The use of neurotechnologies to achieve personalized informational and cognitive results in solving complex scientific and technical problems
Table of contents
Share
Metrics
The use of neurotechnologies to achieve personalized informational and cognitive results in solving complex scientific and technical problems
Annotation
PII
S207751800009333-5-1
DOI
10.18254/S207751800009333-5
Publication type
Article
Статус публикации
Published
Authors
Evgeny Loginov 
Occupation: Deputy Director
Affiliation: Institute for Economic Strategies
Address: Russian Federation, Moscow
Evgeny Grabchak
Occupation: Deputy Minister of Energy of the Russian Federation
Affiliation: Ministry of Energy of Russian Federation
Address: Russian Federation, Moscow
Alexander Shkuta
Affiliation: Finance University under the Government of the Russian Federation
Address: Russian Federation, Moscow
Abstract

The author analyzes the problems of the formation of the software and hardware basis for neurocontrol of the processes of interaction of specialists as cognitive agents to ensure network operation of their intellectual activity when performing complex scientific and technical tasks with an expanded creative component. The necessity of taking cognitive semantics into account for the semantic interpretation of factors corresponding to hard-to-formulate mental phenomena in the context of blurring the boundaries between physical, cognitive and digital reality in relation to the "human - intellectual virtual environment - computer" supersystem is substantiated. The necessity of moving from the collection and interpretation of information signals when managing specialists to modeling and multicriteria neurocorrection of models of the brain and mental activity of cognitive agents in the framework of the human-machine process "immersion - presence - unity with an intelligent virtual environment - generation of electronic content" is substantiated.

Keywords
neurocontrol, cognitive agents, information system, neurointerface, virtual reality, digital technologies, consciousness, psyche, exocortex technology
Received
22.04.2020
Date of publication
09.06.2020
Number of purchasers
29
Views
693
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite Download pdf

To download PDF you should sign in

Additional services access
Additional services for the article
Additional services for all issues for 2020
1 Введение. Современная ситуация актуализировала решение проблем сетевого оперирования интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач с расширенной творческой компонентой [4; 17]. Такой специалист (ученый, инженер и пр.) может быть представлен в информационной системе как когнитивный агент, каждый из которых является одновременно потребителем, генератором и операционным узлом сетевого обмена интеллектуальным электронным контентом в рамках суперсистемы «человек-интеллектуальная виртуальная среда-компьютер».
2 Решение сложных научно-технических задач творческого характера требует формирования распределенной иерархически управляемой системы семантической интерпретации факторов, соответствующих трудноформализуемым мыслительным феноменам [13]. Задача формирования эффективной системы семантической интерпретации факторов, соответствующих трудноформализуемым мыслительным феноменам, определяет необходимость выработки нового комплексного подхода к внедрению сервисов, которые адаптивно поддерживают активно-когнитивное состояние мозга в пределах регулируемого диапазона эмоций [11; 18]. При этом, нейроуправление воспринимается авторами как квази-единый процесс точкой соприкосновения компонентов которого является системный фактор размывания границ между физической, когнитивной и цифровой реальностью [1].
3 Подходы к нейроуправлению процессами взаимодействия когнитивных агентов на стыке информационных, социальных, когнитивных и биотехнологий. Предлагаемый подход основан на возможности и целесообразности формирования у когнитивного агента - на основе технологии «экзокортекса» – искусственных частей психики, поддерживаемых машинами и синхронизируемых с естественной психикой для интеграции коллективов сотрудников (когнитивных агентов) в квази-единую систему.
4 Необходим переход к управленческой модели оптимизации коллективной деятельности когнитивных агентов при решении сложных задач (научные и инженерные проекты) с большой трудноформализуемой неметрической творческой компонентой на основе автоматизированного детектирования мысленных команд при реализации человеко-машинного процесса «погружение - присутствие - единение с интеллектуальной виртуальной средой - генерирование электронного контента» [2]. Автоматизированное детектирование мысленных команд должно быть реализовано на базе использования неинвазивных нейроинтерфейсов в рамках единой физическо-когнитивно-цифровой цепочки [5; 7].
5 Функциональная и структурная сложность современных процессов сетевого оперирования интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач обусловливает особые требования к объемам, качеству и надежности нейроуправления процессами взаимодействия когнитивных агентов на стыке информационных, социальных, когнитивных и биотехнологий. Нейроуправление, при его комплексной организации, включает в себя элементы, обеспечивающие семантическую интерпретацию факторов, соответствующих трудноформализуемым мыслительным феноменам.
6 Эти требования удовлетворяются путем создания опорной информационной системы, собирающей все доступные данные и обладающей, необходимой архитектурой и фукциональностями для внедрения сервисов, которые адаптивно поддерживают активно-когнитивное состояние мозга в пределах регулируемого диапазона эмоций [8; 12]. Работа такой системы должна реализовываться за счет существенного расширения специализированных коммуникационных интерфейсов, интегрированных с нейро- и био- интерфейсами [6; 14].
7 Необходима выработка общих – для оптимизации коллективной деятельности когнитивных агентов - стандартов оборота информации для формирования программно-аппаратной основы в суперсистеме «погружение - присутствие - единение с интеллектуальной виртуальной средой - генерирование электронного контента» для обеспечения семантической интерпретации факторов, соответствующих трудноформализуемым мыслительным феноменам. То есть, для обеспечения конвергентности (устойчивой сходимости) групповых мыслительных процессов необходима общая платформа консолидации данных, получаемых от различных систем при выполнении ими сложных научно-технических задач вместе с обработкой слабоструктурированных данных в рамках автоматизированного детектирования мысленных команд для определения прогностических нейромаркеров, указывающих на изменение состояния сознания и психики когнитивного агента.
8

