Статьи журнала - Онтология проектирования

Все статьи: 392

30-й юбилейный выпуск

30-й юбилейный выпуск

Другой

Бесплатно

How to explain the efficiency of triangular and trapezoid membership functions in applications to design

How to explain the efficiency of triangular and trapezoid membership functions in applications to design

Gholamy A., Kosheleva O., Kreinovich V.

Статья научная

It is well known that expert knowledge is very important for solving design problems. However, expert knowledge is not easy to describe in precise terms, since experts often use imprecise (“fuzzy”) words from natural language such as “small” or “large”. In order to describe such knowledge in precise terms - which would be understandable to a computer - Lotfi Zadeh came up with a special methodology that he called fuzzy. This methodology had many successful applications, in particular, applications to design. The first stage of the general fuzzy methodology is eliciting, from the expert, a membership function corresponding to each imprecise term, i.e., a function that assigns, to each possible value of the corresponding quantity, a degree to which this value satisfies this property (e.g., a degree to which, in the expert's opinion, this given value is small). If we follow the expert's opinion very closely, we often come up with very complex membership functions. However, surprisingly, in many applications, the simplest membership functions - of triangular or trapezoid shape - turned out to be more efficient than the supposedly more adequate complex ones. This is counterintuitive: the closer we follow the expert’s opinion, the worse our result. Some explanations for this seemingly counterintuitive phenomenon have been proposed earlier. However, these explanations only work when we use the simplest possible “and”-operation - minimum, while this phenomenon has been observed for other “and”-operations as well. In this paper, we provide a new, more general explanation for the above phenomenon, an explanation that works for all possible “and”-operations.

Бесплатно

Human factor

Human factor

Сойфер В.А.

Статья научная

Мы живём в эпоху 4-й промышленной революции, и возникает закономерный вопрос - а что дальше? Кому будет принадлежать ведущая роль в новом цифровом мире - искусственному интеллекту или человеку? Для поиска ответов необходимо совершить небольшой экскурс в историю. Развитие технологий всегда меняло уклад жизни общества: усмирив энергию воды и пара, человечество сделало шаг из общества охотников в аграрное общество. Появление электрической энергии и конвейера позволили нам трансформироваться в индустриальное общество. Электронные информационные технологии привели нас на современный этап развития - к информационному обществу. Каков следующий шаг? Если Индустрия 4.0 посвящена автоматизации физико-технических процессов, то новый уклад Общество 5.0 в первую очередь ориентирован на автоматизацию процессов коммуникации и сотрудничества людей и интеллектуальных систем. Искусственный интеллект, повсеместное внедрение «цифры» должны помочь в достижении главного результата - увеличения продолжительности жизни, повышения её качества и появления людей-«акторов», создающих объекты интеллектуальной собственности, которые затем материализуются киберфизическими системами.

Бесплатно

Knowledge net: модель и система накопления, представления и использования знаний и данных

Knowledge net: модель и система накопления, представления и использования знаний и данных

Тушканова О.Н., Самойлов В.В.

Статья научная

Описана разрабатываемая авторами модель Knowledge Net, предназначенная для формализации накопления, представления и использования знаний и данных единого информационного пространства интеллектуального предприятия, в том числе в рамках концепции Индустрия 4.0. В основу модели Knowledge Net положена графовая модель данных. Модель Knowledge Net является частью прикладных разработок цифровой платформы предприятия. Разработка программной системы, поддерживающей модель Knowledge Net, выполняется в концепции открытого программного кода. В работе приведён пример использования программного прототипа для описания объектов производственного предприятия. Ключевой особенностью Knowledge Net, отличающей разработку от известных аналогов, является комбинация таких свойств, как поддержка многоаспектности описания субъектов и объектов предприятия, возможность расширения сети понятий и сущностей вместе с развитием предприятия, динамическое формирование структуры аспектов и их свойств, множественность возможных типизаций сущностей, представленных моделью Knowledge Net, а также поддержка версионности модели знаний и данных.

Бесплатно

On usage of machine learning for natural language processing tasks as illustrated by educational content mining

On usage of machine learning for natural language processing tasks as illustrated by educational content mining

Melnikov A.V., Botov D.S., Klenin J.D.

