Экипировка-ассистент. Следит и контролирует

Текст: Сергей Свердлов  
психолог, аспирант Департамента психологии Уральского Федерального Университета, сотрудник Лаборатории Нейротехнологий. 

Неотъемлемая часть разработки современной экипировки, оборудования и вооружения – адаптация их под широкий спектр условий выполнения поставленных задач, то есть внешняя эргономическая направленность. 

 

Условия применения военного оборудования сильно различаются, и его разработку ведут с учетом экономической и прикладной сообразности использования в широком спектре боевых задач.

Современные реалии предъявляют весомые требования к надежности и гибкости применения технических средств военного назначения. Вместе с тем, ключевым вектором разработки продолжает оставаться направленность на качество оснащения и доступность его использования, пользовательскую эргономику. Технический инструментарий постоянно модернизируется, обеспечивая возможность выполнения комплексных задач с наибольшей продуктивностью.

Все современное оборудование проходит проверку на результативность интеграции оператора и интерфейса (будь то прибор, транспортное средство, деталь экипировки и т.д.). Также следует отметить активное внедрение интеллектуальных вычислительных компонентов, модернизацию оборудования с точки зрения автоматизации и высокоточного компьютерного управления. Применение электронных устройств значительно расширяет спектр решаемых задач и возможностей бойца при использовании технических средств.

На стыке этих направлений в Уральском Нейронет Центре на базе Уральского Гуманитарного Института (УГИ) УрФУ  разрабатывается проект оснащения, которое не только будет отвечать критериям надежности и результативности при его использовании, но и станет адаптивным к свойствам оператора, сопровождая его при выполнении профессиональных задач («экипировка-ассистент»). Эта тематика легла в основу доклада, который привлек особое внимание на прошедшем недавно Международном Военно-Техническом Форуме «Армия-2018».

Исследовательская группа фокусируется на перспективной технологии следящей диагностики, включающей в себя методологию сбора данных о психофизиологических свойствах оператора и соответствующую адаптивную экипировку. С помощью следящей диагностики состояния оператора возможно оценить его готовность к выполнению специализированных задач, прогнозировать успешность, грамотно поддерживать рабочее состояние, предотвращать нежелательные биомедицинские и психологические проявления, в реальном времени улучшать его характеристики.

Возможность оценки функционального состояния человека выводит оперативное планирование на новый уровень. На выходе мы получаем систему, способную наблюдать качества оператора в динамике и предсказывать, как он поведет себя в конкретный момент времени.

Эта система может найти широкое применение в рамках следующих направлений:

  • профессиональный отбор;
  • адаптация к условиям поставленных задач;
  • улучшение качества спецподготовки;
  • предупреждение возможных рисков;
  • прогностическая аналитика выполнения задач;
  • наблюдение за состоянием оператора в реальном времени;
  • применение спецсредств «экипировка-ассистент» для точечных корректировок состояния и оказания первой помощи при ранениях;
  • формирование детализированных сведений для медицинских бригад;
  • развернутые отчеты о нагрузках и изменениях, происходящих при выполнении оперативных задач;
  • и др..

Каким же образом получить необходимые сведения?

В настоящее время существуют разнообразные датчики и устройства, которые позволяют собирать комплексную информацию о состоянии человека (показатели ЭАК, ЧСС, ЭЭГ, айтрекинг, оценка сна и др.). Современные научные достижения дают возможность комплексно оценивать не только общее состояние оператора, но и состояние конкретных функциональных систем (его способность к продолжительному бегу, поднятию грузов, время реакции и принятия решений), что представляет большое преимущество для стратегического планирования и тактических корректировок.

Благодаря современным научно-техническим достижениям экипировка становится активным элементом, получающим сведения от оператора, качественно улучшая полевые результаты. Важно отметить, что большинство датчиков состояния за последнее десятилетие стали крайне миниатюрными. Современные датчики намного более надежны, чем такие же устройства предыдущего поколения, однако имеют существенно меньшие размеры. Будучи включенными в экипировку, современные датчики состояния не представляют абсолютно никаких помех для свободной работы человека даже в экстремальных условиях.

Этот факт, как и стремление собрать максимально точные данные с минимальными затратами ресурсов, навели нашу исследовательскую группу на идею интеграции датчиков в носимое оператором снаряжение. Только таким образом возможно получить самые точные и актуальные данные, сразу же интерпретировать их и выдавать обратную связь оператору, внося качественные улучшения в его работу. Кроме того, описанная система способна интерпретировать данные из нескольких источников, поэтому даже при наличии помех может предоставлять качественные сведения в автоматическом режиме благодаря их обработке с помощью искусственного интеллекта. Таким же образом достигается и скорость обработки больших объемов данных для оценки и прогнозирования состояния.