Встраивание технологий обработки больших данных (Big data) с использованием неинвазивных нейроинтерфейсов в рамках единой физическо-когнитивно-цифровой цепочки. Полицентрическая информационно-вычислительная платформа может рассматриваться как интегрирующий элемент оптимизации коллективной деятельности когнитивных агентов с высокой степенью автономности на основе встраивания технологий обработки больших данных (Big data) с использованием неинвазивных нейроинтерфейсов в рамках единой физическо-когнитивно-цифровой цепочки. Такая платформа необходима для внедрения значительно более высокого уровня сложности сервисов, которые адаптивно поддерживают активно-когнитивное состояние мозга в пределах регулируемого диапазона эмоций путем нейрокоррекции моделей работы мозга и психической деятельности.

9 Структурирование процессов генерирования электронного контента в привязке к когнитивным, нервным, эмоциональным или иным физиологическим реакциям организма может быть реализовано с использованием гиперграфа операций, ребра которого задают ограничения, а узлы регламентируют последовательность операций, формирующего сценарии воздействия на психику на биофизиологическом и психосемантическом уровнях.
10 Формирование интеллектуальных систем управления потоками и структурой информации, поступающей человеку из разных перцептивных потоков, должна быть направлена на формирование безбарьерной информационной среды для мониторинга и интегрированного управления в отношении динамичной подстройки - компоновки обратной связи с аудио-, визуально-, электромагнитной и т.п. активацией определенного участка мозга при одновременной стимуляции посредством нескольких перцептивных каналов на основе единой для всей суперсистемы «человек-интеллектуальная виртуальная среда-компьютер» логической модели данных. Такая модель позволит снизить потребности в преобразовании данных в привязке к когнитивным, нервным, эмоциональным или иным физиологическим реакциям организма для различных методов формирования искусственных частей психики, поддерживаемых машинами и синхронизируемых с естественной психикой.
11 При налаживании многокритериальной нейрокоррекции моделей работы мозга и психической деятельности когнитивных агентов требуется формирование распределенной системы семантической интерпретации факторов, соответствующих трудноформализуемым мыслительным феноменам на основе организации интегрированной среды обмена данными – на основе встраивания технологий обработки больших данных (Big data) с использованием неинвазивных нейроинтерфейсов.
12 Полицентрическая информационно-вычислительная платформа является инструментом системной оптимизации нейроуправления процессами взаимодействия когнитивных агентов со сложными топологиями взаимных связей элементов системы «человек-интеллектуальная виртуальная среда-компьютер» для обеспечения конвергентности (устойчивой сходимости) групповых мыслительных процессов. В этих условиях необходимо разработать подходы к формированию информационных систем способных решать комплексные задачи динамичной подстройки - компоновки с аудио-, визуально-, электромагнитной и т.п. активацией определенного участка мозга при одновременной стимуляции посредством нескольких перцептивных каналов с учетом когнитивных семантик.
13 Наиболее эффективно это можно реализовать на принципах управления интегрированными коммуникациями когнитивных агентов за счет использования преимуществ конвергенции телекоммуникационных и вычислительных сервисов для управления потоками и структурой информации, поступающей человеку из разных перцептивных потоков с применением облачных принципов, предполагающих распределенную и удаленную обработку и хранение данных. Такая система может быть архитектурно формализована как полицентрическая платформа для интеграции сервисов сетевого оперирования интеллектуальной активностью коллективов когнитивных агентов [10].
14

