Индивидуально-типологический подход



В инженерно-психологическом

Проектировании экспертных систем обработки информации о состоянии большого динамического объекта

Можно выделить следующие классы ЭС (247, 319):

- диагностирующие системы (наиболее яркий пример - медицин­ские диагностирующие системы);

- системы мониторинга (слежения), диагностика, интерпретация в которых происходит в реальном масштабе времени, когда осуществляет­ся сигнализация о выходе параметров объекта слежения за допустимые пределы (примером мониторинговых систем является их использование при реанимации, при контроле процессов в ядерных реакторах и т.п.);

- прогнозирующие системы, осуществляющие оценку будущего на основе моделей прошлого и настоящего (системы прогноза погоды);

- планирующие системы, обеспечивающие принятие решения по оптимальному распределению ресурсов и календарному планированию;

- системы для проектирования, помогающие принимать проектные решения и выявить мотивы их принятия через систему объяснения;

- системы для управления, совмещающие в себе системы плани­рования и проектирования, а в цепи обратной связи - диагностирующие и интерпретирующие системы;

- системы для обучения, которые близки к системам для управ­ления, но могут быть обратны по своему функционированию, когда поль­зователь сначала осуществляет диагностику и интерпретацию, а затем использует блоки планирования для воздействия на объект управления;

- интерпретирующие системы, которые близки к диагностирую­щим.

Исходя из основного отличительного признака ЭС, заключающегося в наличии у них способности представлять не только знания о предметной области, но и знания, объясняющие свои действия, можно расположить ЭС внутри условного континуума в зависимости от значения для выполнения их функции одного или другого вида знаний. Тогда на одном полюсе расположатся ЭС, предназначенные для решения про­гностических задач, использующие вероятностные по своей природе зна­ния (например, ЭС прогноза погоды). В этом случае объясняющая функ­ция ЭС не имеет большого смысла. Поэтому системы такого типа порой даже не относят к категории экспертных. На другом полюсе континуума расположатся диагностирующие, а на самом краю - интерпретирующие ЭС. Для этих систем, представляющих возможные варианты решения, объяснительная функция, то есть ответы на вопросы "почему?" и "как?", имеет определяющее значение. Понятно, что для проверки эффективно­сти нового подхода целесообразно рассматривать инженерно-психологическое проектирование ЭС именно такого типа.

С позиций инженерно-психологического обеспечения проектиро­вания ЭС должны решаться следующие основные задачи:

1. Распределение функций между пользователем и ЭВМ. На ос­нове анализа аналогичных ЭС или основного цикла деятельности пользо­вателя без применения ЭВМ (неавтоматизированная деятельность) выде­ляются элементы деятельности, поддающиеся полной или частичной ав­томатизации.

2. Задача организации диалогового взаимодействия пользователя и ЭВМ. Определяется количество, форма и содержание информации, хранящиеся в ЭВМ с учетом пропускной способности пользователя, спо­собы обмена информации между пользователем и ЭВМ, временные пара­метры обмена информации, требования к психологическим особенностям пользователей и средствам отображения информации.

3. Задача испытаний и доводки системы. Включает создание и сравнительную проверку целостной деятельности ЭС, определение ее эффективности.

4. Задача получения экспертных данных о предметной области. Эта задача является специфической и ключевой для обеспечения проек­тирования ЭС. Она предполагает решение проблемы формализации эмпи­рических знаний и интуитивных навыков высококлассных специалистов в области, для работы в которой предназначена проектируемая ЭС.

Понятно, что специфика психологического обеспечения обуслов­лена назначением ЭС. Было сделано предположение, что применение ин­дивидуально-типологического подхода наиболее адекватно для случая разработки ЭС, решающих задачи диагностики и интерпретации. Априори к такому случаю была отнесена разработка ЭС анализа информации о состоянии большого динамического объекта. Проведенное профессиографическое исследование в целом подтвердило это предложение.

Анализ информации о состоянии большого динамического объек­та включает (245, 341):

- подбор и систематизацию фактов, касающихся определенного вопроса;

- оценку, отбор и истолковывание фактов;

- четкое и продуманное изложение сделанных выводов в уста­новленной форме.

Другими словами, работа аналитика сводится к тому, чтобы сис­тематизировать сведения, относительно развития определенных событий, нарисовать себе на основании этих сведений "картину" современной об­становки, оценить затем с точки зрения этой "картины" будущее, убеди­тельно доказать корректность сделанных интерпретаций.

Среди отличительных особенностей, характерных для работы аналитика, выделяются два обстоятельства:

1) он вынужден делать важные выводы, располагая недостаточ­ными данными и информацией;

2) при решении многих задач аналитику практически трудно или невозможно добыть факты, необходимые для подтверждения сделанных выводов, то есть для его работы нет объективного критерия эффективно­сти.

Указанные особенности позволяют сделать вывод, что в своей работе аналитик имеет дело с системой, отличительными свойствами ко­торой являются:

- наличие возможности изменения состояния системы по причи­нам, лежащим вне наблюдаемых элементов;

- невозможность проверки прогноза изменения состояния систе­мы из-за их альтернативности.