Статья научная

In this paper, we review most popular approaches to a variety of natural language processing (NLP) tasks, primarily those, which involve machine learning: from classics to state-of-the-art technologies. Most modern approaches can be separated into three rough categories: ones based on distributional hypothesis, those extracting information from graph-like structures (such as ontologies) and the ones that look for lexico-syntactic patterns in text documents. We focus mainly on the former of the three. Before the analysis can even begin, one of the important steps in preparation stage of NLP is the task of representing words and documents as numeric vectors. There exists a variety of approaches from the most simplistic Bag-of-Words to sophisticated machine learning methods, such as word embedding. Today, in the task of information retrieval the best quality for both English and Russian languages is achieved by approaches based on word embedding algorithms, trained on carefully picked text corpora in conjunction with deep syntactic and semantic analysis using various deep neural networks. A big variety of different machine learning algorithms is being applied for NLP tasks such as Part-of-Speech-tagging, text summarization, named entity recognition, document classification, topic and relation extraction and natural language question answering. We also review possibilities of applying these approaches and methods to educational content analysis, and propose the novel approach to utilizing NLP and machine learning capabilities in analyzing and synthesizing educational content in a form of a decision support systems.

Бесплатно

Prolegomena to evergetics

Prolegomena to evergetics

Vittikh V.A.

Статья научная

The article expounds prefatory remarks and explanatory essay (Prolegomena) to the Evergetics - a value-and subject-oriented science on management processes in the society. The Evergetics seeks reserves to improve management efficiency not in the modernization of an “impersonal” bureaucratic machine, but in the people, in every man, in the use of his intellectual and volitional resources. The man is considered there not as a “cog” of a value-invariant management mechanism, but as a person (actor), endowed with consciousness, who acts rationally and performs cognitive-activity-related functions together with other people to resolve any problem situations that arise in everyday life. These heterogeneous actors having their own subjective views of the world and value priorities, based on the Poincaré's conventional concept of truth, which treats the truth as a result of an agreement, produce intersubjective knowledge, on the basis of which they make a collective decision on how to settle the situation. Perception of meaning of the situation by each heterogeneous actor happens at the level of individual consciousness. However, one person cannot constitute the whole variety of meanings of the situation, so this person receives from others what lacks in his own experience. Meaning-generating activity of people has an impact on all intersubjective community and, as a result, a common meaning-bearing space appears. A holonic approach is used in the Evergetics (on a “part-whole” principle) to build systems in contrast to the traditional causal approach (on a “cause-effect” principle). The article emphasizes strategic significance of the problem to transform the “Economic Man” to the “Man of Culture”.

Бесплатно

Stakeholder-centered ontologies for educational designs

Stakeholder-centered ontologies for educational designs

Stary Ch., Neubauer M., Oppl St., Weichhart G.

Статья научная

E-Learning and Knowledge Management environments are increasingly becoming highly interactive and content-rich. They encapsulate social, cognitive, and technological aspects. Concept maps are effective means to generate and organize multiple grounded knowledge for sharing content and trigger behavior along learning and development processes. Since the basic concept map structure and procedure can easily be explained, the various stakeholders engaged in learning processes and knowledge management activities can benefit from these capabilities. Concept maps allow encoding not only relevant information but also elaborating different perspectives on information elements. In this way, meaningful content and features for interaction can effectively be conveyed. We demonstrate the non-intrusive and non-disruptive use of concept maps for user- and usage-centered design of learning environments. The approach spans from articulating educational designs and tagging didactic content to purposeful navigation and traceable design spaces. We use metadata to encode educational intention for learning support. They also allow using content elements in different educational contexts. Their handling can be aligned with existing features of learning support systems including social media. By understanding such application development as a learning process itself, concept mapping enforces systemic understanding and thus, accelerates further developments in context-sensitive design, as our findings from the field reveal.

Бесплатно

Автоматизация синтеза составных онтологических паттернов содержания

Автоматизация синтеза составных онтологических паттернов содержания

Ломов П.А.

