Лаборатория № 17 «Эргатических систем»

Основатель и первый зав. лаб. № 17 Владимир Александрович Жожикашвили

Лаборатория образовалась в 1959 г., вобрав в себя часть сотрудников лаб. № 3 профессора М.А. Гаврилова. Руководителем лаборатории был назначен Владимир Александрович Жожикашвили, который исполнял эти функции до конца жизни. С 2008 г. и по настоящее время заведующим лаб. № 17 является доктор технических наук Маис Паша-оглы Фархадов, один из ведущих специалистов по разработке систем с речевыми технологиями.

Большой вклад в становление и развитие лаборатории внесли Р.В. Билик, Е.В. Картузов, В.Н. Силаев.

Деятельность лаб. № 17 последовательно развивалась в следующих главных направлениях:
  –  Бесконтактные системы телемеханики (1953–1965).
  –  Автоматизированные системы массового обслуживания, система и сеть «Сирена» (1965–1998).
  –  Применение речевых технологий в информационных системах, управлении, аналитике (1998–2008).
  –  Модели и методы интеллектуализации информационных и сервисных систем на базе использования современных интерфейсных и информационно-телекоммуникационных технологий (с 2008 г. по настоящее время).
  –  Фоновый принцип обработки сигналов.
  –  Управление роботами.

Бесконтактные системы телемеханики

В 1959–1965 гг. под руководством В.А. Жожикашвили впервые в мировой практике в лаборатории были созданы бесконтактные элементы дискретного действия на основе магнитных сердечников с прямоугольной петлёй гистерезиса, как антипод электромагнитным контактным реле. На основе этих элементов были разработаны бесконтактные системы телемеханики (телеуправления, телеизмерений и телесигнализации), отличавшиеся тем, что они не содержали ни одного электромеханического контакта и, следовательно, обладали супервысокой надёжностью. Это была подлинная революция в области телемеханики и средств автоматики, значительно опередившая уровень работ в других странах. Заводы СССР освоили промышленное производство бесконтактных систем телемеханики для нужд сельского хозяйства, электроэнергетики, металлургии, связи, армии и т.д.

Автоматизированные системы массового обслуживания

Зав. лаб. № 17 Маис Паша-оглы Фархадов

В 1965 г. в лаборатории была начата работа по созданию первой в СССР системы бронирования и продажи билетов на рейсы «Аэрофлота» – системы «Сирена». К созданию системы было привлечено несколько НИИ, КБ и заводов Минприбора и Министерства гражданской авиации, Институт получил статус головной организации. Генеральным конструктором системы был назначен зав. лаб. № 17 В.А. Жожикашвили. В рамках проекта «Сирена» были реализованы передовые идеи, которые в дальнейшем стали основополагающими для систем обслуживания разного назначения. Впервые в практике СССР был решён целый ряд проблем, среди которых:
  –  создание распределённой динамической базы данных, обслуживающей в реальном масштабе времени интенсивный поток транзакций;
  –  использование пультов ввода-вывода информации с экраном и алфавитно-цифровой клавиатурой;
  –  разработка сети передачи данных повышенной надёжности с пакетной коммутацией и адаптивной маршрутизацией;
  –  разработка и первое практическое применение электронной почты.

Валерий Александрович Кучерук

В 1972 г. был введён в промышленную эксплуатацию московский узел системы «Сирена», а в течение нескольких последующих лет «Сирена» была распространена на всю территорию СССР и существенно улучшила работу «Аэрофлота». Для внедрения системы «Сирена» в Институте на базе лаб. № 17 был образован отдел под руководством В.А. Кучерука.

Опыт разработки системы «Сирена» стал основой для создания теории построения нового класса распределённых компьютерных систем с мультидоступом к удалённым базам данных в реальном масштабе времени, получивших название «автоматизированные системы массового обслуживания» (АСМО). На этом этапе большой вклад в работу внесли В.Л. Бахрах, Л.Б. Белокриницкая, Р.В. Билик, В.А. Вертлиб, В.М. Вишневский, А.С. Ипатов, Е.В. Картузов, Г.Л. Кацман, В.И. Курбатский, З.П. Мясоедова, С.В. Никифоров, Н.В. Петухова, А.А. Прытов, Б.И. Ребортович, А.Л. Розовский, А.Б. Савинецкий, В.Н. Силаев, И.В. Ситникова, С.И. Спиваковский, Л.М. Старкова, А.С. Твердохлебов, Б.Н. Терещенко, В.И. Тюнин, Е.В. Федотов, М.С. Шамова, Т.М. Шибаева, А.В. Шипунов, М.П. Фархадов.

Система «Сирена» была первой в СССР действующей системой массового обслуживания населения, уникальной в отечественной практике.

Прогрессивные научно-практические решения, положенные в основу построения системы «Сирена», позволили ей устойчиво развиваться и совершенствоваться на протяжении многих лет. В настоящее время успешно функционируют глобальная распределительная система (ГРС) «Сирена-Трэвел», ТАИС – Транспортная автоматизированная информационная система TAIS CRS (Сирена-2.3), возникшие в ходе совершенствования системы «Сирена-2».

Сеть системы «Сирена-2», 1979 год
Эти люди из лаб. № 17 делали систему «Сирена» (в центре – В.А. Жожикашвили)

Системы массового обслуживания с речевыми технологиями

В 1998 г. лаборатория в составе ведущих специалистов В.А. Жожикашвили, Р.В. Билика, Н.В. Петуховой, В.А. Вертлиба, М.П. Фархадова, З.П. Мясоедовой развернула новую программу, получившую название «АСМО нового поколения». Эта программа была направлена на то, чтобы информационное и сервисное обслуживание населения стало более дешёвым, открытым и доступным. Ключевую роль здесь были призваны сыграть компьютерные речевые технологии – распознавание и синтез речи, идентификация голоса, анализ речевого потока. Речевой портал, реализующий функции самообслуживания в интерактивном режиме и предоставляющий интеллектуальные услуги, способен значительно повысить эффективность центров обслуживания.