В конкретной ситуации определения состояния большой динами­ческой системы аналитик выдвигает первичные гипотезы, формирует пе­речень релевантных показателей, совершает поиск и обобщение инфор­мации по этим показателям.

Затем по полученному набору показателей гипотезы сравнивают­ся, их состав корректируется, по ним производится поиск дополнитель­ной информации. Этот циклический процесс заканчивается вынесением оценки.

Оценочные гипотезы аналитик формирует на основе созданной им в процессе обучения и практической деятельности концептуальной модели изучаемой системы. Выбор истинной гипотезы в решающей сте­пени определяется актуальными условиями реального времени. При обосновании сделанного вывода важное значение имеет убедительность аргументации и корректность изложения выводов.

В случаях, когда задача выбора альтернатив слишком сложна для аналитика, он прибегает к эвристикам, облегчающим его работу, но при­водящим к грубым ошибкам. Другим источником ошибок аналитика явля­ется использование им субъективных вероятностей гипотез об условии наступления определенных событий. При этом аналитик упорядочивает гипотезы, ориентируясь на их субъективные вероятности и значимость. Важнейшими профессионально важными качествами аналитика являются воображение и способность к беспристрастному сравнению и оценке. Воображение является психической функцией, определяющей продуктив­ность выдвигаемых гипотез, позволяющей восполнить недостаток исходной информации. Беспристрастность помогает аналити­ку выбрать истинную гипотезу в условиях отсутствия объективных крите­риев ее проверки.

Можно было предположить, что беспристрастность субъекта оп­ределяется отсутствием у него резких отличий в выраженности различных интересов и связанных с ними потребностей. Такая структура интересов характерна для лиц функционального психологического типа. Но она не допускает высокого уровня развития нескольких интересов или потреб­ностей одновременно.

Следовательно при решении вопроса о разделении функций меж­ду пользователем и ЭВМ необходимо одновременно решать задачу вы­бора психологического типа пользователя.

Одновременно следует определить желательный психологический тип эксперта, являющегося главным источником формирования базы зна­ний (БЗ), особенно, если в предметной области доминируют качествен­ные, трудноформализуемые и неопределенные факторы. Очевидно нали­чие таких параметров у информации о состоянии сложного динамическо­го объекта.

В практике обычно используются следующие способы построения баз знаний:

а) эксперт указывает цепочки своих логических рассуждений, ве­дущих от причин к следствиям; он представляет свои знания в виде це­почки причинно-следственных связей типа: "если ..., то ...";

б) эксперт определяет вероятности влияния отдельных признаков на принадлежность ситуации к конкретным состояниям;

в) БЗ формируется "на примерах", когда в нее вводятся эксперт­ные ситуации с их диагностикой; в этом случае используются прямые ре­зультаты деятельности эксперта по анализу ситуации.

Поведение эксперта в отличие от других специалистов имеет не­которые характерные особенности. Как правило, эксперт более обстоя­телен, нетороплив и скрупулезен при выдаче решений. Но более всего важна парадоксальная закономерность, заключающаяся в том, что, чем выше способность эксперта в проблемной области, тем более он неспо­собен к описанию знаний, используемых им. Такой эксперт, как правило, может точно указать, что находится в центре его внимания, но не даст разумного объяснения действия этого центра на процесс рассуждений. Знания эксперта включают декларативные и процедурные элементы. Дек­ларативные знания охватывают определенную предметную область и со­стоит из сведений о фактах (событиях), процессах, личностях, объектах и т.п. Они подразделяются, в свою очередь, на эпизодические (охватывают индивидуальное содержание эксперта) и семантические. Декларативное знание опосредовано, то есть вербализовано и поэтому доступно осозна­нию самим экспертом. Процедурные знания охватывают область умствен­ных операций и процессов переработки информации. Такого рода про­цессы в значительной степени автоматизированы и плохо вербализуются, существуют, как правило, в имплицитной форме и плохо осознаются экспертом.

Процедурные знания эксперта структурированы в виде когнитив­ных схем, которые адекватны определенной области. Однако ограниче­ния процесса переработки информации, направляемого конкретными ког­нитивными схемами, преодолеваются неспециализированными генерали­зированными мыслительными операциями. Продуктивное мышление экс­перта определяется взаимодействием структуры знания и генерализован-ных мыслительных операций, что внешне выражается в виде определен­ных процедур и эвристик.

Из сказанного можно сделать вывод, что наиболее значимыми профессионально важными качествами для эксперта являются плохо осознаваемые компоненты, включающие его индивидуальные особенно­сти обработки информации и творческое воображение. То есть, с пози­ций индивидуально-типологического подхода следует заключить, что сре­ди экспертов наиболее эффективны лица установочного психологическо­го типа.

