English   Hebrew  
автор лого - Климентий Левков Дом ученых и специалистов Реховота
(основан в июле 1991 года)
 
 
В Доме ученых и специалистов:
----------------
 
 
 
Дом ученых и специалистов Реховота

 

сентябрь, 2015 г.

 


Пути снижения влияния человеческого фактора
на безопасность воздушного и наземного транспорта

 

Д-р. Михаил Козлов (Нетания, Институт интеграции и профессиональной адаптации)

E-mail:19mike19k@gmail.com, tel.(972)527 052 460

Проф. Соломон Клецкин (Иерусалим)

E-mail: solomon34@012.net.il, tel.(972)504 730 903

 

Значение человеческого фактора в авиационной безопасности

На начальном этапе развития авиации 80 процентов аварий были вызваны поломкой самолетов и только 20 процентов человеческой ошибкой. С обеспечением безопасности полетов впервые, одному из авторов статьи, М. Козлову, пришлось столкнуться, после катастрофы самолета Ил-18 в 1974 году под Ленинградом около аэропорта Пулково. Тогда довелось заняться разработкой устройства для контроля уровня вибрации двигателей самолетов. В предпоследнем полёте этого самолёта из Краснодара наблюдалась вибрация одного из двигателей, но после проведения проверки самолет был допущен к полёту. Экипаж, выполнивший этот рейс, отказался выполнять обратный полёт на неисправной машине и был заменен на резервный. Сразу после вылета из аэропорта, произошел пожар двигателя, и летчик решил возвращаться. Однако, при заходе на посадку пожар усилился, самолет потерял управление и упал. Все находящиеся на борту погибли. Как показала экспертиза, разрушение диска турбины двигателя имело статический характер, и было вызвано постепенно увеличивающейся трещиной. После выяснения специалистами причины аварии, довелось заняться разработкой устройства для контроля уровня вибрации двигателей самолетов. При наличии записей уровня вибрации двигателей самолет, скорее всего, не выпустили бы в полет.

 

Сейчас надежность самолетов значительно возросла и по данным фирмы Боинг уже более 80 процентов несчастных случаев связаны с неправильными действиями человека [1]. Это могут быть ошибки экипажа, механиков или диспетчеров, а иногда и злоумышленные действия одного из пилотов. Таким образом, роль человеческого фактора стала определяющей для безопасности полетов. При этом, по мере усложнения функциональных систем самолетов и увеличения требований к перевозке воздушным транспортом, возросла психологическая нагрузка на пилотов [2].

 

Крушение авиалайнера Airbus A320 авиакомпании Germanwings, разбившегося в Альпах в марте 2015 года с 250 людьми на борту, связано с поведением второго пилота. В гражданской авиации периодически возникают подобные ситуации. Причиной этого поведения пилота было его негативное эмоциональное состояние. Из-за такого состояния пилотов произошли авиакатастрофы в 1997 году в Индонезии самолета авиакомпании Silk Air со 104 людьми на борту и в октябре 1999 года египетского авиалайнера Boeing 767, разбившегося в Атлантическом океане, с 217 людьми на борту. Вероятнее всего, аналогичное произошло при катастрофе в марте 2014 года малазийского самолета Boeing 777-200 с 239 людьми на борту. Второй пилот самолета Airbus A320 ранее лечился от депрессии [3], и велика вероятность того, что он находился в злополучном полете в негативном эмоциональном состоянии.

 

Как видим, слабым звеном в человеко-машинном взаимодействии является человек, и решение проблемы нейтрализации непредсказуемого поведения пилота является актуальной.

 

Способы оценки эмоционального состояния пилотов

В 2014 году, после исчезновения малазийского самолета Boeing 777-200, в нашей статье [4] было подчеркнуто, что негативное эмоциональное состояние человека часто связано с его тревожным состоянием, которое не возникает мгновенно, а формируется в результате достаточно длительного интервала времени при многократном поступлении раздражителей, оцениваемых как негативные. Что-то подобное происходило и со вторым пилотом Airbus 320 авиакомпании Germanwings.

