Описание стратегических технологических проектов

Цифровые технологии и искусственный интеллект в образовании и профессиональной деятельности специалистов помогающих профессий

Цель и задачи реализации стратегического технологического проекта

Цели:

Разработка и внедрение цифровых решений и технологий ИИ для повышения качества психологической диагностики, а также профессиональной подготовки специалистов помогающих профессий (учителей, психологов) с использованием междисциплинарного подхода, объединяющего достижения психологии, педагогики, компьютерных наук и инженерии.
Создание высокотехнологичных продуктов и услуг с коммерческим потенциалом, ориентированных на население, образовательные организации, организации реального сектора экономики, а также специалистов помогающих профессий (учителей, психологов), с целью повышения доступности качественного образования.
Разработка и внедрение технологий ИИ для подготовки операторов БПЛА и управления распределенными многоагентными системами, направленных на повышение эффективности работы в высокотехнологичных отраслях, в сотрудничестве с промышленными предприятиями, научными и
образовательными организациями.

Задачи:

Разработка цифровой платформы для стандартизированной психологической диагностики обучающихся с использованием технологий ИИ, включая удаленную обработку данных и рекомендательный сервис для психологов.
Создание новых способов обработки и интерпретации методик психологической диагностики, в том числе рисуночных тестов, с применением цифровых технологий и технологий ИИ.
Разработка системы анализа математического мышления младших школьников с использованием алгоритмов ИИ, включая диагностику и рекомендации для учителей по индивидуализации обучения.
Создание системы диагностики и развития профессионального мышления специалистов помогающих профессий (учителей, психологов).
Разработка технологий ИИ для подготовки операторов БПЛА, включая тренажеры с обратной связью и системы управления распределенными многоагентными системами.
Разработка методологии внедрения цифровых решений и технологий ИИ в профессиональную деятельность специалистов в области образования и психологии.

Описание стратегического технологического проекта

Стратегический технологический проект представляет собой комплексную инициативу, направленную на создание и внедрение инновационных решений, основанных на технологиях ИИ и цифровых технологиях. Проект объединяет
усилия ведущих научных организаций, включая ИПМ им. М.В. Келдыша РАН для разработки технологий, которые трансформируют образовательные процессы и профессиональную подготовку специалистов помогающих профессий (учителей, психологов).

Стратегический технологический проект реализуется в рамках двух ключевых направлениях.

Первое направление сосредоточено на разработке новых методов обработки и интерпретации психологических диагностик с применением технологий ИИ, а также системы и методов анализа математического мышления младших школьников. Эти решения позволят автоматизировать процессы диагностики, обеспечить персонализированные рекомендации для педагогов и психологов, а также повысить точность и объективность оценки психологического состояния и когнитивных способностей обучающихся. Второе направление нацелено на создание интеллектуальных обучающих систем и тренажеров для профессиональной подготовки специалистов, в том числе разработку систем для подготовки операторов БПЛА с использованием когнитивных технологий и ИИ.

Такие решения помогут специалистам развивать ключевые компетенции, необходимые для эффективной работы в современных условиях, включая управление сложными техническими системами.

Социально-экономический эффект от реализации стратегического технологического проекта включает снижение нагрузки на специалистов помогающих профессий за счет автоматизации рутинных процессов, снижение ошибок в профессиональной деятельности специалистов помогающих профессий и специалистов, работающих со сложными техническими системами. Достижение результатов проекта позволит качественно трансформировать профессиональную деятельность педагогов и психологов, создать принципиально новые возможности индивидуализации обучения в условиях массового образования, обеспечить новый уровень качества и доступности психологической помощи, что особенно важно в условиях существенного дефицита психологических кадров во многих субъектах Российской Федерации.

В рамках проекта планируется регистрация результатов интеллектуальной деятельности (РИД), включая патенты на разрабатываемые технологии, такие как алгоритмы машинного обучения для анализа рисуночных тестов, системы диагностики профессионального мышления, интеллектуальные тренажеры для операторов БПЛА и адаптивные обучающие платформы.

