Моделі та методи підтримки прийняття рішень на основі енцефалографічних даних

За матеріалами дисертації опубліковано: 17 робіт, з яких 3 – це статті, що входять до переліку фахових видань затверджених МОН України за спеціальністю дисертації або у періодичних виданнях іноземних держав, 14 – публікації у матеріалах конференцій, у тому числі міжнародних.
Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науковопрактичної задачі зменшення ймовірності прийняття помилкових рішень за рахунок використання запропонованої інформаційної технології зменшення впливу когнітивних упереджень в нейроосвітньому середовищі.
Дисертаційна робота є вагомим внеском у вирішенні актуальних завдань підвищення продуктивності у проектній діяльності та оптимізації нейрокомп’ютерних середовищ.
Зміст дисертаційного дослідження викладено у трьох розділах, у кожному з яких представлено з поясненням основні наукові результати дослідження:
У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми дисертаційної роботи: виявлено наявність протиріччя між недостатньою ефективністю існуючого науково-методичного апарату вирішення завдань зменшення впливу когнітивних упереджень в нейроосвітніх середовищах та зростаючими запитами на їх більш ефективні рішення в практичній діяльності суспільства; окреслено вплив когнітивних упереджень на прийняття рішень, пояснена важливість зменшення впливу цього впливу; підкреслено важливість ролі тренування 3 нейропластичності для підвищення точності прийняття рішень і якості професійної діяльності.
Сучасні можливості нейро-комп'ютерних інтерфейсів та їхня доступність дозволяють впроваджувати технології моніторингу ментального здоров'я та якості прийняття рішень як на робочих місцях так і в повсякденній діяльності. Обчислення показників робочого навантаження, уваги та стресу якісно отримуються з користувацьких портативних електроенцефалографів, доступних сьогодні у вигляді мобільних пристроїв типу гарнітури.
Багаторічний досвід впровадження ІТ забезпечив появу хмарних середовищ і баз даних, які постійно оновлюються (сформувалося певне нейрокомп'ютерне суспільство). Можливості сучасних ІТ дозволяють створювати інформаційні системи з модулем зменшення впливу когнітивних упереджень для реалізації певних нейроосвітніх стратегій. Такі системи можуть забезпечувати одночасно кілька завдань, такі як: моніторинг ментального здоров'я, розвиток емоційного інтелекту, покращення ергономічності робочого місця та планування здорового режиму дня. Виходячи з цього сформульовано мету та визначено завдання дослідження, надано інформацію про наукову та практичну новизну роботи, апробацію основних результатів дослідження на науково-практичних конференціях та їх публікацію у формі статей у фахових виданнях.
У першому розділі на основі розгляду наукових джерел проведено аналіз сучасного стану та тенденцій розвитку науково-методичного апарату, використання якого дозволяє на практиці реалізувати зменшення впливу когнітивних упереджень в нейроосвітніх середовищах та виявлено протиріччя між можливостями існуючих нейро-комп’ютерних технологій у сфері проектної діяльності і повсякденному використанні та вимогами до точності прийняття рішень в сучасних умовах. Розглянуто сутність когнітивних упереджень, стан вивченості розглянутої в роботі теми, окреслено практичну важливість впровадження запропонованої в роботі системи підтримки рішень.
Детально розглянуті показники точності отриманих результатів, які були використані у попередніх дослідженнях за даним напрямком та визначено їх можливі і бажані значення відповідно до сучасних вимог. Проведений аналіз існуючих методів дослідження когнітивних упереджень та їхній зв’язок з прийняттям рішень з погляду когнітивної активності у системі «людинасередовище» та визначені їх переваги та недоліки та підставі яких сформульоване наукове завдання дослідження. Розділ завершується висновками, які резюмують ключові аспекти реалізації зменшення впливу когнітивних упереджень під час прийняття рішень за рахунок вирішення поставленого в роботі наукового завдання.
У другому розділі здійснене порівняння існуючих моделей оцінювання та зменшення впливу когнітивних упереджень для подальшого їх використання у запропонованих в роботі нейроосвітніх стратегіях. Розглянуті основні методи досліджень дії когнітивних упереджень на підставі використання нейрокомп’ютерних інтерфейсів, опитувань, спеціальних експериментів та результати отримані в ході випробування в імітованих та реальних умовах, виявленні їх переваги та недоліки використання. Розглянуті процедури тестування нейрограмотності та тренування нейропластичності, утриманні уваги, контролю когнітивного стресу. Вдосконалені моделі відстеження когнітивних упереджень та оцінювання їх впливу за вразливими показниками за рахунок використання результатів розширеного суб'єктивного аналізу або персоналізації структури тренувань, що надає можливість оцінювати вхідні впливи та будувати більш ефективні стратегії зменшення впливу когнітивних упереджень, розраховані на покращення одночасно кількох когнітивних показників у комплексному тренуванні. Визначені обмеження для впровадження запропонованих моделей.
