В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Владимир Комашинский
Дмитрий Комашинский
Все мы живем в едином, неделимом, непростом и при этом постоянно усложняющемся мире. Природа, к сожалению, не наделила каждого из нас возможностями понимать мир в целом, и поэтому нам приходится его редуцировать (делить на большие или меньшие фрагменты), специализироваться, исследовать и изменять его по частям. Расширять границы знаний о мире и наши практические возможности уже многие тысячи лет позволяет непосредственное и опосредованное (через рукописные, печатные и электронные источники) взаимодействие друг с другом.
В последние 100 лет общество научилось опосредованно (через сети) наблюдать за технологическими процессами и передавать свои знания (через ПО промышленных прикладных процессов) средствам производства и продуктам труда (например, автоматизированной бытовой технике). Более того, в настоящее время успешно решаются задачи передачи телекоммуникационным системам, средствам производства и продуктам труда части когнитивных функций, что составляет основу следующей (4-й) промышленной революции и определяет общие контуры постинформационной эпохи. В этом контексте важно более детально рассмотреть когнитивную метафору в совместном развитии инфокоммуникационных и индустриальных сетевых инфраструктур.
В ряде работ [1, 2] отмечается корреляция процессов развития инфокоммуникационных технологий, темпов появления изобретений [3], индустриальных технологий [4] и общества в целом [3]. Причины такой корреляции интуитивно понятны; улучшение коммуникационных возможностей способствует ускорению процессов поиска, "мутаций" и отбора новых решений, изобретений и инновационных идей, которые, в свою очередь, становятся фундаментом для индустриальных "революций", модернизации мировой экономики и изменений, происходящих в обществе в целом.
Процесс сопряженного развития (коэволюции) инфокоммуникационных, промышленных и социальных инфраструктур наиболее отчетливо просматривается с момента появления первых систем электрической связи (рис. 1).
Постепенно системы телеграфной, телефонной и радиосвязи начали встраиваться в различные виды деятельности (промышленной, социальной, культурной и т.д.) и способствовали существенному повышению координации действий пользователей на основе обмена данными, информацией и знаниями (представленных в вербальном, текстовом, графическом и др. видах).
Важно отметить, что начало второй индустриальной революции (рис. 2) совпало с моментом появления первых систем электросвязи, и это не случайно (старт первой индустриальной революции был придан предварительным импульсом развития технологий книгопечатания и базирующейся на них системы образования и инженерных наук).
Интуитивно понятно, что степень включенности населения и сотрудников промышленных предприятий в сети связи (общего пользования, промышленные и корпоративные) стала оказывать существенное влияние на экономическое и социальное развитие общества в целом (как известно, по законам Меткалфа и Рида полезность сети возрастает по экспоненте с увеличением количества ее участников).
С появлением в 50-х годах прошлого века компьютеров и постепенным развитием компьютерных сетей, информационных систем, цифровизации аналоговых и расширением сетей мобильной связи начались процессы их взаимной конвергенции [1, 2], что привело к трансформации телекоммуникационных сетей в инфокоммуникационные (рис. 3).
Нетрудно заметить (рис. 2), что в этот же период стартовала третья индустриальная революция, отличительной особенностью которой явилась автоматизация промышленности на основе широкого использования индустриальных компьютерных систем и промышленных компьютерных сетей.
Отличительной особенностью инфокоммуникационных сетей (рис. 3) стало появление встроенных в сеть электронных информационных ресурсов (текстовых, графических, мультимедийных, программных и др.) и открывающиеся широкие возможности доступа к ним в любое время и независимо от местоположения и степени мобильности пользователей.
С этого момента качество и доступность сетевого контента (научного, образовательного, индустриального, социального, культурного и т.д.) начинает играть такую же важную роль, как и взаимодействие пользователей непосредственно друг с другом. При этом содержательная составляющая и доступность электронных информационных ресурсов и знаний, представленных в национальных сетевых инфраструктурах (на родном языке), стала ключевым фактором научных, образовательных, промышленных, экономических, социальных, культурных и др. возможностей тех или иных стран. Более того, научные достижения в области информатики, электроники и связи, а также степень совершенства национальной электронной промышленности ряда стран (например, таких как Япония, США, Южная Корея, Тайвань, Китай) стали определяющими в успешном проведении ими третьей индустриальной революции (рис. 2).
Таким образом, прагматические возможности существующих инфокоммуникационных сетей определяются такими факторами, как степень совершенства и общедоступность телекоммуникационной составляющей, а также качеством информационного наполнения (контента). В последнее время (после перехода на WEB-2) в процессе формирования сетевого контента могут участвовать все пользователи сети, но наиболее важную, качественную и продуктивную его часть продолжают формировать профессиональные ученые, педагоги, деятели искусства и культуры. Наблюдается экспоненциальный рост объемов доступной сетевой информации, что создает не только много новых возможностей, но и не меньшее количество проблем.
