Zatrzymać najlepszych – trendy w kształceniu w zakresie sztucznej inteligencji na poziomie doktoranckim

Świat goni za AI, prywatne firmy prześcigają się w kolejnych osiągnięciach, a na polskich uczelniach w kwestii edukacji w zakresie sztucznej inteligencji wciąż pozostaje wiele do zrobienia.

Gwałtowny rozwój sztucznej inteligencji (AI) w ostatnich kilku latach uświadomił rządom wielu krajów, jaki potencjał kryje w sobie sztuczna inteligencja. Kluczowym wyzwaniem jest zdolność zatrzymywania rodzimych talentów w krajowym systemie badawczym oraz przyciągania talentów zagranicznych – gdyż to właśnie ten czynnik stanowi o sile danego państwa lub regionu w tym sektorze. IDEAS NCBR, polski ośrodek badawczo-rozwojowy prowadzący badania w dziedzinie sztucznej inteligencji, postanowił przyjrzeć się dynamice kształcenia specjalistów AI. W tym celu we współpracy z OPI przeanalizowano dane o obronach rozpraw doktorskich z obszaru AI w Polsce.

– Raport powstał w oparciu o największy i najbardziej kompletny zbiór danych dotyczący sektora szkolnictwa wyższego w Polsce: system POL-on. W przypadku informacji o rozprawach doktorskich nie ma innego źródła, które pozwoliłoby na dokładniejsze określenie liczby młodych ekspertów w dziedzinie AI – mówi dr Gabriela Dzięgiel-Fivet, analityczka danych z Ośrodka Przetwarzania Informacji – Państwowego Instytutu Badawczego. – Należy przy tym pamiętać, że AI jest dziedziną wybitnie aplikacyjną. Analiza rozpraw doktorskich jest bardzo istotna, ale stan badań prowadzonych w tej dziedzinie w ramach projektów naukowych i wdrożeniowych oraz przez środowisko biznesowe jest dużo szerszy – dodaje ekspertka OPI.

Co trzeci doktorat w dyscyplinach związanych z informatyką na temat AI

W ciągu ostatniego 3,5 roku tylko 207 osób w Polsce obroniło doktoraty o sztucznej inteligencji w dyscyplinach związanych z informatyką. Mimo że z roku na rok obserwujemy trend wzrostowy, jest to naprawdę niewielki odsetek, jeśli weźmiemy pod uwagę, że w tym czasie liczba nadanych stopni doktorskich w Polsce wyniosła ponad 19 tys. Średnio rokrocznie ok. 4,7 tys. osób uzyskiwało stopień doktora, a tylko około 50 z nich  w obszarze AI w dyscyplinach okołoinformatycznych. Dzieje się tak, pomimo że AI jest obszarem najbardziej dynamicznego rozwoju naukowego, gdzie innowacje pojawiają się najszybciej.

– Rozwój technologii sztucznej inteligencji zależy od dostępu do wielkich zbiorów danych, mocy obliczeniowych, ale przede wszystkim od talentów. Ile takich talentów najwyższej próby mamy w Polsce, do tej pory nie policzyliśmy – wyjaśnia Grażyna Żebrowska, członkini zarządu IDEAS NCBR. – W raporcie przygotowanym wspólnie z OPI po raz pierwszy dokonaliśmy oszacowania liczby osób, które obroniły w Polsce doktoraty z obszaru AI. Podobnie jak inne kraje, mierzymy się z niedoborem doktorantów, ale również kadry, która jest w stanie uczyć nowe pokolenie. Mimo, że nigdy dotąd nie mieliśmy tak dużego zapotrzebowania na wykwalifikowanych ekspertów w tej dziedzinie, nie kształcimy ich w Polsce na taką skalę, na jaką powinniśmy, jeżeli chcemy mieć swoje miejsce w światowym ekosystemie AI. Ważne jest, żeby zachęcić młodych ludzi do pozostania w nauce i zadbać o to, żeby mieli dobrych nauczycieli. Tu widzę istotną rolę IDEAS NCBR.

W których miastach najwięcej osób zdobywa doktoraty z AI?

W badanym okresie 71% prac doktorskich ze sztucznej inteligencji powstało w ramach studiów doktoranckich, zaś pozostałe – w trybie eksternistycznym. 

