Актуальность проблемы онтологического моделирования общества потребления. Необходимость моделирования основных процессов потребления в современном общества как способа поиска потребностей в применении новых технологий и материалов.
Ежегодно в России создается более 200[1] новых технологий[2], инструмент искусственного интеллекта GNoME предсказывает возможность создания сотен тысяч новых синтетических материалов[3], в 2023 году в России зарегистрировано более 1000 новых лекарственных препаратов[4]. Каждое из этих новшеств разрабатывается с заранее определенной областью применения, однако, в нашем сложном, технологически развитом обществе, постоянно появляются новые области деятельности и потребления, имеющие свои специфические потребности в материалах и технологиях. Например, персонифицированная медицина: разработка лекарственных индивидуальных препаратов, эндопротезирующих изделий и материалов, учитывающих особенности пациентов, в том числе генетические[5]. Имеется и обратная зависимость: новые материалы с новыми свойствами порождают новые способы применения и даже новые, принципиально невозможные ранее, технологии. Например, использования графеновых материалов в ИТ‑технологиях, энергетике, при создании одежды[6]. Кроме того, у каждой технологии, как и у каждого инструментального средства, есть своя логика развития, и предоставление новых возможностей порождает новые потребности. Например, развитие и удешевление производства дронов, первоначально использовавшихся только для наблюдений, открывает новые области их использования в логистике.
Из этих рассуждение можно сделать вывод о том, что применимость новшеств всегда была и будет «слабым местом» общего процесса развития цивилизации[7] как общества потребления[8].
Синхронизировать процесс развития общества потребления и постоянно создающиеся вспомогательные для этого процесса новые технологии и материалы могла бы соответствующая онтологическая модель[9] этого общества. Такая модель могла бы определить имеющиеся места использования технологий и материалов в процессах потребления, указать на возможные места их использования в смежных областях и даже формировать спрос на новые технологии при отсутствии или недостаточности таковых в некоторых общественных процессах.
Основы построения такой онтологической модели общества потребления излагаются в данной статье.
Концептуальные элементы модели общества. Циклы производства и потребления. Основные атрибуты циклов.
Общество, или социум, есть человеческая общность, определяющаяся как множество людей, связанных определенными отношениями. Эти отношения существенно типизированы, и люди, которые связаны этими отношениями, объединяются в некоторые группы или роли соответственно этим типам отношений. И несмотря на то, что в индивидуальном аспекте жизненный путь человека представляется однократным актом, для группы этот жизненный путь является повторяющимся циклом обезличенного члена группы.
Исходя из этого, центральным концептуальным объектом онтологической модели общества потребления является жизненный цикл человека (рис. 1).
Жизненный цикл человека в контексте общества потребления состоит из следующих социально значимых стадий:
1. Беременность матери;
2. Рождение ребенка;
3. Младенчество;
4. Детство;
5. Вступление в социум: учеба в различных учебных заведениях;
6. Работа или другая форма активного участия в жизни общества;
7. Старость или пассивная стадия жизни;
8. Смерть.
Перечисленные стадии жизненного цикла человека можно назвать атрибутивными[10]. Мы, конечно, рассматриваем жизнь нормального среднего гражданина, не Маугли (он жил вне социума) и не Вольфганга Моцарта (у него не было детства). Кроме атрибутивных стадий жизненного цикла у человека в обществе могут быть факультативные стадии (напомню, что мы рассматриваем жизнь члена общества в аспекте потребления): болезни, служба в армии, беременность и пр.
На каждой из атрибутивных и факультативных стадий жизненного цикла член общества является активным или пассивным потребителем товаров и услуг. Члена общества заворачивают в пеленки и ставят уколы, член общества сосет соску, читает книги и слушает музыку, член общества говорит по телефону, работает на станке или компьютере, член общества смотрит телевизор и принимает лекарства и, наконец, члена общества провожают в последний путь.
Всё, что потребляет член общества, является продуктом какого‑либо производства, материального или информационного.
Для производства, которое, как правило, является сложной технической системой[11], эмерджентным[12] свойством которой является произведённый продукт, также характерна цикличность. Продукт проходит по производственному циклу однократно, приобретая нужные потребительские качества, а производственный цикл повторяется вновь и вновь (рис. 2). Причем к производственной системе в полной мере применим принцип системной рекурсии, позволяющий рассматривать любую стадию производства как систему, однако, без обязательной цикличности.
