Способ мониторинга профессиональной надёжности Российский патент 2024 года по МПК A61B5/16 G16H50/00 G06V10/00 G10L15/00 

Заявленное изобретение относится к области медицины при проведении психофизиологического и психологического мониторинга и прогнозирования профессиональной надежности специалистов опасных (военные, летчики, космонавты, подводники и т.п.) и особо ответственных (руководителей высшего звена) профессий. Предназначено для использования в сложных человеко-машинных комплексах, в том числе при отборе, подготовке космонавтов и осуществлении длительных пилотируемых космических полетов как околоземных, так и в дальнем космосе. Может быть использовано в предикативной аналитике для оптимизации организационных и управленческих решений при кадровом отборе персонала, подборе и расстановке кадров, при профессиональной ориентации обучающихся и отборе в учебные заведения, включая специализированные и т.п.

Известны способы оценки профессиональной пригодности специалистов опасных профессий [Щербакова А.Э., Попова М.А., Современные подходы к диагностике адаптационных возможностей профессиональной надежности специалистов экстремальных профессий // Медико-физиологические проблемы экологии человека: Материалы VI Всероссийской конференции с международным участием (19-23 сентября 2016 года).- Ульяновск, 2016. - С. 178-179], состоящие в регистрации и анализе ряда физиологических и психофизиологических параметров в экстремальных условиях. На их основе вычисляют: либо интегральный показатель функционального состояния с формированием «функционального паспорта» специалиста [RU 2655186], либо корреляционные связи между результативностью деятельности и величиной затрат организма [RU 2392860], либо интегральный показатель профессиональной пригодности [RU 2716339]. При этом, как правило, в качестве физиологических параметров оценивают возраст и активную ортостатическую пробу, по результатам которых определяют симпато-парасимпатический баланс вегетативной нервной системы, а в качестве психофизиологических параметров оценивают: личностный адаптационный потенциал и дезадаптационные нарушения методом многоуровневого личностного опросника «Адаптивность», нервно-психическую устойчивость - методом анкетирования «Прогноз» и общую личностную тревожность - методом «Самооценки тревожности, фрустрированности, агрессивности и ригидности» [RU 2716339].

Известен способ комплексной психофизиологической оценки индивидуально-типологических особенностей целенаправленной деятельности личности [RU 2314029], состоящий: в предварительном собеседовании, сборе и оценке информации о личности с помощью социо-биографического анкетирования; в проведении психофизиологического тестирования, включающего установку параметров зрительно-моторного теста, регистрацию исходного функционального напряжения, изучение личностью инструкции, представленной на экране монитора компьютера и выполнение компьютерного игрового зрительно-моторного теста; в автоматической записи всех результатов выполнения теста в персональный файл данных; в регистрации кардиоритма, на основе которой проводится оценка функционального напряжения и длительности восстановления состояния после тестирования; а также в обработке и последующем анализе полученных данных и экспертном заключении. Последнее определяет выбранную тактику рискованности, уровень результативности, скорость обучения, стабильность деятельности, степень устойчивости при ошибках, с параллельным анализом функционального напряжения, вызванного у конкретной личности различными этапами тестирования. А также заключительное собеседование, позволяющее дать конкретную оценку выявленных психофизиологических свойств личности и рекомендовать использование положительных качеств или коррекцию некоторых индивидуальных качеств для последующей профессиональной ориентации и отбора.

Недостатками таких способов являются либо громоздкость и стационарность тестового оборудования, либо не учет конкретной профессии и особенностей ее выполнения. При этом их общим и основным недостатком является статичность опросов (опросников, анкет, тестов). То есть анкетирование и тестирование осуществляются по «заранее подготовленным протоколам психофизиологической и психологической диагностики» [RU 2716339]. Следствием этого является невозможность оценивания респондентов в реальных экстремальных условиях и в реальном времени, в частности, требующих работы на критически удаленных расстояниях от центров поддержки и принятия решений, например, космонавтов в космосе или специалистов других экстремальных профессий, находящихся в длительных удаленных экспедициях.

Для совершенствования знаний, умений и отработки навыков специалистами опасных профессий известны статические и динамические комплексные компьютерные тренажеры с алгоритмами адаптивной подготовки [Космические тренажеры. Этапы развития. Наумов Б.А., Шевченко Л.Е. Учебно-справочное пособие. РГ НИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина. - Звездный городок. 2008]. Например: по пилотированию наземных транспортных средств, летательных аппаратов, космических кораблей [RU 2534474]; с использованием микродинамических (вибрационные испытательные стенды) и макродинамических (медицинские центрифуги) воздействий [RU 2554198]; средств виртуальной и дополненной реальности и тому подобное. В них алгоритмы адаптивной подготовки включают в себя механизмы обратной связи, на основе показателей обучаемости. Например, таких как частота внештатных ситуаций, обнаружений опасных объектов, ложных тревог и т.д. Для повышения эффективности такой тренажерной подготовки специалистов осуществляется интеграция механизмов психофизиологического мониторинга их функционального состояния. Агрегирование в такие тренажеры разного рода контактных (регистрации параметров дыхания, сердечно-сосудистой активности, электрического сопротивления кожи и других физиологических параметров) и/или бесконтактных (аудио, видео) детекторов - систем функционального контроля, следящих за психофизиологическим и психоэмоциональным состояниями тренируемого специалиста, не решает задачи мониторинга и прогнозирования его профессиональной надежности на долговременную перспективу - месяцы и годы.

