Application of multi-agent technologies in the field of human cognitive activity components coherence and artificial agents in the construction of individual educational and research trajectories
Table of contents
Share
Metrics
Application of multi-agent technologies in the field of human cognitive activity components coherence and artificial agents in the construction of individual educational and research trajectories
Annotation
PII
S265838870007395-7-1
DOI
10.33276/S265838870007395-7
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Vladimir Abramov 
Occupation: Senior Researcher
Affiliation: CEMI RAS
Address: Moscow, 117418, Nakhimovsky prospect, 47
Evgeny Loginov
Occupation: Head of Expert Analytical Service
Affiliation: MINISTRY OF ENERGY OF RUSSIAN FEDERATION
Address: Russian Federation, Moscow, Shepkina Street 42
Aleksandra Mashkova
Occupation: Associate Professor, Department of Information Systems
Affiliation: Orel State University
Address: Russian Federation, Orel region, Orel, Komsomolskaya st. 95
Anastasiya Dokholyan
Occupation: Junior Researcher
Affiliation: CEMI RAS
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovky prospect 47
Dmitry Evdokimov
Occupation: senior engineer
Affiliation: CEMI RAS
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovky prospect 47
Valeria Loginova
Occupation: Junior Researcher
Affiliation: Institute for Market Problems of the Russian Academy of Sciences
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovky prospect 47
Edition
Abstract

In this paper information environment that combines training programs and services that test educational results is considered relying on the management of cognitive-emotional and operational-instrumental mechanisms for identifying and realizing the educational and entertaining interests of an individual. Proposed connectivity technology of human cognitive activity components coherence and artificial agents allows to formulate the directions of the formation of software and hardware configurations in relation to the development of multi-agent forms of human-computer interaction for programming personal educational activity when implementing integral forms of individual behavior. The systemic outcome is access to the multi-agent construction of individual educational and research trajectories, based on monitoring of mental activity, perception, attention, memory, thinking, etc., which form stimuli of cognitive activity and positive emotions in groups of learners as applied to the process of perception by individuals of informational [educational, scientific , entertainment, etc.] materials with the achievement of sustainable effects of solving complex mental problems.

 

Keywords
information system, artificial intelligence, cognitive activity, human, artificial agents, education, training, psychocorrection
Received
30.10.2019
Date of publication
06.11.2019
Number of characters
14959
Number of purchasers
11
Views
217
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite Download pdf

