Том 14, № 3 (2024)

Рассматривается проблема достижения полноты и единства объективной, субъективной и виртуальной реальности применительно к прикладным задачам проектирования интерактивных пользовательских интерфейсов. В рамках построения иммерсивной среды с помощью современных информационных технологий исследована задача формирования онтологии восприятия. Выделена ключевая роль знака в информационном взаимодействии с учётом индивидуальных особенностей его восприятия пользователями виртуальной реальности. В иммерсивной среде виртуальные знаки могут воплощаться как в качестве наблюдаемых объектов с различной степенью реалистичности, так и непосредственно в форме графических и текстовых знаков, получивших определённое расположение в пространстве. Предложенный подход позволяет задать алгоритм визуального воздействия на человека путём динамического формирования последовательности знаков. Формируемые последовательности образуют очередь визуальных стимулов, корректирующих темпо-ритм интерактивного взаимодействия пользователя с компьютерной системой. Наблюдаемые пользователем знаки можно классифицировать как иконические знаки, соответствующие условным обозначениям или пиктограммам, знаки-индексы, выступающие в качестве указателей на другие объекты и позволяющие размечать пространство в целях ориентации, и знаки-символы, сигнализирующие или предупреждающие об изменении объекта, произошедшем событии или явлении. В статье рассмотрены тестовые примеры поведения пользователя в среде виртуальной реальности. Предложенный подход реализован в программном комплексе психологической диагностики и реабилитации. Особенностью комплекса является контроль вовлечённости пациентов на основе анализа динамики движений головы, мимических движений и траектории взгляда с использованием искусственных нейронных сетей. В случае идентификации событий отвлечения внимания или потери интереса компьютерная система производит адаптацию пользовательского интерфейса путём добавления визуальных стимулов в соответствии с заданными прагматическими правилами. Применение полученных результатов позволило обеспечить адаптацию пользовательского интерфейса и создать возможность для персонализированного подхода к оказанию медицинских услуг.

Когнитивные проблемы освоения графических дисциплин объясняются внедрением компьютерных технологий. На кафедрах графики происходит переориентация учебного процесса на преподавание современных методов компьютерного 3D моделирования. Высказываются мнения о вторичности или даже об отказе от чертежей. В статье предлагается взгляд на чертежи как на разновидность текста. В качестве обоснования «лингвистического поворота» отмечается уникальная роль естественного языка как средства актуализации и распространения знаний. Прослеживается сходство основных свойств чертежей со свойствами текстов. Такими свойствами являются: дискретность элементов, конвенциональность, параметрический стиль описания объектов, концептуальность, иерархическое структурирование, контекстность восприятия. Утверждается, что определяющим условием реализуемости чертежей является не геометрическая точность изображений, а языковая точность, позволяющая «понять» чертёж и установить связь содержимого чертежа с технологиями производства объекта или его компьютерной модели. Обосновывается исключительная роль чертежей как языка техники, отвергается возможность замены чертежей 3D моделированием. Устанавливается взгляд на проектную документацию как на составную часть единой пирамиды знаний. Подчёркивается роль концепции вычислимых знаний в эффективном использовании знаний. Приводится список вопросов, которые могут быть включены в содержание преподавания «языка техники».

Для автоматизации рабочих процессов аптечного пункта предлагается информационная система на основе фармацевтической онтологии. Сущностями в разработанной онтологии являются лекарственные средства, симптомы и заболевания. В качестве источников описаний отношений между сущностями используются инструкции к лекарственным средствам, препаратам и их аналогам. Основные свойства препарата описываются его характеристиками: название, срок годности, фармакологическая группа, место хранения, форма отпуска, производитель, цена и др. Особенностями спроектированной информационной системы являются: возможность поиска лекарственных средств и препаратов из числа имеющихся в аптеке и внесённых в онтологию по симптому или заболеванию; ограничение продажи лекарственных средств, имеющих противопоказания у покупателя. Функционирование большинства модулей информационной системы осуществляется с использованием машины логического вывода онтологии. Для каждого конкретного процесса проводится автоматическая проверка согласованности ограничений в онтологии с учётом специфики хранения, отпуска и продажи фармацевтических препаратов. К особенности разработанной информационной системы можно отнести её способность осуществлять семантический поиск по объектам фармацевтической онтологии.