При долговременных экспедициях и на критически удаленных (от Центра управления и поддержки принятия решений) расстояниях при внештатных ситуациях или в условиях какой-либо неопределенности остается также нерешенной задача по принятию Центром решения делегирования полномочий какому-либо лицу из экипажа для выполнения определенного вида работ. Например, для принятия окончательного решения как при подготовке космонавтов на всех этапах на Земле, так и последующих космических полетах важен периодический объективный мониторинг достоверности сообщенной информации об их психофизиологических и психоэмоциональных состояниях и, более того, о динамике предикативности их профессионально-важных качеств, прежде всего, интеллектуальных и адаптивных. То есть прогнозирование профессиональной надежности как на ближайшую, так и на долговременную перспективу, требует более точных, интерполируемых и более частых экспресс-анализов на определенных промежутках времени, с целью их последующей экстраполяции для объективной предикативной аналитики. В частности в пилотируемой космонавтике при планировании долговременных космических полетов, в том числе к Луне или Марсу задача дистанционного мониторинга и прогнозирования профессиональной надежности космонавтов, находящихся в долговременных экспедициях и на критически удаленных расстояниях остается нерешенной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Способ и устройство дистанционной экспресс-диагностики зрительного анализатора» [RU 2726604] (прототип). Изобретение позволяет дистанционно поводить экспресс-диагностику состояния зрительного анализатора и мониторинг его реакционно-релаксационных и адаптационных перестроек для людей, находящихся в движущихся системах в условиях измененного гравитационного поля (например, для космонавтов), а также людей экстремальных и особо ответственных профессий у которых зрительный анализатор несет максимальную информационную нагрузку по сравнению с другой совокупностью периферических и центральных сенсорных и сенсомоторных структур центральной нервной системы.

Прототип позволяет достоверно оценивать результаты исследований пространственно-контрастной чувствительности зрительного анализатора при удаленной экспресс-диагностике в режимах прямой видеоконференцсвязи во время сеанса связи (режим «on-line»), в отсутствие сеанса связи (режим «off-line») или в режиме самоконтроля. При этом существенно упрощается программно-аппаратное обеспечение с использованием портативного компьютера и типовых датчиков функционального контроля, имеющихся на борту в штатном составе (детекторов дыхания, сердечно-сосудистой активности, электрического сопротивления кожи и т.п.). Кроме того, повышается точность диагностики при одновременном определении психофизиологического состояния. И, более того, полностью исключается субъективный человеческий фактор - попытки занижать или завышать возможности зрительного анализатора как со стороны эксперта - медика (офтальмолога), так и со стороны тестируемого.

Профильная направленность такой системы на диагностику зрительного анализатора с последующей оценкой психофизиологического состояния тестируемого не позволяет оценивать динамику изменения - интеллектуализации его мыслительной деятельности, улучшающей или ухудшающей его профессиональные навыки и мышление, а также управленческую моторику его действий в период длительной экспедиции в экстремальных условиях на критически удаленных расстояниях. То есть не позволяет анализировать прецедентные факты профессиографического анализа с текущими событиями для предикативной аналитики (составления предсказаний) о будущих событиях.

Следовательно, мониторинг профессиональной надежности космонавтов, находящихся в космическом полете на критически удаленных расстояниях и в экстремальных условиях носит характер поискового прогноза, а задача предикативной аналитики в данных условиях носит гипотетических характер.

Заявленное изобретение предназначено для решения задачи повышения точности мониторинга и достоверности прогнозирования профессиональной надежности при удаленной диагностике тестируемого. И, при ее осуществлении могут быть получены следующие технические результаты:

- мониторинг профессиографических и психофизиологических параметров тестируемого с помощью мультимодального (зрительные, слуховые, тактильные и др. сигналы-стимулы) интерфейса в заданной области профессиональных знаний в режиме реального времени;

- обеспечение рефлекса и обратной передачи информации о характере и силе рефлекторного действия в центральную нервную систему для оценивания физиологически адекватного управления;

- определение динамики глазодвигательной активности - динамики движения точки пересечения оптической оси глазного яблока и плоскости наблюдаемого события на экране сенсорного дисплея, на котором предъявляется динамическое событие в определенной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации;

- преобразование речевого сигнала в цифровую информацию с распознаванием лексем языка, типа и назначения речи, качества и интонации голоса, в том числе частоты тона, громкости, тембра и темпа, а также реализация интерфейса безмолвного доступа, основанного на получении и обработке речевых сигналов на ранней стадии артикулирования;

- исключение субъективного человеческого фактора - попытки занижать или завышать риски или возможности как со стороны лица принимающего решение (Центра управления, экспертов), так и со стороны тестируемого.