 Применение системы

Осветим более подробно, каким образом возможно достичь описываемых улучшений. Практическое применение системы следящей диагностики состояния оператора представляется нам в двух основных направлениях: ассертивном и ассистивном.

Ассертивное (аналитико-прогностическое) направление представляет собой совокупность мер сбора и анализа сведений об актуальном состоянии оператора вместе с наблюдением динамики изменений в прошлом и прогнозированием способностей к выполнению поставленных задач. Это открывает возможности для получения точных данных об общих и специализированных способностях оператора, а также для использования полученных данных в целях оказания ему индивидуализированной помощи. При условии получения сведений о текущем состоянии оператора, его местоположении, внесение тактических корректив в работу бригады становится значительно более доступным и ситуативным, а автоматизированный прогноз способностей операторов вместе со знаниями руководящих экспертов дают ощутимое стратегическое преимущество в скорости и точности планирования. Появляется и возможность передачи получаемых сведений для нужд врачебных бригад, руководящих лиц, группы аналитиков и т.д.

При этом гарантирована безопасность съема и хранения данных при использовании такой методологии: принципиальная схема «оператор-датчик-интерпретатор-оператор» не дает возможности использовать данные третьим лицам. Даже в случае перехвата информации (что крайне затруднительно ввиду шифрования и автономности устройств) сами по себе данные с датчиков не несут сколь-либо важных сведений без интерпретатора – настроенной нейронной сети, хранящейся в командном центре. Оператор носит лишь устройство, реагирующее на определенные сочетания показаний, конкретные, индивидуальные для него. Это также значительно увеличивает автономность описываемой технологии, поскольку для поддержания работы датчиков требуется настолько небольшой объем электропитания, что возможно достижение полной электроавтономии (при некоторых рассчитанных нами условиях).

Второе, ассистивное (вспомогательное) направление разработано на схожих основаниях: с помощью получаемых сведений о состоянии оператора и отдельных его функциональных систем возможно улучшение его состояния непосредственно силами носимого им обмундирования. Это происходит в наиболее подходящий момент, с наименьшими временными затратами и без участия дополнительных сил. При выделении паттернов критических состояний возможна реакция на них посредством активации ассистивных систем самого носимого обмундирования. Введение противошоковых веществ при получении серьезного ранения, подтягивание элементов экипировки для уменьшения кровотечения, придание ими дополнительной рычаговой опоры при поднятии тяжелых грузов – примеры решений для множества актуальных проблем, связанных с точечной, быстродействующей, надежной и доступной в любой момент помощью оператору в выполнении задач. Важно отметить, что это происходит без участия дополнительных лиц или риска потери времени.

Нововведения, связанные с данным аспектом, могут найти широкое применение во всех областях, где состояние оператора и его экипировка имеют важное значение для решения задач.

Совокупность данных направлений также представляет собой взаимодействие, поддерживающее связь этих направлений между собой. С помощью оценки изменений состояния корректируются ассистивные меры, а сведения об улучшении состояния оператора могут быть прослежены и использованы для прогнозирования его состояния в схожих условиях.

Для уточнения и повышения качества оценки состояний человека необходимо собирать информацию в течение длительного времени, в частности, в период нагрузок и отдыха, а также анализировать изменения, которые с ним происходят. Предлагается решить эту задачу путем создания индивидуального костюма со встроенными датчиками, которые будут производить постоянный мониторинг состояния человека. Показатели функционального состояния будут регистрироваться в процессе наблюдения и вне решения оперативных задач, при этом датчики могут быть эргономично интегрированы в обмундирование. Синтез комплексной диагностики состояния предлагаемым нами методом и экипировка с элементами, способными оказывать воздействие на состояние оператора, формируют обмундирование нового поколения, не имеющее аналогов за рубежом.

Предлагается включение разработанной нами методологии в работу сотрудников специальных подразделений, а также военнослужащих. Гибкая адаптация технологий дает возможность создания экономичного оборудования, многократно расширяющего возможности стратегического планирования и оперативно-тактического сопровождения военнослужащих при выполнении задач.

 Гражданское использование

Развитие представленной методологии и технологических средств в рамках ее архитектуры применимо и в сегменте гражданского использования.

