Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Ws 26 5plus

346 views

Published on

worldskills roundtable

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Ws 26 5plus

  1. 1. Перспективные технологии обучения с применением когнитивных и нейро- технологий 26.5.2016 ТИМУР ЩУКИН РОССИЙСКАЯ ГРУППА НЕЙРОНЕТА
  2. 2. План доклада  1. Модель «туда-обратно»  2. Модель уровней  3. Типы и циклы знаний  4. Идеальная модель  5. Проблемная ситуация  6. Систематизация решений  7. Кейсы элементов большого решения  8. Модель идеального решения  9. Проекция решения на WorldSkills  10. Итоги
  3. 3. Схема базового цикла Интериоризация и экстериоризация – суть два базовых процесса, понимание которых важно для понимания места перспективных технологий обучения в углублении системы разделения труда  1. Экстериоризация: Изнутри –наружу: Прежний опыт определяет возможности восприятия мира и направляет деятельность  2. Интериоризация: Снаружи –вовнутрь Новый опыт взаимодействия со средой формирует в психическом поле структуры, соответствующие ему Туда и обратно
  4. 4. Экстериоризация: «автоматизация в инструментах»  1. В культуре: «Органопроекция» по Э.Каппу: «воспроизводство своих органов во всех своих созданиях» и познание себя,исходя из них»  2. В деятельности: Вытеснение человека из технической системы по линии «Орудие – Автомат – Машина»  3. В мышлении: «Бессознательное – сознание – речь – общий экран»
  5. 5. Экстериоризация «автоматизация в инструментах»  1. В культуре: «Органопроекция» по Э.Каппу: «воспроизводство своих органов во всех своих созданиях» и познание себя,исходя из них»  2. В деятельности: Вытеснение человека из технической системы по линии «Орудие – Автомат – Машина»  3. В мышлении: «Бессознательное – сознание – речь – общий экран»
  6. 6. Интериоризация «психическая автоматизация» 1. В культуре: Антропотехника, массовое формирование новых норм на основе опыта – образование и специализация 2. В деятельности: Формирование новых знаний, смыслов и функциональных систем 3. В мышлении: Формирование новых типов и приемов мыследяетельности, новых экземпляров embodied cognition
  7. 7. Формирование моторного навыка 1 2 3
  8. 8. Циклы и уровни Орудия Автоматы Машины Речь и знаки Экраны и схемы Мегамашины культуры Деятельности Сознание (понятие) Скрытое (синкрет) Субстрат (онтология) Функциональные системы Действия и операции Software AI двигатель Транс миссия Рабочий орган Орган управления Источник энергии изделие Минимальный набор частей машины (ТРИЗ) 1 2 3 1 2 3 Проекты Знания и навыки онтологемы компетенции 1 2 3 Потребности
  9. 9. Циклы и слои в культуре: Знания That и Знания How G.Ryle и М.Полани П.К. Анохин и Теория функциональных систем Н.А. Бернштейн knowing HOW и Tacit knowledge «Смысл повторений действия/движений ..., для координации которых лучше подходит не ведущий, а нижележащие уровни. ... элементы действия/движений, «переданные» на нижележащие уровни, освобождают сознание и перестают рефлексироваться.» «Ребенок овладевает своим поведением с помощью символических операций, не опирающихся на наличное в настоящем, но набрасывающих эскиз будущего. Именно включение символических операций делает возможным возникновение совершенно нового по составу психологического поля, не опирающегося на наличное в настоящем, но набрасывающего эскиз будущего и таким образом создающего свободное действие, независимое от непосредственной ситуации»1. Л.С. Выготский
  10. 10. Примеры работы инструментализированных циклов Регистрация действия Предъявление Восприятие соотношение изменение Овладение саморегуляцией в системе биологичической обратной связи действие Предъявление Восприятие соотношение изменение обучение обучение Овладение стрельбой из лука
  11. 11. Идеальная ситуация: «Bootstrapping» Дуглас Энгельбарт. Схема «Бутстрапинга» Массовые саморазвивающиеся профессиональные инструменты работы со знанием
  12. 12. Текущие тренды ИКТ позволяет проводить знания по линии «скрытое» –> кодифицированное (нормированное) быстрее чем когда либо. Обратный ход пока оснащен очень слабо. Cowan and Foray (1997, p 3): “process of conversion of knowledge into messages which can be processed as information”. Ускоряя перевод tacit-explicit, новые технологии сами являются результатом такого перевода. Результат – рост по экспоненте. • Распознавание речи • Распознавание письма • Распознавание изображений • Распознавание смысла • Диагностика ситуации • И т.д. • Анализ научных данных • Синтез осмысленной речи • Синтез изображений • Робототехника и синтез движения • Синтез текста и кода • Синтез управляющих решений на основе модели ситуации • И т.д.