Описана модель лингвистического графа знаний тюркских языков TurkLang, которая положена в основу программных продуктов для компьютерной обработки тюркских языков. Базовыми элементами новой модели лингвистических графов знаний являются минимальные значимые единицы языка – морфемы. В структуре графа знаний отражены свойства морфемы на морфонологическом, морфологическом, синтаксическом и семантическом уровнях. Подобная модель в наибольшей степени соответствует структурно-функциональным особенностям тюркских языков, как языков агглютинативного типа, и позволяет полно и прагматически-ориентированно описывать потенциальные возможности тюркских языков и их проявления в текстах. Свойства модели использованы в программных продуктах, связанных с семантической обработкой текстов, в составе лингвистического портала «Тюркская морфема» и новой версии электронного корпуса татарского языка «Туган тел». Единая модель лингвистического графа знаний тюркских языков, представленная в статье, позволяет обеспечить полную совместимость программных продуктов, реализуемых для тюркских языков, использовать единую систему понятий и терминов в лингвистических исследованиях. Для тюркских языков это актуально, поскольку многие разработчики используют модели, созданные для языков с другой структурой (английской, русской и др.), а эти модели не соответствуют в полной мере структуре тюркских языков, не позволяют отразить весь коммуникативный и когнитивный потенциал и лексико-грамматические особенности тюркских языков.

Исследования посвящены развитию методов кластерного анализа, в частности методов кластеризации с частичным привлечением учителя, в которых при отнесении объектов к классам анализируются фоновые знания из предметной области. Традиционный подход к решению рассматриваемой задачи состоит в модификации существующих методов кластеризации, большинство из которых является методами локального поиска. В статье развивается подход к систематическому поиску оптимальных разбиений в рамках парадигмы программирования в ограничениях. Оригинальность представленных исследований состоит в том, что задачу кластеризации предложено решать как задачу удовлетворения ограничений, причём для моделирования ряда основных и дополнительных условий используются специализированные табличные ограничения – смарт-таблицы D-типа. Для организации процедур логического вывода на смарт-таблицах D-типа используются правила редукции табличных ограничений. Обсуждаются преимущества данного подхода. Показано, как анализ одного из оптимальных решений может помочь в выявлении объектов, лежащих на границе кластеров, и объектов, принадлежащих одному и тому же кластеру при любом оптимальном разбиении.

В процессе сотрудничества человека и машины часто возникают повторяющиеся проблемы, что мотивировало обращение к паттернам сотрудничества, которые содержат готовые схемы решения для многократно возникающих однотипных проблем. Целью исследований является разработка моделей, способствующих организации человеко-машинного сотрудничества при поддержке принятия решений на основе паттернов сотрудничества. В работе использованы методы концептуального, онтологического и сценарного моделирования. По описаниям паттернов сотрудничества, обнаруженным в различных проблемных областях, построены концептуальные модели, представляющие пять видов паттернов: организационные паттерны, когнитивные паттерны, паттерны информационного взаимодействия, паттерны процесса и паттерны совместной инженерии. Разработаны онтологическая модель паттерна сотрудничества и онтология паттернов человеко-машинного сотрудничества, объединяющая различные виды таких паттернов. Разработанные модели являются новым результатом, позволяющим унифицировать существующие подходы к описанию паттернов сотрудничества. Предложен вариант сценария, показывающий возможность использования разработанной онтологии для поддержки принятия решений. Разработанные модели для организации человеко-машинных коллективов и их деятельности могут способствовать повышению качества решений за счёт использования паттернов решений для однотипных проблем и обеспечению эффективного сотрудничества человека и машины.