CC BY
9TECHNICAL SCIENCES
МОДИФИКАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ КОНТЕНТА В ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ
Артамонов Е.Б.,
к.т.н.,
Национальный авиационный университет
Головач Ю.Ю., Издание "Ring Ukraine" Остапенко В.А,
аспирант,
Институт кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины
MODIFICATION Of PRINCIPLES OF CONTENT'S VISUALIZATION IN INFORMATION
SYSTEMS
Artamonov E.,
c.t.s.,
National Aviation University Golovach Yu., Ring Ukraine Ostapenko V.
graduate student,
V.M.Glushkov Institute of Cybernetics of the NAS of Ukraine
Аннотация:
Статья раскрывает новые принципы организации, хранения и обработки контента информационных систем для его последующей визуализации. Представлены методы визуализации контента с электронных обучающих системах и системах поддержки принятия медицинских решений. Abstract:
The article reveals the new principles of organizing, storing and processing the content of information systems for its visualization. Methods of content visualization from electronic training systems and medical decision support systems are presented.
Ключовые слова: визуализация; медицинские системы; образование; системы поддержки принятия решений; электронные системы обучения.
Keywords: visualization; medical systems; education; decision support systems; e-learning systems.
Стремительное развитие технологий создаёт всё больший разрыв между людьми владеющими и невладеющими навыками обращения с компьютерной техникой. При этом основной проблемой оказывается не столько обработка информационными системами получаемых данных, сколько доступная визуализация результатов. В случае профессиональных систем для узкого круга специалистов разработчики практически не уделяют времени визуальному эффектам или оформлению контента, но для систем широкого использования этот момент оказывается основополагающим.
Хотя принципы визуализации контента давно изучены и имеют строгие каноны [3], но новые вызовы действительности вынуждают их пересматривать и внедрять новые подходы.
Так разработка и внедрение адаптивных систем обучения, которое переживает новый всплеск популярности (в прошлом уже были времена высокой популярности теории адаптивного учебного процесса в семидесятых роки прошлого столетия и в начале XXI века) и является прямым заказом коммерческих организаций для проведения корпоративного обучения (в 2020 году рынок корпоративного обучения составил более $ 366 млрд. [1]) выставляет новые требования к организации визуализации контента для «взрослого» обучения,
которые позволят повысить эффективность и качество обучения [2, 5].
Не меньшую потребность в новых подходах к визуализации результатов испытывают и системы поддержки принятия решений (особенно это касается случаев, когда система начинает охватывать различные слои населения [4, 8]), а также системы моделирования роботы робототехнических комплексов [6, 7, 8].
Но общей проблемой является отсутствие универсального подхода к обработке данных для их последующей визуализации на 2D и 3D сценах, формировании параметров, которые будут отображаться системой, видах и детальности этого отображения.
Например, показатели качества медицинской системы зависят в первую очередь от получения точных данных и информации о здоровье пациента, но кроме этого не малую роль занимают методы визуализации обследований. Так в разработанной системе диагностирования рака лёгких [4] особая роль выделена графической составляющей сложных диагнозов, которая позволяет не только пациентам понимать полученные данные, но и лечащим врачам меньше времени тратить на вчитывание и повторный анализ результатов обследований (рис. 1).
Правое легкое
Рис. 1. Визуализация результатов компьютерной томографии
По сути, врач на практике выполняет распознавание образов (визуальных, звуковых, вкусовых, речевых, температурных, ритмических и аритмических, симметричных и асимметричных, психологических, генетических и других) с целью выявления диагностических признаков (симптомов). Поэтому основной целью визуализации в данном случае является упрощение подобного распознавания
В обучающих тренажёрных системах визуализация приобретает ещё и дидактическую составляющую, которая позволяет донести учащимся не
только визуальный ряд, но и принципы взаимодействия между элементами. Так на рис. 2 представлена визуализация результатов работы флуоро-метра «Флоратест» на поле кукурузы [7]. Данные показатели передаются в виртуальный тренажер за счёт аккумуляции параметров в БД, которая наполняется во время сеансов связи с беспроводной сенсорной сетью (БСС) на поле кукурузы.
Рис. 2. Окна с 3D-визуализацией поля кукурузы и данными растений в реальном времени для обучения
студентов
В зависимости от наполнения модели значениями параметров будет происходить приближение модели к реальному миру. Так для представления модели угольных шахт (рис. 3) для интерактивного обучения методам ликвидации последствий возможных аварий можно задействовать не все параметры, а только физические [6. 8].