  13. 13. Углубление системы разделения труда Увеличение числа специализаций Автоматизация части функций Изменение исполнительской части требует новых знаний
  14. 14. Реальная ситуация: «скрипка Энгельбарта» • Рост требования к все более сложным и «человеческим» навыкам • Требования к работе с новыми инструментами и в новых онтологиях • Междисциплинарость • Вымывание «центральной части» пирамиды автоматизацией • Угроза для более чем 50% старых профессий в ближнем горизонте • Deskilling в нижних уровнях • Музеификация скилов • Разрыв и стратификация Системный эффект Социальная сфера Творческий сложный труд Сложный рутинный труд автоматизация • Разделение разработчиков и пользователей • Userификация разработчиков • Депрофессионализация knowledge tools • Deskilling через интерфейсы • Проблема непрозрачности модели в ViewControllerModel • Проблема сложности • Рост требования к интерфейсам при принципиальных ограничениях традиционных подходов • Обеднение Model через ограничение GUI • Неадаптивность и не разделенность интерфейсных решений Alan Key «Engelbart, for better or for worse, was trying to make a violin, most people don’t want to learn the violin.»
  15. 15.  Nonaka (1994) первым формализовал идею о том, что tacit knowledge может быть “схвачено” and превращено в explicit  tacit knowledge “… indwells in a comprehensive cognizance of the human mind and body” 1. Распаковка и шейринг «знаний that» (экспертные системы) 2. Профориентация – задействовать все возможное готовое tacit knowledge 3. Распаковка «знаний how» - сообщества практики. Сообщества практики и кайдзен практика – усилить обмен tacit знаниями 4. Lean- кайдзен. Практика постоянных улучений. Локальный бутстраппинг 5. Ускорители формирования tacit знания: симуляторы, дуальное и др.виды погружающего образования 6. Learning by doing: Интенсификация формирование tacit знаний 7. Развитие форматов коллаборации для работы со знаниями в неформализованных частях его жизненного цикла 8. MOOC – увеличение базы и проникновения Попытки решения: Работа со знаниями
  16. 16. Д.Энгельбарт в 1968 предлагал Dynamic Knowledge Repository – коллективную систему работы со знаками, переносящую смыслы между 5 уровнями репрезентации в обе стороны в интересах «решения сложных проблем». Для этого было необходимо стандартизировать интерфейсы работы со знаниями. Нам от него достался интернет, мышь, оконные интерфейсы, объектные языки программирования. Это менее 10% исходного пакета. Пакет достраивается сейчас - с большим опозданием и в более сложной ситуации. Попытки решения: Технологии и интерфейсы Гипертекст и семантические базы данных Аватаризированные ассистенты, Боты в качестве «редукторов сложности» Стандартизированные объектные интерфейсы (включая тач – интерфейсы под базовый уровень skills) Augmented Reality cистемы поддержки в деятельности Biofeedback и mind-machines для работы поддержки компетенций на уровне функциональных состояний Социальные сети и collaboration платформы для усиления коллективом
  17. 17. Примеры использования технологий интерфейсов человек-маина в смежных с эстремальной подготовкой в области рабочих профессий сферах
  18. 18. Примеры. Кейс 1: Управление когнитивной нагрузкой в реальном времени  Мониторинг базовых психических функций нейрофизиологическими средствами  Подстройка информационного потока под текущий ресурс  Нарезка  Изменение подачи  Управление темпом  Распределение по команде  Замена схемы ситуации  Управление «зоной ближайшего развития» в проектном или игровом обучении  Сложная деятельность требует «вскрытия» понятийных схем, т.к. Схемы когнитивной загрузки связаны с ними
