Разработка когнитивных мнемосхем для оптической smart-технологии дистанционного обучения на основе искусственных иммунных систем

Автор: Самигулина Галина Ахметовна, Самигулин Тимур Ильдусович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Численные методы и анализ данных

Статья в выпуске: 2 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматриваются актуальные вопросы, посвящённые разработке информационной оптической Smart-технологии дистанционного обучения распределённой системы управления Experion PKS фирмы Honeywell для нефтегазовой отрасли. Около 70 % аварий на производстве вызваны человеческим фактором. Работа операторов заключается в наблюдении за высокотехнологичными процессами и управлении ими посредством мнемосхем и характеризуется повышенным напряжением зрительного аппарата, а также общей утомляемостью и потерей концентрации внимания. Инновационная персонализированная технология дистанционного обучения учитывает особенности зрения обучающихся с помощью корректировки цветоподачи учебного материала и динамического представления информации в зависимости от психотипа человека и основана на применении когнитивной, оптической и мультиагентной технологий, а также онтологическом и иммунносетевом подходах. Разработка когнитивных мнемосхем осуществляется с учётом этих особенностей, что позволяет снизить нагрузку на зрительный аппарат и повысить эффективность обучения практическим навыкам при работе с мнемосхемами. Подход искусственных иммунных систем используется для прогноза и оценки обучения, а также оперативной корректировки процесса получения знаний. Разработан модифицированный алгоритм функционирования дистанционной системы обучения на основе применения оптимизационных алгоритмов искусственного интеллекта и алгоритма иммунносетевого моделирования. Рассмотрены общие принципы создания мнемосхем и существующие мнемосхемы фирмы Honeywell. Приведён пример реализации предложенной дистанционной технологии, и представлены результаты моделирования когнитивных мнемосхем для различных категорий обучающихся с особенностями зрения.

Еще

Оптическая smart-технология, промышленный контроль, психология восприятия, дистанционное обучение людей с особенностями зрения и психотипа, когнитивные мнемосхемы, искусственная иммунная система

Короткий адрес: https://sciup.org/140257387

IDR: 140257387   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-736

Список литературы Разработка когнитивных мнемосхем для оптической smart-технологии дистанционного обучения на основе искусственных иммунных систем

