Введение
В последние годы особое внимание уделяется расширению научного проектирования и открытию научных лабораторий различного профиля в университетах и научно-исследовательских институтах Российской Федерации. Однако в настоящее время в действующем законодательстве Российской Федерации отсутствуют нормативные акты федерального уровня (постановления, приказы, регламенты и т.д.), определяющие организационную структуру, механизмы создания и особенности научных лабораторий в области эргономики и искусственного интеллекта.
В отсутствие конкретных нормативных актов федерального уровня каждый университет или научно-исследовательский институт несет ответственность за выбор или разработку своей собственной модели построения сетевых структур. Они могут устанавливать свои собственные внутренние правила и процедуры для регулирования организационной структуры и функций научных подразделений. Эти внутренние правила могут основываться на внутренних документах университета или института, таких как уставы, положения и другие внутренние нормативные акты. При разработке модели построения научных структур университеты и научно-исследовательские институты могут учитывать следующие факторы [2], [3], [4]:
Цели и задачи научного проектирования, определяющие направления и приоритеты исследований, которые должны поддерживаться сетевым научным подразделением [7] ,[8], [9].
Организационная структура. Позволяют определить роли, функции и обязанности различных участников сетевой структуры, таких как руководители, исследовательский персонал, студенты и т.д.
Финансирование. Обеспечивает финансовые ресурсы для функционирования сетевого научного подразделения, возможно, за счет государственного финансирования, грантов или других источников.
Лаборатории эргономики и искусственного интеллекта имеют цели: модернизация образовательного и научно-исследовательского процесса через инновационные технологии, развитие научного и кадрового потенциала, привлечение зарубежных специалистов и расширение портфеля программ и инновационных продуктов [17].
Лаборатории эргономики и искусственного интеллекта предоставляют университетам возможность наладить и активизировать деятельность в нескольких направлениях:
Проектирование и создание информационной среды для развития междисциплинарных исследований.
Использование научно-исследовательской работы и ее результатов в образовательном процессе.
Участие в подготовке и реализации международных научных и образовательных программ и проектов по тематике лаборатории.
Все эти направления позволяют университетам эффективно использовать лаборатории для развития научно-исследовательской и образовательной деятельности, а также для укрепления позиций на международной арене.
В рамках данной работы рассматриваются вопросы создания лаборатории эргономики и искусственного интеллекта эргономики и искусственного интеллекта. Данное направление лаборатории определено научными интересами инициативной группы ученых.
Результаты
Современная модель университета охватывает различные аспекты, включая образование, науку, культуру, сервис, сотрудничество с бизнесом и поддержку инфраструктуры. Инфраструктура университета играет важную роль в обеспечении его конкурентоспособности и привлекательности, как на местном, так и на международном уровнях. Качество учебных программ и доступность образовательных ресурсов являются ключевыми факторами привлечения студентов и поддержания их интереса к образованию. Инфраструктура должна обеспечивать равный доступ для всех обучающихся к образовательным программам и создавать благоприятные условия для их обучения и развития [1], [20], [25], [26].
Однако роль инфраструктуры университета не ограничивается только образовательными аспектами. Она также должна способствовать развитию научных исследований, включая молодежную науку. Наличие современных научных лабораторий, технического оборудования, доступных исследовательских ресурсов и финансовой поддержки способствует привлечению и удержанию талантливых молодых ученых, стимулирует инновации и развитие научных достижений [14], [15], [18], [19].
Университеты активно вступают в сетевые структуры, чтобы осуществлять стратегические научные задачи и содействовать инновационному развитию. Лаборатория представляет собой комплексный объект, объединяющий заинтересованные стороны, с целью совместного осуществления научно-исследовательской и инновационной деятельности.
Лаборатории представляют собой инновационные экосистемы, играющие важную роль в создании и передаче знаний, сотрудничестве с промышленными партнерами и обеспечении инновационного развития. Они способствуют взаимодействию различных субъектов и созданию благоприятной среды для роста и развития научных исследований и инноваций. Виды лабораторий и направления деятельности представлены на рисунке 1 [16], [22], [29].
Рис. 1. Структура лабораторий современного университета: основные направления деятельности
Fig. 1. The structure of the laboratories of the modern university: the main areas of activity
Лабораторию университета можно назвать важнейшей структурой, обеспечивающей, с одной стороны, проведение учебных занятий (практика, лабораторные работы), с другой, организацию и реализацию научно-исследовательских работ с привлечением кадрового состава вуза — преподавателей и научных сотрудников, а также молодых исследователей — студентов, магистрантов, аспирантов. Безусловно, площадка лаборатории должна быть соответствующим образом оснащена, регулярно должен проводится анализ работоспособности оборудования, строго соблюдаться правила безопасности. Кроме этого «технократичного» подхода к сути понятия, лабораторию можно назвать формой или технологией организации деятельности структур университета. В данном контексте лаборатории чаще всего создаются в партнерстве с кафедрами, иными университетскими структурами, внешними заинтересованными лицами с учетом образовательных программ и приоритетной тематики научных исследований образовательной организации, кадрового и финансового обеспечения.