  19. 19. Примеры. Кейс 2: ЭЭГ + дополненная реальность  Визуализация данных о работе собственного мозга поверх поля зрения.  Используется для саморегуляции и самостоятельного принятия решений о  Также используется камера заднего видения для работы с картинкой в 360 градусов  Может использоваться параллельно с другими образовательными приложениями Augmented Reality  Приложения для тренировки психических функций: DAQRI aspires to create “the Photoshop of 4D design” by offering designers a way to insert digital objects into three- dimensional space, according to Brian Mullins, the company’s co-founder and chief executive. They also design their own work, such as augmented reality animation for the Lego’s catalog, and a virtual human body for educational use called Anatomy 4D.  The Mind-Mirror: See your brain in action in your head using EEG and augmented reality  Published in:  2014 IEEE Virtual Reality (VR)Date of Conference:  March 29 2014-April 2 2014
  20. 20. Примеры. Кейс 3: AR образование  Работа с маркерами на объектах  Создание сценариев и инструкций по факту обнаружения пространственных маркеров  Включение материалов непосредственно в пространство подготовки  Возможность интеграции в AR дополнительных данных  Игровой элемент  Возможность POV наблюдения, записи и последующего анализа Interactive Educational Content Based on Augmented Reality and 3D Visualization Sergey. Sannikov1* , Fedor Zhdanov2† , Pavel Chebotarev3‡ , Pavel Rabinovich4§ 1 Mordovia State University named after N. Ogarev, postgraduate in the Department of Applied Mathematics, Differential Equations and Theoretical Mechanics, Russia, Saransk
  21. 21. Примеры. Кейс 4: 4.1. Классическая биологическая обратная связь  Стандартные тренинги: Стресс-менеджмент  Управление активацией  Креативность  Температура рук (управление симпатико-парасимпатическим балансом)  Вариабельность сердечного ритма (тревожность)  Тренинги внимания  Специальные паттерны для профессиональной деятельности (ошибки оператора etc) 4.2. Комбинированная биологическая и поведенческая обратная связь Несколько команд постоянно получали данные с браслетов с разными «дэшбордами». Соревновательные методы с моментальной обратной связью, комбинирующие данные о физиологии и поведении, оказались очень эффективны Research Article The Effects of Physical Activity Feedback on Behavior and Awareness in Employees: Study Protocol for a Randomized Controlled Trial Karen Van Hoye, Filip Boen, and Johan Lefevre Department of Kinesiology, Physical Activity, Sports and Health, Katholieke Universiteit Leuven, Tervuursevest 101, 3001 Leuven, Belgium
  22. 22. Примеры. Кейс 5: ТМС для улучшения памяти и внимания
  23. 23. Примеры. Кейс 6:  Был создан как камера для слепых  Были обнаружены побочные эффекты от стимуляции языка, связанные с улучшением равновесия и множества други функций  Уильям Тайлер из Virginia Tech Carilion показал, что воздействие ультразвука на области мозга, ответственные за обработку тактильных сенсорных входов могут существенно усиливать восприятие человека. 7.1. BrainPort 7.2. Ультразвуковая стимуляция 7.3. Фото-аудио стимуляция  Стимуляция органов восприятия синхронизированными вспышками и звуком со смещением вызывает изменения спектра ЭЭГ в диапазоне стимуляции
  24. 24. Примеры. Кейс 7: Biofeedback в спорте Swimming Bar-Eli, Dreshman, Blumenstein, and Weinstein (2002) investigated the effectiveness of psychoregluation training with biofeedback on youth swimmers Archery and Shooting Landers et al. (1991) investigated the effects of electrocortical biofeedback training in pre-elite archers to determine whether EEG biofeedback training improves archery performance. Decreasing performance anxiety and reducing arousal levels has been shown to improve the ability and confidence of performing artists (Kendrick, Craig, Lawson, & Davidson, 1982); therefore, providing performing artists with biofeedback to enhance arousal regulation may improve musical and dance performance. In Beijing, a team of biofeedback professionals worked on 358 Olympians, all of who were considered at baseline to be “second string.” The 32 medals they won astounded coaches, as well as the Ministers of the sport. (Mandel, TQA 2010) The psychophysiological requirements of shooting include: •Controlled breathing and heart-rate •No excess tension in muscles •No fluctuation between sympathetic/parasympathetic states during triggering (shooters can shoot in sympathetic or parasympathetic, but don't want to be surprised by which state they are in) •No interior monologue •Sharp focus and good reactions to trigger at the moment when the sight image is correct
