Настоящий тематический выпуск журнала «Электронные библиотеки» подготовлен выпускниками Высшей школы информационных технологий и информационных систем (ИТИС) Казанского (Приволжского) федерального университета (КФУ) совместно со своими научными руководителями.

В настоящее время ИТИС проводит ряд фундаментальных и прикладных исследований в области информационных технологий. Одним из ключевых проектов, выполняемым по Программе повышения конкурентоспособности КФУ и нацеленным на моделирование эмоциональных состояний млекопитающих с помощью вычислительных систем, является разработка нейробиологически инспирированной когнитивной архитектуры (NeuCogAr). Эта разработка вызывает интерес специалистов по вычислительной нейробиологии, интеллектуальной робототехнике, урбанистике, рекламе и маркетингу, психологии, социологии. Отметим также проекты ВШ ИТИС, связанные с моделированием таких чрезвычайных ситуаций, как распространение лесных пожаров и наводнений (см. статьи Л.З. Римовой и А.А. Гиниятова с соавторами). Работы А.А. Алексеева, Е.Ю. Майоровой, Ю.С. Сафандеевой и В.В. Пищулина с соавторами посвящены актуальным проблемам нейробиологического моделирования, в том числе, воссозданию правдоподобных нейробиологических структур, связанных с дофаминовой и норадреналиновой нейромодуляциями, автоматизации создания нейробиологических структур в фреймворке NEST, а также исследованию таких аспектов создания антропоморфного пользовательского интерфейса, как выявление психологического портрета респондента и генерация отношения к нему социальным агентом. Названные результаты в области нейробиологической инспирированности развивают новый подход к реализации искусственного интеллекта. Статья В.Д. Абрамова с соавторами посвящена еще одному направлению деятельности ИТИС, связанному с разработкой интеллектуальных обучающих систем и технологий: в не описана технология создания виртуальных биотехнологических лабораторий с обеспечением интерактивности учебного процесса.

Публикуемые материалы отражают круг актуальных проблем и задач, которые были представлены в 2016 году их разработчиками на международных конференциях Fierces on BICA, BICA, AMSTA, BioNanoScience и ряде других.

Составители тематического выпуска В.В. Кугуракова, М.О. Таланов

Published: 22.07.2016

From the originator

Влада Владимировна Кугуракова, Максим Олегович Таланов
128
Abstract: -

Virtual laboratories for biomedical professional education

Виталий Денисович Абрамов, Влада Владимировна Кугуракова, Альберт Анатольевич Ризванов, Михаил Михайлович Абрамский, Надир Ринатович Манахов, Михаил Евгеньевич Евстафьев
129-148
Abstract: In this paper, we describe the analysis we had conducted on the matter of usage of biotechnological simulations in virtual space. We used the results to design the set of requirements for mechanics, environment, visual and technological aspects of virtual labs. We also showcase our simulation of the biomedical virtual lab as an example of how methodologies we described could be implemented.

Evaluation of interlocutors emotional state through sentiment analysis of messages for the anthropomorphic social agent

Антон Анатольевич Алексеев, Влада Владимировна Кугуракова, Денис Сергеевич Иванов
149-165
Abstract: In this paper, we study the process of evaluating the psychological portrait of a human for the purposes of enhancing the human-machine communication in the frame of the anthropomorphic social agent. We understand “psychological portrait” as the current emotional state of the interlocutor, which is evident by their way of talking and their choice of words. By correctly identifying human’s emotional state, the machine can issue an appropriate response. Our study further describes how the emotional state can be examined and how a proper response should be formed.

Implementation of interactive application for full-dome displays

Руслан Дамирович Ахметшарипов, Влада Владимировна Кугуракова, Мурад Рустэмович Хафизов
166-179
Abstract: This article describes developing of interactive application for full-dome displays with a several users. This work explains few solutions for interaction with a wearable devices or smartphones.

Software for forest fire simulation with respect to weather and environmental conditions

Арслан Альфирович Гиниятов, Влада Владимировна Кугуракова, Ринат Султанович Якушев
180-192
Abstract: Prediction of forest fire dynamics is no easy task, requiring thoughtful examination of many factors involved, such as landscape, vegetation, climate and weather conditions, humidity, urbanization of land, and many others. One of the best approaches to this problem is a computer simulation. In this paper, we describe the thought process and the development of a forest fire simulator that means to address all of those difficulties.

The system of emotional appraisal based on reinforcement learning and bio-inspired methods

Евгения Юрьевна Майорова, Максим Олегович Таланов, Роберт Лоу
193-215
Abstract: I research and lecture in Cognitive Science where my particular interest is in emotions – neural networks modeling and applications – and animal and human learning.

The low level implementation of noradrenaline pathways via spiking neural networks

Владислав Пищулин, Максим Олегович Таланов
216-237
Abstract: The noradrenaline pathways plays important role in the emotional appraisal and feedback, as well as decision-making. We present the software system capable of automatic generation of PyNEST code based on high-level description of neuronal pathways.

Development of simulational software of destruction by the floods with multifactors

Ляйсан Зиннуровна Римова, Влада Владимировна Кугуракова, Ринат Султанович Якушев
238-250
Abstract: Floods were and are continuing to be a great threat to human properties, farms, agriculture, and households. To reduce the flood-related damage, we have to be able to reliably predict the flood dynamics, and the best way to do this is a computer simulation. Such simulational software must take into consideration many factors, such as the landscape qualities, human infrastructure, protective buildings, and more. In this paper, we try to systematize all those factors and create the software that will adhere to those requirements.

The low level implementation of the noradrenaline pathways of spiking neural network

Юлия Сергеевна Сафандеева, Максим Олегович Таланов
251-286
Abstract: We propose to re-implement basic emotions described by Silvian Tomkins via "Cube of emotions" of Hugo Lövheim, and spiking NNs. We use the basic mechanism of noradrenaline neuromodulation and map it to the influence over computational processes in modern computers. We implement noradrenaline pathways via neuro-biological simulator NEST.