To download PDF you should sign in

1 Введение
2 В последние годы, за рубежом и в России возрастает потребность в повышении эффективности процессов управления образовательной деятельностью с использованием новых информационных технологий [3; 7]. В современных условиях образовательные структуры все больше ориентируются на мультиагентное построение индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий в отношении групп обучающихся [9]. То есть, расширяется количество ведомств и организаций, реализующих обучающие программы в условиях использования интеллектуальных вычислительных сервисов. В отношении таких образовательных технологий, реализуемых в интерактивных образовательных информационных системах с элементами интеллектуальных вычислительных сервисов (искусственный интеллект, машинное обучение), требуется их адаптация к построению индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий. Мультиагентное построение индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий эффективно можно реализовать на основе мониторинга мыслительной активности, восприятия, внимания, памяти, мышления и пр. индивидов (когнитивных интерпретационных моделей рефлекторного отображения внешнего мира).
3 Подходы к построению индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий, реализованных в рамках новых коммуникационных интерфейсов
4 Проблемы построения индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий можно эффективно решать с использованием мониторинга объектов с персонализированными свойствами и поведением в конкретной выделенной сфере образовательных действий. Такой мониторинг должен формироваться в рамках осуществления процесса внедрения обучающих программ и сервисов, тестирующих образовательные результаты, с опорой на управление, обеспечивающее возможность рационализации и формализации сложных естественных объектов и когнитивных процессов с ориентацией на информационную поддержку проблемноориентированной образовательной деятельности. Предполагается интеграция функционального и вычислительного потенциала различных информационных систем для реализации образовательных и развлекательных интересов индивида с ориентацией на мультиагентное управление образовательной деятельностью как открытыми нелинейными системами, характеризующимися свойствами самоорганизации и неустойчивости, реализованной в рамках новых коммуникационных интерфейсов. Благодаря этому может быть достигнуто повышение эффективности решение трудноформализуемых задач [с эмоциональными элементами] в образовательных предметных областях в интерактивных образовательных информационных системах с элементами интеллектуальных вычислительных сервисов на основе прогнозирования эмоциональных бессознательных реакций.
5 Управление когнитивно-эмоциональными и операционно-инструментальными механизмами реализации образовательных и развлекательных интересов индивида может быть реализовано в рамках процесса когнитивной семантической интерпретации процессов мышления, состояний сознания и психики. При этом, открываются новые возможности для программирования личностной образовательной активности обучаемого соответствующих стимулированию когнитивной активности и положительных эмоций применительно к образовательному процессу с новыми коммуникационными интерфейсами.
6 Такие связи когнитивной активности и положительных эмоций применительно к образовательному процессу необходимо реализовывать с учетом нейрофизиологических характеристик исходного состояния организма обучаемого индивида с проектированием эмоциональной составляющей процесса обучения с воспитательной компонентой.
7 Мониторинговые основы подготовки индивида к эффективному решению сложных мыслительных задач
8 Модуль мониторинга хода восприятия индивидами информационных [учебных, научных, развлекательных и т.п.] материалов – динамично адаптируемых к образовательным стандартам [в рамках использования обучающих программ и сервисов, тестирующих образовательные результаты] должен работать с опорой на интеграцию функционального и вычислительного потенциала различных информационных систем с ориентацией на информационную поддержку проблемноориентированной образовательной деятельности. Мониторинг объединяет взаимосвязанный пакет аналитических программ, тестов и результатов тестирования, ориентированный на построение индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий, с обратной связью корректировки уровня подготовки и психофизиологии как индивидуальных различий когнитивной деятельности индивида, которые составляют основу подготовки индивида к эффективному решению сложных мыслительных задач с учетом нейрофизиологических характеристик исходного состояния организма обучаемого индивида.
9 Например, психофизиологические характеристики индивидуальных различий когнитивной деятельности индивида (в т.ч. внутреннего состояния, мотивации и текущих целей поведения индивида) могут выделяться на основе оценки представленных в контенте результатов тестов [4; 5; 11]. Предлагается использовать программные адаптеры информационных ресурсов, реализующие специфичные для каждого обучаемого индивида, информационные сервисы для стимулирования когнитивной активности и положительных эмоций применительно к образовательному процессу [13; 14].
10 Описываемый в данной статье мониторинг мыслительной активности, восприятия, внимания, памяти, мышления и пр. является одним из ключевых элементов, предложенного авторами подхода к формированию возможности адаптивного стимулирования процесса концентрации индивида на образовательных заданиях с учетом индивидуальных различий и степени активного участия индивида в выполнении образовательных заданий.
11 Профиль нейрофизиологических характеристик исходного состояния организма индивида, определяет начальные условия решения сложных мыслительных задач, однако в интерактивных образовательных информационных системах с элементами интеллектуальных вычислительных сервисов (искусственный интеллект, машинное обучение), происходит быстрая трансформация интеллектуальных возможностей обучаемого.
12 Возможен ряд дополнений к описываемой системе, с автоматизированным поиском учебных материалов, пригодных для машинной обработки и когнитивной семантической интерпретации. Профиль нейрофизиологических характеристик исходного состояния организма индивида содержит информацию для операционной разработки индивидуально адаптированного комплекса неосознаваемой аудиальной психокоррекции, с достижением устойчивых эффектов реализации мотивов образовательной активности через пополнение интересующих индивида знаний и пересмотра его интересов (информационных потребностей), использования мультиагентных механизмов связности человеческих разумов и искусственных агентов для преобразования учебных заданий с учетом интеллектуальной разнородности субъектов (различных возможностей решения сложных мыслительных задач).