  25. 25. Примеры. Кейс 8: Командный спорт  8.1. Сборная Италии по футболу – чемпионы мира. Biofeedback подготовка была одним из секретных оружий итальянской сборной на чемпионате мира 2007  8.2. Всесторонний анализ деятельности цирковых артистов для увеличения успешности
  26. 26. Примеры. Кейс 9. Поддержка отдельных физиологичеких функций  Поддержка баланса  Движения на доске  Биомеханика движения в реальном времени (датчики, Кинект) Posture and balance feedback system for Top Sports THE EFFECTS OF AUGMENTED BIOFEEDBACK ON NOVEL MOTOR-TASK LEARNING Anthony J. Gorman, Alexander P. Willmott and David R. Mullineaux School of Sport and Exercise Science, University of Lincoln, Lincoln, UK Biofeedback has been shown to be an influential part of skill acquisition and performance
  27. 27. Кейс 10: Использование ЭЭГ и биоданных для тегирования  Тегирование: MULTIMEDIA IMPLICIT TAGGING USING EEG SIGNALS Mohammad Soleymani∗ Imperial College London, UK m.soleymani@imperial.ac.uk Maja Pantic† Imperial College London, UK University of Twente, the Netherlands m.pantic@imperial.ac.uk Обнаружение объектов в поле зрения This paper explores the potential for using Brain Computer Interfaces (BCI) as a relevance feedback mechanism in content-based image retrieval. Several experiments are performed using a rapid serial visual presentation (RSVP) of images at different rates (5Hz and 10Hz) on 8 users with different degrees of familiarization with BCI and the dataset.
  28. 28. Идеальная система Вопросы для каждого акта каждого такта 1. Что нужно отслеживать 2. Какая обратная связь и кому нужна 3. Как и кто это может подстраивать и развивать Идеальный случай – система поддержки деятельности всех позиций во все времена по всем уровням  Жизненный цикл  тренировочный цикл  чемпионат  задание  действие
  29. 29. Завтрашний день  Комплексная мультипараметрическая real-time обратная связь  Поведенческая автоматизированная обратная связь  Использование объективных данных для разметки потоков данных  Сети сохранения опыта и эталонов на базе сетей сообществ практики  Автономные агенты и ассистенты в качестве интерфейсов, адаптивность и sharing опыта взаимодействия  Адаптация к жизненной траектории индивидов и групп  Работа со сложной групповой коммуникацией и сложной командной деятельностью  Реализация принципа «сеть сетей». Включенность в сети практик, смыслов, экспертов, опыта.  Кайдзен и бутстраппинг как главные принципы  Мультимодальная стимуляция с использованием платформ дополненной реальности  Вовлечение в деятельность субъекта во всей глубине – с tacit knowledge, бессознательным, эмоциональностью и телесностью Это и есть «нейронет» - BCI-IT усиленная коллективная деятельность
  30. 30. Некоторые выводы для WS:  Организационно - сообщества практики (они же сообщества обмена знаниями). Сообщества практики и система разделения труда - это еще и солидарность общества, как мы помним из дюркгейма  Поэтому нейротех и хайтек. Комплексные обратные связи по всему ЖЦ подготовки  Усиливать сложность команд и командной работы – скажем сложная проектировка на 10-20 человек. Стимуляция развития сложных форм организации. Перспективные компетенции  Не давать ограничений на интерфейсы поддержки в новых компетенциях. Стимуляция развития гибридных систем (см. Проект олимпиады по нейронету н.1)
  31. 31. Спасибо! Тимур Щукин. Руководитель штаба РГ «Нейронет» НТИ Со-создатель Российская группа нейронета timurid@gmail.com https://www.facebook.com/Timurid

×