СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА, ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗНАНИЙ И АНАЛИЗ ТЕКСТОВ 2019-2023 Шифр 0063-2019-0001

Цель и задачи работы: целью исследований является создание новых методов и экспериментальных программных средств построения моделей когнитивных процессов субъектов деятельности и их коалиций, таких как моделирование поведения, целеполагание, принятие решений, понимание текстов; создание новых методов понимания естественного языка, вопросно-ответного поиска, когнитивного ассистирования и психометрического анализа текстов и данных; разработка новых методов исследования больших и сверхбольших массивов научно-технических текстов для анализа и прогнозирования, разработка новых методов обработки научно-технических документов (патенты, публикации, отчеты НИОКР и т.д.) методами ИИ; идентификация эмоционального состояния человека как результат решения задачи групповой классификации многопризнаковых объектов, разработка новых алгоритмов для основанного на парадигме вербального анализа решений метода STEPCLASS для разных типов задач многопризнаковой экспертной классификации, разработка новых подходов к поиску и извлечению целевой информации на основе типизации отображения визуализируемых больших объемов данных, развитие методов сравнения по эффективности разнородных альтернатив; разработка интеллектуальных систем в медицинской диагностике и прогнозировании и в управлении беспилотными аппаратами; разработка теоретических и технологических основ построения виртуальных коллективов, вырабатывающих и принимающих решения в сложных ситуациях, условиях существенного разнообразия информации и дефицита времени. За отчетный период выполнены следующие задачи:  построены модели БЯМ, которые в нашем исследовании давали ответы, содержащие те же классы искажений ответов, что и в ответах на вопросы методики Cattell's Scale B. Одно из решений проблемы разработки архитектуры агентов для решения более сложных задач предлагается на основе культурно-исторического и деятельностного подходов в теории SBWM, при построении картины мира интеллектуального агента предлагается учитывать концептуальный уровень путем рассмотрения категорий значения и смысла;  был разработан метод решения задачи навигации группы взаимозаменяемых агентов в непрерывной среде, опирающийся на интеграции централизованного планирования и обмена целями и децентрализованного избегания столкновений. Проведено его теоретическое и экспериментальное исследование;  в ходе работ по созданию методов управления для реализации заданного динамического поведения, был получен метод управления на основе техники SDRE и идентификации нечеткой модели и метод построения маневров движения в пространстве плоских выходов с учетом статических препятствий. Все полученные регуляторы характеризуются вычислительной эффективностью, что делает их потенциально применимыми для задач с ограниченными вычислительными ресурсами, в частности, для задач управления автономными агентами;  разработаны модели для оценки переходных состояний организма и риска развития инсульта у больных с хронической ишемией мозга, включающая учет контрдействия протекторов. Эти модели отвечают цели управления персональным здоровьем путем предупреждения или отсроченного проявления болезней на базе направленного воздействия на модифицируемые факторы риска развития патологических процессов, которые в разработанной модели представлены операторами;  предложен новый подход к разрешению кореференции, интегрирующий информацию иерархического дискурса в нейросетевые модели. Проведенные эксперименты на крупном русскоязычном корпусе показали эффективность использования риторического расстояния между упоминаниями. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале мультиязыковых моделей вроде LUKE и признаков иерархии дискурса для улучшения качества разрешения кореференции;  был разработан эффективный подход к созданию обучающих корпусов для обучения глубоких нейростевых моделей в задаче установления семантических ролей в контексте психоэмотивных предикатов в русском языке. С помощью данного подхода были собраны наборы данных, использованные для создания высококачественных предсказательных моделей;  разработан механизм создания наборов данных на основе положения мыши пользователя, собраны и проанализированы первые 100 человек. Протестировано более 10 различных наборов данных по мультимодальному представлению эмоционального состояния пользователей. Разработан инновационный метод анализа эмоциональной составляющей по видео, аудио и текстовым данным.  