Регистрация / Вход
Прислать материал

Распределенные самоконфигурируемые многоагентные технологии проектирования и управления интеллектуальными информационными сетями

Номер контракта: 14.574.21.0037

Руководитель: Семенкин Евгений Станиславович

Должность руководителя: профессор кафедры Системного анализа и исследования операций Сибирского государственного аэрокосмического университета им. ак. Решетнева М.Ф.

Докладчик: Панфилов Илья Александрович, доцент кафедры Системного анализа и исследования операций Сибирского государственного аэрокосмического университета им. ак. Решетнева М.Ф.

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
интеллектуальные информационные сети, анализ использования веб-ресурсов, самоконфигурируемые многоагентные интеллектуальные технологии

Цель проекта:
Одна из существенных проблем современного интернет связна с тем, что представленная в www информация не поддается прямой автоматизированной компьютерной обработке (по оценкам специалистов порядка 50-60% всех информационных ресурсов). Как следствие, задачи, решаемые в web, решаются не эффективно. В частности, существует проблема эффективного информационного поиска. Несмотря на мощные алгоритмы оценки релевантности ответов на запросы пользователя, эффективность поисковых машин остается невысокой. Во-первых, это связано с недостаточной гибкостью самих поисковых машин. Во-вторых, эффективность поисковых машин снижается с развитием SEO-технологий. Сегодня порядка 90% всех информационных ресурсов в www содержат SEO-контент, написанный специально для поисковых машин, но не для конечных пользователей. С помощью SEO можно манипулировать результатами поиска за счет использования «бесполезного». Поисковые машины не имеют достаточных интеллектуальных способностей для оценки релевантности контента потребностям пользователя, а потому поисковые результаты могут быть сколь угодно не эффективными. В свою очередь, пользователь, перемещаясь по не релевантным ресурсам, формирует свой информационный профиль, который будет не адекватным, т.е. не отражающим его реальные потребности, тематические интересы, компетенции. Неадекватный профиль приводит к еще более искаженному поиску и т.д. Одно из наиболее перспективных направлений решения проблемы – реализация концепции семантического вэба и интеллектуализация поисковых машин, что обеспечит структурирование семантики контента в удобном для машинной обработки представлении. Современные web технологии позволяют осуществлять сбор определенных данных о пользователе, его активности в сети и составлять его информационный портрет (социально-демографические характеристики, интересы, профиль, круг общения). В частности, своими действиями в сети пользователь генерирует и обратную связь для анализа контента (например, релевантности) – время, проведенное на ресурсе (части ресурса), переходы и возвраты на ресурсы, создание и изменение связей в социальных сетях и прочее. Подобная информация является служебной, хранится в логах серверов. Эта информация содержит неявные сведения не только о пользователе, но и о ресурсах, поскольку релевантные профилю пользователя ресурсы, вероятнее всего, используются чаще и дольше, с ними совершаются определённые действия. Анализ этой информации позволит более адекватно оценивать релевантность в поисковых машинах, формировать тематические кластеры (семантические структуры), формировать профили и компетенции пользователей и т.д. Целью ПНИ является исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание распределенной самоконфигурируемой многоагентной технологии проектирования и управления интеллектуальными информационными сетями для повышения эффективности и обоснованности решения задач обеспечения информационных потребностей пользователей глобальной сети Интернет.

