектория состоялось в Высшей школе экономики и было посвящено грантовой поддержке университетов: междисциплинарным исследованиям и кооперации с индустриальными партнерами.
«Союз аграриев и айтишников не просто возможен, но чрезвычайно продуктивен»
В Московском институте электроники и математики им. А.Н. Тихонова (МИЭМ) ВШЭ завершился студенческий хакатон “Technoforge: AgroTECH”, организованный совместно с группой компаний «ЭкоНива». В течение 15 дней студенты из 32 ведущих вузов работали над технологическими прототипами для решения реальных задач агропромышленного комплекса.
Российские ученые изучили различия в объеме поражений мозга после инсульта у детей разного возраста
Команда российских ученых и медиков при участии Софьи Куликовой из НИУ ВШЭ в Перми сравнила объем и характер поражений мозга у детей, перенесших инсульт в первые четыре недели жизни и в возрасте до двух лет. Выяснилось, что чем младше ребенок, тем обширнее зоны поражения мозга, особенно в лобных и теменных долях, отвечающих за движение, речь и мышление. Исследование, опубликованное в журнале Neuroscience and Behavioral Physiology, помогает понять, как возраст влияет на характер и масштаб поражений, и закладывает основу для разработки персонализированных программ реабилитации после инсульта в раннем детстве.
«Практическое руководство по построению бизнеса и ведению переговоров в Китае»
Школа международного сотрудничества НИУ ВШЭ реализовала интенсивную программу повышения квалификации «Восточная перспектива: конкурентные стратегии бизнеса и сегментация рынка в Китае». Ее слушателями в рамках корпоративного проекта обучения SKA (Skills, Knowledges, Attitudes) стали сотрудники Группы «Илим» — крупнейшей целлюлозно-бумажной компании России.
«Искусственный интеллект» — лидер по итогам приема на онлайн-программы НИУ ВШЭ
Онлайн-магистратура «Искусственный интеллект» факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ показала рекордные результаты. В этом году на нее подали документы 987 абитуриентов — это абсолютный максимум среди всех магистерских программ Вышки. К обучению приступил 351 первокурсник, что обеспечило программе лидирующую позицию по общему объему приема среди онлайн-магистратур университета.
«Поворот прочь от стереотипов»: в Москве прошла конференция «Исследуя сообщество глухих»
В московском Доме культуры «ГЭС-2» 17–19 октября прошла Третьяежегодная междисциплинарная конференция «Исследуя сообщество глухих — 2025: на периферии внимания», организованная при участии Международной лаборатории исследований социальной интеграции НИУ ВШЭ. На открытии мероприятия выступила проректор НИУ ВШЭ Ирина Мартусевич.
Магистратура объединяет: вышел сборник исследований студентов ВШЭ, Университета Кампинаса и Университета Цинхуа
Студенты магистерской программы ИСИЭЗ ВШЭ «Управление в сфере науки, технологий и инноваций» совместно с Университетом Кампинаса (Бразилия) и Университетом Цинхуа (Китай) выпустили сборник исследований “Being Innovative or Being on the Safe Side — Managing the Risk of Failure”. Авторы проанализировали восприятие рисков и готовность к инновациям в организациях с учетом культурного контекста.