В рамках данной работы авторы предлагают создать лабораторию в партнерсве со структурным подразделением – Журнал Эргодизайн [6], [13], [27].
Для выявления востребованности открытия лаборатории в области эргономики был проведен анализ наличия аналогичных структурных подразделений в ведущих вузах стран мира. В результате анализа была составлена таблица (Таблица 1 фрагмент общей таблицы) отражающая наличие структурного подразделения по эргономике или искусственному интеллекту и основные направления деятельности. В общей сложности было проанализировано 150 университетов, имеющих на своей базе структурное подразделение, занимающееся проблемами эргономики [10], [11], [12].
Таблица 1.
Лаборатории по эргономике в университетах мира
Table 1.
Ergonomics laboratories at universities around the world
|
Название университета (страна) |
Название лаборатории |
Направления деятельности |
|
Университет Сиднея: (Австралия)
|
Лаборатория тепловой эргономики |
повышение устойчивости человека перед лицом меняющегося климата оценка нарушений терморегуляции у конкретных групп населения (например, пожилых людей, детей, пациентов с рассеянным склерозом, страдающих ожирением, беременных) разработка политики в отношении экстремальных температур биотермическое моделирование управление температурой в педиатрии управление воздействием профессионального теплового стресса тепловая акклиматизация терморегуляторные реакции на обезвоживание и прием кофеина смягчение усталости, связанной с высокой температурой.
|
|
Технологический институт Шибаура (Япония)
|
Лаборатория эргономики |
машиностроение, мехатроника, инженерия компьютерные науки Разработка социального оборудования и реабилитационных устройств Исследования человеческого фактора, комплексного дизайна и удобства использования |
|
Университет Хоккайдо: (Япония) |
Лаборатория эргономики окружающей среды |
создание платформы эргономики окружающей среды для создания системы здорового и безопасного окружения человека. |
|
Университет Саскачевана: (Канада)
|
Лаборатории здоровья и эргономики опорно-двигательного аппарата |
улучшении здоровья за счет углубленного понимания и применения эргономичных мер, направленных на возвращение к работе и реабилитацию |
|
Вашингтонский университет: (США) |
Лаборатория Эргономики |
влияния многоосевой вибрации и ударов на комфорт, подверженность и развитие болей в пояснице среди различных групп работающих. разработка методов оценки сидений и исследований дизайна транспортных средств в полевых условиях влияния быстрых и повторяющихся движений пальцев и длительных статических поз на развитие нарушений опорно-двигательного аппарата у пользователей компьютеров. Разработка инструментов оценки неинвазивного воздействия для оценки физиологических изменений, то есть мышечной усталости Оценка осанки, усталости, производительности и показателей предпочтений, связанных с использованием различных коммерчески доступных компьютерных устройств ввода |
|
Авиационный университет Эмбри-Риддл: (США) |
лаборатория эргономики |
движения человеческого тела на рабочем месте |
|
Технический университет Стамбула (ITU): (Турция) |
Лаборатория Эргономики |
машиностроение, промышленность |
|
Северо-Восточный университет (США)
|
лаборатория биомеханики и эргономики труда |
предотвращение связанных с работой нарушений опорно-двигательного аппарата (MSDS) путем понимания механизмов травм с помощью лабораторных и полевых исследований, в которых используются биомеханические, нервно-мышечные, экспозиционно-ответные и интервенционные разработки и методы. |
|
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ САН-ХОСЕ: (США)
|
Лаборатория эргономики и человеческого фактора |
Работа с искусственным и интеллектом и виртуальной реальностью |
|
Университет Северной Каролины: (США) |
Эргономика стресса |
изучение влияние стресса на трудовую деятельность работников |
В таблице 2 представлены ведущие лаборатории по искусственному интеллекту и направления их исследований (Таблица 2) [24].
В результате проведенного анализа были выделены основные направления деятельности лабораторий по эргономике и искусственному интеллекту. На рисунке 2 представлена диаграмма основных видов деятельности лабораторий университетов и отделений международной организации эргономики. Для упрощения восприятия некоторые направления были объединены в группы, так, например, лаборатории, занимающиеся потеплением отнесены к группе «вопросы глобальных проблем и устойчивости» [5].
Нами была проанализирована структура эргономических лабораторий рассмотренных учебных заведений. Результат анализа позволил составить предполагаемую структуру предлагаемой лаборатории, а также отразить основные направления деятельности.