Статья научная

Применение онтологических паттернов проектирования становится распространенным подходом в онтологическом инжиниринге. Онтологические паттерны являются формализацией проверенных решений, которые могут быть повторно использованы при разработке онтологий. В данной статье основное внимание сосредоточено на одной разновидности онтологических паттернов - онтологических паттернах содержания, которые представляют собой небольшие фрагменты онтологий, формализующие обобщённые ситуации предметной области (например, участие в событии, исполнении роли, наличие частей у объекта и др.). Паттерны содержания используются в качестве строительных блоков при разработке онтологии. В таком случае они, как правило, могут быть расширены, специализированы, объединены разработчиком для получения составного паттерна содержания, который предоставит более сложный онтологический фрагмент, позволяющий обеспечить представление знаний о некотором объекте предметной области с необходимой степенью детализации. Однако выполнения таких композиций паттернов содержания часто не сводится к простому объединению соответствующих им онтологических фрагментов, а требуют их предварительной модификации и последующего связывания их элементов особым образом. Это может потребовать от разработчика наличия знания семантики того или иного паттерна, используемого в композиции, а также навыков онтологического инжиниринга и тем самым усложнить применение паттернов. В данной работе рассматривается проблема автоматизации подбора подходящих паттернов содержания на основе преопределённых отношений между ними и последующего синтеза на их основе составного паттерна в соответствии с требования задачи разработчика онтологии. Рассматривается пример синтеза составного онтологического паттерна содержания с использованием предложенной процедуры.

Бесплатно

Авторский термин: к определению понятия

Авторский термин: к определению понятия

Сложеникина Ю.В., Растягаев А.В., Кухно И.Ю.

Статья научная

Авторы статьи констатируют, что в современном отечественном терминоведении отсутствует понятие и дефиниция авторского термина. Традиционной является точка зрения, что авторский термин - это термин, авторство которого достоверно известно либо это термин, названный в честь первооткрывателя научного явления. Авторы статьи считают данный подход ошибочным и предлагают собственную гипотезу: авторский термин существует только в пределах оригинальной научной гипотезы. Эта гипотеза описывается системой взаимосвязанных понятий и терминов, поэтому изолированного авторского термина не существует. Авторы статьи предлагают собственную дефиницию авторского термина. Авторский термин - созданный в рамках креативной научной концепции специальный знак, элемент системы понятий, взаимосвязанный с другими терминами и понятиями оригинальной гипотезы, соотносимый носителями языка для специальных целей с конкретной авторской идеей, необщепринятой научной картиной мира.

Бесплатно

Активное обучение для извлечения знаний из описаний образовательных курсов в условиях малых объёмов данных

Активное обучение для извлечения знаний из описаний образовательных курсов в условиях малых объёмов данных

Кленин Ю.Д.

Статья научная

В условиях постоянного роста объёмов учебных данных их «ручная» обработка не представляется возможной, уступая место различным моделям и методам машинного обучения. В то же время именно наличие обучающих выборок достаточного объёма позволяет современным алгоритмам машинного обучения хорошо справляться с базовыми прикладными задачами. Однако многие современные задачи сложны и узкоспециализированы. Это ограничивает количество данных, доступных для качественного обучения, снижая эффективность полностью автоматических систем. В работе рассматривается подход к задаче автоматизированного извлечения фактов из коллекций неразмеченных текстовых документов, в условиях малых объёмов учебных данных. Освещаются вопросы интеграции экспертных правил для конкретных предметных областей с обобщёнными, предметно-независимыми моделями машинного обучения, предварительно обученными на больших объёмах данных. Предложенный подход, опираясь на методику активного обучения, позволяет сократить трудозатраты эксперта, необходимые для эффективной генерации шаблонов извлекаемых фактов, сохраняя при этом высокое качество результатов работы системы. Применение предлагаемого метода поиска фактов по шаблону показано на примере задачи поиска информации о целевой аудитории в неструктурированном описании онлайн курсов.

Бесплатно

Актуализация содержания стандартов проектирования сложных технических объектов: онтологический подход

Актуализация содержания стандартов проектирования сложных технических объектов: онтологический подход

Углев В.А.

Статья научная

Статья описывает подход к организации стандартизирующих высокотехнологичную продукцию документов с максимальным эффектом актуализации их содержания. Обозначены базовые про- блемы разработки подобных документов и метод их декомпозиции для формирования статическо- го и динамического частей поля знаний о предметной области и стратегии принятия решений. В качестве инструмента организации знаний применяется онтологический подход, предполагающий формирование как частных онтологий, та и метаонтологии. Для обеспечения автоматизированного варианта формирования проектных альтернатив и принятия близких к оптимальным решений рас- сматривается реализация онтологизированного стандарта в виде полноценной системы поддержки принятия решений.