Прикладные разработки лаборатории № 17

Области рационального применения речевых технологий практически неогра-ниченны. Лаборатория применяет эти техно¬логии, в первую очередь, в качестве надстройки над действующими АСМО («Сирена», заказы такси, банковские системы), а также в инновационных проектах. Для этого созданы необходимые универсальные блоки распознавания, включающие грамматики, словари и акустические модели: чисел, дат, времени суток, номеров телефонов, адресов, городов и др. Разработаны также конкретные сценарии: для бронирования авиабилетов, заказа такси, управления денежными счетами в банке. Разработанная методология, включающая ситуационное и динамическое управление диалогом, делает его компактным и удобным для пользователя.

Помимо внедрений речевых интерфейсов в системы массового обслуживания, они могут использоваться и в других отраслях:
  –  речевое управление роботизированными комплексами;
  –  интеллектуальный речевой интерфейс для режимов hands free;
  –  ассистирующие системы для медицинского персонала;
  –  анализ речевых потоков для бизнес-аналитиков и систем безопасности;
  –  системы обучения на основе применения речевых и мультимедийных технологий, в том числе для людей с нарушением слуха.

Модели и методы интеллектуализации информационных и сервисных систем на базе использования современных интерфейсных и информационно-телекоммуникационных технологий

Текущие работы лаборатории связаны с созданием моделей и методов интеллектуализации современных информационных и сервисных систем. Эти работы включают разработку:
  –  принципов интеллектуализации информационных и сервисных систем с ис-пользованием актуальной информации, речи, мультимодальных интерфейсов и мобильных сервисов;
  –  и применение методов анализа и синтеза сетей на основе новых телеком-муникационных и информационных технологий;
  –  многоуровневой системы статических и динамических моделей сетей;
  –  и программную реализацию самосогласованной модели сетевых систем;
  –  методов и программных средств для определения психологического состояния операторов автоматизированных систем массового обслуживания с целью проверки их профессиональной надёжности на основе волновой модели мозга;
  –  искусственного нейронного кортекса и его применение в задачах инте-ллектуального управления, кластеризации, распознавания образов;
  –  социально ориентированных систем массового обслуживания;
  –  Интернет-портала «Сурдосервер» как социально значимой системы массового обслуживания;
  –  интеллектуальных мультимедийных обучающих систем.

Фоновый принцип обработки сигналов

В 2013 г. в состав лаб. № 17 вошёл коллектив лаб. № 26 «Системы восприятия информации на основе фонового принципа», которую возглавлял д.т.н. Автандил Николаевич Ануашвили.

Лаб. № 26 была создана в 1990 г. в связи с научным открытием «Закономерность проявления подвижности объекта» (фоновый принцип). Диплом на открытие был выдан по решению Отделения машиностроения, механики и процессов управления РАН на основе экспертного заключения двух академических институтов: Физико-технического Института им. А.Ф. Иоффе, и Института проблем механики.

Автандил Николаевич Ануашвили

За годы своего существования лаб. № 26 выполнила 9 государственных заказов от Минобороны и Генштаба. В развитие фонового принципа были получены новые фундаментальные результаты. В частности, установлено неизвестное ранее явление когерентного усиления сигнала о подвижности объекта, которое легло в основу разработки радара нового поколения, известного в настоящее время как «Голографический радар» и реализованного, в том числе, в США. По тематике «Голографический радар» и «Фоновая локация» в настоящее время проводятся конференции и защищаются диссертации, посвящённые задачам оперативного управления.

Установлено, что фоновый принцип проявляется и в живой природе. Например, в мозгу человека естественным образом создаются условия, при которых происходит когерентное усиление сигналов о подвижности объектов – источников электромагнитных колебаний (очагов электрической активности). При этом установлена неизвестная ранее закономерность изменения психологического типа человека в зависимости от параметров электромагнитных колебаний в его мозге. Обнаружено также неизвестное ранее свойство психо-физиологической саморегуляции человека в условиях действия биологической обратной связи. В качестве теоретического обобщения фонового принципа разработана математическая модель обнаружения сигнала на фоне шума.

Исследования, начатые в лаб. № 26, успешно продолжаются в лаб. № 17. Главное направление работ– изучение фонового принципа обработки сигналов. Целью этих исследований является создание интеллектуальных систем восприятия информации на основе обобщения фонового принципа.

Управление роботами

С 2014 г. в лаборатории ведутся работы по управлению роботами на основе последних технических, технологических и научных достижений. В 2018 г. сотрудники лаборатории приняли участие в создании подводного аппарата «Малахит», который победил в своем классе аппаратов на конкурсе Аквароботех–2018. В процессе создания действующей модели были решены следующие задачи: стабилизация движения, использование видеоаналитики для помощи оператору в поиске определенных объектов и работе с ними, управление манипулятором.

Лаборатория выполнила 6 проектов по грантам РФФИ, принимала участие в 15 международных и отечественных научных и отраслевых выставках; её работы неоднократно награждались дипломами и медалями. В лаборатории действует молодёжная научная школа. За последние 10 лет сотрудниками лаборатории опубликовано более 400 научных работ.

Профессор Маис Фархадов и его молодёжная научная школа (в неполном составе)