Типичный производственный цикл создания и потребления лекарственного препарата, использованный для примера в модели, по материалам 1-й Российской GMP[13] конференции, состоит из следующих стадий:
1. Научные исследования.
2. Доклинические и клинические испытания.
3. Разработка технологии производства.
4. Сертификация.
5. Производство.
6. Дистрибуция и маркетинг.
7. Продажа розничная.
8. Применение пациентом.
На каждой из вышеприведенных стадий может и должен использоваться результат работы других производственных циклов: методики научных исследований, технологии производства лекарственных препаратов и так далее
Макромодель мультицикличного процесса потребления.
В итоге синтеза наших представлений о центральном для модели жизненном цикле члена общества и связанных с его этапами вспомогательных производственных циклов потребляемых им товаров и услуг, получим макромодель мультицикличного процесса потребления. В существенно упрощенном виде эта модель представлена ниже (рис. 3).
На рисунке схематично показаны сопряженные с процессами основного цикла вспомогательные процессы производства, а также связанные с некоторыми процессами производственных циклов дополнительные подчиненные процессы производства, имеющие циклический характер. Глубина рекурсии мультицикличного процесса потребления может быть весьма большой и, в принципе, отражает качество модели в целом. Теперь, получив общее представление об архитектуре[14] модели, мы можем перейти к описанию её интенсионала[15].
Интенсионал онтологической модели потребления. Инфологический этап описания.
В мультицикличной онтологической модели общества потребления центральным концептуальным объектом является цикл. Подчеркнем, что все дальнейшие рассуждения касаются той части онтологической модели, которая описывает структуру (модель) знаний нашей предметной области, то есть дальнейшее изложение есть описание интенсионала знаний. Часть структуры, отвечающую на хранение и ведение системы конкретных данных, связанных с системой знаний отношениями наследования с экземпляризацией, опустим.
Цикл:
1. Наименование
Циклу приписывается произвольный набор атрибутов из тезауруса[16] атрибутов.
Свойства цикла:
1. Цикл
2. Наименование свойства
3. Значение
Цикл состоит из стадий.
Стадия:
1. Наименование
2. В Цикле (входит в цикл)
3. Номер в цикле (0- начальная стадия, номера не уникальны, одинаковые номера означают, что стадии идут параллельно)
4. Номер терминирующей стадии (стадия завершается вместе с другой определенной стадией)
5. Продолжительность в любых условный единицах времени (если не указан номер терминирующей стадии)
Стадии также приписывается набор атрибутов из общего тезауруса.
Свойства стадии:
1. Стадия
2. Наименование свойства
3. Значение
Стадии различных циклов могут соединяться между собой при помощи концептуальной сущности Продукт или Услуга, вещественная и невещественная сущности, которые можно обобщить в понятии Потребление.
Потребление:
1. Наименование
2. Стадия‑агент
3. Стадия‑реципиент
4. Тип потребления (Продукт, Услуга)
И, конечно же, у Потребления есть свой набор атрибутов.
Свойства потребления:
1. Наименование потребления
2. Наименование свойства
3. Значение
Примерно так выглядит модель на инфологическом[17] этапе описания. На даталогическом[18] этапе разработки модели в каждый из представленных концептуальных объектов могут быть добавлены соответствующие, не имеющие семантики, служебные атрибуты, например, для отображения этой модели в реляционную модель, поддерживаемую большинством коммерческих СУБД. По концептуальной мощности описанной выше онтологической модели больше соответствует Protégé[19], но и мощности этого средства недостаточно для реализации модели, так как в Protégé отсутствует такой концептуальный объект как цикл (с соответствующей поддержкой и ограничениями целостности средствами самой системы).
Способы поиска информации в базе знаний, построенной с использованием онтологической модели общества потребления
Как же потреблять информацию, заложенную в онтологическую модель общества потребления?
1. Самым простым представляется поиск по вхождению потребляемого продукта в определенную стадию определенного цикла. В используемом в статье примере с циклом производства лекарств это может быть запросом «При лечении каких болезней в производстве лекарственного препарата используется данная субстанция».
2. Более сложным вариантом поиска может быть использование специфики онтологической модели, основанной на циклах: «В какой стадии находится разработка лекарственных препаратов с использованием данной методики испытаний (оценка эффективности методики испытаний)».