Повышение эффективности механизмов взаимодействия когнитивных агентов.  В качестве системы мер, направленных на повышение эффективности механизмов взаимодействия когнитивных агентов необходимо:

15
  1. Анализ особенностей функционирования российской системы управления коллективами специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач с расширенной творческой компонентой в целом и ее отдельных организационных механизмов, определение путей формирования информационно-вычислительной среды для интерпретации ситуации и оптимизационного моделирования процессов коллективного взаимодействия когнитивных агентов.
  2. Формулировка основных требований к полицентрической информационно-вычислительной платформе с элементами искусственного интеллекта с новыми коммуникационными интерфейсами, нейро- и био- интерфейсами, интегрирующую сегменты информационно-телекоммуникационной инфраструктуры нейроуправления процессами взаимодействия когнитивных агентов.
  3. Разработка управленческой модели сбора и анализа больших объемов сложноструктурируемой информации в отношении когнитивных агентов с применением передовых алгоритмов обеспечения конвергентности (устойчивой сходимости) групповых мыслительных процессов, в том числе, с учетом перспективных технологий детектирования процессов работы мозга и нервной системы человека, формирующихся в рамках тенденции размывания границ между физической, когнитивной и цифровой реальностью.
  4. Разработка информационно-вычислительной среды для реализации нового подхода к оптимизации коллективной деятельности когнитивных агентов при решении сложных задач (научные и инженерные проекты) с большой трудноформализуемой неметрической творческой компонентой с учетом когнитивных семантик, которые обеспечивают программно-аппаратную реализацию сигналов, комплексно воздействующих на психику на биофизиологическом и психосемантическом уровнях.
  5. Анализ проблем преодоления имеющихся ограничений для оперирования интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач на базе агентной методики имитации информационных взаимодействий для преобразования существующих систем нейроуправления процессами взаимодействия когнитивных агентов на стыке информационных, социальных, когнитивных и биотехнологий с учетом размывания границ между физической, когнитивной и цифровой реальностью.
  6. Разработка концепции оптимизации коллективной деятельности когнитивных агентов на основе внедрения полицентрической информационно-вычислительной платформы с элементами искусственного интеллекта с новыми коммуникационными интерфейсами, нейро- и био- интерфейсами путем налаживания взаимодействия когнитивных агентов как высокодинамичной совокупности сложных разноуровневых потоков информации, поступающей человеку из разных перцептивных потоков со значительным числом динамично отклоняющихся операционных переменных.
  7. Развитие методики практического конструирования процедур оперировании интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач с расширенной творческой компонентой, разработка инструментального приложения программно-аппаратной реализации сигналов, комплексно воздействующих на психику на биофизиологическом и психосемантическом уровнях с учетом хронотипа, участников, ролевой структуры и ресурсной базы взаимодействия когнитивных агентов.
16 Для этого необходимо уточнить возможности интеграции когнитивных агентов в рамках многоагентной системы для расширения возможностей оптимизации их взаимодействия на основе нейротехнологий, формирующих новую инструментальную среду жизнепроявления человека в отношениях с самим собой, с другими людьми и с социумом. При этом, желательно учесть необходимость упорядочения высокодинамичной совокупности оборота сложных разноуровневых пакетов информации, поступающей человеку из разных перцептивных потоков со значительным числом динамично отклоняющихся операционных переменных.
17 Требуется организовать условия для перехода к распределению участников коллективных научно-технических проектов как, своего рода, операционных узлов в рамках полицентрической информационно-вычислительной платформы для получения возможности производить переконфигурацию нейропротоколов передачи, обмена и синтеза знаний [3; 15]. Такая трансформация структуры нейропротоколов необходима для формирования адаптированных к конкретному индивиду информационных траекторий с учетом когнитивных семантик при решении проблемы достижения персонализированных информационно-когнитивных результатов, в т.ч. в отношении нейрокоррекции моделей работы мозга и психической деятельности когнитивных агентов [16]. В рамках организации нейроуправления процессами взаимодействия когнитивных агентов необходимо:
18
  • сформировать направления развития информационной системы для интерпретации ситуации и оптимизационного моделирования процессов коллективного взаимодействия в привязке к когнитивным, нервным, эмоциональным или иным физиологическим реакциям организма в рамках полицентрической информационно-вычислительной платформы с элементами искусственного интеллекта;
  • разработать стратегию использования технологии «экзокортекса» – искусственных частей психики, поддерживаемых машинами и синхронизируемых с естественной психикой с новыми коммуникационными интерфейсами, нейро- и био- интерфейсами для нейрокоррекции моделей работы мозга и психической деятельности когнитивных агентов;
  • выделить основные блоки совершенствования нейропротоколов передачи, обмена и синтеза знаний с кооперированной структурой формирования адаптированных к конкретному индивиду информационных траекторий с учетом когнитивных семантик для решения проблемы достижения персонализированных информационно-когнитивных результатов;
  • обосновать направления обеспечения конвергентности (устойчивой сходимости) групповых мыслительных процессов при выполнении задач сетевого оперирования интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач с расширенной творческой компонентой с учетом биосоциальных (пол, возраст, национальность и т.п.) и психосоциальных качеств (дружелюбность, агрессивность, враждебность, авторитарность, интеллект, социальный статус), а также поддерживают у когнитивных агентов активно-когнитивное пр.) в рамках преобразования существующих сложноструктурируемых систем нейроуправления с учетом размывания границ между физической, когнитивной и цифровой реальностью.
19