13 Работа с результатами теста на выявление наблюдаемых проявлений высших психических и когнитивных функций группы обучающихся является одним из важнейших элементов повышения эффективности управления когнитивно-эмоциональными и операционно-инструментальными механизмами реализации образовательных и развлекательных интересов индивидов, а также их оценки и корректировки в отношении взаимодействия «человек-компьютер» в интерактивных образовательных информационных системах [2; 15].
14 В нашем случае каждому паттерну верхнего уровня систематики взаимосвязей между типовыми пакетами связанных мультиагентных форм взаимодействия «человек-компьютер» в интерактивных образовательных информационных системах с элементами интеллектуальных вычислительных сервисов соответствует некоторый пакет мотивов образовательной активности через пополнение интересующих индивида знаний и пересмотра его интересов (информационных потребностей).
15 При внедрении обучающих программ и сервисов, тестирующих образовательные результаты, с ориентацией на постоянное мониторинговое уточнение оценки качества решение трудноформализуемых задач [с эмоциональными элементами] в образовательных предметных областях с целесообразно включение сервисов, обеспечивающих выявление явных и скрытых характеристик личности обучаемого, с выходом на личностно-адаптированную конфигурацию мультиагентных механизмов связности человеческих разумов и искусственных агентов для достижения устойчивых эффектов решения сложных мыслительных задач.
16 Проблемы взаимодействия «человек-компьютер» для преобразования информации при реализации целостных форм поведения индивида
17 Поскольку достижение устойчивых эффектов реализации мотивов образовательной активности через пополнение интересующих индивида знаний и пересмотра его интересов (информационных потребностей) представляются в системе путем создания эмоционально окрашенных учебно-воспитательных материалов с достижением устойчивых эффектов решения сложных мыслительных задач. В человеко-машинной системе осуществляется сопровождение управления, с учетом результатов тестирования обучающихся, сопровождаемых оператором (преподавателем), в таком случае выясняется связь с неопределенным паттерном систематики взаимосвязей между типовыми пакетами связанных мультиагентных форм взаимодействия «человек-компьютер». В результате должно происходить преобразование информации с учетом интеллектуальной разнородности субъектов, характеризующих эффективность управления, с элементами программирования личностной образовательной активности индивида с достижением устойчивых эффектов реализации мотивов образовательной активности через пополнение интересующих индивида знаний и пересмотра его интересов (информационных потребностей) . Для корректировки таких эффектов предлагается использовать специальный пакет обучающих программ и сервисов, тестирующих образовательные результаты, с опорой на интеграцию функционального и вычислительного потенциала различных информационных систем для реализации образовательных и развлекательных интересов индивида с ориентацией на требования к контрольным функциям, таким, как умение быстро переключаться между конкурирующими видами активности и проявлять устойчивость к действию дистракторов.
18 Другое важное направление создания эмоционально окрашенных учебно-воспитательных материалов адаптированных к реализующимся в конкретном образовательном процессе формам взаимодействия «человек-компьютер» - это преобразование информации при реализации целостных форм поведения индивида, То есть, использование баз данных, пополняемых информацией, отбираемой системами искусственного интеллекта, как источника данных для обеспечения возможности адаптивного стимулирования процесса концентрации индивида на образовательных заданиях, служащих источником навыков решения сложных интеллектуальных задач в образовательных предметных областях.
19 Используемая обучаемым одна из когнитивных интерпретационных моделей рефлекторного отображения внешнего мира определяется набором динамических программно-аппаратных комплексов, являющихся подсистемами связанных мультиагентных форм взаимодействия «человек-компьютер» как суперсистемы [6; 10; 12]. Идентифицированная когнитивная интерпретационная модель рефлекторного отображения внешнего мира является основой для преобразования информации с учетом интеллектуальной характеристики обучаемого, для операционной разработки индивидуально адаптированного комплекса неосознаваемой аудиальной психокоррекции, с элементами последующего программирования личностной образовательной активности индивида.
20 Мониторинг позволяет идентифицировать соответствие личностно-адаптированной конфигурации образовательной программы [с новыми коммуникационными интерфейсами] установленным профессиональным образовательным стандартам [8]. В т.ч. в отношении возможности адаптивного стимулирования процесса концентрации индивида на образовательных заданиях с расширенной частью развлекательных материалов, дополняющих материалы учебные [1].
21 Пакет методов мониторинга мыслительной активности, восприятия, внимания, памяти, мышления и пр. включает динамические паттерны взаимосвязей, характеризующих результаты процесса когнитивной семантической интерпретации процессов мышления, состояний сознания и психики.
22 Этот пакет методов мониторинга мыслительной активности, восприятия, внимания, памяти, мышления и пр. индивида может быть применен для выбраковки лиц с атипичным набором нейрофизиологических характеристик исходного состояния организма обучаемого индивида, включает динамические паттерны выяснения результатов тестирования.
23 В настоящее время может быть реализовано несколько способов осуществления различных видов нетривиальной когнитивной активности (компьютерные игры, общение в социальных сетях и пр.) с ориентацией на информационную поддержку возрастания как текучего, так и кристаллизованного интеллекта в отношении групп обучающихся в рамках личностно-адаптированной конфигурации с новыми коммуникационными интерфейсами (в перспективе с нейро-компьютерными интерфейсами).
24 Заключение
25 В результате осуществляется выход на мультиагентное построение индивидуальных образовательных и исследовательских траекторий, на основе мониторинга мыслительной активности, восприятия, внимания, памяти, мышления и пр., формирующих в группах обучающихся стимулы когнитивной активности и положительных эмоций применительно к процессу восприятия индивидами информационных [учебных, научных, развлекательных и т.п.] материалов с достижением устойчивых эффектов решения сложных мыслительных задач. Происходит преобразование информации - для программирования личностной образовательной активности индивида – осуществляемое в интерактивных образовательных информационных системах с элементами интеллектуальных вычислительных сервисов (искусственный интеллект, машинное обучение) как системно структурированной конфигурации компетенций с новыми коммуникационными интерфейсами, поддерживаемых в интеллектуальных средах дистанционного обучения, использующих информационно-коммуникационные и сетевые технологии.