 

В результате такого состояния повышается готовность к реагированию и одновременно сужается набор возможных вариантов действий до минимума [5]. Движения становятся угловатыми, зажатыми. Процессы реагирования на раздражители ускоряются при снижении уровня достоверности вырабатываемых решений. Растет уровень селекции к негативным раздражителям, повышая к ним чувствительность, и, вследствии особенностей эмоциональной селекции поступающей информации при тревожном состоянии, в памяти человека накапливается текущая информация с негативной оценкой, адекватной состоянию человека [6]. Тревожное состояние может закрепляться в течение последующих часов, свободных от внешних раздражителей, во время сна, за счет обратных связей дефолтной нервной сети [7,8], действия которых иллюстрирует рис.1. Этим можно объяснить результаты исследований эмоционально шокирующего воздействия на человека, приведенных в статье J. Dunsmoor и др. в журнале Nature в январе 2015, показавшие селективное и ретроактивное усиление воспоминания, после 6 часов и более, о произошедшем в паре с шоком событии [9].

 


Рис.1. Субъектно-ориентированная модель памяти и
принятия решений

 

В процессе достаточно длительного и безуспешного поиска решений для выхода из ситуации тревожное состояние будет далее усиливаться. При этом невозможность выработки решения и субъектно-ориентированная эмоциональная оценка безысходности ситуации приводит к паническому состоянию и может появиться готовность к суициду.

 

Перед полетом пилоты проходят медицинский контроль. Контроль психологом психического состояния пилотов затруднен и может быть недостаточно достоверным. Как показано в статье [4], для психодиагностики можно использовать инструментальные средства, позволяющие оценивать эмоциональное состояние пилотов с высокой степенью достоверности.

 

При тревожном состоянии, за счет нервно-гуморального механизма регуляции, изменяется функциональное состояние организма. Для контроля стрессового состояния возможно, например, использование оценок на основе изменения параметров электрической активности кожи [10], или оценок, получаемых на основе применения весьма эффективных методов анализа состояния вегетативной нервной системы человека, основанных на измерении параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) [11,12].

 

Оценка уровня тревожного состояния на основе анализа ВСР, количественно хорошо отражающая степень напряжения регуляторных систем в цепи мозг-тело в ответ на стрессовое воздействие, не занимает много времени, и при кратковременном анализе не превышает 5 минут [11].

 

Вначале производится измерение длительностей ряда кардиоинтервалов в течение достаточно короткого времени, создавая необходимую выборку. После чего, производится обработка этой выборки для получения оценки ВСР. Получение оценки ВСР возможно и на основе регистрации частоты пульсации крови в артериях - вариационной пульсометрии.

На, взятом из [11], рис.2. показана процедура формирования кардиоинтервалограммы из электрокардиографического сигнала.



Рис.2. Формирование кардиоинтервалограммы из
электрокардиографического сигнала

 

Вверху показана - электрокардиограмма (ЭКГ), внизу кардиоинтервалограмма (КИГ). По оси ординат - длительность кардиоинтервалов в миллисекундах; по оси абсцисс последовательность кардиоинтервалов. Стрелками отмечены элементы КИГ, соответствующие интервалам между RR-зубцами ЭКГ.

 

Отложив по оси абсцисс длительность кардиоинтервалов (округлив их до 50 Мс) и по оси ординат количество повторений кардиоинтервалов с такой длительностью, получим гистограмму распределения длительностей кардиоинтервалов. Основание гистограммы отражает вариационный размах, проекция вершины гистограммы на основание - моду, а вершина гистограммы - амплитуду моды. Ниже представлены, приведенные в [13] гистограммы человека в спокойном состоянии и состоянии стресса

 


Рис. 3. Гистограмма человека в спокойном состоянии


Рис. 4. Гистограмма человека, испытывающего стресс

 

Как видно из Рис.4. под воздействием стресса сужается диапазон вариабельности сердечных сокращений.

 

Параметры ВСР отражают сложный процесс, проходящий в системе нейрогуморальной регуляции, характеризуемый совокупностью периодических составляющих с разными частотами и амплитудами, и нелинейным характером взаимодействия разных уровней управления. При этом активация симпатического отдела вегетативной нервной системы вызывает возбуждение сердечной деятельности и мобилизацию внутренних ресурсов организма, а активация парасимпатического отдела приводит к торможению сердечной деятельности, расслаблению, сохранению и накоплению жизненной энергии. Гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности в организме подчинена нервной регуляции и входит в единую систему нейрогуморальной регуляции.

