Conceptualization of interdisciplinary engineering activity

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The paper proposes an approach to the algorithmic description of engineering creativity processes based on the concept of affordance as a perceived human ability to interact with an object in a certain way. The purpose of the proposed approach is to stimulate engineering creativity by building correct analogies and projections between living and technical systems when conducting interdisciplinary research, for example, at the intersection of medical and technical sciences. Two properties of engineering activity that facilitate the evolutionary development of its products are considered: pre-adaptation of elements of technical solutions and reciprocity of inventions. Pre-adaptation is achieved by parameterizing engineering solutions due to, for example, distributed architecture and service orientated architecture. Pre-adaptation is facilitated by the widespread use of active software services. The desire to ensure this property adjusts engineering activity towards maintaining continuity and rationality. Reciprocity is achieved by dividing the functional purpose between design elements or software components and implementing mechanisms for suppressing some elements in the presence of activity of others. This principle is relevant for distributed software systems with high autonomy of components, for example, based on multi-agent technologies, as well as for heterogeneous systems providing for human-computer interaction with elements of artificial intelligence. The correspondence of these properties to the operations of logical addition and opposition of affordances, respectively, is shown. The definition of affordance as an independent concept in the ontology of the subject area allows for the evolutionary nature of the process of developing engineering solutions. Semiosis of affordance is reconsidered and reissued as an apperception of the use case. In the predicative form, the pragmatic rule can be designated by a conjunction of conditions for the actor: the presence of a goal of action in the given conditions, the presence of the actor’s will to achieve this goal and the presence of experience in achieving similar goals in a certain class in a certain socially known way; and conditions for the object: the presence of a structural element (one or more) that allows it to be attributed to a certain class of use cases, an appeal to the external appearance of the structural element to a socially known way of use and designation of the object by an indicator or a form. Application of the proposed concepts in practice is of practical use in education when implementing training programs at the intersection of sciences, for example, in medical engineering, as well as in industry when automating decision support for information support of engineering activities.

Sobre autores

Anton Ivaschenko

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Autor responsável pela correspondência
Email: anton.ivashenko@gmail.com
ORCID ID: 0000-0001-7766-3011
Scopus Author ID: 42661608400

Doctor of Technical Sciences, Professor, Director of the Advanced Medical Engineering School

Rússia, Samara

Mikhail Terekhin

Penza State Technological University

Email: terexin.m.a@yandex.ru
ORCID ID: 0009-0004-1127-0978
Scopus Author ID: 6602860360

postgraduate student, scientific specialty 2.3.8 Computer Science and Information Processes

Rússia, Penza

Alexander Nesterov

Samara National Research University

Email: phil@ssau.ru
ORCID ID: 0000-0002-0670-9315
Scopus Author ID: 57222081807

Candidate of Philological Sciences, Doctor of Philosophy, Director of the Social and Humanitarian Institute, Head of the Department of Philosophy