В общей структуре выделяется четыре отдела, которые находятся в подчинении руководителя лаборатории. Помимо функции управления, руководитель осуществляет связь с научным сообществом, контролирует все процессы и механизмы взаимодействия между отделами.
Отдел работы со студентами направлен на проведение мастер-классов, образовательных семинаров и лекций для студентов в области эргономического проектирования, искусственного интеллекта и направлений трехмерной дополнительной и виртуальной реальности.
Работа научного отдела направлена на полный цикл научных исследований включающий: проведение научного исследования, публикация результатов в журналах и сборниках разного уровня, работа с интеллектуальной собственностью, работа над грантами разного уровня.
Образовательный отдел занимается разработкой и внедрением образовательных курсов повышения квалификации и переквалификации в области эргономики, искусственного интеллекта, трехмерного и VR моделирования.
Работа методического отдела направлена на обеспечение методическими материалами всего лабораторного цикла.
Таблица 2.
Лаборатории по искусственному интеллекту и направления их исследований
Table 2.
Artificial intelligence laboratories and their research directions
|
Название университета (страна) |
Название лаборатории |
|
The Alan Turing Institute (Лондон, Великобритания) |
изучение сложной этики использования алгоритмов искусственного интеллекта и анализа данных в целях прогнозирования полицейскими силами. |
|
J.P. Morgan AI Research Lab (Нью-Йорк, США) |
Целью ее исследовательской программы в области искусственного интеллекта является изучение и продвижение передовых исследований в области искусственного интеллекта и машинного обучения, а также в смежных областях, таких как криптография, для разработки решений, которые наиболее эффективны для клиентов фирмы и бизнеса. |
|
Laboratory of Imaging, Vision and Artificial Intelligence (LIVIA) (Канада) |
(1) машинное обучение, (2) компьютерное зрение, (3) распознавание образов, (4) адаптивные и интеллектуальные системы, (5) объединение информации и (6) оптимизация сложных систем. |
|
Oxford Machine Learning Research Group (Лондон, Великобритания) |
использует статистику для обработки как информации, так и неопределенности в различных областях исследований, включая гражданскую науку, биологию, общественное здравоохранение, автономные интеллектуальные системы и животноводство. |
|
ElkanIO Research Labs (Кочин, Индия) |
Разработка чат-ботов с искусственным интеллектом, передовые решения для анализа данных и автоматизации бизнеса на базе решений компьютерного зрения, машинного обучения, Deep Learning и NLP. |
|
MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (Массачусетс, США) |
Искусственный интеллект, вычислительная биология, графика и зрение, язык и обучение, теория вычислений, робототехника и системы, включая компьютерную архитектуру, базы данных, распределенные системы, сети и объединенные в сеть системы, разработку программного обеспечения и многое другое. |
|
UTCS AI-Lab – University of Texas (Техас, США) |
проблемы машинного познания, особенно машинного обучения, представления знаний и рассуждения, а также робототехники |
|
Microsoft Research Lab – AI (США) |
машинное обучение с инновациями в области языка и диалога, взаимодействия человека и компьютера и компьютерного зрения для решения некоторых задач искусственного интеллекта. |
|
Berkeley AI Research Lab (США) |
мультимодальное глубокое обучение, искусственный интеллект, совместимый с человеком, и связь искусственного интеллекта с другими научными дисциплинами и гуманитарными науками |
|
Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН |
Работа института базируется на фундаментальных исследованиях способов передачи информации для построения многомодальных интерфейсов человекомашинного взаимодействия с учётов принципов когнитивной эргономики и технологий искусственного интеллекта. |
Рис. 2. Процентное распределение направлений деятельности лабораторий
Fig. 2. Percentage distribution of laboratory activities
Рис. 3. Структура сетевой лаборатории эргономики и искусственного интеллекта
Fig. 3. The structure of the network laboratory of ergonomics and artificial intelligence
В работе предполагается использовать патентную аналитику в эргономических исследованиях [27], а также опыт ведущих учёных прошлых лет [28], [29].
Обсуждение/Заключение
На основе проведенного анализа можно мы видим по масштабу лаборатории по эргономике и искусственному интеллекту выступает востребованным и широкопрофильным подразделением. В разрабатываемой лаборатории планируется проведение теоретического анализа, экспериментальных испытаний, комбинированных исследований. По типу измерений можно характеризовать как лабораторию с приоритетом экспериментальных (прорывных) измерений. По типизации с позиции встроенности в образовательную среду целью лаборатории является обеспечение образовательного процесса и организация НИР. Правильно организованная лаборатория университета может вносить наибольший вклад в процессы организации НИР: от субпроцессов «организация проведения исследований», «сотрудничество для достижения научных результатов», «коммерциализации» до «обучение и преподавание».