 

В спектре ВСР выделяют четыре частотных диапазона [11]:

HF (High Frequency) - высокочастотный диапазон - 0,15-0,4Гц (2,5-6,5сек) (дыхательные волны) отражает процессы парасимпатической активности. Дыхание вызывает частотную модуляцию сердечного ритма;

LF (Low Frequency) - низкочастотный диапазон - 0,04-0,15Гц (6,5-25сек) (медленные волны 1-го порядка) связан с симпатической активнотью;

VLF (Very Low Frequency) - очень низкочастотный диапазон - 0,003-0,04Гц (25 - 333сек) (медленные волны 2-го порядка) отражает гуморально-метаболические влияния;

ULF (Ultra Low Frequency) - ультра низкочастотный диапазон с частотой ниже 0,003Гц (выделяется при анализе длительных записей).

На рис. 5 представлены результаты спектрального анализа сердечного ритма.

По оси абсцисс располагаются частота в Герцах, а по оси ординат - спектральная плотность мощности в с2/Гц.



Рис. 5.

 

При кратковременном анализе выделяют спектральные составляющие, относящиеся к диапазонам дыхательных и медленных волн.

Круговая диаграмма соотношения спектральных мощностей диапазонов HF/LF показывает степень напряжения и может служить оценкой стресса SA.

   
 , (1)
   

где PHF - мощность спектра в диапазоне HF и PLF - мощность спектра в диапазоне LF.

Во время бодрствования в спокойном состоянии SA может находиться в пределах 0.6-0.67 и во время отдыха опускаться до 0.5 и более. Увеличение SA свыше 0.67 указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатической активности.

В случае, когда вегетативная нервная система не справляется с регуляторной функцией, к управлению работой сердца активно подключается более медленный гуморальный механизм управления ритмом сердца, что отражается в изменении спектральной характеристики VLF диапазона.

Для математического анализа ВСР, на основе статистических методов, возможно вычисление по формуле Бесселя оценки среднеквадратического отклонения 

   
 , (2)
   

где - оценка среднего арифметического значений длительностей ti кардиоинтервалов для выборки размером N,

   
 , (3)
   
.

В качестве удобной относительной оценки результатов анализа ВСР может быть использован коэффициент вариации

   
 , (4)
   

На основе анализа графика распределения кардиоинтервалов вариационной пульсограммы определяется, предложенный проф. Р.М. Баевским, стресс индекс (SI) (индекс напряжения регуляторных систем), который вычисляется путем деления амплитуды моды (Amo) на удвоенное произведение моды (Mo) на размах (MxDMn):

   
 , (5)
   

где Amo - значение ординаты гистограммы в %, соответствующее моде Мо, MxDMn - вариационный размах.

В США [12] и некоторых других странах вместо стресс индекса используется триангулярный индекс (TINN) - интеграл плотности распределения (количество всех кардиоинтервалов N), отнесенный к максимуму плотности распределения (Amo)

   
 , (6)
   

Для получения оперативной оценки уровня тревожного состояния пилота на основе анализа параметров ВСР целесообразно создание автоматизированного аппаратно-программного комплекса (АПК). В запоминающем устройстве такого АПК должны сохраняться все предыдущие результаты измерений ВСР пилотов, на основе которых можно производить сравнение текущих измерений с ранее проведенными, что позволит получить более достоверный прогноз тревожного состояния испытуемых пилотов. Используя этот прогноз, врач авиакомпании может более объективно делать вывод о допуске пилота к выполнению полета.

 

Организационно-технические мероприятия для увеличения безопасности полетов

Для снижения влияния человеческого фактора на безопасность полетов предлагается к применению в гражданской авиации следующее.

1. Использование автоматизированного АПК для оценки уровня тревожного состояния пилота перед полетом с применением методов интеллектуального анализа данных (Data Mining) позволит упростить и ускорить процедуру психологического контроля пилотов и повысить его качество. Эту нетрудоемкую процедуру можно совместить с измерением кровяного давления. В качестве инструмента, возможно, использовать специально разработанные для этого ручные часы или браслеты, снабженные функцией измерения ВСР и устройством беспроводной связи.

Результаты проверки будут полезны, как авиакомпаниям, так и контролирующим их организациям. Авиакомпании, которые внедрят такую проверку пилотов, получат дополнительное конкурентное преимущество. Подобную оценку уровня тревожного состояния целесообразно использовать и для проверки авиадиспетчеров.

Такая проверка с помощью инструментальных средств будет являться и профилактическим фактором.