Rússia, Samara

Bibliografia

  1. Altshuller, G. (2008) Nayti ideyu: Vvedeniye v TRIZ teoriyu resheniya izobretatel’skikh zadach [Find an idea: Introduction to the TRIZ theory of inventive problem solving]. M.: Alpina Publisher, 409 p.
  2. Asmolov, A. G., Shekhter, E. D., Chernorizov, A. M. (2017) [Pre-adaptation to uncertainty as a navigation strategy for developing systems: evolution routes]. Voprosy psichologii [Questions of Psychology]. Vol. 4, pp. 3–26. (In Russ.).
  3. Asmolov, A. G., Shekhter, E. D., Chernorizov, A. M. (2021) [The paradox of the coexistence of adaptation and preadaptation in the historical-evolutionary process]. Voprosy psichologii [Questions of Psychology]. Vol. 67. No. 4, pp. 3–20. (In Russ.).
  4. Akhmedyanova, G. F., Pishchukhin, A. M. (2022) [Ontological analysis of the project of an advanced engineering school]. Ontologiya proektirovaniya [Ontology of designing]. Vol. 12. No. 3 (45), pp. 299–309. – https://doi.org/10.18287/2223-9537-2022-12-3-299-309. (In Russ.).
  5. Bogomolova, I. S. (2023) [Design thinking: from the name to the essence of the method]. Arhitektura i sovremennye informacionnye tekhnologii [Architecture and modern information technologies]. Vol. 4 (65), pp. 92–102. – https://doi.org/10.24412/1998-4839-2023-4-92-102. (In Russ.).
  6. Borovkov, A. I., Kulemin, V. Yu. (2024) [Digital engineering for creating products of high technological complexity based on digital twins]. Izvestiya Rossijskoj akademii raketnyh i artillerijskih nauk [Bulletin of the Russian Academy of Rocket and Artillery Sciences]. Vol. 3 (133), pp. 98–104. – https://doi.org/10.53816/20753608_2024_3_98. (In Russ.).
  7. Vasilyeva, E. V., Tochilkina, T. E. (2020) [Synergy of design thinking and process transformation approaches]. Upravlenie [Management]. Vol. 8. No. 1, pp. 83–93. – https://doi.org/10.26425/2309-3633-2020-1-83-93. (In Russ.).
  8. Gibson, J. (1988) Ekologicheskiy podkhod k zritel’nomu vospriyatiyu [An ecological approach to visual perception]. Edited by A. D. Logvinenko. Moscow: Progress, 464 p. (In Russ., transl. from Eng.).
  9. Gorokhov, V. G. (2015) Evolyutsiya inzhenerii: ot prostoty k slozhnosti [Evolution of engineering: from simplicity to complexity]. Rus. Academy of Sciences, Institute of Philosophy. Moscow: IFRAS, 199 p.
  10. Dessauer, F. (2024) Chelovek i kosmos. Opyt. Spor o tekhnike [Man and Space. Experience. Debate on Technology]. Vol. 1. Samara: Mudraya Turtle Publishing House, 340 p. (In Russ., transl. from German).
  11. Ivakhnenko, E. N., Kovalzon, M. M. (2024) [Will Artificial Intelligence Be Awarded the Nobel Prize in 2040?]. Informacionnoe obshchestvo [Information Society]. Vol. 2, pp. 2–10. – https://doi.org/10.52605/16059921_2024_02_02. (In Russ.).
  12. Ivaschenko, A. V., Chertykovtseva, N. V. (2023) [Advanced Medical Engineering School of Samara State Medical University]. Informacionnye sistemy i tekhnologii (IST 2023): Trudy nauchno-tekhnicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem [Information Systems and Technologies (IST 2023): Proceedings of the Scientific and Technical Conference with International Participation]. Samara, June 19-21, pp. 292–294. (In Russ.).
  13. Karelov, S. V. (2023) [«Goodhart’s Trap» for AGI: The Problem of Comparative Analysis of Artificial Intelligence and Human Intelligence]. Uchenye zapiski Instituta psihologii RAN [Scientific Notes of the Institute of Psychology of the Russian Academy of Sciences]. Vol. 3. No. 3, pp. 5–22. – https://doi.org/10.38098/proceedings_2023_03_03_02. (In Russ.).
  14. Karlov, A. G., Shpakovsky, N. A. (2018) [Features of algorithms for solving inventive problems and software to support the design processes of automation tools using OTSM-TRIZ technologies]. Avtomatizaciya i izmereniya v mashino- priborostroenii [Automation and measurements in mechanical and engineering and instrumentation]. No. 4 (4), pp. 3–16. (In Russ.).