Технический результат достигается тем, что известный способ - «Способ и устройство дистанционной экспресс-диагностики зрительного анализатора» [RU 2726604, прототип] состоит: в компьютерном синтезе рандомизированного события в виде тест-изображения и его представления в одной из частей сенсорного дисплея; в ответе на реакцию визуализации тест-изображения прикосновением в соответствующей части сенсорного дисплея; в автоматическом изменении параметров тест-изображения в сторону пороговых значений до полного его исчезновения и начала появления ошибочных ответов с заданным количеством реверсий; в интерактивном программно-аппаратном контроле синхронно измеряемых психофизиологических параметров; в анализе всех ответов на эти тест-изображения; в ограничении времени на ответ с сопровождением звуковой и/или световой индикацией и в выдаче результатов мониторинга и оценивании их достоверности экспертной системой.

Существенными признаками, отличающими изобретение от прототипа, являются:

во-первых, на сенсорном дисплее синтезируются динамические события в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации сопровождаемые звуковыми сигналами или языковыми лексемами, и, интерактивные виртуальные элементы управления заданными профильными событиями, которые коммуницируются сенсомоторикой пальцев рук, с образованием биологической обратной связи;

во-вторых, синхронно с сенсомоторикой распознается речь и оптически отслеживаются и регистрируются глазодвигательная активность, мимика и жесты;

в-третьих, результаты мониторинга и прогнозирования представляются в виде профессиографического анализа с верификацией профессионально важных качеств (психофизиологических параметров); и,

в-четвертых, оценка достоверности результатов мониторинга и прогнозирования осуществляется либо раздельно по сенсомоторной коммуникации, по распознаванию речи, по анализу глазодвигательных реакций, мимики и жестов, либо синхронно по их интегральной совокупности.

Технический результат по устройству достигается тем, что известное устройство [RU 2726604, прототип] содержит: диагностический центр, состоящий из компьютерной системы, экспертной системы с подсистемой приобретения знаний, базой знаний и подсистемой интерпретации задач и ответов, которая дополнительно дублирована и интегрирована в мобильном модуле, и средств связи; мобильный модуль, состоящий из компьютера, специализированного программного обеспечения, генерирующего тест-изображения, подсистемы интерпретации задач и ответов экспертной системы, системы функционального контроля с датчиками психофизиологических параметров, и средств связи; а также канал передачи данных, связывающий по радиоканалу диагностический центр с мобильным модулем. При этом все датчики мобильного модуля связаны с соответствующими входами системы функционального контроля, выход которой связан со вторым входом компьютера, который связан по первому входу двунаправленным шлейфом с дублированной подсистемой интерпретации задач и ответов экспертной системы и образует единое целое, выполненное в виде планшетного компьютера с сенсорным графическим дисплеем или портативного компьютера с раздельными дисплеем и интерфейсом управления.

Существенными признаками, отличающими изобретение от прототипа по устройству, являются введение: в диагностический центр - базы прецедентов и подсистемы моделирования (НООН-моделирования) с аудиальными, визуальными и сенсомоторными моделями; а в мобильный модуль - подсистемы мультимодальной детекции с компонентами распознавания речи и оптического отслеживания глазодвигательных реакций, мимики и жестов, аудиодетектора и видеодетектора, выходы которых связаны соответственно с первым и вторым входами подсистемы мультимодальной детекции, выход которой связан с третьим входом компьютера. При этом подсистема моделирования (НООН-моделирования) диагностического центра связана со входом базы прецедентов, которая связана двунаправленным шлейфом с третьим входом базы знаний экспертной системы.

Кроме того, признаком, отличающим изобретение от прототипа, является специализированное программное обеспечение (ПО): Для мобильного модуля ПО генерирует динамические события в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации, сопровождаемой звуковыми сигналами или языковыми лексемами, и интерактивных виртуальных элементов управления событиями. Для диагностического центра ПО генерирует события и интерпретирует задачи и ответы с учетом базы прецедентов на основе подсистемы аудиального, визуального и сенсомоторного моделирования (НООН-моделирования). А также представляет результаты мониторинга и прогнозирования в виде профессиографического анализа и психофизиологических параметров, в том числе включая такие как личностный адаптационный потенциал, дезадаптационные нарушения, нервно-психическая устойчивость и общая личностная тревожность, с учетом процессов фрустрированности, агрессивности, ригидности и т.п.

При взаимодействии человека с информацией, осуществляемое с использованием машинно-активизированной (компьютерно-активизированной) его мыслительной деятельности для получения биологической обратной связи как оптической (визуальной), звуковой или сенсомоторной известны другие технические решения, например, основанные на виртуальных информационно-измерительных приборах и системах, в частности, программно-аппаратных комплексах на базе оборудования компании National Instruments (NI, NASDAQ, NATI). В них флагманские аппаратно-программные продукты и системы автоматизированного тестирования созданы на основе графического инженерного программирования Lab VIEW, а виртуальные приборы LabWindows/CVI и среда управления тестами TestStand и Multisim являются основными программами моделирования и анализа электрических и электронных схем rhttps://www.ni.com/ru-ru.html. https://russia.ni.com/. Доступ свободный]. Такие приборы и магистрально-модульные платформы являются узкопрофильными и предназначены, прежде всего, для систем измерения, управления и автоматизации. Их основу составляют устройства сбора данных (data acquisition), приборные интерфейсы (instrument control), системы управления электроприводами и машинного зрения (machine vision).