Spośród 222 podmiotów z sektora nauki i szkolnictwa wyższego, w latach 2020-2023 tylko 33 doktoryzowały z dyscyplin związanych z informatyką, a 27 przyznawało ten stopień naukowy na podstawie prac o tematyce dotyczącej sztucznej inteligencji. 

Najwięcej stopni doktora z obszaru sztucznej inteligencji nadały Politechnika Wrocławska (31), Politechnika Warszawska (27) i Akademia Górniczo-Hutnicza (25). Najważniejsze ośrodki kształcenia w zakresie sztucznej inteligencji, wyznaczone na podstawie danych o doktoratach, to Warszawa, Wrocław, Kraków, Poznań i Gliwice.

Generation gap

Różnice pokoleniowe w obszarze nauki o sztucznej inteligencji ujawniają się w rozkładzie ekspertów i ich afiliacji do różnych instytucji naukowych, a także reprezentowanych dziedzin. Na polskich uczelniach i w instytucjach naukowych panuje niedostatek doświadczonych badaczy AI, którzy mogliby być mentorami studentów i doktorantów.

Łącznie 269 promotorów i recenzentów rozpraw doktorskich z tematyki sztucznej inteligencji, wpisanych do bazy POL-on, pracowało w 66 instytucjach naukowych. Najwięcej – 29 osób – było zatrudnionych w Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. Co dziesiąty z promotorów i recenzentów pracował na Politechnice Warszawskiej, 17 zatrudniała Politechnika Wrocławska, 16 – Politechnika Gdańska, 15 – Politechnika Śląska, 12 – Politechnika Poznańska, a 10 – Politechnika Łódzka. Politechnika Opolska i Uniwersytet Warszawski miały po 8 takich pracowników, a Politechnika Częstochowska i Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie – po 7.

Tytułem profesorskim legitymowało się 47% promotorów i recenzentów prac ze sztucznej inteligencji, 51% posiadało stopień doktora habilitowanego, blisko 1% stopień doktora.

Najczęściej promotorzy i recenzenci rozpraw doktorskich o tematyce AI reprezentowali dyscypliny takie, jak: informatyka techniczna i telekomunikacja; automatyka, elektronika i technologie kosmiczne oraz informatyka. Niewielu przedstawicieli reprezentowało kierunki takie, jak: inżynieria biomedyczna, inżynieria środowiska, energetyka czy nauki o bezpieczeństwie, gdzie AI gra coraz ważniejszą rolę.

– W polskim środowisku akademickim, szczególnie w dziedzinie sztucznej inteligencji, widoczna jest luka pokoleniowa, wynikająca głównie z dynamicznego rozwoju technologii i odchodzenia do pracy w przemyśle IT doświadczonej kadry akademickiej zdolnej do przekazywania wiedzy na najwyższym poziomie – wyjaśnia dr hab. Piotr Sankowski, prof. UW, prezes IDEAS NCBR. – Młodzi naukowcy często wybierają karierę w sektorze prywatnym, gdzie mogą bezpośrednio aplikować najnowsze odkrycia i technologie, pozostawiając uczelnie w tyle za szybko postępującymi innowacjami. To tworzy wyzwanie w kształceniu kolejnych pokoleń ekspertów AI, którzy są kluczowi dla przyszłości polskiej nauki i gospodarki.

Gender gap

Jak wynika z raportu IDEAS NCBR, tylko 12% rozpraw doktorskich ze sztucznej inteligencji zostało napisanych przez kobiety. Nie odbiegało to znacząco od proporcji kobiet wśród autorów wszystkich prac z dyscyplin związanych z informatyką, wynoszącej 13%. Największy udział kobiet – 18% – odnotowano wśród prac z tematyki sztucznej inteligencji w dyscyplinie automatyki, elektroniki, elektrotechniki i technologii kosmicznych, zaś najmniejszy – 8% – w dyscyplinie informatyki technicznej i telekomunikacji. Kobieta była autorką tylko jednej spośród ośmiu rozpraw doktorskich dotyczących sztucznej inteligencji w dyscyplinie informatyki w ramach nauk ścisłych i przyrodniczych. Gender gap podkreśla również liczba promotorek i recenzentek rozpraw ze sztucznej inteligencji. Tylko 10% wszystkich promotorów i recenzentów stanowiły kobiety.