  • Kothe, C.A. BCILAB: A platform for brain-computer interface development / CA. Kothe, S. Makeig // Journal of Neural Engineering. - 2013. - Vol. 10, Issue 5. - 056014. -DOI: 10.1088/1741-2560/10/5/056014.
  • Major, T. A survey of brain computer interfaces and their applications / T. Major, J. Conrad // IEEE SOUTH-EASTCON 2014. - 2014. - P. 1-9. - DOI: 10.1109/SECON.2014.6950751.
  • Filippis, L. Cognitive based design of a human machine interface for telenavigation of a space rover / L. Filippis, E. Gaia, G. Guglieri, M. Re, C. Ricco // Journal of Aerospace Technology and Management. - 2014. - Vol. 6, Issue 4. - P. 415-430.
  • de Candia, G. Industry 4.0 and its aberrations [Electronical Resource] / G. de Candia. - URL: https://www.researchgate.net/publication/337949690_Indust ry_40_and_its_aberrations (request date 14.01.2020). -DOI: 10.13140/RG.2.2.36086.96323.
  • Парьев, Г.В. Централизованная система управления технологическими объектами на базе Единой операторной ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» / Г.В. Парьев // Автоматизация в промышленности. -2015. - № 7. - C. 41-47.
  • Михерский, P.M. Применение искусственной иммунной системы для распознавания зрительных образов / P.M. Михерский // Компьютерная оптика. - 2018. -Т. 42, № 1. - С.113-117. - DOI: 10.18287/2412-61792018-42-1-113-117.
  • Mohapatra, S. Fault diagnosis in wireless sensor network using clonal selection principle and probabilistic neural network approach / S. Mohapatra, P.M. Khilar, R.R. Swain // International Journal of Communication Systems. - 2019. Vol. 32, Issue 12. - e4138. - DOI: 10.1002/dac.4138.
  • Cutello, V. A hybrid immunological search for the weighted feedback vertex set problem / V. Cutello, M. Oliva, M. Pavone, R.A. Scollo. - In: Learning and Intelligent Optimization / ed. by N.F. Matsatsinis, Y. Marinakis, P. Pardalos. - Berlin, Heidelberg: Springer, 2020. - P. 1-16. - DOI: 10.1007/978-3-030-38629-0_1.
  • Burczynski, T. Intelligent computing techniques / T. Burczynski, W. Kus, W. Beluch, M. Szczepanik. In: Intelligent computing in optimal design / T. Burczynski, W. Kus, W. Beluch, A. Dlugosz, A. Poteralski, M. Szczepanik. - 2020. - P. 17-76. - DOI: 10.1007/978-3-030-34161-9_3.
  • Samigulina, G.A. Intelligent system of distance education of engineers, based on modern innovative technologies / G.A. Samigulina, Z.I. Samigulina // Procedia - Social and Behavioral Sciences. - 2016. - Vol. 228. - P. 229-236. -DOI: 10.1016/j.sbspro.2016.07.034.
  • Samigulina, &А. Innovative intelligent technology of distance learning for visually impaired people / G.A. Samigulina, A.S. Shayakhmetova, A.T. Nyusupov // Open Engineering. - 2017. - Vol. 7, Issue 1. - P. 444-452.
  • Самигулина, Г.А. Когнитивная Smart-технология дистанционного обучения современному оборудованию промышленной автоматизации / Г.А. Самигулина, Ж.С. Лукманова // Вестник НТУ «ХПИ». - 2018. -№ 42(1318). - С. 160-170.
  • Krishnamurthy, E.V. On engineering smart systems / E.V. Krishnamurthy, M.V. Kris // Proceedings KES of the 9th International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems. - 2005. -Vol. 3. - P. 505-512.
  • Белоскова, К.В. Экспериментальное исследование порядка восприятия текстовой информации на экране дисплея / К.В. Белоскова, С.Л. Артеменков. - В кн.: Экспериментальная психология в России: традиции и перспективы / под ред. В.А. Барабанщикова. - Москва: Издательство "Институт психологии РАН", 2010. -C. 230-234.
  • ГОСТ Р МЭК 60073-2000. Интерфейс человеко-машинный. Маркировка и обозначения органов управления и контрольных устройств. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 24 с.
  • Rieger, C. Industrial Control Systems Security and Resiliency / C. Rieger, I. Ray, Q. Zhu, M. Haney. - Springer, 2019. - 276 p. DOI: 10.1007/978-3-030-18214-4.
  • Александров, Ю.И. Психофизиология : Учебник для вузов / Ю.И. Александров. - 4-е изд. - СПб: Питер, 2018. - 464 с.
  • Luo, R. Encyclopedia of color science and technology / R. Luo. - New York: Springer Science+Bisiness Media, 2016.
  • Спасенников, В.В. Феномен цветовосприятия в эргономических исследованиях и цветоконсультировании / В.В. Спасенников // Эргодизайн. - 2019. - № 2. - С. 51-59.
  • Патология тританопии - не различаю синий цвет [Электронный ресурс]. - 2016. - URL: https://ofthalm.ru/tritanopija-tritanomalija.html/ (дата обращения 15.01.2020).
  • Samigulina, G.A. Cognitive Smart technology of distance learning of experion PKS distributed control system for oil and gas industry using ontological approach / G.A. Samigulina, Z.I. Samigulina, Zh.S. Lukmanova // News of the Academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. -2020. - No. 1(439). - P. 23-31.
  • Самигулина, Г.А. Разработка интеллектуальной системы управления дистанционным образованием на основе иммунносетевого моделирования (программа для ЭВМ) / Г.А. Самигулина, З.И. Самигулина // Свидетельство о государственной регистрации объекта интеллектуальной собственности в Комитете по правам интеллектуальной собственности МЮ РК. - Астана, 27 декабря 2010. - № 1882.
  • Samigulina, G.A. Modified immune network algorithm based on the Random Forest approach for the complex objects control / G.A. Samigulina, Z.I Samigulina // Artificial Intelligence Review. - 2019. - Vol. 52, Issue 4. - P. 2457-2473.
  • Tarakanov, A. Foundations of immunocomputing / A. Tarakanov, G. Nicosia // Proceedings of the 1st IEEE Symposium of Computational Intelligence. - 2007. -P. 503-508.
  • Samigulina, G.A. Development of the decision support systems on the basis of the intellectual technology of the artificial immune systems / G.A. Samigulina // Automation and Remote Control. - 2012. - Vol. 73, Issue 2. - P. 397-403.
  • Самигулина, Г.А. «Data_Analyzer» (программа для ЭВМ) / Г.А. Самигулина, З.И. Самигулина // Свидетельство о государственной регистрации прав на объект авторского права. - Астана, 4 декабря 2013. - № 1601.
  • Minh, V.T. Modeling and control of distillation column in a petroleum process / V.T. Minh, A.A. Rani // Mathematical Problems in Engineering. - 2009. - Vol. 2009. - 404702.
  • Liu, Ch. Optimal design of high-rise building wiring based on ant colony optimization / Ch. Liu // Cluster Computing. - 2018. - Vol. 22. - P. 3479-3486.
  • Гаряев, А.В. Психолого-физиологические особенности визуального восприятия информации и их учет при создании учебных презентаций / A.B. Гаряев, Т.П. Гаряева // Вестник ПГПУ. - 2008. - № 4. - С. 106-113.
  • Klingberg, T. Training and plasticity of working memory / T. Klingberg // Trends in Cognitive Sciences. - 2010. -Vol. 14, Issue 7. - P. 317-324.
Еще
Статья научная