Известны также экспертные системы, позволяющие находить решения по заданным условиям и способные частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации [Джозеф Джарратано, Гари Райли «Экспертные системы: принципы разработки и программирование»: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1152 стр. с ил.]. Кроме того, многофункциональные экспертные системы с искусственным интеллектом позволяют оптимизировать деятельность целых предприятий, «вычислять» успешность индивидуумов из огромного числа и прогнозировать их деятельность [Залюбовский И.Н. Искусственный интеллект - революция в делегировании // Журнал Искусство управлять №3. 2019. С. 24-29; http://npo-etalon.ru/, доступ свободный].

Предлагаемый способ мониторинга профессиональной надежности не претендует на новизну в части синхронной регистрации психофизиологических параметров (полиграфов - детекторов лжи) и интерпретации результатов экспертами, а также на принцип работы экспертных систем, в том числе прецедентных по причине их общеизвестности, а предлагают новую процедуру, содержащую некоторые известные как часть.

Изобретение «Способ мониторинга профессиональной надежности» характеризуются интерактивностью в системах естественно-, гибридно-, искусственно-интеллектуализированного человекоинформационного взаимодействия при многомодальности информационно-обменных процессов в биологической обратной связи (рефлекторном кольце) и при активной инициации (аудиальной, визуальной, сенсомоторной) субъектом с синхронной регистрацией его сенсомоторной и тактильной коммуникации (мелкой моторики пальцев рук), глазодвигательной активности, мимики, жестов и распознавания речи. При этом сам тестируемый (субъект) является источником формирования виртуальных вопросов и прецедентных событий в информационно-обменных (компьютерно-активизированных и/или машинно-имитируемых) процессах в соответствии с его собственной мыслительной деятельностью и профильной компетенцией, требующих каких-либо оптимизаций или конечных реализаций. При этом конечным результатом такого человеко-информационного взаимодействия является интуитивная понятность и виртуальная управляемость синтезированным событием. То есть оценивание способности тестируемого понимать и проникать в смысл профильного события и ситуации посредством как единомоментного бессознательного вывода (инсайта, озарения), так и путем последовательных логических умозаключений через интерактивный интерфейс пользователя (оператора, тестируемого) с аудиальной (речь, слух), визуальной (глазодвигательная активность, мимика, жесты) и сенсомоторной (тактильной) модальностями.

Полученные при осуществлении изобретения технические результаты, а именно:

- мониторинг профессиографических и психофизиологических параметров тестируемого с помощью мультимодального (зрительные, слуховые, тактильные и др. сигналы-стимулы) интерфейса в заданной области профессиональных знаний в режиме реального времени;

- обеспечение рефлекса и обратной передачи информации о характере и силе рефлекторного действия в центральную нервную систему для оценивания физиологически адекватного управления;

- определение динамики глазодвигательной активности - динамики движения точки пересечения оптической оси глазного яблока и плоскости наблюдаемого события на экране сенсорного дисплея, на котором предъявляется динамическое событие в определенной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации;

- преобразование речевого сигнала в цифровую информацию с распознаванием лексем языка, типа и назначения речи, качества и интонации голоса, в том числе частоты тона, громкости, тембра и темпа, а также реализация интерфейса безмолвного доступа (silent speech interfaces, SSI), основанного на получении и обработке речевых сигналов на ранней стадии артикулирования;

- исключение субъективного человеческого фактора - попытки занижать или завышать риски или возможности как со стороны эксперта (лица принимающего решение), так и со стороны тестируемого

достигаются за счет того, что:

- на сенсорном дисплее синтезируются динамические события в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации сопровождаемые звуковыми сигналами или языковыми лексемами и интерактивные виртуальные элементы управления профильным событием, которые коммуницируются сенсомоторикой и тактильностью пальцев рук, с образованием биологической обратной связи;

- синхронно с сенсомоторикой пальцев рук распознается речь и регистрируются глазодвигательная активность, мимика и жесты;

- результаты мониторинга и прогнозирования представляются в виде профессиографического анализа, по которому верифицируются профессионально важные качества (психофизиологические параметры);

- оценка достоверности мониторинга и прогнозирования осуществляется либо раздельно по сенсомоторной коммуникации, по распознаванию речи, по анализу глазодвигательных реакций, мимики и жестов, либо синхронно по их интегральной совокупности.

Для реализации технических результатов в диагностический центр введены база прецедентов и подсистема моделирования (НООН-моделирования) с аудиальными, визуальными и сенсомоторными моделями, которая связана с базой прецедентов, выход которой связан двунаправленным шлейфом с третьим входом базы знаний экспертной системы; а в мобильный модуль введены подсистема мультимодальной детекции с компонентами распознавания речи и оптического отслеживания глазодвигательных реакций, мимики и жестов, аудиодетектор и видеодетектор, выходы которых связаны соответственно с первым и вторым входами подсистемы мультимодальной детекции, выход которой связан с третьим входом компьютера.

На фигурах 1 и 2 изображены условные экраны дисплеев, поясняющие способ с примерами синтезированных в среде LabVIEW событий, например, из области профессиональных знаний - электрорадиоизмерения, работа с контрольно-измерительной аппаратурой и т.п. Здесь тест-изображения - комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации представлены в виде: профильного события 1 - в простейшем случае электрических сигналов интуитивно-понятных (знакомых) синусоиды и меандра; интерактивных виртуальных элементов 2 управления событием и блок-схемы 3 процесса. При этом области профессиональных знаний и умений могут быть любыми.