Основные планируемые результаты проекта:
Результатом работ по проекту является комплекс научно-технических решений предназначенный для создания распределенной самоконфигурируемой многоагентной технологии проектирования и управления интеллектуальными информационными сетями.
Разработанное алгоритмическое обеспечение автоматизированного управления интеллектуальными информационными сетями осуществляет интеллектуальный анализ активности пользователя в сети с целью выявления частных зависимостей в его поведении, его предпочтениях, соответствии результатов поиска в глобальной информационной сети интернет его запросам.
Разработанное алгоритмическое обеспечение для автоматизированного формирования моделей и решения задач различных классов применимо для решения информационных потребностей пользователя:
1) для решения задачи поиска схожих ситуаций должно осуществляться построение моделей кластеризации;
2) для решения задачи идентификации ситуации должно осуществляться построение моделей классификации;
3) для решения задачи прогноза должно осуществляться построение регрессионных моделей.
Предлагаемое алгоритмическое обеспечение автоматизированного проектирования интеллектуальных информационных сетей обеспечивает проектирование распределенных сетевых конфигураций оптимальных по надежности и производительности. Также оно позволяет генерировать множество альтернативных конфигураций сетей, оптимальных по совокупности критериев надежности и производительности.
Результатом работы модуля экспериментального образца программного комплекса предназначенного для автоматизированного управления интеллектуальными информационными сетями являются системы поддержки принятия решений на основе нейросетевых технологий, контроллеров на нечеткой логике, с применением многоагентных стохастических алгоритмов и их гибридов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом, созданным на основе предлагаемой в проекте технологии, будет сетевой сервис (продукт предлагаемый по технологии SaaS), предназначенный для проектирования и управления интеллектуальными информационными сетями.
Можно выделить 2 основных компонента продукта:
• Решение для автоматизированного анализа и моделирования активности пользователя в сети,
• Решение для проектирования распределенной интеллектуальной сети, на базе имеющихся моделей.
Среди основных характеристик первого компонента разрабатываемого продукта можно выделить алгоритмическое обеспечение для формирования моделей и решения задач различных классов для автоматизированного анализа и моделирования активности пользователя в сети:
• для решения задачи поиска схожих ситуаций должно осуществляться построение моделей кластеризации;
• для решения задачи идентификации ситуации должно осуществляться построение моделей классификации;
• для решения задачи прогноза должно осуществляться построение регрессионных моделей.
В качестве конкурентных преимуществ первого компонента продукта можно выделить:
• Возможность автоматизированного (без участия предметного эксперта) проектирования вышеуказанных моделей активности пользователя, за счет применения самоконфигурируемых (самонастраиваемых) поисковых алгоритмов.
• Возможность существенно повысить качество принимаемых по моделям решений, за счет объединения их в ансамбль (коллектив) путем построения мета-алгоритма принятия решения.
Среди характеристик второго компонента продукта, предназначенного для проектирования распределенной интеллектуальной сети, на базе имеющихся моделей, можно выделить следующие:
• Формирование структуры распределенной интеллектуальной сети эффективной по совокупности критериев производительности, надежности и стоимости (затрат на эксплуатацию);
• Формирование множества эффективных (Парето-оптимальных) структур;
В качестве конкурентных преимуществ второго компонента продукта можно выделить:
• Автоматизированное (без участия предметного эксперта) решение задачи проектирования с учетом многих критериев.
• Репрезентативная аппроксимация множества Парето при решении задачи многокритериального выбора – пользователь получает не единственное решение, а множество эффективных структур.
• Нет привязки к конкретным задачам, решаемым в сети – входные данные (модели, которые вычисляются в узлах сети) могут быть любыми, технология проектирования сети не меняется.
В качестве конкурентных преимуществ совокупного продукта можно выделить:
• Комплексное решение проблемы построения интеллектуальной сети.
Все предлагаемые решения новы, что подтверждается результатами проведенных патентных исследований и маркетингового анализа.
Анализ коммерческих продуктов и предложений компаний, занимающихся проектированием информационных сетей, показывает, что прямых аналогов разрабатываемого продукта нет. Более того, сам термин «интеллектуальные сети» часто применяется некорректно и означает лишь наличие какого-либо (порой простейшего) механизма управления взаимодействием в сети. Большинство специалистов в области проектирования информационных сетей, тем не менее, используют широкий перечень программных систем для автоматизации и поддержки проектирования, моделирования и расчета характеристик и т.д. Однако они не предназначены для решения интеллектуальных вычислительных задач. Таким образом, можно сделать вывод о том, что предлагаемый продукт на сегодня не имеет аналогов. Используемый алгоритмический аппарат позволяет ставить и решать задачи, которые ранее не решались в автоматизированном режиме (по крайней мере на уровне коммерческого программного обеспечения). Системы, обеспечивающие комплексное проектирования и управления интеллектуальными информационными сетями отсутствуют. Сегодня задачи проектирования решаются в ручном режиме предметными специалистами с применением узко специализированных программных систем.
Риски - предполагаются лишь коммерческие риски, связанные с изменением конъюнктуры рынка. С точки зрения проблематики - задача проектирования интеллектуальных информационных сетей останется актуальной, и более того, существует тенденция все большего развития интеллектуализации сетей. С точки зрения надежности алгоритмических решений - все полученные решения научно и экспериментально обоснованы, а программные реализации защищены патентным правом.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Области применения, способы использования результатов:
• Проектирование и организация крупных информационных ресурсов.
• Разработка программного обеспечения, ориентированного на работу с информаций и пользователями интернет.
• Информационная безопасность.
• Разработка поисковых машин.
• Оптимизация и продвижение web-ресурсов.
• Социальные сети, в которых осуществляется поиск пользователей с целевым профилем (при отсутствии явной информации о пользователе).
• Маркетинг.
Возможные потребители ожидаемых результатов:
• Организации, осуществляющие проектирование и организацию крупных информационных ресурсов.
• Разработчики программного обеспечения, ориентированного на работу с информаций и пользователями интернет.
• Специалисты в области информационной безопасности, которым необходим глубокий анализ
• тематической активности в интернет.
• Разработчики поисковых машин.
• Разработчики и владельцы социальных сетей, в которых осуществляется поиск пользователей с целевым профилем (при отсутствии явной информации о пользователе).
• Организации, занимающиеся оптимизацией и продвижением web-ресурсов.
• CR-менеджеры, маркетологи - специалисты, занимающиеся формированием целевых групп клиентов, выявлением их потребностей.
Практическое внедрение результатов предполагается за счет распространения предложенного алгоритмического обеспечения среди специалистов и организаций, занимающихся разработкой сетевых ресурсов и сервисов, оптимизацией сетевого трафика, поиском данных.
Также будет предложен собственный сетевой сервис, с помощью которого указанные специалисты смогут без интеграции предложенных алгоритмов в свои продукты оценить эффективность собственных решений, подобрать альтернативные варианты реализации сетевых структур для решения собственных задач.
Интеллектуальные сети позволят повысить эффективность решения задач обработки, управления неконтентной информацией о пользователе для более эффективного удовлетворения его потребностей. Это расширит области применения моделей пользовательской активности, повысит привлекательность сетевых технологий для конечного пользователя, в отличии от поисковой оптимизации (SEO), которая нацелена лишь на удовлетворение требований алгоритмов поисковых систем.
Задачи по обеспечению информационных потребностей пользователя в разных странах имеют свои особенности, но в любом случае представляют интерес для специалистов. Таким образом, можно считать результаты данного исследования ценным активом для международного сотрудничества. Отдельные результаты исследования уже докладывались и обсуждались на международных конференциях, с ведущими специалистами в области анализа данных, информационных технологий и защиты информации. Зарубежные специалисты выказали свою заинтересованность в данном проекте.