 

2. В процедуру определения профессиональной пригодности к работе пилотом включить проведение психодиагностики претендентов с помощью инструментальных средств. В психометрии личности используются различные психологические тесты [14]. С их помощью психиатром, по результатам проверки того, как воспринимается сознанием субъекта (апперцепции) тестовая информация, косвенным путем анализируется состояние эмоциональных центров пациента. Человек наделен рядом базовых эмоций. Индивидуальная комбинация уровней этих эмоций влияет на принятие решения (ПР) человеком [10]. Каждая эмоция формируется в определенном участке головного мозга и неразвитость или нарушение работы эмоциональных центров может существенно повлиять на ПР [15,16]. В [17] приведены данные исследований головного мозга преступников, относящихся к группе "психопатов". Сканирование их мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) показало серьезные аномалии в двух зонах мозга, отвечающих за эмоции сострадания, вины и стыда. У них также отсутствовала способность корректировки поведения в зависимости от позитивных или негативных последствий их действий. Таким образом, с помощью современных инструментальных средств возможно выявление нарушений в эмоциональных центрах, приводящих к различным психическим отклонениям, например, как психопатия и патологический нарциссизм, в котором подозревается второй пилот самолета Airbus A320. После проведения соответствующих исследований и отработки методик, использование указанных средств поможет в определении профессиональной пригодности пилотов с более высокой степенью достоверности по сравнению с применяемыми психологическими тестами.

 

3. Необходимо усилить меры по воспитанию психологической устойчивости пилотов и формированию в сознании пилотов такого абсолютно приоритетного профессионального навыка, как потребность в обеспечении безопастности пассажиров. Такой психологический иммунитет с годами вырабатывается у большинства пилотов, но этот профессиональный навык может быть достигнут и в результате целенаправленных психологических тренировок, что следует предусмотреть в курсе подготовки будущих пилотов. При такой тренировке, под руководством специалистов по инженерной психологии, можно использовать учебные модули на базе компьютеров и средств медицинского контроля, таких как электроэнцефалографы и томографы. Экспериментально используются учебные модули и фМРТ головного мозга водителей при обучении навыков безопасного вождения [18,19]. Подобные средства контроля можно использовать и для инструментальной проверки профессиональной подготовки пилотов по выше указанному психологическому параметру.

Воспитание такого профессионального навыка, как потребность в обеспечении безопастности пассажиров снизит риск неправильного поведения пилотов.

 

4. Авиакатастрофы самолета авиакомпании Silk Air, египетского авиалайнера Boeing 767 и самолета Airbus A320 произошли при ситуациях, когда один пилот покидал свое рабочее место. Как показали записи речевого самописца египетского самолета, когда первый пилот вернулся в кабину, то увидел, что второй пилот направил самолет вниз и молился, отпустив штурвал. Первому пилоту не удалось выровнять самолет. Общепринятые правила по технике безопасности запрещают работу одного человека в опасных условиях. Можно отнести нахождение одного пилота в закрытой кабине самолета, перевозящего более сотни пассажиров, к грубому нарушению таких правил. В правилах поведения экипажа самолета необходимо исключить указанную ситуацию, допуская в кабину пилотов одного из членов экипажа на время отсутствия одного из пилотов. Это позволит снизить риск, как ранее задуманного суицида одного из пилотов, так и спонтанного желания выполнить это. Реакция человека, в тревожном состоянии ускоряется, и он может быстро среагировать на удобную ситуацию. Поэтому следует считать неуместным возражение национального профсоюза пилотов Франции против "правила двух человек" в кабине управления пассажирским самолетом [20].

 

5. В последовательной цепочке действий пилот-самолет надо усиливать обратную связь между самолетом и человеком для контроля за действиями пилота. Из расшифровки данных самописца лайнера Airbus A320 видно, что второй пилот вручную изменил режим работы автопилота, установив его на минимальную высоту полета в 100 футов. При существующих технических возможностях такого заведомо неправильного действия пилота можно было бы избежать. Для каждого полета утверждается маршрут, в котором определены основные параметры перемещения самолета по маршруту и, которого обязан придерживаться пилот. Технически возможна разработка устройства в виде интеллектуального дублера пилота (ИДП), который по загруженным в него параметрам маршрута будет контролировать движение самолета в соответствии с поступающей текущей информацией. При превышении допустимых отклонений от заданных параметров полета наделенный искусственным интеллектом дублер ставит об этом в известность пилотов и наземного диспетчера. В критической ситуации ИДП блокирует действия пилотов и берет управление полетом на себя, согласовав свои действия с диспетчером (а возможно и без такого согласования).