Эту технологию можно по праву считать технологией двойного назначения. В первую очередь, это связано с возможностью применять ее для широкого спектра профессий, требующих качественной психологической, физической и общей диагностики. Обозначенная методология и экипировка прекрасно вписываются в существующие меры сопровождения профессий, в которых особую важность имеет состояние работника. В гражданской авиации, высотном строительстве, при выполнении задач служб спасения и многих других профессиональных направлениях особой важности данная методология найдет широкое применение. С ее помощью станет возможно достичь качественного улучшения результативности труда и решения нештатных задач, сохранения здоровья работников, значительного профессионального роста.

Более того, полученные данные дадут толчок для развития множества рабочих отраслей в целом, выявляя критические факторы и новые возможности эволюции трудовой сферы. Например, полученные сведения значительно повлияют на эргономику устройств и инструментария, стратегию и наполнение профессионального обучения, на их основе можно будет разработать ценные рекомендации касательно развития навыков и сохранения профессиональных качеств, увеличения продолжительности профессиональной трудоспособности.

Проведенные исследования

Приведем несколько прикладных примеров использования следящей диагностики состояния. Один из них был напрямую разработан в рамках пилотных исследований технологии, основные моменты которой раскрыты в данной статье. Эти исследования касаются работы операторов систем железнодорожного сообщения и машинистов поездов. При использовании простого набора датчиков (таких как КГР, ЧСС и обобщенная ЭЭГ по двум контактам), даже без обработки данных искусственным интеллектом, были выявлены четко прослеживаемые тенденции утомления, и введены эргономические коррективы в пульты управления. С помощью полученных сведений удалось не только создать формализованную модель утомления оператора, которая в дальнейшем была исследована и использована для адаптации условий работы, но и получить конкретные указания по улучшению эргономический составляющей пульта управления. Введенные коррективы в сравнительном исследовании на виртуальных тренажерах показали значительное улучшение времени работоспособности, скорости и точности реакции, корректности интерпретации данных с приборов. В настоящий момент эти наработки уже используются для улучшения работы машинистов и диспетчеров железнодорожного сообщения.

Последующие планы по данному исследованию включают в себя применение технологии айтрекинга и автоматизированную обработку получаемых данных, что, судя по тенденции, предоставит намного больше рекомендаций и качественных улучшений, а также автоматизирует процесс адаптации операторов, включая компонент индивидуализации обучающих программ, ассессмента и наблюдения в процессе профессионального труда. Возможна и интеграция данной системы в современные тренажеры, использующие виртуальную реальность как обучающую среду, для создания адаптивных тренажеров нового поколения.

Кроме обозначенной научно-исследовательской стороны применения данной технологии в гражданской сфере, не менее ощутимо ее применение будет способствовать развитию и прикладной составляющей работ. К примеру, на ее основе возможна организация оперативного сопровождения сотрудников правоохранительных органов, пожарных, работников нефтегазовых компаний при работе в полевых условиях. Возможность гибкой адаптации содержания и структуры предлагаемой технологии под конкретные задачи профессиональной области внесет значимый вклад в оперативное управление сотрудниками и улучшит результаты их работы. Метод создает непрерывную цепочку обратной связи в момент наибольшей необходимости, что позволяет улучшать результаты труда, предупреждать ошибки и избегать получения травм во время рабочего процесса, нивелировать влияние утомления и других факторов.

Кроме того, собираемые данные могут быть сохранены для последующего улучшения качества труда. Получаемые сведения могут быть обработаны автоматизированным путем, переданы аналитикам и интерпретированы для составления детальной картины происходящего в процессе работ в реальных условиях. Полученные данные создадут основу для развития средового, инструментального, навыкового и обучающего компонентов профессиональной подготовки. Помимо того, наблюдение за общим и профессиональным здоровьем человека становится легко доступным, появляется возможность следить за скоростью и качеством развития навыков, выполнять их постоянное поддержание и улучшение.

Как мы видим, перспективы данной технологии очень широки, адаптируются под конкретные прикладные нужды и обладают возможностью для широкого тиражирования благодаря экономичности конструкции и легкости ее сборки в больших количествах. Мы искренне убеждены, что за такой технологией будущее. Функционально похожие элементы уже стабильно являются приоритетными в разработке, однако по-прежнему остаются единичными датчиками, механизмами, устройствами. Возможности представляемой нами технологии намного шире и перспективнее благодаря всем факторам интеграции. Однако то, что делает эту технологию поистине перспективной, надежной и многогранной, – это единая и новаторская методология, лежащая в основе всего проекта.

 

©"Новый оборонный заказ. Стратегии" 
№6 (53) 2018г.  

 

Комментариев еще нет.

Оставить комментарий

Вы должны войти Авторизованы чтобы оставить комментарий.

Партнеры