Визуальная поддержка когнитивной деятельности оператора Анохин Алексей Никитич
advertisement
Визуальная поддержка когнитивной деятельности оператора Анохин Алексей Никитич доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой автоматизированных систем управления Обнинский институт атомной энергетики Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (910) 547-40-80, anokhin@obninsk.ru 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) содержание • • • • • АЭС как сложная система Эволюция человеко-машинного интерфейса Уровни поведения оператора Типология человеко-машинного интерфейса Поддержка образного мышления 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 2 основные факторы сложности Объективная сложность Большое число элементов Субъективная сложность Квалификация оператора Преобразование вещества и энергии Сложное взаимодействие элементов Ненадлежащий человекомашинный интерфейс 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 3 как свести с ума оператора www.snymans.comtransfer-processsimple-transfer-diagram 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 4 пятидесятые Фото И. Варламова (ziyalt) 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 5 семидесятые 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 6 семидесятые 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 7 девяностые Фото Д. Пируса 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 8 девяностые 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 9 настоящее время 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 10 поведение операторов Rasmussen J. The human as a system component. – New York: Academic Press, 1980 Lau N. et al. Ecological interface design in the nuclear domain: an application to the secondary subsystems of a boiling water reactor plant simulator // IEEE Transactions on nuclear science. – 2008. – V. 55, № 6. P. 3679-3596 Вероятность ошибки человека 0,1 0,01 поведение, основанное на навыках поведение, основанное на правилах поведение, основанное на знаниях 0,001 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 11 распределение функций: пятидесятые Машина поведение, основанное на навыках Человек поведение, основанное на правилах поведение, основанное на знаниях 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 12 распределение функций: семидесятые Машина поведение, основанное на навыках Человек поведение, основанное на правилах поведение, основанное на знаниях 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 13 распределение функций: девяностые Машина поведение, основанное на навыках Человек поведение, основанное на правилах поведение, основанное на знаниях 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 14 двигаясь от навыков к знаниям Анохин А.Н., Куприянов В.М. Исследование деятельности оператора при построении систем поддержки / Диагностика и прогнозирование надежности элементов ядерных энергетических установок. Сборник научных трудов №4 кафедры АСУ // Под общ. ред. В.А. Острейковского. – Обнинск: ИАТЭ, 1989. С. 62-67. 100 26% 33% Навыки Правила Знания 50 0 41% 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) Годы 15 возросла доля поведения на знаниях Сравнение параметра с уставками Слежение за отклонением параметра от заданного значения Сравнение суммы нескольких параметров с заданным значением Сопоставление (сравнение) двух и более параметров 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 16 эволюция философии разделения функций Машина Принцип Фиттса Человек Принцип взаимодополняемости Интеллектуальный помощник Стимулятор когнитивных способностей 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 17 система Бак используется в качестве промежуточного хранилища воды Насосы качают конденсат в бак Клапан регулирует расход воды Оператор должен поддерживать определенный уровень воды в баке Клапан регулирует расход воды Насос обеспечивает парогенератор питательной водой 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 18 сценарий 1. Уровень падает из-за дебаланса между расходами на входе и выходе 2. 3. Открытием клапана на входе подача воды начинает превышать забор После восстановления уровня входной и выходной расходы выравниваются 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 19 интерфейс, основанный на мнемосхеме 95 % 80 70 60 50 85 90 83 % G 70,2 40,5 76,9 69,0 62,8 56,5 49,2 61,6 G 61,5 L 3,15 2,34 2,7 3,54 4,16 4,82 5,56 4,25 3,67 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 20 приборный интерфейс G воды на входе т/ч 0 G воды на выходе т/ч 0 10 20 30 40 50 60 70 80 20 60 40 80 100 0 10 20 30 40 50 60 70 % 80 Входной клапан L воды в баке М 0 1 2 3 4 5 6 20 60 40 80 100 0 % Выходной клапан 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 21 экологический интерфейс 0 10 20 30 40 50 60 70 80 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 22 функциональный интерфейс 95 % 80 70 60 50 85 90 83 % G 70,2 40,5 76,9 69,0 62,8 56,5 49,2 61,6 G 61,5 L 3,15 2,34 2,7 3,54 4,16 4,82 5,56 4,25 3,67 Обеспечение конденсатом Хранение запаса воды Обеспечение питательной водой 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 23 приборный vs. мнемонический vs. экологический vs. функциональный 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 24 теоретическая база и применение Ю.Р. Валькман Б.А. Кобринский (начало 2000-х гг.) Когнитивная графика А.А. Зенкин (начало 1990-х гг.) Зенкин А.А. Когнитивная компьютерная графика / Под ред. Д.А. Поспелова. – М.: Наука, 1991 Гештальтпсихология Экологический интерфейс Макс Вертгеймер, Курт Коффка, Вольфганг Кёлер (начало XX века) Арнхейм Р. Новые очерки по психологии искусства. – М.: Прометей, 1994 К. Вайсент (начало 1990-х гг.) Vicente K.J., Rasmussen J. Ecological interface design: theoretical foundations // IEEE Transactions on systems, man, and cybernetics. – 1992. – Vol. 22, №4. P. 589-606. 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 25 когнитивная графика Зенкин А.А. Когнитивная компьютерная графика / Под ред. Д.А. Поспелова. – М.: Наука, 1991 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 26 экологический интерфейс Beltracchi L. Integrated iconic display (патент H289, 1987) Burns C.M., Haidukiewicz J.R. Ecological interface design. – Boca Raton: CRC Press, 2004. 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 27 экологический интерфейс Lau N. et al. Ecological interface design in the nuclear domain: an application to the secondary subsystems of a boiling water reactor plant simulator // IEEE Transactions on nuclear science. – 2008. – V. 55, № 6. P. 3679-3596 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 28 экологический интерфейс 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 29 экологический интерфейс 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 30 междисциплинарная природа науки о человеке кибернетика Гештальтпсихология Психология восприятия Когнитивная психология Нейропсихология Теория фреймов Распознавание образов Когнитивная графика Приборный интерфейс Экологический интерфейс Функциональный интерфейс Объектноориентированная парадигма Искусственный интеллект 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 31 движение к образному интерфейсу Формирование образов в процессе обучения, профессионального и жизненного опыта Синтез образов, извлекаемых из операторов и анализа объекта Проектирование интерфейса 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 32 проблемы 1. 2. 3. 4. Определение понятия «образ» Извлечение и описание образа Анализ адекватности образа Визуализация образа 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 33 образы оператора аэс образы структуры и устройства станции образы протекающих процессов образы реального оборудования образы взаимосвязей состояния оборудования и технологических параметров образы состояний, ситуаций и событий образы ситуаций образы развития ситуаций образы управляющих воздействий 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 34 представление баланса параметров 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012) 35 Спасибо за внимание! Анохин Алексей Никитич доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой автоматизированных систем управления Обнинский институт атомной энергетики Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (910) 547-40-80, anokhin@obninsk.ru 13-я Национальная конференция по искусственному интеллекту (КИИ-2012)
