Фабрика гипотез
Проблематика
На старте научно-исследовательских проектов в НИИ и промышленных лабораториях часто отсутствует системный механизм генерации и приоритизации гипотез. Это приводит к следующим проблемам:
  • Субъективность и зависимость от экспертов — идеи формируются вручную, опираясь на опыт отдельных сотрудников, что снижает воспроизводимость и создаёт «узкие места».
  • Низкая связность с бизнес-частью — предлагаемые гипотезы не всегда связаны с проработкой бизнес-эффекта, что ведёт к дублированию известных решений или игнорированию перспективных направлений.
  • Неэффективное использование исторических данных — накопленные отчёты и результаты экспериментов остаются в виде неструктурированных архивов, не используемых для генерации новых идей.
  • Отсутствие прозрачной оценки — нет единого формата обоснования гипотез: сложно сравнить варианты по новизне, рискам, требуемым ресурсам и ожидаемой ценности.
  • Замедление старта проектов — время на формулировку и согласование исследовательских направлений растягивается, что снижает общую скорость инновационного цикла.
Образ решения
Ваша задача — создать интеллектуальный инструмент, который:
  • Принимает на вход:
  • Целевое свойство или технологическую проблему (например, «повысить жаропрочность сплава на 15%», «снизить себестоимость шихты без потери прочности»)
  • Ограничения: доступное сырьё, бюджет, оборудование, нормативные требования
  • Базу знаний: научные публикации, патенты, внутренние отчёты, исторические эксперименты, данные о материалах и процессах
  • Формирует на выходе:
  • Список проверяемых гипотез (например: «добавка 0.3% ниобия в сплав Х при режиме отжига Y повысит жаропрочность за счёт формирования дисперсных карбидов»)
  • Для каждой гипотезы: обоснование, ссылки на источники, ожидаемый механизм влияния, оценка новизны (по сравнению с известными решениями), риски (технические, экономические), ожидаемая ценность (влияние на целевой KPI)
  • Опционально: дорожную карту проверки — последовательность экспериментов, необходимые ресурсы, критерии успеха/провала
Вы сами определяете архитектуру решения: это может быть система на основе RAG + LLM, граф знаний с логическим выводом, гибридная модель с предсказательными алгоритмами или иной подход. Главное — интерпретируемость, возможность экспертной валидации и интеграция с существующими исследовательскими процессами.
Ключевые требования
  • Полезность для исследователей — гипотезы должны быть конкретными, проверяемыми в лабораторных условиях и релевантными реальной проблематике НИИ.
  • Прозрачность и обоснованность — каждая рекомендация должна сопровождаться понятным обоснованием и ссылками на источники (литература, данные, аналогии).
  • Гибкость входных данных — система должна корректно работать с неполными, разнородными и частично неструктурированными данными.
  • Масштабируемость — архитектура должна позволять подключение новых предметных областей (металлургия, полимеры, композиты и т.д.) без полной перестройки ядра.
  • Интеграция — возможность импорта данных из распространённых форматов (текст, PDF, Excel, базы данных) и экспорта результатов в форматы, удобные для дальнейшей работы (отчёты, задачи в Jira/YouTrack, протоколы экспериментов).
Функциональные требования
  • Приём и предобработка данных
  • Загрузка и парсинг текстовой литературы (статьи, патенты, отчёты)
  • Импорт структурированных данных: параметры экспериментов, составы материалов, результаты испытаний
  • Поддержка метаданных: источники, даты, авторы, условия экспериментов
  • Генерация гипотез:
  • Извлечение сущностей и связей (материалы, параметры, свойства, процессы)
  • Выявление паттернов и пробелов в знаниях
  • Формирование гипотез на основе аналогий, контрфактуального анализа, предсказательных моделей
  • Ранжирование по критериям: новизна, реализуемость, потенциальный эффект, риски
  • Обоснование и визуализация
  • Автоматическое формирование текстового обоснования для каждой гипотезы
  • Привязка к источникам (цитирование, гиперссылки)
  • Визуальное представление связей (графы, диаграммы влияния)
  • Оценка неопределённости и рекомендация по верификации
  • Экспорт и интеграция
  • Генерация бизнес-отчётов в форматах PDF/DOCX (ранжирование результатов, достижение/превышение KPI)
  • Экспорт в форматы задач (CSV, JSON, API для внешних систем)
  • Поддержка обратной связи: возможность экспертам корректировать, оценивать и «обучать» систему
Нефункциональные требования
  • Интерпретируемость — пользователь должен понимать, почему система предложила ту или иную гипотезу.
  • Поддержка мультиязычности (русский/английский/китайский) для работы с международной литературой.
  • Надёжность — корректная обработка «шумных» данных, отсутствующих значений, противоречивых источников.
  • Производительность — генерация первичного набора гипотез за время, приемлемое для интерактивной работы (минуты, не часы).
  • Безопасность — поддержка работы с конфиденциальными данными (локальное развёртывание, шифрование, разграничение доступа).
Дополнительные пожелания
  • Режим «экспертной настройки»: возможность задавать веса критериев ранжирования, исключать определённые направления, добавлять доменные ограничения.
  • Визуальный конструктор дорожных карт проверки гипотез с оценкой ресурсов и сроков.
  • Механизм «обучения на фидбэке»: система учитывает, какие гипотезы были подтверждены/опровергнуты, и корректирует будущие рекомендации.
Дополнительные материалы
Для выполнения задания участникам предоставляется:
  • Примеры входных данных:
  • Фрагменты научных статей и патентов по материаловедению
  • Учебник по обогащению цветных и драгоценных металлов
  • Анонимизированные отчёты о лабораторных экспериментах
  • Рекомендации по архитектуре:
  • Обзор подходов к построению систем генерации гипотез (RAG, Knowledge Graphs, Symbolic AI + ML)
  • Методики оценки новизны и научной ценности гипотез
  • Стандарты метаданных для описания экспериментов (например, ISA-Tab, Allotrope)
  • Инструменты и ресурсы:
  • Открытые датасеты: Materials Project, Citrination, NIMS MatNavi
  • Библиотеки для работы с научными текстами: SciSpacy, GROBID, Semantic Scholar API
  • Фреймворки для построения графов знаний: Neo4j, Apache Jena, Stardog
© Все права защищены · Оператор хакатона PG