разработан и успешно апробирован метод выявления цепочек рассуждений в текстах естественном языке. Применение этого метода позволит в перспективе повысить качество синтеза развернутых аннотаций документов, точность и полноту оценки связности и непротиворечивости научных текстов в системах информационной поддержки научной и инновационной деятельности. Разработанные методы, таким образом, позволяют перейти на более высокий уровень анализа и прогнозирования по сравнению с существующими решениями;  разработаны модели для оценки переходных состояний организма и риска развития инсульта у больных с хронической ишемией мозга, включающая учет контрдействия протекторов. Эти модели отвечают цели управления персональным здоровьем путем предупреждения или отсроченного проявления болезней на базе направленного воздействия на модифицируемые факторы риска развития патологических процессов, которые в разработанной модели представлены операторами;  проведена клиническая апробация экспертной диагностической системы для лизосомных болезней на ретроспективных данных 110 пациентов с верифицированными диагнозами лизосомных болезней накопления (35 клинических случаев из литературных источников и 75 деперсонифицированных выписок из электронных медицинских карт пациентов 4-х специализированных медицинских организаций), которая показала точность в 88,18% присутствия верного диагноза среди первых 5 гипотез, выдаваемых системой, что превосходит показатели аналогичных зарубежных систем;  проведены экспериментальные исследования по выявлению признаков инсульта на КТ изображениях с помощью обученных сверточных нейронны сетей, которые показали точность от 0,54 до 0,85 вследствие значительного дисбаланса по многим признакам и небольшого объема данных;  разработана концепция построения программной библиотеки для поддержки врача-исследователя на основе анализа данных МРТ. Программное обеспечение строится по модульному принципу и обеспечивает решение следующих задач: автоматическое выделение и распознавание зон интереса; автоматическое измерение размеров, площадей и объемов; когнитивная 2D- и 3D-визуализация целевых объектов; имитационное моделирование движения стволовых клеток. Реализована высокопроизводительная обработка, интеллектуальный интерфейс врача-исследователя, занимающегося интерпретацией получаемых результатов;  осуществлено построение новой функции активации искусственных нейронных сетей на основе s-параболы, в которой верхняя часть (первая четверть) есть верхняя ветвь параболы, а нижняя – зеркальное отображение нижней части параболы относительно оси ординат (третья четверть). Это расширяет набор нелинейностей, используемых для решения задач распознавания образов, повышает скорость настройки и реализации функции, что будет особенно востребовано при построении систем технического зрения в робототехнических системах;  исследованы стратегии мониторинга территорий группами беспилотных летательных аппаратов, среди которых выделены: (1) разбиение сложного задания на подзадачи и закрепление каждой такой подзадачи за отдельным БПЛА, входящим в состав сформированного коллектива; (2) выполнения общего задания конвейерным способом, при этом облет всех пунктов назначения осуществляется каждым отдельным автономным летающим роботом последовательно во времени, до тех пор, пока он не решит закрепленную за ним подзадачу общего задания на всех пунктах назначения;  исследованию нежелательных событий, связанных с оказанием медицинской помощи, может способствовать использование автоматизированных регистров, требования к которым сформулированы в проведенном исследовании;  выполнена модификация решателя интеллектуальной рекомендательной системы, в ходе которой была добавлена возможность гибко задавать процедуру подтверждения для множества возможных аргументов, для чего был разработан и реализован интерфейс с функцией проверки узлов-признаков на наблюдаемость из множества возможных узлов. Новая версия базы данных, реализованной на СУБД PostgreSQL 15, обеспечила возможность возвращения базы знаний к одному из ранее сохраненных состояний.  разработана концепция и информационная модель распознавания, анализа и оценки взаимодействия людей из разных целевых групп по эмоциональным реакциям. Модель включает классификацию и идентификацию людей по цвету одежды, отслеживание их перемещения в ограниченном пространстве, определение факта взаимодействия людей и оценку качества взаимодействия по эмоциям человека, определяемым по изображениям лица и звукам голоса. Концепция и информационная модель реализованы в разработанной автоматизированной системе видеонаблюдения за взаимодействием людей.  исследована согласованность изменения индикаторов риска и предпочтительности при сравнении интервальных альтернатив. Показано, что при оценке индивидуального риска методами типа «среднее-риск» левосторонние индикаторы риска будут согласованы с модой распределения, а при некоторых ограничениях – с медианой распределения, которые принимаются в качестве индикаторов предпочтительности;  рассмотрены особенности возникновения и управления конфликтами в коллективах реальных специалистов и их компьютерных моделей, решающих практические проблемы за круглым столом. Представлена модель ГиИМАС с управлением проблемно- и процессно-ориентированными конфликтами на основе анализа их напряженности, типа и соотношения целей агентов. Предложен метод управления конфликтами в ГиИМАС с использованием нечеткого вывода Мамдани, что обеспечивает прозрачность базы знаний, а также возможность более тонкой ее настройки в ходе тестирования системы.