Третій розділ дослідження присвячено вирішенню окресленої науковоприкладної задачі зменшення ймовірності прийняття помилкових рішень за рахунок використання вперше запропонованого вирішуючого правила на основі оцінки втрат для системи підтримки прийняття рішень. В розділі запропоновано відповідну систему підтримки рішень в проектній діяльності на основі гібридної 5 нейро-нечіткої мережі та когнітивної карти ситуації для аналізу часових рядів. Наведено порівняльну оцінку ефективності запропонованої та існуючих технологій зменшення впливу когнітивних упереджень в нейроосвітньому середовищі. Розглянуто можливі варіанти сценаріїв з визначеними альтернативами при застосуванні запропонованої в роботі системи підтримки рішень.
Наукова новизна одержаних результатів при виконанні дисертаційної роботи полягає у наступному:
1. Отримали подальший розвиток існуючі методи моніторингу когнітивної складової системи «мозок-комп’ютер» або «людина-середовище», визначені впливи когнітивних упереджень на точність прийняття рішень та шляхи її оцінювання, окреслено обмеження, вимоги та сучасні можливості, зокрема в задачі підвищення точності прийняття рішень в проектній діяльності.
2. Вдосконалено моделі відстеження когнітивних упереджень та оцінювання їх впливу за вразливими показниками за рахунок використання результатів розширеного суб'єктивного аналізу або персоналізації структури тренувань, що надає можливість оцінювати вхідні впливи та будувати більш ефективні стратегії зменшення впливу когнітивних упереджень, розраховані на покращення одночасно кількох когнітивних показників у комплексному тренуванні. Визначені обмеження для впровадження запропонованих моделей.
3. Вдосконалено метод порівняння моделей відстеження когнітивних упереджень за рахунок використання результатів комплексного аналізу об'єктивності отриманої інформації, що дозволяє оцінити прогнозовану ефективність моделей за визначеними показниками, враховуючи індивідуальну різницю когнітивних показників.
4. Вперше запропоновано вирішуюче правило на основі оцінки втрат з врахуванням ваг впливу когнітивних показників, що дозволяє на відміну від попередніх методів досягти вищої точності виявлення впливу та прогнозування ризиків прийняття помилкових рішень.
Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що:
Впроваження запропонованих в дисертаційній роботі методів і моделей надають можливість реалізувати тренування нейропластичності із результуючим зменшенням впливу когнітивних упереджень, що на 8% підвищує точність прийняття рішень, на 12% - час утримання уваги та на 7% - продуктивність (скорочення часу дії та контрольованість виникнення втоми) протягом 6 місяців занять за запропонованою нейроосвітньою стратегією. Данну технологію можна використовувати для підкріплення засобів підтримки ментального здоров’я та оптимізації професійної діяльності, що надає можливість підсилення контролю уваги на 14%, зосередженості на 12% та зменшення когнітивного стресу на 8%. При цьому, закріплення досягнутого рівня нейрограмотності зберігається протягом 3 місяців для елементарних завдань та на протязі 6 місяців для складних завдань. Практичне впровадження запропонованих методів та моделей поширює нейро-комп’ютерну грамотність та розвиває емоційний інтелект. Використання запропонованої модифікованої системи підтримки прийняття рішень дозволяє учасникам тренувань отримати 1-й або 2-й рівені нейрограмотності, підвищити якість нейросигналу (тривалість і якість утримання стану ментального зусилля, контролю «потоку» та емоцій) на 7% протягом 9 місяців тренувань.
Отримані в ході дисертаційних досліджень нові теоретичні та практичні результати були реалізовані у науково-дослідницькій роботі «23КП064-01 Інформаційні технології аналізу та прогнозування процесів, інваріантних до предметної області».

Михальчук В. В. Моделі та методи підтримки прийняття рішень на основі електроенцефалографічних даних : дис. … доктора філософії : 126 «Інформаційні системи та технології / Наук. кер. В. А. Дружинін. Київ, 2025. 169 с.