Григорий Хай - Информатика для медиков

• Название: Информатика для медиков
• Автор: Григорий Хай
• Жанр: Детская образовательная литература

В книге обобщен личный опыт автора в области клинической хирургии, управления ЛПУ и медицинскими службами, в разработке медицинских информационных систем различного назначения, в том числе консультативных экспертных систем диагностики и выбора оптимальных решений в сложных ситуациях, в управлении качеством медицинской помощи, а также преподавании информатики в системе медицинского последипломного образования.

Предпринята попытка представить в доступной содержательной форме способы и методы информационной поддержки этих разнообразных сторон практической деятельности врачей, независимо от их узкой специализации. Материал изложен свободным языком. Книга снабжена приложениями различного характера.

Пособие предназначено для читателей, имеющих высшее медицинское образование, клиницистов, социал-гигиенистов, организаторов здравоохранения. Она может быть полезна и для разработчиков медицинских информационных систем, имеющих только математическое или техническое образование.

---

Память. Механизм, обеспечивающий повторяемость структур и процессов, называется закреплением. Одним из видов закрепления является память – физическая, органическая, биологическая, интеллектуальная, общественная (социальная). Один из механизмов формирования памяти – изменение структуры приемника в результате его взаимодействия с полученным сигналом. Это информационный механизм. Будучи однократно продублированным или многократно повторяемым в других структурах, такое событие является актом не только передачи информации, но и передачи памяти. Тиражирование любых изделий – акт передачи памяти, процесс воспроизведения существующих структур и событий.

Мозг ребенка – «tabula rasa», на которую можно записать все, что угодно. Однако стереть представления, зафиксированные в структурах долговременной памяти, и заменить их другими чрезвычайно трудно, поскольку это материально-энергетический процесс.

Мозг дает своему обладателю преимущества в жестокой борьбе за существование. Мышление является лишь инструментом достижения этой цели.

Перечислю только основные задачи, стоящие перед головным мозгом, и некоторые способы их решения без расстановки каких бы то ни было приоритетов, так как на самом деле, помимо их взаимосвязей, имеют место еще и упорядочение, и соподчиненность.

• Получение, отбор и оценка информации (от внутренних органов, покровов тела, из внешней среды) с помощью органов чувств (сенсорная информация) и через системы речевой коммуникации (вторая сигнальная система).

• Запоминание и извлечение из памяти.

• Анализ получаемой и извлеченной из памяти информации.

• Формирование целенаправленного поведения.

• Принятие решений – выбор образа действия.

• Управление собственным организмом путем системы команд (реализация решений).

• Созидательная, в том числе творческая деятельность (человек).

• Оценка результатов (обратная связь), анализ принимавшихся решений, запоминание.

• Генерация сообщений (в любой форме, в том числе вербальной).

• Оценка физиологических и информационных (в том числе интеллектуальных) потребностей.

• Формирование и оценка физиологических ощущений.

• Формирование и оценка эмоций.

• Формирование того, что называют знаниями.

• Самоосознание, формирование ощущения «Я» и «не Я» («Мы» и «не Мы»).

• Получение, использование и передача знаний.

• Процесс, который называют мышлением.

• Отбор и вербализация мыслеощущений (в основном человек).

Комментарий 1. Простейшая последовательность: …раздражение → ощущение → информация → потребности → эмоции → целеполагание → выбор решения → реализация → оценка результатов → …и все сначала. На самом деле данная последовательность не вполне линейна, но этого хватит.

Комментарий 2. Главных отличий человека от высших животных в интеллектуальном аспекте всего два, но они существенны: новый иерархический уровень технологий собственно мышления и новый иерархический уровень информационных технологий. Понятно, что эти технологии взаимосвязаны.

Обе они возникли в связи с появлением нового иерархического уровня в организации биосферы – уровня социальных отношений.

То, что обычно называют социально-биологической двойственностью природы «человека разумного», на самом деле проявление не равноправия этих двух его характеристик, а их разных системных иерархических уровней. В зависимости от характера целей работает преимущественно биологический (нижний) или преимущественно социальный (верхний) уровень. Борьбы и противоречия между ними нет? Есть ли соподчиненность нижнего уровня верхнему? Всегда ли?