Ключевые результаты стратегического технологического проекта

Реализация стратегического технологического проекта (СТП) «Цифровые технологии и искусственный интеллект в образовании и профессиональной деятельности специалистов помогающих профессий» приведет к достижению следующих ключевых результатов:

Цифровая платформа для психологической диагностики:
1. Разработана и внедрена цифровая платформа для стандартизированной психологической диагностики обучающихся, включая удаленную обработку данных и рекомендательный сервис для психологов.
2. Разработаны новые методы обработки результатов проективных методик (рисуночных тестов), обеспечивающие автоматизированную интерпретацию результатов.
Методика индивидуализации обучения младших школьников:
- Разработана методика индивидуализации обучения младших школьников с использованием алгоритмов ИИ на основе анализа ошибок обучающихся.
- Создан рекомендательный сервис для учителей начальных классов по дифференциации и индивидуализации обучения и поддержки принятия педагогических решений.
Технологии для подготовки операторов БПЛА и управления распределенными системами:
- Разработаны тренажеры нового поколения для формирования навыков командной работы и улучшения группового взаимодействия при управлении распределенными системами.
- Созданы интеллектуальные системы мониторинга состояния операторов, способные в реальном времени адаптировать управление в соответствии с их психофизиологическим состоянием. Разработаны математические модели и алгоритмы для управления распределенными многоагентными системами, обеспечивающие высокоэффективную координацию и взаимодействие автономных агентов.

Высокоэффективная нейрокомпьютерная реабилитация на основе искусственного интеллекта и новых достижений психофизиологии

Цель и задачи реализации стратегического технологического проекта

Задачами проекта является получение следующих ключевых результатов:

Создание методик постинсультной реабилитации с использованием нейроинтерфейсов (интерфейсов мозг-компьютер), существенно превосходящие по клинической эффективности существующие и создаваемые другими коллективами в ближайшие годы.
Создание уникальных высокоэффективных технологий для интерфейсов мозгкомпьютер, которые могут использоваться как пациентами и инвалидами, так и здоровыми людьми.
Формирование конкурентоспособных в мировом масштабе поколения молодых исследователей и разработчиков нейротехнологий.

Описание стратегического технологического проекта

В проекте будут созданы широко масштабируемые методики постинсультной реабилитации с использованием нейроинтерфейсов (интерфейсов мозг-компьютер, ИМК), распознающих двигательные намерения пациента по сигналам мозгового происхождения, анализируемым искусственным интеллектом (ИИ) и обеспечивающих обратную связь с помощью экзоскелетов или виртуальной реальности. Кроме того, будет разрабатываться методики дифференциальной диагностики расстройств аутистического спектра (РАС).

За основу будут взяты результаты исследований предыдущих лет, проводившихся в Центре нейрокогнитивных исследований (МЭГ-центра) МГППУ. Коллектив исполнителей проекта является лидером в создании новых типов нейроинтерфейсов и в области нейробиологии аутизма среди отечественных и международных исследователей, что подтверждается публикациями в высокорейтинговых научных журналах, в том числе входящих в Q1. Также будут использоваться опыт и базовые методики партнеров проекта, являющихся лидерами в соответствующих областях (в частности, ИВНД, РНИМУ и МОНИКИ - в области постинсультной реабилитации с использованием ИМК и экзоскелетов).

В настоящее время в постинсультной реабилитации с помощью ИМК в РФ и в мире пациентов почти всегда инструктируют использовать мысленное представление (воображение) движений. Однако этот подход имеет значительные недостатки - в частности, большинство пациентов исходно не имеют хороших навыков мысленного представления движения, в особенности кинестетического, которое требуется для того, чтобы ментальная команда распознавалась ИМК. В проекте будут созданы более эффективные методики, базирующиеся на инструкциях альтернативного типа - предлагающих совершать попытки движений.

Дополнительно повысить эффективность реабилитации удастся за счет решения проблемы предобучения глубоких моделей для распознавания ментальных команд по мозговым сигналам. После масштабирования методик для широкого применения в клинике на базе компонентов технологии будут также разработаны коммерческие решения для здоровых потребителей, в частности, для взаимодействия с виртуальной и дополненной реальностью

Технологический проект также предлагает создание комплекса методик, которые заполнят имеющийся в отечественной медицине и коррекционной психологии пробел в дифференциальной диагностике нейро-функциональных дефицитов у детей с РАС.

Ключевые результаты стратегического технологического проекта

Методики постинсультной реабилитации с использованием нейроинтерфейсов (интерфейсов мозг-компьютер), существенно превосходящие по клинической эффективности существующие и создаваемые другими коллективами в ближайшие годы.

Высокоэффективные уникальные технологии для интерфейсов мозг-компьютер, которые могут использоваться как пациентами и инвалидами, так и здоровыми людьми. В частности, широкое использование высокоэффективных методик постинсультной реабилитации позволит массово улучшить восстановление пациентов после инсультов.