References

1. Abramov V.I., Loginov E.L. Agentno-orientirovannye podkhody k analizu i prognozu politicheskikh nastroenij v obschestve i postroeniyu mekhanizmov korrektirovki polozhitel'nykh i otritsatel'nykh reaktsij na sotsial'no-politicheskie situatsii // Rossiya v XXI veke: global'nye vyzovy i perspektivy razvitiya / Materialy Sed'mogo Mezhdunarodnogo foruma. – M.: IPR RAN, 2018. S. 373-376.

2. Ilyukhina V.A. Mul'tiformnaya volnovaya organizatsiya nejrofiziologicheskikh protsessov - universal'nyj "yazyk" mozga cheloveka v realizatsii informatsionno-upravlyayuschikh funktsij // Zhurnal ehvolyutsionnoj biokhimii i fiziologii. 2010. T. 46. № 3. S. 268-278.

3. Karavaev N.L., Soboleva E.V. Kognitivnye faktory modelirovaniya personal'noj obrazovatel'noj traektorii v tsifrovykh sredakh s vozmozhnost'yu nelinejnogo predstavleniya informatsii // Perspektivy nauki i obrazovaniya. 2019. № 3 (39). S. 461-473.

4. Lepskij V.E. Refleksivno-aktivnye sredy innovatsionnogo razvitiya. – M.: Izd-vo «Kogito-Tsentr», 2010. – 280 s.

5. Lefevr V.A. Refleksiya. M.:Kogito-Tsentr, 2003. 495 s.

6. Lilli D., Dass R. Programmirovanie i metaprogrammirovanie chelovecheskogo biokomp'yutera. Ehto tol'ko tanets. – Kiev: Sofiya, 1994. - 320 s.

7. 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. S. 34-45.

8. Nagorov P.S. Nejropsikhologicheskie aspekty postroeniya informatsionnoj pedagogiki // Rossijskij nauchnyj zhurnal. 2008. № 3 (4). S. 139-146.

9. Nazojkin E.A., Ionov A.V., Nosenko A.S., Blagoveschenskij I.G. Ispol'zovanie mul'tiagentnykh tekhnologij dlya prognozirovaniya i identifikatsii protsessa obucheniya // Pischevaya promyshlennost'. 2015. № 6. S. 36-39.

10. Novikov D.A., Chkhartishvili A.G. Refleksivnye igry. M.: SINTEG, 2003.- 160 s.

11. Povidalo I.S., Yarushev S.A., Averkin A.N., Fedotova A.V. Kognitivnye gibridnye sistemy podderzhki prinyatiya reshenij i prognozirovaniya // Programmnye produkty, sistemy i algoritmy. 2017. № 4. S. 16.

12. Rajkov A.N. Konvergentnoe upravlenie i podderzhka reshenij. - M.: Izdatel'stvo IKAR, 2009. – 245 c.

13. Tsvetkov V.Ya. Kognitivnye obrazovatel'nye modeli // Upravlenie obrazovaniem: teoriya i praktika. 2014. № 1 (13). S. 32-42.

14. Chechyotkina I.G. Povyshenie ehffektivnosti distantsionnogo obrazovaniya putem ispol'zovaniya nejrofiziologicheskikh mekhanizmov vnimaniya // Novye komp'yuternye tekhnologii. 2007. T. 5. № 1 (5). S. 100-101.

15. Loginov E.L., Grigoriev V.V., Shkuta A.A., Sorokin D.D., Bortalevich V.Y.

16. The use of artificial intelligence's elements to block the manifestations of individuals' behavioral activity going beyond the quasi-stable states // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 3. Ser. "III International Conference "Cognitive Robotics"" 2019. S. 012028.