Интервью с З.К. Авдеевой

Интервью с З.К. Авдеевой, к.т.н., старшим научным сотрудником лаб. № 20, заведующим отделом докторантуры и аспирантуры ИПУ РАН

24.11.2017

- Зинаида Константиновна, расскажите, в какой области науки вы работаете?

Я занимаюсь моделированием и анализом развития сложных ситуаций на основе так называемых когнитивных карт.

- Непривычный термин – «когнитивные карты». Объясните пожалуйста, что он означает.

Когнитивная карта есть модель причинно-следственных взаимосвязей важных факторов, описывающих ситуации. Такие модели строятся, прежде всего, на основе экспертных представлений, однако источником для них могут служить данные.

Применение таких систем связано с решением слабоструктурированных проблем. В свою очередь, под слабой структурированностью понимается отсутствие представления, какие элементы описывают проблему и как они взаимосвязаны. Здесь имеет место сложность построения традиционных количественных моделей, так как отсутствует возможность верифицировать такую модель: попросту не хватает данных для проведения верификации. Это актуально при анализе сложных ситуаций в изменяющихся внешних условиях: для политических, государственных, региональных систем, сложных технических систем, т.е., тех систем, где присутствует влияние разнородных факторов или факторов внешней среды. Основная проблема здесь заключается в том, что в этих случаях классический подход при анализе сложно применим из-за невозможности валидации.

Почему невозможен классический подход? Первая причина – просто нет данных для того, чтобы строить структурные и функциональные зависимости. Вторая причина – неопределенность внешней среды, какие факторы влияют и как описываются. Такие параметры задаются уровнем неопределенности внешней среды: мы не знаем, что влияет, как будет изменяться то, что влияет, поэтому мы не сможем спроектировать и спрогнозировать разные состояния нашей системы.

- Когда возникла необходимость в таких моделях?

Например, в нашей стране этот подход стал очень актуален в 1998 году. Тогда, можно сказать, произошел настоящий бум моделирования на основе построения и анализа когнитивных карт, открывались профильные лаборатории и сектора. У нас в ИПУ открылась лаборатория именно с таким названием. Это произошло потому, что при анализе развития сложных систем большую роль стали играть новые факторы, по которым не было накоплено достаточно данных, и статистический подход был неприменим. Например, первая работа, результаты которой я анализировала, будучи принятой в 2000 году в сектор как инженер-программист, – анализ потребительского рынка Москвы в 1998 году. Эконометрическая модель, построенная на основе анализа количественных данных, была не годна, потому что стал играть роль такой новый параметр, как курс доллара, по которому не было накоплено статистических данных для построения эконометрической модели.

- В 1998 году актуальность этого направления исследований была обусловлена трансформацией экономики. Но ведь в мире к тому времени оно уже существовало?

Сам по себе класс этих моделей известен давно. Само понятие возникло в 1939 году в исследованиях нейрофизиологов, в частности, понятие когнитивная карта ввел Э. Толмен. Под когнитивной картой понималась пространственная семиотическая модель субъекта ситуации, по которой он принимает решение. Она тоже описывалась, по сути, формально графом. Далее анализ моделей позволял строить различные цепочки рассуждения субъекта о принимаемых решениях. Исследования Э. Толмена проводилось на крысах, которые искали еду в лабиринте и находили ее независимо от того, какой был лабиринт. Тогда нейрофизиологи предположили и эмпирически подтвердили, что субъект хранит информацию о пространстве не в виде географических координат, а в виде факторного (семантического) описания этого пространства, привязанного к координатам. Это направление, spatial cognitive maps (пространственные когнитивные карты), до сих пор существует, и относящийся к нему отдельный ряд методов в области информационных систем до сих пор применяется, например, при создании систем интеллектуальной навигации в городах или зданиях. Ну и отдельно, конечно, существует линия, связанная с принятием решений на пространственных когнитивных картах.

В 1955 году, и вообще в послевоенные годы, в золотой период развития теории управления, теории систем, когда многое было предложено в кибернетике, вышли работы Дж. Форестера и его коллег по системной динамике, которые представили работы по кибернетическим системам, таким, как кибернетика предприятия, и в целом по моделированию мировой динамики. Одновременно появились работы этих же ученых, в которых появилось понимание, что не все в ситуациях или системах формализуемо, и существуют так называемые системы с информационными обратными связями. В работах Дж. Форестера, а затем в работах Ф. Робертса по применению дискретных моделей при решении задач из области политологии, рассматривался анализ принятия решений парламентом в сложных ситуациях. В этих работах модель ситуации строилась на основе выявления факторов и зависимостей между ними, а далее с применением формального аппарата теории графов и импульсных процессов на графах решались формальные задачи моделирования и анализа. Тогда в политологии в области теории принятия решений и утвердилось это понятие – когнитивные карты.