Приведенный анализ и имеющиеся справочные данные о сравни­тельных возможностях человека и ЭВМ позволили предложить вариант решения задачи разделения функций при инженерно-психологическом проектировании экспертной системы анализа информации о состоянии большого динамического объекта. Признано целесообразным сформиро­вать базу знаний системы в виде максимального количества возможных интерпретаций фактов, относящихся к интересующей предметной облас­ти. Экспертов для формирования базы знаний следует отбирать из числа квалифицированных специалистов установочного психологического типа с хорошим воображением. Учитывая необходимость наличия у экспертов творческих, эвристических навыков, которые плохо осознаются и верба­лизуются, рекомендуется использовать специальные психологические процедуры для их извлечения.

Извлечение экспертных знаний является самостоятельной слож­ной психологической проблемой, для решения которой индивидуально-типологический подход пока не предлагает каких-либо новшеств. Поэто­му решение этой задачи осуществляется традиционными средствами.

Для определения психологического типа можно применять мо­дернизированную методику "Карта интересов", относя к установочному типу лиц, для которых коэффициент линейной вариации оценок профес­сиональных склонностей (формула (1)) больше 33%. Уровень развития творческих способностей следует определять с помощью общепринятых процедур (16, 176). Определение норм надо производить, исходя из про­фессиональных критериев или на основе статистической выборки резуль­татов обследования специалистов такого же профиля. Так как сформиро­вать репрезентативную выборку последних достаточно сложно, более вероятно применение первого варианта. При формировании БЗ следует стремиться опросить как можно большее количество экспертов, соответ­ствующих указанным требованиям.

Исходя из особенностей деятельности аналитика-пользователя, принимающего решение о предпочтении возможных альтернативных ва­риантов интерпретации информации в соответствии со своей оценкой складывающейся реальной обстановкой, пользователи в таких ЭС долж­ны быть представлены людьми функционального психологического типа, отличающиеся относительно большим кругозором и малым субъективиз­мом.

Определение психологического типа проводится по уже указан­ной процедуре с применением опросника "Карта интересов". Для пользо­вателей приемлемыми являются результаты обследования с коэффициен­том линейной вариации не большим, чем 33%. Кроме того, оценивается уровень общего (или практического интеллекта) с помощью теста Равена (176). Нормирование должно осуществляться на основе показателей об­следования репрезентативной статистической выборки, сформированной на общих основаниях.

Тогда третьему элементу системы проектирования экспертной системы - ЭВМ остаются функции хранения и представления возможных (желательно многочисленных и многообразных), гипотетических вариан­тов состояния исследуемого объекта. При этом используется главное преимущество ЭВМ перед человеком - лучшая память. Следует заметить, что отсутствие объективных критериев эффективности деятельности ана­литика ограничивает возможность использования технических средств адаптации, смягчающих требования к развитию психических качеств пользователя, так как это приведет к снижению качества работы, "усреднению" ее результатов.

Последующие этапы инженерно-психологического проектирова­ния ЭС анализа информации о сложном динамическом объекте находится в русле традиционной программы и включают проектирование деятельно­сти пользователя и технических компонентов системы.

Алгоритмическая структура взаимодействия пользователя и ЭВМ достаточно сложна. Диалог начинается с концептуального форматирова­ния конкретной задачи анализа. Используя данные ЭВМ, пользователь формирует начальный вариант структуры признаков для конечного опи­сания объекта, учитывая конкретные требования, условия и приоритеты. Этот формат остается в памяти ЭВМ или для удобства может быть выве­ден на печать. При отсутствии в памяти ЭВМ соответствующих концепту­альных данных пользователь создает формат самостоятельно. Подобным образом генерируется начальный объектографический формат, который задает структуру описания объекта.

Далее на экран выводятся последовательно отобранные докумен-тографические сообщения. После окончания просмотра всего потока со­общений на экран выводится информация, систематизированная по объ-ектоцентрическому формату. Пользователь просматривает ее, корректи­рует, проводит дополнительный поиск, изменяет форму представления данных, осуществляет их обработку.

Следующим этапом является собственно диалоговый анализ.

Для этого на экран выводится информация, сгруппированная по заданным в концептографическом формате признакам. Так же происхо­дит корректировка и дополнение. Пользователь, применяя различные программы представления и преобразования информации, осуществляет обобщение и категоризацию содержания данных, формирует начальные обобщения и оценки, которые в виде записей вводятся в память ЭВМ. Это продолжается до тех пор, пока полученная интегрированная структу­ра обобщенных описаний и оценок не станет субъективно достаточной для использования ее в качестве основы для конечного описания, текст которого после уточнения и редактирования выводится на печать.

Подобный процесс диалога может быть распределен во времени путем разбивки на ряд самостоятельных этапов. Желательно варьировать силу связи пользователя и ЭВМ, от более тесной на начальных и конеч­ных этапах, до относительно слабой и аналитической части. Также жела­тельно варьировать степень связи между человеком и ЭВМ в зависимости от квалификации пользователя. Поскольку при описании сложных объек­тов не хватает количественных данных и к тому же отсутствует формаль­ная модель объекта, необходимо особое внимание обращать на сохране­ние полезной качественной информации.

В целом можно констатировать, что индивидуально-типологический подход может эффективно дополнить существующие средства психологической оптимизации содержания и условий деятельно­сти.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 325;