На фигуре 3 дополнительно приведены фотографии действующего тренажера стыковки космического корабля «Союз» и вариантов событий 4 на экране дисплея (в области визуального контроля и наблюдения, выделенной штриховыми линиями), коммутируемых сенсомоторикой пальцев рук посредствам манипуляторов 5 ручного управления стыковкой. Такие индикационные, в том числе экраны 4 дисплеев, или интерактивные коммутационные, в том числе манипуляторы 5, и другие элементы комбинированной приборной панели могут быть смоделированы на сенсорном дисплее, синтезирующем соответствующие виртуальные события в виде 1 и/или 3 и интерактивные виртуальные элементы 2 управления событием (фиг. 1 и 2).

На фигуре 4 изображено устройство для реализации способа, где 6 - диагностический центр в составе: компьютерная система 7, специализированное программное обеспечение 8 (ПО) и средства связи 9 (СС); 10 - канал передачи данных; 11 - экспертная система (ЭС) в составе: база 12 знаний, подсистема 13 приобретения знаний, база 14 прецедентов, подсистема 15 НООН-моделирования с аудиальными 16, визуальными 17 и сенсомоторными (мелкой моторики) 18 моделями и подсистемой 19 интерпретации задач и ответов, расположенной в мобильном модуле и дублированной при необходимости в диагностическом центре (на фигуре не показана); 20 - мобильный модуль в составе: средство связи 21 (СС), портативный компьютер 22 (ПК, смартбук, планшет, смартфон), специализированное ПО 23, интерактивный (ввода-вывода) интерфейс 24 пользователя (оператора, тестируемого) с аудиальной (речь, слух), визуальной (глазодвигательная активность, мимика, жесты) и сенсомоторной (тактильной) модальностями; подсистема 25 мультимодальной детекции с аудиодетектором 26 и компонентом 27 распознавания речи, видеодетектором 28 и компонентами 29-31 оптического отслеживания глазодвигательной реакции, мимики и жестов; система 32 функционального контроля (СФК) с датчиками 33 психофизиологических n-параметров дыхания, сердечнососудистой активности и электрического сопротивления кожи, а также, с датчиками 34 других функциональных N-параметров жизнедеятельности человека (при необходимости).

Сущность изобретения заключается в следующем. Диагностический центр 6 представляет группу взаимосвязанных или смежных профильно-ориентированных информационно-измерительных (диагностических) устройств и систем, построенных на основе компьютерных технологий: одна из которых - компьютерная система 7; другая - экспертная система 11. Действуя в соответствии со специализированным ПО 8, они осуществляют автоматизированные сбор и обработку данных, их документирование и представление в заданных форматах специалистам - экспертам. При этом обработка данных может осуществляться как от стационарных комплексов, так и от мобильных дистанционных устройств, с помощью канала передачи данных 10 и с использованием средств связи 9 и 21, построенных по беспроводным технологиям.

Экспертная система 11 - программно-аппаратная «интеллектуальная» диагностическая система (на фигуре 4 обозначена штриховым контуром), построенная по IT-технологиям, позволяет находить решения по заданным условиям с целью частичной замены специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации вне стационарных условий (на удаленном расстоянии). Ее основу составляют база 12 знаний как модель поведения экспертов в определенной области знаний и подсистема 13 (механизм) приобретения знаний. При этом база 12 знаний являет собой совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности [Джозеф Джарратано, Гари Райли «Экспертные системы: принципы разработки и программирование»: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1152 стр. с ил.].

База 14 прецедентов - база предшествующих случаев, имевших место ранее и служащих примерами или оправданием для последующих случаев подобного рода, предназначена для моделирования правдоподобных рассуждений (рассуждений «здравого смысла»). То есть случаев (прецедентов), не подчиняющихся алгоритмам и правилам логического вывода, характерным подсистеме 13 приобретения знаний для базы 12 знаний в выбранной предметной области. Такая база прецедентов наиболее актуальна для решения задач, связанных с нештатными ситуациями, особенно при долговременных экспедициях и на критически удаленных (от Центров управления и поддержки принятия решений) расстояниях. Поскольку позволяет решить новую, неизвестную задачу, используя или адаптируя решение уже известной задачи, то есть, используя уже накопленный опыт решения подобных задач. При этом если в Земных условиях Человечество накопило множество прецедентов в разных сферах деятельности и при известных критериях воздействия, то в условиях многофакторной неопределенности и агрессивности космоса, таких нештатных ситуаций - «единицы». Поэтому для имитирования прецедентов - искусственного воспроизведения оптимизированных информационно-обменных процессов в системе человеко-информационного взаимодействия введена подсистема 15 НООН-моделирования (аудиального, визуального и сенсомоторного).

Подсистема 15 НООН-моделирования представляет сведения, содержащиеся в информации с использованием раздельного или интегрированного объектно-ориентированного (познавательного) интерпретационно-имитационного предметного (прагматического) моделирования в виде картинных с необходимым аудиальным сопровождением образно-воспринимаемых знаковых моделей, соответствующих психофизиологии мышления человека-оператора, применяющего эти модели. Предназначена для моделирования проблемной ситуации - правдоподобных действий в определенный момент времени с использованием многомодального человекоинформационного интерфейса с целью последующего анализа психофизиологического (психоэмоционального) состояния тестируемого путем принимаемых решений на основе «здравого смысла».