И в нашем Институте примерно в это же время графо-динамическими моделями занималась лаборатория М.А. Айзермана. Тогда, правда, они не использовали название «когнитивные карты». В лаборатории В.В. Кульбы (в которой я работаю сейчас), в какой-то момент тоже получили развитие методы сценарного анализа и моделирования на основе графовых моделей ситуации. И сейчас это наиболее полный и богатый с позиций формальной теории подход.

- На Западе когнитивные карты разрабатывались для задач политологии и в целом принятия решений в сложных многоаспектных ситуациях. А для чего велись исследования в Советском Союзе?

У них была сугубо прикладная роль. Они создавались для принятия решений в чрезвычайных ситуациях, до того не изученных и не регламентированных (таких, как пожар, землетрясение и т.п.). Еще они пошли в область военных наук: стратегии, рекогносцировка. Мой учитель, Валерий Иванович Максимов, когда создавал профильный сектор, читал книги Суворова, потому что он принимал решения в сложных ситуациях, не имея полной картины. Например, в одной из книг было сказано, что Суворов преодолел Альпы, имея карту других гор.

Это область принятия решений, основанная на представлении субъективных представлениях о ситуации принятия решения.

- Можно сказать, что когнитивные карты – это часть теории управления?

Это зона мозговых штурмов, выработки решений. Когда мы хотим выработать решение, первый вопрос – а что у нас за ситуация, проблемная она или нет? Теория управления начинается с того момента, когда мы знаем цель, знаем, что у нас за ситуация, и знаем, чем мы можем управлять. А модели, основанные на экспертных оценках, помогают поддержать этап целеполагания развития сложной системы – чего мы хотим достичь.

Есть очень старая известная арабская сказка: когда эмиру необходимо было обосновать верность принятого его решения, и вся дискуссия строилась на основе того, что советник, в чью задачу это входило, доказывал и добавлял аргументы, влияющие за или против принятия решения. То есть, представлял ситуацию как рассуждения в виде причинно-следственной связи. С нашей современной точки зрения – это классическая модель. Поэтому конкретно «когнитивная карта» – спорное понятие, очень плохо принимаемое практиками теории управления. Потому что в самой формальной теории нет понятия «когнитивная карта». Это лишь только формализация, причем непроверяемая. Адекватность моделей на основе когнитивных карт – это открытый вопрос. Однако на этапе подготовки решений, на этапе целеполагания развития системы, при принятии решений в новых ситуациях, когда непонятно что влияет и влияет ли, модели такого рода можно и нужно применять.

- Т.е., область применения – это все-таки госуправление?

Нет, это в целом управление сложными системами и ситуациями. Т.е. это область стратегического управления, как раз тот уровень, на котором требуется описание системы управления, учитывая весь спектр факторов, внешних и внутренних. С требованием достаточно укрупненной детализации, прежде всего с целью отразить то, как объект развивается во внешней среде (политической, экономической, технологической и т.п.).

- Сейчас это популярное направление исследований?

Направление не новое. Но само понятие с 2003 года уже окончательно сформировалось. Если в 2003 году на конференциях по системному моделированию не было понятно, в какие секции нужно было подавать доклады по моделированию на  когнитивных картах, то сейчас таких проблем не возникает.

Если сравнивать с Западом и остальным миром, то мы находимся на одном уровне, где-то мы опережаем по развитой теории в части сценарного анализа и моделирования.

Сейчас много школ этого направления. Известные школы есть в Греции, Турции, в Китае, в Бразилии.

Очень старые школы в Голландии, в Англии, в Америке. В США, например, можно назвать аналитическую организацию RAND Corporation – тот аналитический центр, который работает на правительство. С этой организацией сотрудничал ранее упомянутый мной Ф. Робертс, возглавлявший группу ученых, получивших важнейшие результаты, которые вошли в основополагающий для нашей области исследований труд Р. Аксельрода «Структура принятия решений».