Кроме того, в разнородные сетевые инфраструктуры (локальные, территориальные, глобальные) стали активно включаться различные технические устройства (сетевые вещи) и их прикладные процессы (поддерживающие взаимодействия типа М2М и Р2М), которые становятся все более и более востребованными и уже в ближайшее время станут неотделимой частью инфраструктуры, окружающей каждого из нас.
Таким образом, появляются новые информационные, сетевые и инфраструктурные проблемы, в частности:
Очевидно, что для решения этих и других (неочевидных на настоящее время) проблем в сети потребуется включить некоторые подсистемы, способные не только взять на себя простейшие интеллектуальные функции (ранее присущие только человеку), но и выполнять их гораздо более оперативно и в более широком пространственном и предметном внешнем окружении (превышающем психофизические возможности человека-оператора).
Эти интеллектуальные сетевые подсистемы получили название когнитивных за их способность поддерживать непрерывные циклы, включающие наблюдение, ориентацию, принятие решений и осуществления действий.
Независимо от технологии реализации устройств (обычно называемых когнитивными агентами), реализующих когнитивные циклы, их цель одна – практическая реализация процессов, представляемых в виде пирамиды Акоффа. Это предполагает сбор и последовательное преобразование данных (контекстных) в информацию (контекстную), информации в знания (контекстные), знаний в действия (конкретные). В перспективных когнитивных инфокоммуникационных системах (рис. 4), способных поддерживать такие новые приложения, как "знания как услуга", "искусственный интеллект как услуга", "сетевые вещи как услуга", "сетевой робот как услуга" и т.д., потребуется реализация сложных цепочек и взаимных вложений когнитивных циклов [5, 7].
В рамках современного видения (рис. 4) сетевые когнитивные подсистемы могут как быть облачными (облачные когнитивные среды), так и выступать в качестве сообщества взаимодействующих специализированных сетевых когнитивных агентов и множества персональных когнитивных агентов пользователей.
Задачи, которые будут возлагаться на персональные когнитивные агенты пользователей, включают обеспечение взаимодействия с:
В зависимости от состава (поддерживаемых прикладных процессов, размера, свойств когнитивных агентов, контента и т.д.) когнитивные инфокоммуникационные сети могут быть как универсальными (для абонентов и сетевых вещей), так и специализированными (например, индустриальными).
Необходимо отметить, что реализация когнитивных сетевых прикладных процессов предполагает, что сетевые узлы и сеть в целом должны обладать более высоким интеллектуальным потенциалом и более совершенной системой защиты от различного рода негативных воздействий. Можно ожидать, что степень интеллектуальности когнитивных подсистем будет совершенствоваться на протяжении достаточно длительного временного промежутка.
В настоящее время в сети различают (рис. 5):
Создание технологий построения когнитивных инфокоммуникационных сетей и систем окажет мощное влияние на дальнейшее развитие науки, промышленности, экономики и общества в целом.
Знания и когнитивные возможности задолго до индустриальной эпохи закладывались мастерами в свои изделия в виде их формы (вспомним, например, удивительную красоту античных скульптур) или их функциональность (представим, насколько удобна или неудобна может быть обувь, изготовленная разными мастерами или ремесленниками).
Первая индустриальная революция (рис. 2) пришла на волне появления более совершенной научно-образовательной системы подготовки кадров, разработки и широком производстве паровых двигателей, механизации производства, повышении производительности труда, появлении избытка продукции и рыночной экономики.
Вторая индустриальная революция произошла в свете появления новых областей науки (электродинамики, химии, двигателей внутреннего сгорания и т.д.), более совершенной системы высшего образования, перехода к технологически новому машинному производству, появления технологически новых механизированных изделий (автомобилей, бытовых стиральных и электрических швейных машин и т.д.).
Основной движущей силой третьей индустриальной революции явилось формирование новых областей знаний (кибернетики, информатики, теории связи, мехатроники и т.д.), обусловивших появление промышленных компьютеров и вычислительных сетей (рис. 6), которые, в свою очередь, стали основой для автоматизации производства и выпуска новых промышленных изделий с элементами автоматики (автоматических стиральных машин, дистанционно управляемых и автоматически настраиваемых телевизоров и радиоприемников, самолетов с автопилотами и т.д.).
Последние достижения в области прикладного искусственного интеллекта, промышленной информатики и робототехники дали старт новой, четвертой, индустриальной революции. Они позволяют передавать простейшие интеллектуальные функции (ранее присущие только человеку) производственным системам и новой продукции (например, разумной транспортной инфраструктуре и интеллектуальному транспорту). Очевидно, что процесс развития индустрии четвертого поколения приведет к существенным изменениям не только в экономике, но и в социальной и культурной сферах, и в обществе в целом.
Важно отметить то, что те страны, которые отказались в середине XX в. от развития новых направлений науки (кибернетики, информатики и электроники) и основанного на них производства микропроцессорных систем и сетевых стандартов (и промышленных, и бытовых), фактически отказались от перехода к новому третьему индустриальному укладу.
Действительно, если рассмотреть график Льюиса Мэмфорда (рис. 6), который он привел в своей работе "Миф машины. Техника и развитие человечества", то становится очевидным то, что появление того или иного технологического уклада тесно связано с темпами генерации новых изобретений.