  15. Krylov, N. A. (2024) [Modeling creativity in artificial intelligence: possibilities and limits]. Semioticheskie issledovaniya [Semiotic studies]. Vol. 4. No. 3, pp. 31–36. – https://doi.org/10.18 287/2782-2966-2024-4-3-31-36. (In Russ.).
  16. Lapshin, V. A. (2010) Ontologii v komp’yuternykh sistemakh [Ontologies in computer systems]. Moscow: Scientific world, 222 p.
  17. Nesterov, A. Yu. (2023) [Ontological pluralism of F. Dessauer]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Filosofiya. Sociologiya. Politologiya [Bulletin of Tomsk State University. Philosophy. Sociology. Political Science]. Vol. 71, pp. 119–127. – https://doi.org/10.17223/1998863X/71/12. (In Russ.).
  18. Nesterov, A. Yu. (2016) [Epistemological and ontological problems of the philosophy of technology: F. Dessauer’s «The Fourth Kingdom»]. Ontologiya proektirovaniya [Ontology of Designing]. Vol. 6, No. 3 (21), pp. 377–389. – https://doi.org/10.18287/2223-9537-2016-6-3-377-389. (In Russ.).
  19. Pierce, C. S. (2009) [What is a sign?]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Filosofiya. Sociologiya. Politologiya [Bulletin of Tomsk State University. Philosophy. Sociology. Political Science]. Vol. 3(7), pp. 88–95. (In Russ.).
  20. Pudovkin, Yu. A., Chernyakov, A. A. (2017) [Ernst Kapp’s organoprojection theory in understanding modern technology (using vibration isolation of small-sized pneumatic hammers as an example)]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta putej soobshcheniya: Gumanitarnye issledovaniya [Bulletin of the Siberian State Transport University: Humanitarian Research]. Vol. 2, pp. 19–23. (In Russ.).
  21. Russell, S., Norvig, P. (2021) Iskusstvennyy intellekt: sovremennyy podkhod [Artificial Intelligence: A Modern Approach]. 4th edition. Hoboken: Pearson, 1409 p.
  22. Sobirov, B. Sh. (2022) [Design and Business in the Digital World: Organizational Features of the Formation of Design Thinking]. Ergodizajn [Ergodesign]. Vol. 1 (15), pp. 14–23. – https://doi.org/10.30987/2658-4026-2022-1-14-23. (In Russ.).
  23. Tulchinsky, G. L. (2023) [Modern University - a Generator of the Image of the Future or Monetization of the Present?]. Yaroslavskij pedagogicheskij vestnik [Yaroslavl Pedagogical Bulletin]. Vol. 4 (133), pp. 190–194. – https://doi.org/10.20323/1813-145X_2023_4_133_190. (In Russ.).
  24. Wilson, E. (2019) Eusotsial’nost’. Lyudi, murav’i, golyye zemlekopy i drugiye obshchestvennyye zhivotnyye [Eusociality. People, Ants, Naked Mole Rats, and Other Social Animals]. Moscow: Alpina Non-Fiction, 158 p.
  25. Khaliulin, R. A. (2023) [Digital Twins as a Tool for Monitoring Production Processes in Industry 4.0]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk [Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences]. Vol. 25. No. 2 (112), pp. 45–50. – https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-2-45-50.(In Russ.).
  26. Engelmeyer, P. K. (2010) Teoriya tvorchestva [Theory of creativity]. With a preface by D.N. Ovsyaniko-Kulikovsky, E. Makh. 3rd ed. M.: LIBROKOM, 208 p.
  27. Engelmeyer, P. K. (2013) Filosofiya tekhniki [Philosophy of technology]. St. Petersburg: Lan, 93 p. (In Russ.).
  28. Bubeck, S., et al. (2023) Sparks of Artificial General Intelligence: Early experiments with GPT-4. Cornell University. – https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.12712. (In Eng.).
  29. Greeno, J. G. (1994) Gibson’s affordances. Psychological review. Vol. 101, No. 2, pp. 336–342. (In Eng.).
  30. Heras-Escribano, M. (2019) The Philosophy of Affordances. Palgrave Macmillan. XI, 232 p. (In Eng.).
  31. Norman, D. A. (2013) The Design of Everyday Things. Revised and Expanded edition. New York: Basic Books, 368 p. (In Eng.).
  32. Schoenfeld, A. (1987) Polya, Problem Solving, and Education. Mathematics Magazine, Vol. 60, No. 5, pp. 283–291. (In Russ.).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Иващенко А.V., Терехин М.A., Нестеров А.Y., 2025

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».