В ИПУ, начиная с лаборатории В.В. Кульбы, где получил развитие аппарат моделирования на структурных моделях систем, возникли группы исследователей по этой проблеме: группа В.И. Максимова, группа А.А. Кулинича. В целом, в России, есть крупная школа в Таганроге, в Южном федеральном университете, это школа Гореловой; можно назвать профессора А.И. Орлова из МАИ и многих других.

- Вы занимаетесь также деловыми и межкультурными коммуникациями. У вас даже вышел учебник. Это как-то связано с когнитивными картами?

Ну, опять же, процесс деловой коммуникации связан с эффективной целенаправленной деятельностью в контексте достижения целей бизнес-системы. В коммуникациях выделяются разные заинтересованные стороны, и тогда формализация в виде причинно-следственных моделей позволяет проводить анализ противоречий и поиска консенсуса в ситуациях с многими активными субъектами.

- Как руководство для переговоров?

Как руководство для выявления слабых точек и приоритетов в переговорах. Потому что когда мы знаем, как влияет вторая сторона на наши цели, мы понимаем, где критическая точка, и, соответственно, понимаем, что важно, что неважно. Эти модели позволяют определить, прежде всего, приоритет.

- А в межкультурных связях дело обстоит примерно так же?

Это вторая линия нашего учебника. Мой соавтор Юлия Таратухина – гуманитарий, ее идеи выливаются в необходимость разработки соответствующих технологий поддержки. Деловая коммуникация сопряжена с искажениями и потерями в процессе передачи информации. Эти искажения связаны с культурными, языковыми различиями, а также с тем, что мы по-разному видим одну и ту же ситуацию. Некое структурированное формализованное описание ситуации в виде интелл-карты, схемы, или в виде так называемой социологической когнитивной карты, позволяют увидеть различия в представлениях субъектов: для того, чтобы понять, почему согласие есть или его нет.

Участники коммуникации мыслят в разных концептах и видят ситуацию по-своему, при том, они действуют в интересах управления одним объектом, они видят ситуацию по-разному.

 - Даже в одной организации?

Конечно. Финансисты, юристы, кадровики видят ситуацию управлением организацией с разных сторон, и каждый прав. Они мыслят в разных профессиональных понятиях. Вот эта проблема несогласованности понятий здесь одна из главных. Юрист не поймет IT-шника, также как математик не поймет – и не обязан понимать, – чего от него хочет заказчик. А заказчик, который заказывает, например, модель прогнозирования, не хочет видеть дифференциальных уравнений, ему нужно, чтобы у него был верифицированный прогноз, который с точностью до 5% скажет, что завтра курс доллара поднимется на 5 пунктов.

Кросс-культурные коммуникации имеют сложности, связанные, прежде всего, с различиями в языках. Есть и более глубокие проблемы. Носители разных языков воспринимают информацию по-разному. Например, чтобы сделать сайт, адаптированный под разные культуры, необходимо разрабатывать адаптированный контент.

При внедрении наших работ мы сталкиваемся больше с различиями в профессиональных культурах. Я занимаюсь областью поддержки принятия решений для управленцев. А управленцы разные, у них может быть любое базовое образование, которое нужно учитывать при обосновании эффективности внедрения аналитических систем.

Этот учебник вылился в ряд работ по «умным» образовательным средам, т.е. по изучению алгоритмов, которые решают определенные задачи с тем, чтобы выстраивать, настраивать, адаптировать образовательную траекторию, рекомендовать курсы в зависимости от индивидуальных особенностей обучающегося, например, его успеваемости.

- Помимо научных исследований вы также занимаетесь организацией образовательной деятельности в Институте. Расскажите, пожалуйста, об этом направлении деятельности.

Институт традиционно занимается образованием, с момента его основания существует аспирантура и докторантура, в Институт постоянно обращаются специалисты, желающие приехать на стажировки, провести совместное обучение, повышение квалификации.

Образовательный блок включает несколько сфер. Прежде всего, это работа со студентами базовых кафедр. В Институте давно существуют базовые выпускающие кафедры ведущих ВУЗов: во-первых, это кафедра интегрированных киберсистем МФТИ, одна из старейших наших базовых кафедр, которую сейчас возглавляет директор Института чл.-корр. РАН Д.А. Новиков, во-вторых – кафедра математического моделирования РГСУ (заведующий – профессор С.А. Краснова). Кроме того, есть кафедры в ВУЗах, которые формально не относятся к нашему Институту, но имеют традиционно тесные связи с нами и возглавляются нашими сотрудниками. Это кафедра прикладной математики РГГУ (около двадцати пяти лет ее возглавляет профессор В.В. Кульба); кафедра физико-математических методов управления Физического факультета МГУ (под руководством академика С.Н. Васильева), департамент математики факультета экономических наук НИУ ВШЭ (руководитель – профессор Ф.Т. Алескеров). Институт также взаимодействует с МГТУ им. Н.Э. Баумана, МИФИ, Финансовым университетом и многими другими ВУЗами.