Бесплатно

Актуальная справка

Актуальная справка

Другой

Бесплатно

Алгебраические модели иерархий типов для проектирования и рефакторинга

Алгебраические модели иерархий типов для проектирования и рефакторинга

Махортов С.Д., Шурлин М.Д.

Статья научная

При проектировании и модернизации объектно-ориентированных информационных систем оказы- ваются полезными алгебраические методы. Такие методы, в частности, могут служить основой для верификации и оптимизации программного кода. В настоящей работе рассматривается класс основанных на решетках алгебраических структур, описывающих иерархию типов в объектно- ориентированном программировании. Исследуются свойства таких структур, включая замкну- тость, эквивалентность преобразований, существование логической редукции. Методология пред- назначена для верификации и модернизации иерархий типов, важным направлением которой яв- ляется автоматизированное устранение избыточности кода

Бесплатно

Алгоритм оценки и выбора инноваций для предприятия

Алгоритм оценки и выбора инноваций для предприятия

Кудрявцева А.С.

Статья научная

В настоящее время инновационные технологии третьей и четвёртой промышленных революций оказывают огромное влияние на развитие промышленных предприятий. Появляется необходимость создания подхода к управлению принятием решений при внедрении инновационных технологий. Цель статьи - разработка алгоритма оценки инновационных технологий путём постепенного сужения области допустимых решений. Приводится краткий анализ существующих методов оценки инноваций. Показано, что существующие экономические и комплексные оценки не позволяют дать системную оценку результативности инноваций, так как новые технологии не имеют опыта в прошлом. Работы Дж. Рифкина и К. Шваба, а также «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы» могут составить базис для выбора начального множества инноваций, основу для формирования области предполагаемых инноваций для внедрения. Для сужения выбранного множества инноваций предлагается алгоритм системной оценки и выбора инноваций. Исследование, проведённое на основе разработанного алгоритма для судостроительного предприятия Санкт-Петербурга АО «Адмиралтейские верфи», позволило оценить и выбрать рациональный состав инноваций для этого предприятия.

Бесплатно

Алгоритмизация формирования и прагматической трансформации ограничений существования свойств предметной области

Алгоритмизация формирования и прагматической трансформации ограничений существования свойств предметной области

Семенова В.А., Смирнов С.В.

Статья научная

Областью исследований является интеллектуальный анализ данных, конкретно - развиваемое авторами направление «онтологический анализ данных», что следует понимать как анализ эмпирических данных о неизученной, неструктурированной предметной области с целью построения ее формальной онтологии. Предметом исследования статьи является формирование набора свойств, которые, как предполагается, характеризуют объекты изучаемой предметной области (и, следовательно, подлежат измерению в самом широком смысле этого слова), но с ограничениями на сочетания таких характеристик у объектов - «ограничениями существования» свойств. Задачи исследования состоят в разработке алгоритмов пошагового формирования набора измеряемых свойств с ограничениями существования, алгоритмов модификации такого набора (замещения и удаления свойств), алгоритма преобразования «естественного» описания этого набора как множества с заданными на нём отношениями в форму, удобную для последующего конструктивного, прагматического использования информации об ограничениях существования в онтологическом анализе данных. В работе используются методы теории множеств и бинарных отношений, модели и методы анализа формальных понятий, а также существующая методология применения ограничений существования для построения формальных онтологий. Отличие и новизна предложенных алгоритмов формирования набора свойств с ограничениями существования заключается в «естественном» и эффективном с точки зрения машинной реализации представлении таких наборов в форме графов и матриц инцидентности. Новизна алгоритмов модификации набора свойств с ограничениями существования - в выполненной впервые алгоритмизации уникальных методов расширения набора измеряемых свойств, непосредственно опирающихся на фундаментальные законы классической логики. Сказанное верно и для алгоритма трансформации набора измеряемых свойств в набор групп свойств, однородных по виду экзистенционального сопряжения свойств-членов. Значение полученных результатов состоит в алгоритмическом обеспечении ряда этапов онтологического анализа данных.

Бесплатно

Журнал