Включение такого ИДП в авиационную эргономику смогло бы предотвратить непредумышленные ошибки пилотов ведушие к катастрофическим последствиям, как например, крушение самолета ATR-72?600 в феврале 2015 года на Тайване. При взлете у лайнера отказал правый двигатель. Как зафиксировали самописцы "черного ящика", пилот вместо того, чтобы отключить неработающий двигатель, отключил левый, работающий нормально. Пилот до последнего момента не понимал, что отключил не тот двигатель, и последними его словами была фраза: "Вау, я не тот двигатель отключил". В какой раздел статистики следует отнести причину этой аварии - неисправности самолета или человеческому фактору? Специалист знакомый с дублированием технических систем для повышения их надежности посчитает, что виноват человек. Простой контроль со стороны интеллектуального дублера и запрос о правильности действий пилота перед фактическим выполнением его команды смогло бы исключить ошибку.

Необходимо предусмотреть и техническую возможность посадки самолета с помощью ИДП. Космоплан "Буран" еще в 1988 году осуществил полет и посадку на аэродром в автоматическом режиме. Сейчас NASA и ряд авиастроительных компаний работают в этом направлении [21].

По-видимому, для такой нештатной посадки потребуется в ряде аэропортах, пригодных для этого, установить специальное оборудование. Для лучшего функционирования, в дублерах следует применить субъектно-ориентированную систему интеллектуального анализа и защиты данных [5] и, возможно, наделить их искусственными эмоциями [22]. В программные коды ИДП необходимо заложить положительные эмоциональные настройки на основе определенного набора правил поведения. Это обеспечит формирование Дружественного интеллектуального дублера по отношению к Пользователю.

Надо отметить, что по данным опроса, пока пассажиры самолетов не хотят замены пилотов на роботов.

 

6. В нестандартных ситуациях диспетчер должен иметь возможность активации работы интеллектуального дублера и взаимодействия с ним для обеспечения безопасности полета.

Пути повышения безопасности наземного транспорта

Ежегодно в мире на дорогах погибает 1,2 миллиона человек и 93% автомобильных аварий происходят по вине людей, поэтому человеческому фактору в безопасности дорожного движения уделяется все большее внимание. Так, например, на это нацелены все время совершенствуемые документы по обучению водителей и обеспечению безопасного движения транспорта Департамента транспорта США [23].

 

По данным проведенных в США исследований [24] водители, использующие сотовые телефоны, смотрят, но не видят до 50 процентов информации об обстановке на дороге и, в частности, могут не заметить запрещающий проезд сигнал светофора. Из данных исследований [24], проведенных сотрудниками университета Карнеги-Меллона с помощью фМРТ следует, что при разговоре по сотовому телефону у водителей значительно снижается активность той области в теменной доле мозга, которая обрабатывает визуальную информацию, связанную с вождением. На рис.6 и рис.7 представлены, взятые из этих исследований, данные фМРТ головного мозга водителя во время тренировки на вождение.

 

   
Рис. 6. Рис. 7.
   
   

На рис.6 показан результат фМРТ головного мозга водителя, занятого только вождением.

На рис.7 фМРТ головного мозга водителя, отвлекающегося на телефонный разговор во время вождения. Из сравнения рис.6 и рис.7 видно значительное подавление активности участков в теменной доле мозга (на 37 процентов), связанных с вождением.

Для исключения таких ситуаций одним из авторов статьи, М. Козловым, предложена процедура формирование конкретных навыков у водителей, исключающих их отвлечения от дорожной обстановки. Для формирования и закрепления таких навыков необходимо осуществлять определенные действия, как в период подготовки водителей, в том числе и с помощью технических средств, так и в процессе вождения транспортным средством.

Процедура формирования стойких навыков, исключающих отвлечение от дорожной обстановки построена на учете свойств организации памяти и принятия решений человеком. Как показано на рис.1, у человека данные, получаемые из кратковременной памяти, поступают во временную память. После формирования там устойчивых знаний, они будут фиксироваться в долговременной памяти [25]. Такие знания уже носят подсознательный характер и могут рассматриваться как навыки. При процедуре учитывался предел информационной пропускной способности кратковременной памяти человека [26]. Также то, что для переноса информации, касающейся привычки концентрации внимания на дорожную обстановку из промежуточной памяти в долговременную память водителя, требуется периодическое напоминание о содержании этой информации в течение достаточно длительного времени, по некоторым оценкам от 6 месяцев до 2 лет. А также, что существенной особенностью долговременной памяти является на порядок более быстрое извлечение из нее информации, чем из временной памяти, что важно для водителя в процессе дорожного движения [5].