Следующая ступень – аспирантура. В аспирантуре у нас проходят обучение около 50 человек. В разной форме: очной, заочной, и есть экстерны – молодые исследователи, которые прикрепляются к нам для подготовки работ и сдачи кандидатских экзаменов.

Третья ступень – это докторантура.

И другая сторона образовательной деятельности – создание структуры для исследовательских связей. Это традиционно для Института, что в лаборатории постоянно приезжают исследователи из различных вузов России и из-за рубежа.

Относительно новой для Института стала возможность дополнительного образования. Мы только начали эту работу, но видим, что потенциал у Института большой. Речь идет о повышении квалификации для преподавателей, а также для специалистов и молодых специалистов соответствующих отраслей.

Программы повышения квалификации стали актуальным вопросом после того, как стали внедряться профстандарты, в том числе и для исследователей. А стандарты предписывают раз в три года повышение квалификации.

Отдел аспирантуры, который я возглавляю, как раз связывает все службы Института для обеспечения этого вида деятельности.

- Что образовательная деятельность дает Институту?

Работа со студентами позволяет Институту развивать кадровый потенциал. Собственно, вся образовательная деятельность тесно связана с развитием кадрового потенциала, его укрепления.

- В последнее время из-за реформирования в образовательной сфере академических институтов появились дополнительные сложности. В чем именно они заключаются?

В 2013 году аспирантура в той форме, в какой она существовала, была отнесена к высшему образованию.

В некоторых институтах РАН аспирантура существовала всегда, с момента их основания. В аспирантуре и докторантуре функционировал хорошо отлаженный процесс, отраженный в трех формальных документах, а сейчас реформа привела к необходимости регламентировать любые элементарные вопросы, и число формальных документов возросло до двадцати трех.

Сейчас аспирантура стала следующей после магистратуры ступенью высшего образования, она приведена к стандарту ВУЗовской системы. Эта деятельность подлежит государственной аккредитации, и критерии проверки строились на основе ВУЗовской системы. Поэтому академическая аспирантура, которая эффективно существовала в академических институтах, подверглась неосмысленной трансформации. Некоторые институты, в которых 30-40 лет существует аспирантура, не смогли пройти аккредитацию.

Все это опасно и плохо. Институтам пришлось пересматривать свою работу. Вмешались в то, что прекрасно работало. Да, были претензии к эффективности. Но как считать эффективность – только по количеству защитившихся аспирантов? Но количественные показатели в данном случае не объективны, ведь наши самые эффективные сотрудники – это бывшие аспиранты ИПУ.

- Сейчас в Институте появляются программы по работе со школьниками. Это направление будет развиваться?

Запрос в Академию наук по работе со школьниками есть давно. Интерес есть, запрос есть. Эта среда сейчас развита. Есть соответствующие проекты МГУ, правительства Москвы, Предуниверсариум. Что хочет правительство Москвы – чтобы научно-исследовательская среда работала на школьников, чтобы была интегрированная площадка. Раньше были дома пионеров, сейчас должна быть единая интегрированная среда. Это очень благодатная среда, она позволяет много чего создать.

ИПУ в этом плане довольно сложно, в отличие, скажем, от Института океанологии, где научную работу можно показать или даже дать «пощупать руками» будущему ученому. У акустиков очень интересно, или в Институте машиноведения: они смонтировали установки для испытания сил трения. Это наглядно. Любому институту просто, где естественным образом возникает ощущение кружка. У нас же – математика, а это не так наглядно. Однако в Институте запущена работа по созданию демонстрационных стендов и в ближайшее время мы сможем увидеть результаты.

У нас много работы на перспективу. Надо создать стендовый парк. Даже наш музей для этих целей недостаточен, он не предметный. Кроме того, мы планируем развивать экскурсионные мероприятия. Это первая линия, вторая – это кружки. Здесь самим нам не справиться, надо привлекать партнеров. Они помогут создать базу, а специалисты из наших лабораторий создадут стенды, запустят квадрокоптеры и так далее. В целом это интересное и нужное направление.

Беседу вела И.Г. Татевосян.