Заключение. При реализации вышеперечисленных мероприятий должна быть разработана целостная концепция сетевого оперирования интеллектуальной активностью коллективов специалистов при выполнении ими сложных научно-технических задач с расширенной творческой компонентой. При этом, необходимо сочетание анализа и интерпретации когнитивных семантик с автоматизированным детектированием мысленных команд как основы для программно-аппаратной реализации сигналов, комплексно воздействующих на психику на биофизиологическом и психосемантическом уровнях для нейрокоррекции моделей работы мозга и психической деятельности когнитивных агентов [9].

20 Предлагается оптимизация кооперационного взаимодействия когнитивных агентов в рамках полицентрической информационно-вычислительной платформы с элементами искусственного интеллекта с новыми коммуникационными интерфейсами, нейро- и био- интерфейсами различных когнитивных агентов. Такая платформа должна позволить сформировать механизмы и интегрировать функции управления, контроля и распределения информации в единой системе сервисов, которые адаптивно поддерживают активно-когнитивное состояние мозга в пределах регулируемого диапазона эмоций с формированием адаптированных к конкретному индивиду информационных траекторий с учетом когнитивных семантик для решения проблемы достижения персонализированных информационно-когнитивных результатов.

References

1. Ageev A.I., Loginov E.L. Nejromenedzhment lichnosti. – M.: Institut ehkonomicheskikh strategij, 2019.

2. Ageev A.I., Loginov E.L., Shkuta A.A. Konvergentnyj monitoring i programmirovanie lichnosti kak instrument operirovaniya intellektual'noj dinamikoj povedeniya bol'shikh grupp lyudej // Ehkonomicheskie strategii. 2018, T. 20, № 2 (152).

3. Ajdarkin E.K., Fomina A.S. Issledovanie mekhanizmov resheniya kognitivnykh zadach v usloviyakh konkurentsii za resursy vnimaniya // Valeologiya. 2016, № 3.