Подсистема 19 интерпретации задач и ответов реализована в виде диалогового компонента механизма объяснений ЭС, связана двунаправленной многоразрядной шиной по первому входу с ПК 22 мобильного модуля 20 и может работать как автономно, без доступа к диагностическому центру 6, и соответственно базам 12 знаний и 14 прецедентам (режим «off-line», вне сеанса связи), так и в режиме «on-line» - прямого обмена сообщениями и периодического обновления в сеансы связи с базами 12 знаний и 14 прецедентов компьютерной системы 7 диагностического центра 6. Поскольку современные ПК обладают высокой производительностью и достаточным объемом памяти, то базы 12 знаний и 14 прецедентов экспертной системы 11 могут быть интегрированы или дублированы в мобильном модуле 20 и обновляться по мере приобретения знаний подсистемой 13 и/или НООН-моделирования подсистемой 15, находящихся в диагностическом центре 6.

Основу удаленного мобильного модуля 20 составляет портативный (переносной, персональный) компьютер 22 (лэптоп, ноутбук, нетбук, смартбук, смартфон) с типичными компонентами персонального компьютера, включая средство вывода информации - дисплей и средство ввода (интерфейс управления) - сенсорная панель или тачпад, клавиатура, компьютерная мышь, джойстик и прочие манипуляторы и устройства указания; может быть выполнен как в раскладном форм-факторе, так и в виде планшетного компьютера с сенсорным графическим дисплеем. Средства ввода-вывода информации ПК 22 в совокупности со зрительным, слуховым и речевым анализаторами оператора (тестируемого) и межсенсорным взаимодействием мелкой моторики его кистей рук (сенсомоторной и/или тактильной коммуникацией) образуют интерактивный 24 пользовательский интерфейс. Работу которого контролирует подсистема 25 мультимодальной детекции со встроенными или выносными аудиодетектором 26 и видеодетектором 28. Сигналы с аудио- и видеодетекторов регистрируются и распознаются соответственно компонентами 27 распознавания речи и 29 - 31 оптического отслеживания глазодвигательных реакций, мимики и жестов. При этом подсистема 25 мультимодальной детекции связана с компьютером 22 по третьему входу.

Система 32 функционального контроля в отличие от прототипа [RU 2 726 604] в данном изобретении играет второстепенную роль и может при необходимости использоваться дополнительно к основной подсистеме 25 мультимодальной детекции или быть исключена вовсе. Основу СФК 32 составляет техническое средство и средства измерений - n-датчики 33 и N-датчики 34, предназначенные для выработки n+N сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения. Используемая при проведении инструментальной медицинской диагностики определенная совокупность датчиков, например n-датчиков 33 при синхронной регистрации n-параметров дыхания, сердечно-сосудистой активности и электрического сопротивления кожи позволяет диагностировать психофизическое состояние с оценкой достоверности сообщенной информации на какие либо стимулы - раздражители [А.Ю. Молчанов. Скрининг. Способы повышения достоверности результатов психофизиологических исследований/ООО «МАИЛ». - Москва: ООО «МАИЛ», 2016. 244 с.]. В данном случае стимулами-раздражителями являются тест-изображения - синтезируемые динамические события в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации сопровождаемые звуковыми сигналами или языковыми лексемами, и, интерактивные виртуальные элементы управления событиями.

Тем не менее поскольку СФК 32 предназначена, прежде всего, для обеспечения оптимального режима жизнедеятельности человека путем измерения датчиками 33 и 34 его физиологических параметров, и, как правило, такой инструментарий всегда имеется в наличии (на борту), то корреляция инструментальных психофизиологических исследований синхронной регистрации параметров контактными методами дополнительно к аудиальным (поз. 26 и 27) и оптическим (поз. 28 - 31) бесконтактными методами мониторинга повышает точность психофизиологических параметров и соотнесение их с ожидаемыми результатами.

Подсистема 25 мультимодальной детекции с аудио- и видеодетекторами 26 и 28 и компонентами 27 распознавания речи и оптического отслеживания 29 глазодвигательных реакций, 30 мимики и 31 жестов совместно с интерактивным интерфейсом 24 ввода-вывода информации позволяет вести более эффективный клиаративно-креативный диалог за счет дублирования передаваемой информации по разным информационным каналам и замещая какие либо каналы дополнять доступными для тестируемого входными и выходными модальностями. При этом входные модальности отвечают за восприятие информационных потоков, идущих от человека (речь, звуки, движение тела, жесты, сенсомоторика и тактильность пальцев кистей рук, рукописный текст и т.п.). Выходные модальности обеспечивают тестируемого необходимой информацией о событиях, происходящих внутри системы и поступающих сигналов.

На основе данных как подсистемы 25 мультимодальной детекции, так и СФК 32 осуществляется адаптация человека к определенным воздействиям и соответствующее принятие оптимизирующих решений.