Предложение по повышению безопасности движения транспортных средств нацелено на создание у водителей стойкого навыка по исключению всех факторов отвлечения внимания от дорожной обстановки, что значительно уменьшит вероятность аварий с их участием, и снизит тревожное состояние у всех водителей, которые принимают участие в транспортном движении. Это позволит создать более безопасную обстановку и улучшит транспортную ситуацию на дорогах.

Существует ряд других решений для снижения автомобильных аварий, например, в заявке на патент [27] для уменьшения отвлечений водителей от вождения на работы с смартфонами, вводится техническая система, обеспечивающая ограничение некоторых функций смартфона при движении транспортного средства. В [28] предложено устройство контроля психофизического состояния водителя с целью определения возможного снижения уровня его внимания. В процессе управления транспортным средством включается система контроля и регистрации отвлечений водителя, и по данным датчиков при превышении по времени допустимой длительности отвлечения внимания от дорожной обстановки, системой подается сигнал водителю, и при отсутствии реакции с его стороны через определенное время происходит автоматическое торможение транспортного средства. По окончанию движения водителю сообщаются итоговые данные про его отвлечения. Эти данные сохраняются в памяти длительного хранения, проводится их статистическая обработка и информация выдается по требованию для анализа. В патенте [29] приведено устройство, которое создает вибрации в сиденье засыпающего или отвлекающегося от движения водителя.

 

Там, где целенаправленно проводится работа по обеспечению безопасности на дорогах, достигаются положительные результаты. Так в США с 2004 по 2013 год произошло сокращение числа смертей на дорогах примерно на 25 процентов. Очередным шагом в этом направлении станет внедрение предлагаемого требования обязательной установки в новых автомобилях автоматических систем экстренного торможения. Такие системы будут подстраховывать ошибающихся водителей, и смягчать аварии. Большинство производителей готовы устанавливать подобные системы в будущих моделях автомобилей.

 

Для повышения безопасности дорожного движения в ФРГ проводятся медицинско-психологические обследования водителей склонных к нарушениям на дорогах. В них входят специальные разнообразные тесты. Одним из часто применяемых является тест "RST-3" на реакцию и координацию в стрессовых ситуациях. Такие обследования и беседы с психологом, называемом в среде водителей "идиотентест", являются длительной и сложной для водителей процедурой и психологически способствуют закреплению навыков безопасного вождения, что положительно сказывается на дорожной обстановке в Германии.

 

Множество фирм во всем мире разрабатывают беспилотные автомобили. В Калифорнии разрешены широкомасштабные испытания беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования и по оценкам специалистов они начнут активно использоваться на обычных дорогах уже через пять лет. Результаты испытаний подтверждают высокий уровень безопасности их управления компьютерными системами. Технологически многие вопросы создания беспилотного автомобиля решены. Существует множество необходимых датчиков и производится отладка программного обеспечения. На рис. 8 показан беспилотный автомобиль фирмы Google движущейся по обычной дороге.

 


Рис.8.

 

По словам главы проекта Google Self-Driving Car Крис Урмсона [30] датчики в сочетании с искусственным интеллектом справляются с вождением лучше, чем профессиональные водители. Фирма Google видит свою миссию в создании технологии, которая сделает мир удобнее и безопаснее. Кроме того, такая технология позволит самостоятельно пользоваться автомобилем тем, кто по разным причинам не может их водить: пожилым, инвалидам, людям, которым не хочется водить или некогда получать права. Такой автомобиль позволит без водителя доставлять необходимые грузы и работать в качестве такси.

 

Исследования показали, что одной из проблем на дорогах для безопасных беспилотных автомобилей стало недисциплинированность водителей на дорогах, которая приводит к авариям. Так в августе 2015 года один из беспилотных автомобилей фирмы Google замедлил движение перед пешеходным переходом, чтобы пропустить пешехода и получил удар сзади от управляемого человеком автомобиля. Пешеход смог перейти, а беспилотный автомобиль получил повреждение.

