Visualization of Signal Structure Showing Element Functioning in Complex Dynamic Systems – Cognitive Aspects

Abstract

Робота спрямована на виявлення структури сигналів функціонування елементів складних динамічних систем. Структура відображає просторово-часові взаємозв'язки її складових. Конфігурація первинної структури та характер її перебудови містить когнітивну інформацію про особливості функціонування елемента складної динамічної системи. Параметрична геометризація сигналів різної природи проводилася в просторі динамічних подій. Це дозволило перетворити одновимірний сигнал (відгук) в замкнуту траєкторію динамічних подій, яка служить геометричною 3D-моделлю циклу функціонування. Його ортогональні проекції є сигнатурами, конфігурації яких відображають динамічні, енергетичні та інформаційні особливості природної декомпозиції сигналу на складові. Тому їх просторовий розподіл цілісно сприймається у вигляді когнітивного графічного образу сигналу як циклу. Його системний аналіз дозволяє: а) знайти зміни в структурі циклу, порівнюючи його з попереднім; б) визначити тип циклу (стабільний, адаптивний, еволюційний); в) оцінити ступінь його впорядкованості і збалансованості; г) визначити характер перебудови конфігурації під впливом стрес- факторів. З одного боку, візуалізація структури різних сигналів як інформаційних потоків спрощує взаємодію людини з комп'ютером. З іншого боку, аналіз пакетів когнітивних графічних образів електрофізіологічних сигналів людини дозволяє: а) виявити і врахувати при навчанні його психофізіологічні особливості; б) оцінити його адаптивну здатність; в) виявити стрес і прояв психологічного дисонансу. Загалом, когнітивна візуалізація різних сигналів як інформаційних потоків сприятиме розвитку інтуїції в процесі навчання оператора, а також підвищенню його ефективності.

The work is aimed at identifying the structure of the operation signals of the complex dynamic system elements. The structure reflects the space-time relationship of its components. The configuration of the primary structure and the nature of its restructuring contain cognitive information about the features of the functioning of the complex dynamic system elements. Parametric geometrization of signals of different nature was carried out in the space of dynamic events. This made it possible to transform a onedimensional signal (response) into a closed trajectory of dynamic events, which serves as a geometric threedimensional model of the functioning cycle. Its orthogonal projections are signatures whose configurations reflect the dynamic, energetic, and informational features of the natural decomposition of a signal into components. Therefore, their spatial distribution is integrally perceived in the form of a cognitive graphic image of a signal as a cycle. Its system analysis allows to: a) find changes in the cycle structure, comparing it with the previous one; b) determine the cycle type (stable, adaptive, evolutionary); c) assess the degree of its orderliness and balance; d) determine the nature of the configuration change under the influence of stress factors. On the one hand, visualization of the structure of different signals as information flows simplifies human-computer interaction. On the other hand, the analysis of packages of cognitive graphic images of electrophysiological signals of a person allows to: a) identify and take into account when training his psychophysiological features; b) assess his adaptive capacity; c) identify stress and manifestation of psychological dissonance. In general, the cognitive visualization of different signals as information flows will contribute to the development of intuition in the process of training the operator, as well as improving its effectiveness.