Способ осуществляется следующим образом. В одной из частей сенсорного дисплея синтезируется тест-изображение - рандомизированное динамическое событие 1 в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации (фиг. 1, 2). При этом синтезируемое событие может сопровождаться звуковыми сигналами и/или языковыми лексемами, соответствующем заданному профильному событию. Одновременно в другой части сенсорного дисплея синтезируются интерактивные виртуальные элементы 2 управления заданным профильным 2 событием.

Оператор (тестируемый), рефлексируя на визуализацию тест-изображения 1 и/или озвучивание рандомизированного события согласно своим профессиональным навыкам и умениям, анализирует его и воздействует на него через интерактивный интерфейс 24 пользователя сенсомоторной, аудиальной и/или визуальной модальностями (фиг.4). Соответственно сенсомоторная модальность (тактильная манипуляция пальцев рук) осуществляется через интерактивные виртуальные элементы 2 управления событием 1 сенсорной панели (фиг. 1, 2). Аудиальная модальность (речь, слух) осуществляется посредствам аудиодетектора 26 с компонентом 27 распознавания речи и встроенными по умолчанию в компьютер 22 динамиками и прочими звуковоспроизводящими устройствами (на фигурах не показаны). Визуальная модальность (глазодвигательная активность, мимика лица, жесты) осуществляется видеодетектором 28 и соответствующими компонентами 29-31 оптического отслеживания глазодвигательных реакций, мимики и жестов.

В зависимости от совокупности и алгоритмов осознанных коммуникаций (сенсомоторной, аудиальной, визуальной) оператора (тестируемого) и с учетом алгоритмов и регламентов, заложенных специализированным ПО 8 и 23, автоматически изменяются параметры события 1. Изменения осуществляются в сторону пороговых значений и/или нештатных ситуаций и начала появления ошибочных ответов с заданным количеством реверсий: от полного исчезновения события, в том числе тест-изображения с экрана дисплея, до его полной неопределенности (неразборчивости). Последнее может обусловливаться как оптическими искажениями тест-изображения (аберрации, дисторсия, виньетирование, наложение и т.п.), так и ошибками электронной обработки, преобразования и представления видео- и аудиосигналов. Здесь доминирующее влияние на изменение заданных событий оказывает сам тестируемый, своей рефлексией через коммуникационные действия - ошибочностью или правильностью и точностью выполнения коммуникационных последовательностей. При этом сам тестируемый является источником формирования виртуальных вопросов и прецедентных событий в информационно-обменных (компьютерно-активизированных и/или машинно-имитируемых) процессах в соответствии с его собственной мыслительной деятельностью и профильной компетенцией, требующих каких-либо оптимизаций или конечных реализаций.

Поскольку интерактивное управление синтезируемыми событиями и непрерывный мониторинг направлены на активизацию внутренних резервов организма, развитие самоконтроля и саморегуляции важных психофизиологических функций, то на уровне головного мозга формируются программы их физиологически адекватного управления, посредствам сенсомоторной, речевой и/или зрительной коммуникации. Такая биологически-обратная связь в гибридно-интеллектуализированном человеко-информационном взаимодействии с профильным событием позволяет экспертной системе 11 осуществить соответствующий психологический анализ и сделать соответствующие выводы о пользователе. То есть представить результаты мониторинга в виде профессиографического анализа.

Благодаря алгоритмам искусственного интеллекта и моделям поведения экспертов заложенным в ЭС инженерами по знаниям, а также базе прецедентов с подсистемами 16 аудиального, 17 визуального и 18 сенсомоторного моделирования становится возможным даже в условиях неполных или неточных данных как интерполяция на определенном промежутке времени о текущем психофизиологическом состоянии оператора (тестируемого), так и экстраполяция о возможных предикативных и/или латентных отклонениях его мыслительной деятельности и/или профильной компетенции, требующих каких-либо оптимизаций (коррекций) или конечных реализаций. То есть решается задача проспективной экстраполяции. При этом оценка достоверности осуществляется либо раздельно по сенсомоторной коммуникации, по распознаванию речи, по анализу глазодвигательных реакций, мимики и жестов, либо синхронно по их интегральной совокупности.

Следовательно, мониторинг механизмов восприятия и обработки информации тестируемым, его рефлексирование путем осознанного управления событием, моделировании когнитивных и поведенческих процессов позволяют диагностировать тестируемого. При этом, если такие события синтезируются в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации, сопровождаемой звуковыми сигналами или языковыми лексемами, и, которые интерактивно коммуницируются сенсомоторикой пальцев рук, речью, глазодвигательной активностью, мимикой и жестами, то результатом такого мониторинга является оценивание психофизиологического состояния тестируемого и составление его профессиографического портрета.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения точности мониторинга и достоверности прогнозирования профессиональной надежности при удаленной диагностике тестируемого путем мониторинга его профессиографических и психофизиологических параметров с помощью мультимодального интерфейса в заданной области профессиональных знаний в режиме реального времени. При этом оценивается физиологически адекватное управление заданным профильным событием; определяется динамика глазодвигательной активности и распознается речь, включая качество и интонацию голоса, частоту тона, громкость, тембр и темп, а также интерфейс безмолвного доступа, основанного на получении и обработке речевых сигналов на ранней стадии артикулирования. Кроме того, исключается субъективный человеческий фактор - попытки занижать или завышать риски или возможности как со стороны лиц принимающих решение (Центра управления, экспертов), так и со стороны тестируемого.