– Dane przedstawione w raporcie IDEAS NCBR potwierdzają występowanie problemu gender gap w nauce, szczególnie w tak dynamicznie rozwijającej się dziedzinie jak sztuczna inteligencja – wyjaśnia Grażyna Żebrowska, członkini zarządu IDEAS NCBR. – Ta dysproporcja nie tylko podkreśla stereotypy i bariery, które utrudniają kobietom karierę naukową w technologii, ale także wskazuje na potencjalną utratę różnorodności perspektyw, co może wpływać na kierunek i jakość prowadzonych badań nad AI. Wyzwanie to wymaga zatem zwiększenia liczby kobiet w AI, a także wsparcia ich w roli liderek akademickich i mentorek dla przyszłych pokoleń.

O metodologii badania

Badanie przeprowadzono analizując dane z systemu POL-on dotyczące rozpraw doktorskich obronionych między początkiem 2020 a połową 2023 roku. Aby zwiększyć szanse znalezienia badań rozwijających metody AI, a nie tylko korzystających z gotowych narzędzi, w raporcie ograniczono się do przeszukiwania prac z trzech dyscyplin naukowych: informatyki technicznej i telekomunikacji; automatyki, elektroniki, elektrotechniki i technologii kosmicznych oraz informatyki w ramach dziedziny nauk ścisłych i przyrodniczych. Rozprawy z tematyki sztucznej inteligencji wytypowano przeszukując tytuły i streszczenia w poszukiwaniu ponad 700 słów kluczowych wytypowanych przez naukowców badających AI. Znalezione prace zostały dodatkowo zweryfikowane ręcznie przez specjalistów z OPI, aby wykluczyć możliwość użycia wyszukiwanych terminów w kontekście niedotyczącym sztucznej inteligencji. W okresie objętym badaniem zmienił się format bazy danych dotyczącej rozpraw, co miało wpływ, między innymi, na ograniczoną dostępność danych dotyczących promotorów prac doktorskich. Przy interpretacji wyników należy pamiętać, że uwzględniono jedynie prace z trzech dyscyplin naukowych, a badaniami w dziedzinie AI zajmują się również badacze z innych dziedzin. Ponadto analizie poddano tylko prace doktorskie, a nie prace dyplomowe z niższych poziomów studiów.

O IDEAS NCBR

IDEAS NCBR sp. z o.o. to ośrodek badawczo-rozwojowy działający w obszarze sztucznej inteligencji, powołany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Naszą misją jest wsparcie rozwoju tej technologii w Polsce poprzez stworzenie platformy łączącej środowisko akademickie z biznesowym. Budujemy największą w Polsce przestrzeń przyjazną prowadzeniu innowacyjnych badań na światowym poziomie. Kształcimy nowe pokolenie naukowców, ukierunkowanych na praktyczne zastosowanie opracowanych algorytmów oraz ich późniejszą komercjalizację w przemyśle, finansach, medycynie i innych gałęziach gospodarki.

O Ośrodku Przetwarzania Informacji – Państwowym Instytucie Badawczym (OPI)

Interdyscyplinarny instytut naukowy i lider w tworzeniu oprogramowania systemów informatycznych dla polskiej nauki i szkolnictwa wyższego. Posiada wiedzę o prawie każdym polskim naukowcu, jego projektach czy aparaturze badawczej. Gromadzi, analizuje i tworzy informacje o sektorze badań i rozwoju, wpływając tym samym na kształt polskiej polityki naukowej. OPI tworzy inteligentne systemy informatyczne dla sektora publicznego oraz wykorzystywane w celach komercyjnych.

Główne obszary badań prowadzonych w instytucie to: algorytmy uczenia maszynowego, algorytmy przetwarzania języka naturalnego, analiza sentymentu, sieci neuronowe, odkrywanie wiedzy z danych tekstowych, interakcja człowiek-komputer (HCI), systemy komputerowego wspomagania decyzji, sztuczna inteligencja. 

www.opi.org.pl