Конструкторы с успехом научили беспилотные автомобили соблюдать неукоснительно правила дорожного движения. Теперь, возможно, придется их учить нарушать правила в таких непредвиденных ситуациях, когда их соблюдение будет грозить жизни пассажиров. И такие более совершенные интеллектуальные системы, может быть, придется наделять искусственными эмоциями. Выдающийся ученый в области искусственного интеллекта Марвин Минский в своих замечательных книгах "Общество разума" и "Эмоции машины" [31,32] рассматривает необходимость эмоций для систем с искусственным интеллектом и пишет "Вопрос не в том, что умные машины могут иметь какие-либо эмоции, а в том могут ли быть умными машины без эмоций". Придерживаясь этого взгляда, в статье [33] приводится пример мультиагентной стаи эмоциональных роботов, управляющих такси.

В простейшем случае для автономно работающих роботов-водителей такси будет достаточна матрица, построенная на базовых искусственных эмоциях, которые позволят им адаптироваться к окружающей среде, формировать новые навыки и контролировать собственное состояние. Однако, учитывая необходимость взаимодействия такого робота-водителя с пассажирами и обеспечения пассажиру комфортных условий при посадке и поездке в такси, для оптимального человеко-машинного взаимодействия необходимо будет не только сделать робота вызывающим симпатию и, по мнению многих специалистов по робототехнике, человекоподобным по форме, но и снабдить робота-андроида возможностью дополнять матрицу искусственных эмоций новыми.

Робот-водитель должен будет выяснить, на каком языке предпочитает разговаривать пассажир, пункт назначения, как ему интереснее ехать, помочь уложить багаж и создать требуемый микроклимат в салоне. После чего с учетом множества факторов, проложить маршрут и корректировать его при необходимости в процессе движения.

При наличии множества таких такси, управляемых роботами, будет целесообразно объединять их в мультиагентную стаю. Это может дать существенный эффект для улучшения ситуации на дорогах. В такой стае роботы-водители, обладая эмоциями доминантности и сопереживания, при общении с роботом-диспетчером и своими коллегами роботами-водителями смогут не только оптимизировать транспортную загрузку дорог, но также, учитывая потребности, состояние здоровья пассажира и его эмоциональное состояние, смогут договариваться с другими роботами-водителями о первоочередности проезда на загруженных участках дороги. При этом робот-водитель, владея навыками эмоционального воздействия на пассажиров, адаптируясь к их состоянию, будет, информирую их о передвижении, стараться обеспечивать им максимально комфортную поездку.

 

Переход на управление автомобилями наделенными элементами эмоций роботизированными системами позволит повысить безопасность и комфортность передвижения людей.

Конечно внедрение роботизированных такси может получить мощное сопротивление со стороны профсоюзов поддерживающих таксистов, как например, внедрению интернет-сервиса по вызову такси - американской системы Uber, которая запрещена по требованию водителей такси во многих странах. Но это уже другая, интересная тема для обсуждения.

 