Список цитируемых документов Способ мониторинга профессиональной надежности

1. Щербакова А.Э., Попова М.А., Современные подходы к диагностике адаптационных возможностей профессиональной надежности специалистов экстремальных профессий // Медико-физиологические проблемы экологии человека: Материалы VI Всероссийской конференции с международным участием (19-23 сентября 2016 года). - Ульяновск, 2016. - С. 178-179

2. Патент RU 2 655 186. Способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях деятельности / Петров В.А., Иванов А.О., Пульцина К.И., Эль-Салим Суад Зухер.

3. Патент RU 2 392 860. Способ определения профессиональной надежности специалиста экстремального профиля деятельности и устройство для его осуществления/Гриценко Г.Н., Колючкин С.Н., Седин В.И., Смирнов Б.П.

4. Патент RU 2 716 339. Способ оценки профессиональной пригодности специалистов опасных профессий/ Мыльченко И.В. и др., Попова М.А., Щербакова А.Э., Каримов P.P.

5. Патент RU 2 314 029. Способ комплексной психофизиологической оценки индивидуально-типологических особенностей целенаправленной деятельности личности/ Журавлев Б.В., Муртазина Е.П., Ломакина Т.Е.

6. Космические тренажеры. Этапы развития. Наумов Б.А., Шевченко Л.Е. Учебно-справочное пособие. РГ НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина. - Звездный городок. 2008

7. Патент RU 2 534 474. Комплексный тренажер для космонавтов/ Суворова Т.А., Сохин И.Г., Крючков Б.И.

8. Патент RU 2 554 198. Динамический испытательный стенд/Крылов А.И., Спирин Е.А., Смагарев С.Г., Бурдин Б.В., Киршанов В.Н.

9. Патент RU 2 726 604. Способ и устройство дистанционной экспресс-диагностики зрительного анализатора/ Даниличев С.Н., Спирин А.Е., Жуков В.М., Крылов А.И., Спирин Е.А. Прототип.

10. Электронный ресурс: https://www.ni.com/ru-ru.html. Доступ свободный

11. Электронный ресурс: https://russia.ni.com/. Доступ свободный

12. Джозеф Джарратано, Гари Райли «Экспертные системы: принципы разработки и программирование»: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1152 стр. с ил.

13. Залюбовский И.Н. Искусственный интеллект - революция в делегировании // Журнал Искусство управлять №3. 2019. С. 24-29.

14. Электронный ресурс: НПО «Эталон» http://npo-etalon.ru/. Доступ свободный

15. А.Ю. Молчанов. Скриниг. Способы повышения достоверности результатов психо-физиологических исследований/ООО «МАИЛ». - Москва: ООО «МАИЛ», 2016. 244 с.

Изобретение относится к области медицины при проведении психофизиологического и психологического мониторинга и прогнозирования профессиональной надежности специалистов опасных и особо ответственных профессий. Предложен способ, в котором осуществляют интеллектуализированное человекоинформационное взаимодействие при многомодальности информационно-обменных процессов в биологической обратной связи и при активной инициации (аудиальной, визуальной, сенсомоторной) субъектом синхронно регистрируют его сенсомоторную и тактильную коммуникацию (мелкой моторики пальцев рук), глазодвигательную активность, мимику, жесты и распознавание речи. При этом сам субъект (тестируемый) является источником формирования виртуальных вопросов и прецедентных событий в информационно-обменных (компьютерно-активизированных и/или машинно-имитируемых) процессах в соответствии с его собственной мыслительной деятельностью и профильной компетенцией, требующих каких-либо оптимизаций или конечных реализаций. Изобретение обеспечивает повышение точности мониторинга и достоверности прогнозирования профессиональной надежности специалистов опасных и особо ответственных профессий. 4 ил.

Способ мониторинга профессиональной надежности, который состоит в компьютерном синтезе рандомизированного события в виде тест-изображения и его представления в одной из частей сенсорного дисплея, в ответе на реакцию визуализации тест-изображения прикосновением в соответствующей части сенсорного дисплея или через интерфейс управления, в автоматическом изменении параметров тест-изображения и начала появления ошибочных ответов, в интерактивном программно-аппаратном контроле синхронно измеряемых психофизиологических параметров, в анализе всех ответов на эти тест-изображения, в ограничении времени на ответ с сопровождением звуковой и/или световой индикацией и в выдаче результатов мониторинга и оценивании их достоверности экспертной системой, отличающийся тем, что на сенсорном дисплее синтезируются динамическое событие в заданной области профессиональных знаний в виде комбинации графическо-числовой и/или текстово-символьной информации, сопровождаемое звуковыми сигналами или языковыми лексемами, и интерактивные виртуальные элементы управления профильным событием, которые коммуницируются сенсомоторикой пальцев рук, синхронно с сенсомоторикой распознается речь и оптически отслеживаются и регистрируются глазодвигательная активность, мимика и жесты, при этом результаты мониторинга представляются в виде профессиографического анализа, оценка достоверности которых осуществляется по интегральной совокупности сенсомоторной коммуникации, по распознаванию речи, по анализу глазодвигательных реакций, мимики и жестов.