Льюис Мемфорд объясняет отклонения от экспоненциальной кривой политико-экономическими событиями и войнами. Однако если учесть то, что ксилографическое книгопечатание появилось в XIV в., наборное в XV в., электросвязь в конце XIX в., а компьютерные сети и информация в электронном виде в середине XX в., то можно заметить, что изменение роста объемов информации, знаний, изобретений и вызванного ими развития промышленных технологий и экономики зависят от принятого в мире в целом (и в отдельных странах в частности) информационного уклада.
Другими словами, инфокоммуникационные, образовательные и научные технологии являются своего рода технологиями технологий. Этот тезис косвенно подтверждается сравнением уровней развития изолированных сообществ, никогда не имевших письменности (например, племен пигмеев), и информационно продвинутых обществ.
В целом, можно смело утверждать, что если есть альтернативы в выборе акцента на развитие общественных технологий (например, ориентация на сырьевую, аграрную или основанную на знаниях экономику), то выбор, определяющий развитие, вполне очевиден.
Отсюда следует, что если в настоящее время в силу тех или иных факторов (территориальных, климатических и т.п.) государство способно эффективно развивать сельское хозяйство и добычу сырья, то основное внимание его правительства должно акцентироваться на развитии научных, образовательных, телекоммуникационных и др. инфраструктур, являющихся основными ускорителями экономического и социального развития с опорой на все остальные имеющиеся (природные) возможности (саморазвивающиеся в условиях рыночной среды, т.е. без пристального внимания администрации).
В данный момент в мире параллельно происходят процессы активизации исследований [8, 9], посвященных теории искусственного интеллекта, когнитивных промышленных сетей, интеллектуальной промышленной автоматики (рис. 7) и формирования очередного (четвертого) индустриального уклада (рис. 2), особенностью которого является передача части когнитивных функций (ранее реализуемых только людьми) промышленной инфраструктуре и промышленным изделиям (рис. 7).
Другими словам, начинается период времени, уделив в течение которого должное внимание развитию когнитивных инфокоммуникационных систем и интеллектуальных промышленных технологий, можно наверстать упущенное отставание и построить новую постинформационную индустрию, способную создавать конкурентную промышленную продукцию и модернизировать национальную экономику в целом.
Решение этой задачи имеет политические, научно-образовательные, финансовые и индустриальные аспекты. Экономика сама не в состоянии самостоятельно перейти на новый, постинформационный уклад, для этого, как и ранее, наука совместно с образованием должна обосновать его основные черты и передать их "воплотителям". Для того, чтобы эти звенья согласованно заработали, в политике, финансах, образовании и индустрии должны появиться продуктивно и согласованно работающие структуры, занимающиеся "политикой развития". Другими словами, если представить обобщенную модель государства в виде базиса и надстройки (классическая модель базис–надстройка на рис. 8 имеет несколько модифицированный вид), то можно показать, что степень влияния надстройки на темпы развития экономики и общества в целом зависит от правильности выбора акцентов на ускоренное развития ключевых (контекстных времени) отраслей науки и промышленности, которые выполнят функции катализатора (вызовут "цепную реакцию" модернизаций) экономики.
В качестве примера – более 50 лет назад, в период индустриальной эпохи, ключевыми отраслями являлись машиностроение и энергетика (в частности, ракетостроение и атомная промышленность). Для их развития политики предварительно акцентировали внимание на создании и развитии научно-исследовательской базы (системы НИИ), занимающиейся атомной энергетикой и ракетостроением. Результаты работы этих НИИ обеспечили создание и эффективное функционирование профильных промышленных предприятий и доминирование в этих сферах СССР, а затем и Российской Федерации.
В начале информационной эпохи страны, сделавшие политический выбор в развитии инфокоммуникационных технологий, в настоящее время занимают верхние строчки рейтинга в развитии экономики. В частности, нелинейный эффект проявился в финансировании США (через институт DARPA) сети Интернет, в результате было достигнуто информационное (а через него и экономическое) доминирование.
Заметные в последнее время устойчивые экономические успехи Китая объясняются прежде всего тем, что конкурентные преимущества государства постоянно усиливаются за счет увеличения конкурентных преимуществ (как количественно, так и качественно) его населения, благодаря постоянному расширению и совершенствованию национальной научно-образовательной системы и поддерживающих ее научно-исследовательских (CSTNet – www.cnc.ac.cn), образовательных (CERNET – www.edu.cn) и других (China National Knowledge Infrastructure – http://en.cnki.com.cn/) национальных сетевых инфраструктур.
Исходя из заданного президентом РФ вектора на инновационное развитие экономики, представляется важным определение того научно-технологического звена, потянув за которое, можно было бы в ближайшие годы начать успешно решать задачи по переходу России к новому технологическому укладу. Можно предположить, что таким звеном сегодня является одновременное (тандемное) усиление общего когнитивного (научно-технического) акцента в образовательной, научной и промышленной сферах в общем и в инфокоммуникационной и промышленной сетевых средах в частности. n
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2015
Посещений: 5264
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