4. Baksanskij O.E., Pilyugina M.A. Upravlenie protsessom poznaniya: nejro-kognitivnyj podkhod // Nejrokomp'yutery: razrabotka, primenenie. 2014, № 8.

5. Basalin P.D., Timofeev A.E. Nechetkie modeli funktsionirovaniya gibridnoj intellektual'noj obuchayuschej sredy produktsionnogo tipa // International Journal of Open Information Technologies. 2019, T. 7, № 2.

6. Bobrova E.V., Reshetnikova V.V., Volkova K.V., Frolov A.A. Vliyanie ehmotsional'noj ustojchivosti na uspeshnost' obucheniya upravleniyu sistemoj “interfejs mozg-komp'yuter” // Zhurnal vysshej nervnoj deyatel'nosti im. I.P. Pavlova. 2017, T. 67, № 4.

7. Zhuravlev M.O., Khramov A.E., Makarov V.V. Programma dlya opredeleniya funktsional'nykh svyazej nejronnoj seti mozga na razlichnykh vremennykh masshtabakh pri reshenii kognitivnykh zadach // Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EhVM RUS 2018663257 24.09.2018

8. Kondybaeva A.B., Ivanov A.A., Aleksandrov V.P. Razvitie otrasli novogo tekhnologicheskogo uklada s pomosch'yu innovatsionnykh razrabotok v oblasti nejrokommunikatsii // Ehlektrosvyaz'. 2017, № 12.

9. Loginov E.L., Rajkov A.N., Shkuta A.A. Ispol'zovanie nejrotekhnologij pri programmirovanii kognitivno-povedencheskikh stereotipov dejstvij lichnostej dlya ustojchivogo funktsionirovaniya sistem upravleniya sotsiumom // Nejrokomp'yutery: razrabotka, primenenie. 2018, № 9.

10. Molchanov N.N., Murav'eva O.S., Galaj N.I. Nejrotekhnologii: otsenka perspektiv razvitiya v Rossii // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Ehkonomika i pravo. 2019, T. 29, № 2.

11. Murav'ev V.V. Vliyanie vneshnej motivatsii na proizvoditel'nost' sotrudnikov pri reshenii zadach, trebuyuschikh kognitivnykh usilij i sotsial'nogo vzaimodejstviya // Ehkonomika i upravlenie: problemy, resheniya. 2015, T. 1, № 8.

12. Popov D.V. Soznanie kak interfejs v strukture kommunikatsii // Manuskript. 2019, T. 12, № 2.

13. Pupkov K.A. Ehksperimental'noe otsenivanie integral'nykh pokazatelej psikhofiziologicheskogo sostoyaniya operatorov cheloveko-mashinnykh sistem upravleniya // Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Inzhenernye issledovaniya. 2015, № 4.

14. Stankevich F.V., Spitsyn V.G. Interfejs mozg-komp'yuter s primeneniem metodov glubokogo obucheniya // Nejrokomp'yutery: razrabotka, primenenie. 2017, № 1.

15. Smirnov A.V., Ponomarev A.V., Kashevnik A.M., Levashova T.V., Teslya N.N. Cheloveko-mashinnye oblachnye vychisleniya dlya podderzhki prinyatiya reshenij: metodologiya i arkhitektura platformy // Informatsionnye tekhnologii i vychislitel'nye sistemy. 2017, № 1.

16. Ul'yanov S.V., Mamaeva A.A., Shevchenko A.V. Tekhnologiya kognitivnogo intellektual'nogo upravleniya: optimizator baz znanij na myagkikh vychisleniyakh i glubokoe mashinnoe obuchenie // Nechetkie sistemy i myagkie vychisleniya. 2018, T. 13, № 2.

17. Tseptsov V.A., Tsulina V.V. Psikhologicheskie aspekty prinyatiya reshenij v slozhnoj informatsionnoj srede // Prioritetnye nauchnye napravleniya: ot teorii k praktike. 2014, № 14.

18. Shelepin K.Yu., Sokolov A.V., Fokin V.A., Vasil'ev P.P., Pronin S.V. Fenomen insajta i tsifrovaya vizualizatsiya aktivnosti golovnogo mozga cheloveka // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Psikhologiya. 2017, T. 10, № 4.

Comments

No posts found

Write a review
Translate