Шахта разбита на группу участков с одинаковой структурой. Чем больше величина дискретности, тем большее приближение модели к реальному миру, но тем больше сложность системы, что увеличивает требования к ресурсам моделирующей среды.
Рис. 3. Представление упрощённой модели шахты
Представленная модель реализована в среде Unity3D, состоит из объектов двух типов (тоннели и перекрестки), каждый из объектов имеет свои свойства, которые можно экспортировать и импортировать через API.
Выводы
Описанные примеры с новыми подходами к визуализации контента с возможностью их адаптации показали правильность выбранного направления исследования.
В основе модификации принципов визуализации лежит многофакторный анализ входных параметров, оценка доступности их восприятия и преобразование к виду, который в максимальной степени подходит отдельно взятому пользователю (выбор типа визуализации осуществляется за счёт работы обучаемой экспертной системы).
Список литературы:
1. Chatzopoulou, D. I. Adaptive assessment of student's knowledge in programming courses [Text] / D. I. Chatzopoulou, A. A. Economides // Journal of Computer Assisted Learning. - 2010. - Vol. 26, № 4. -P. 258-269. doi:10.1111/j.1365-2729.2010.00363.x
2. Christensen U.J. The Secret To Winning The War For Talent. Постшне посилання: https://www.forbes.com/sites/ulrikjuulchristensen /2020/02/10/the-secret-to-winning-the-war-for-talent/
3. Yau N. Visualize This: The FlowingData Guide to Design, Visualization, and Statistics / John Wiley & Sons. - 2011. - 384 P.
4. Артамонов £.Б. Шдходи до оргашзацп роботи програмного комплексу шдтримки прий-няття ршень при л^ванш раку легешв/ £.Б. Артамонов, Ю.Ю. Головач // Вюник шженерно! академп Украни. - 2018. - № 1. - С. 128-134.
5. Артамонов £.Б. Розробка щдходу до фо-рмування адаптивних навчальних ресурав / £.Б. Артамонов // Вюник iнженерноi академп Украши. -2017. - № 1. - С. 239-243.
6. Писаренко В.Г., Писаренко Ю.В. Вопросы виртуального проектирования систем, ориентированных на создание интеллектуализированных роботов для мониторинга экстремальных состояний техносферы. Часть 1 // УСиМ. - Киев. - 2005. -№4. - С. 8-18.
7. Романов В.О., Галелюка 1.Б., Вороненко О.В., Груша В.М. Нова шформацшна технолопя експрес-ощнювання стану рослин в умовах ди стре-сових факторiв // Комп'ютернi засоби, мережi та си-стеми: зб. наук. пр. / К.: 1н-т шбернетики iм. В. М. Глушкова НАН Украни. - 2016 (№15). - C. 44-101.
8. Стенин А.А., Писаренко Ю.В., Мелку-мян Е.Ю. Экстремальная робототехника в автоматизированном мониторинге техно-экологических происшествий. - Киев: НТУУ «КПИ» ИПИ ИПК «ПОЛИТЕХНИКА». - 2014. - 125 с.
ДЕКОМПОЗИЦИЯ В ПРОБЛЕМЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ АГРЕГАТНО-МОДУЛЬНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ
Кочура А. Е.
Профессор, доктор технических наук Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
DECOMPOSITION IN THE PROBLEM OF STABILITY OF MOTION UNIT-MODULAR
CONTROLLED SYSTEMS
Kochura A.
Professor, Doctor of Technical Sciences Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Аннотация
В статье предложены рациональные алгоритмы исследования устойчивости управляемых систем, компонуемых агрегатно-модульным способом. Проблема устойчивости рассмотрена в двух аспектах: обеспечение устойчивости как условия эксплуатационной пригодности управляемой системы и использование в технологических целях автоколебательных режимов в неустойчивых системах.
Abstract:
The article proposes rational algorithms for studying the stability of controlled systems that are assembled in an aggregate-modular way. The problem of stability is considered in two aspects: ensuring stability as a condition for the operational suitability of a controlled system and the use of self-oscillating modes in unstable systems for technological purposes.
Устойчивость динамической системы управляемого объекта является, как правило, ведущим критерием его эксплуатационной пригодности. При проектировании систем автоматического управления техническими объектами можно выделить две типовые ситуации. Первая связана с проектированием узкоспециализированных систем целевого
назначения, когда определенно известны параметры объекта управления и возможности их изменения. При детальном исследовании устойчивости таких систем целесообразно основываться на решении спектральной проблемы соответствующей линеаризованной несимметричной модели первого приближения. Результаты спектрального анализа