ГЛАВА 6 «ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ»

Идея «искусственного интеллекта» сегодня может рассматриваться отнюдь не как воспроизведение функционирования естественного мозга, а лишь как попытка имитации некоторых его функций, связанных с принятием решений. Г. С. Поспелов в личной беседе однажды сказал, что термин «искусственный интеллект» – не более как неудачная метафора. Тем не менее в этом направлении известно много достаточно удачных практических разработок. Однако средствами сегодняшней математики существенно продвинуться в этом направлении, безусловно, не удастся. Необходима «биологизация» как формального аппарата, так и концептуального подхода к решению этой сложнейшей информационной проблемы.

В данной главе конспективно представлены некоторые основные положения авторского проекта современного способа «интеллектуализации» технических и робототехнических систем нового поколения – так называемых биологизированных, или псевдоживых, систем.

Известно, что робототехника начинает постепенно, но интенсивно внедряться в некоторые области клинической медицины, в том числе в эндовизуализацию внутренних сред организма и выполнение некоторых корректирующих хирургических манипуляций. Все они немыслимы без адекватного информационного обеспечения, поэтому я счел целесообразным кратко обсудить здесь эту проблему.

Число разнообразнейших публикаций на эту тему очень велико, и я позволю себе в рамках данной главы не приводить никаких ссылок.

Введение в проблему

Сегодняшние робототехнические устройства разнообразны и специализированы. Многие из них снабжены «искусственным интеллектом», разрабатываемым применительно к их специфике. Узкая специализация вызывает необходимость при создании новых устройств осуществлять отдельную разработку «интеллектуализированных» систем оценки информации и управления различными их функциями. Такое положение дел усложняет разработки и увеличивает их стоимость. В связи с этим создание достаточно универсальной модели «искусственного интеллекта» является актуальным.

В доступной литературе сведений о разработках, имеющих не только абстрактную чисто теоретическую постановочную форму, но и описания универсальных моделей, не найдено.

По Геделю, полностью познать и, соответственно, адекватно моделировать систему средствами самой системы невозможно. Таким образом, создать искусственный интеллект средствами естественного невозможно. Но другими средствами мы не обладаем. Можно лишь пытаться строить более или менее удачные модели для имитации некоторых известных и изученных на сегодня его функций, в том числе для решения практических задач.

Интеллект является функцией головного мозга. Предлагаемый способ в значительной мере универсален, будучи ориентирован на необходимое информационное обеспечение технических и робототехнических систем различного назначения, а также на использование для этого ряда моделей из числа известных форм интеллектуальной деятельности головного мозга человека.

Говоря об «интеллектуализации» технических систем, я имею в виду, что можно в какой-то мере назвать их «биологизацией», т. е. моделированием некоторых биологических функций на верхнем структурно-функциональном уровне живых существ – на уровне взаимосвязанных систем тех органов, которые необходимы для выполнения задач, поставленных перед такими изделиями. При этом можно говорить о «псевдоживых» технических устройствах без использования биологических объектов.

Сказанное можно рассматривать только как схематическую содержательную постановку проблемы.

Дополнение

Целесообразно также схематически описать общую структуру технических устройств, управление которыми возлагается на предлагаемую «интеллектуализированную» систему. Это типовая структура, состоящая из взаимосвязанных относительно автономных механических комплексов, уподобляемых системам органов целостного организма:

– оболочка;

– сенсорный комплекс получения и преобразования любых сигналов, в том числе и речевых, получаемых из внешней среды;

– двигательный комплекс с использованием всех целесообразных средств («органов») доступного перемещения в реальной пространственной среде;

– комплекс различных средств воздействия на объекты внешней среды;

– комплекс возобновляемого энергообеспечения (всех его видов) для функционирования устройства в целом и отдельных его частей;

– сигнальный комплекс, обеспечивающий: а) получение и преобразование сигналов о состоянии устройства и отдельных его частей; б) генерацию и передачу сигналов адресатам, предусмотренным конструкцией устройства; в) помехозащитные функции и генерацию помех;

– «гомеостатический» комплекс поддержания состояния устройства в заданных диапазонах, включающий обеспечение информационных взаимосвязей между его частями;

– «регенерационный» комплекс, включающий доступное автоматизированное восполнение расходуемых ресурсов разного рода;