Библиография

1. AERO Online // boeing.com/commercial/aeromagazine. Issue 26_Quarter 02 | 2007
2. Jones S.M., Reveley M.S., Withrow C., Evans J.K., Barr L.C., Leone K. "Systems Analysis of NASA Aviation Safety Program: Final Report," //Hampton, VA, November, 2013.
3. Melissa Eddy, Dan Bilefsky, Nicola Clark. Co-Pilot in Germanwings Crash Hid Medical Condition From Employer, Prosecutors Say //. NY Times. march 27, 2015.
4. Клецкин С., Козлов М. О необходимости оценки эмоционального состояния пилотов // NIZI.co.il / Наука и жизнь Израиля. 17.05.2014г.
5. Koзлов М.В. Компьютерно-мозговая модель памяти и принятия решений для сложных систем // Вісник ЖДТУ/ Технічні науки. - 2013. - №2(65). - С. 95-104.
6. Gross J.J. Emotion Regulation in Adulthood: Timing is Everything // Current Directions in Psychological Science - 2001. - Vol. 10. № 6. - Pp. 214-219.
7. Marcus E. Raichle, Abraham Z. Snyder. A default mode of brain function: A brief history of an evolving idea // NeuroImage 37 (2007) - Рp.1083-1090.
8. Козлов М. Возможные последствия дефолтного состояния мозга // Сборник трудов виртуальной научной конференции "Исследования в области прикладных наук-2014", Арад (Израиль), декабрь 2014, Издательство ИПИ. - С.153-158.
9. Dunsmoor J.E., Murty V.P., Davachi L., Phelps E.A. Emotional learning selectively and retroactively strengthens memories for related events // Nature. January, 2015.
10. Марютина Т. М., Ермолаев О. Ю. Введение в психофизиологию // М., 2004.
11. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов А.В., Федоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. (Методические рекомендации) / В помощь практическому врачу // Вестник аритмологии - 2001 - №24, С.65- 87.
12. Heart rate variability. Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use // European Heart Journal (1996) 17, pp.354-381. 13. Популярно о базовых принципах вариабельности ритма сердца. 17.01.2011// www.vedapuls.ru/populyarno-o-bazovykh-printsipakh-variabelnosti-rit. 14. Анастази А., Урбина С. Психологическое тестирование - 7-е изд. // СПб.: Питер, 2007. 15. Bechara A., Damasio H., Damasio A. Decision Making and the Orbitofrontal Cortex // Cereb. Cortex, 10(3), 2000, pp. 295-307. 16. Bechara A., Damasio H., Damasio A. Role of the Amygdala in Decision-Making //Ann. New York Academy Sci., Vol. 985, 2003, pp. 356-369. 17. Sarah Gregory, R James Blair, Dominic ffytche, Andrew Simmons, Veena Kumari, Sheilagh Hodgins, Nigel Blackwood. Punishment and psychopathy: a casecontrol functional MRI investigation of reinforcement learning in violent antisocial personality disordered men // Lancet Psychiatry. -2015., V. 2: Pp. 153-160.
18. Horrey W.J., Lesch M.F., Kramer A.F., Melton D.F. Effects of a Computer-Based Training Module on Drivers' Willingness to Engage in Distracting Activities // Human Factors. v. 51, №4. 2009. - Pp. 571-581.
19. Understanding the distracted brain. Why driving while using hands-free cell phones is risky behavior // distracteddriving.nsc.org. U.S. National Safety Council. White Paper. March 2010. P.22 20. Crash de l'A320 : les mesures prises apres le drame // Le Soir. 28/03/2015.
21. John Markoff. Planes Without Pilots // NY Times. April 6, 2015.
22. Козлов М.В. Искусственные эмоции в объединениях искусственных интеллектов // Вісник ЖДТУ / Технічні науки. - 2012. - №3(62). - С. 99-106.
23. U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. DOT HS 811444. Sixth Edition. February 2011.
24. Understanding the distracted brain. Why driving while using hands-free cell phones is risky behavior/ distracteddriving.nsc.org. U.S. National Safety Council. White Paper. March 2010.
25. Физиология человека. В 3-х томах. Т.1. Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса - М.: Мир, 2005.
26. Nelson С. "The Magical Number 4 in Short-Term Memory: A Reconsideration of Mental Storage Capacity" / Cowan Nelson // Behavioral and Brain Sciences. 2001 v.24, №1, pр. 87-114.
27. US2012244849 - 2012-09-27. Safety system to disable and activate functions in smartfone's, mobile phones and portable communication devices while driving.
28. EP0680728 - 1995-11-08. System for the automatic monitoring of the level of the attention of a human operator.
29. WO2004078510 - 2004-09-16. Safety device producing vibrations in the seat to warn drivers of motor vehicles when their attention has lessened.
30. 5 фактов о "Гугломобиле". Эксклюзивный репортаж из штаб-квартиры Google/https:// auto.mail.ru/article/55135-5_faktov_o_guglomobile_eksklyuzivnyi_ reportazh_iz_ shtab- kvartiry_google/
31. Minsky M. The Society of Mind. Simon and Schuster. 1988.
32. Minsky M. The Emotion Machine. N.Y. Simon and Schuster. 2007.
33. Гуревич В, Козлов М. Эволюция матриц искуственных эмоций интеллектуальных агентов в мультиагентных системах / http://ipi-science.net

сентябрь, 2015 г.

Copyright © Д-р. Михаил Козлов, Проф. Соломон Клецкин



Обсудить на форуме

 

Страница 1 из 1
ГлавнаяДневник мероприятийПлан на текущий месяц
copyright © rehes.org
Перепечатка информации возможна только при наличии согласия администратора и активной ссылки на источник! Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.