Текущие результаты проекта:
На первом этапе проекта получены следующие результаты: проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, а также патентные исследования. Данные исследования показали, с одной стороны, высокую заинтересованность научного сообщества в данной проблеме, а с другой стороны, отсутствие комплексного решения по данному вопросу.
Было проведено исследование современного состояния способов и подходов к проектированию интеллектуальных информационных сетей. Дана оценка слабых и сильных сторон отдельных подходов.
Проведено исследование предпочтений пользователя на основе оценки неконтентной информации, извлекаемой из данных об активности пользователя. Проведен анализ подходов по построению моделей пользователей.
Была сформулирована концепция проектирования интеллектуальных информационных сетей. В данном проекте проектирование интеллектуальных информационных сетей осуществляется распределенными самоконфигурируемыми многоагентными технологиями, способными строить модели данных об активности пользователя и системы управления интеллектуальными сетями в автоматизированном режиме под конкретные данные и задачу.
Разработан бизнес-план, включающий сквозной сетевой график выполнения проекта в целом и план мероприятий по обеспечению качества выполнения ПНИ.
Проведен маркетинговый анализ рынка, обзор конкурентных решений, сбор функциональных и других требований к разрабатываемой технологии.
На втором этапе проекта были получены следующие результаты:
Разработано алгоритмическое обеспечение для автоматизированной генерации моделей и алгоритмов решения задач анализа активности пользователя, таких как поиск схожих ситуаций в поведении пользователя, идентификации поведения пользователя, прогноз поведения пользователя.
Разработано алгоритмическое обеспечение автоматизированного проектирования интеллектуальных информационных сетей. Проектируемые сети строятся с учетом параметров надежности, вычислительной производительности и стоимости функционирования.
Разработано алгоритмическое обеспечение автоматизированного управления интеллектуальными информационными сетями.
Проведена программная реализация, тестирование и отладка экспериментального образца программного комплекса, а также его программных компонентов.
Разработана Программа и методика проведения экспериментальных исследований ЭО ПК.
На заключительном этапе проекта были получены следующие результаты:
Проведено исследование проблемы неконтентной оценки и анализа релевантности результатов поиска в сети интернет. Предложены решения позволяющие повысить релевантность результатов поиска.
Проведены экспериментальные исследования экспериментального образца программного комплекса согласно разработанной программе. Подтверждены заявленные в техническом задании характеристики комплекса.
Разработан проект Технического задания на проведение ОКР. Проект, вместе с другими материалами будет передан Индустриальному партнеру для проведения дальнейших работ.
Проведены дополнительные маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации РИД. Даны положительные оценки перспективам коммерциализации.
Проведены дополнительные патентные исследования, подтверждающие новизну предлагаемых моделей и алгоритмов.
Проводится обобщение результатов исследований, сопоставление анализа научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований, оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Разрабатываются рекомендации по использованию результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.