3. Сложный навигационный поиск с использованием следования по стадиям циклов. Такой способ поиска знаний в интенсиональной части модели проще проиллюстрировать при помощи рисунка (рис. 4).
Заключение
1. В развитом обществе потребления процесс поиска, разработки и внедрения новых технологий, материалов и услуг должен носить упорядоченный характер.
2. Использование для поиска потребности в новых технологиях, материалах или услугах, а также направление их модификации[20] и модернизации[21], может существенно облегчить онтологическая модель общества потребления. Такая модель даже может использоваться как основной инструмент для предиктивного анализа общественных процессов потребления, которые составляют существенную часть нашей жизни.
3. Онтологическая модель общества потребления должна быть основана на циклах как на наиболее естественной парадигме для такого рода структур.
4. Для заполнения экстенсиональной[22] части базы знаний онтологической модели общества потребления могут быть использованы соответствующим образом обученные нейронные сети. Однако, интенсиональная часть этой базы знаний, как требующая явного представления, может быть сформирована только исследователем.
[1] 201 принципиально новая технология только в России за 2020 г. Люшина Э.Ю. Анализ состояния и использования передовых производственных технологий в России. УДК 338.001.36.
[2] Под технологией здесь понимается система, преобразующая при помощи инструментов с использованием определенных методов материалы в готовую продукцию.
[3] https://deepmind.google/discover/blog/millions‑of‑new‑materials‑discovered‑with‑deep‑learning/
[4] Отчет правительства РФ за 2023 г. https://www.law.ru/npd/doc/docid/1301085751/modid/99
[5] https://pharmmedprom.ru/articles/personifitsirovannaya‑meditsina‑v-rossii‑buduschee‑uzhe‑pochti‑zdes/
[6] https://scientificrussia.ru/articles/grafenovaya‑gonka‑kak‑grafen‑mozhet‑izmenit‑nashu‑zhizn
[7] Под цивилизацией здесь понимается локализованное в пространстве и времени человеческое сообщество, характеризующееся сложной структурой общественных отношений, развитым потреблением и разделением труда, а также обладающее достаточной для прогресса совокупностью технологий и системой знаний.
[8] Цивилизация на определенной стадии развития, характеризующейся тем, что базовые потребности членов общества удовлетворены, и находятся, в свою очередь, в стадии саморазвития, следствием которое является лавинообразное появление новых потребностей (модифицированное определение Жана Бодрийяра).
[9] Онтологическая модель — развитое, семантически значимое структурированное описание знаний и данных о предметной области, включающее типизированные структуры процессов, объектов и их свойств. Онтологическая модель должна иметь прагматическое значение.
[10] Здесь под атрибутом понимается необъемлемое свойство или часть, удаление которого изменяет сущность объекта.
[11] Техническая система — материальная структура, состоящая из разнородно взаимодействующих элементов, и вследствие этого приобретающая новое (эмерджентное) свойство, не присущее ни одному из этих элементов.
[12] Свойство технической системы в целом, приобретаемое ей в результате функционального взаимодействия ее составных частей.
[13] GMP — Good Manufacturing Practice, Надлежащая производственная практика — международный стандарт, который устанавливает требования к производству и контролю качества лекарственных средств для человека и животных.
[14] Под архитектурой здесь понимается наиболее общее описание модели, общее правило или парадигма её построения.
[15] Интенсионал — содержание понятия. В теории баз данных — перечень концептуальных элементов модели и их атрибутов.
[16] Полный исчерпывающий перечень понятий определенной категории (объектов, характеристик и тому подобное) с установленными типами, ограничениями по значению, отношениями агрегации, классификации и синонимии.
[17] Инфологический этап проектирования — процесс создания модели без учета особенностей или ограничений её реализации.
[18] Этап проектирования, учитывающий особенности программных средств реализации.
[19] Protégé — свободно распространяемый редактор онтологий и средство для построения баз знаний.
[20] Здесь по модификацией подразумевается расширение области использования технологии, материала или услуги.
[21] Модернизация в данном случае — применение в существующей технологии более современных методов или материалов, или инструментальных средств, повышающих её эффективность.
[22] Экстенсионал — здесь под этим понимается часть базы знаний, содержащая конкретные фактические данные со структурой, соответствующей и определяемой интенсиональной частью и связанная с ней отношениями наследования с экземпляризацией, под которой понимается формулировка родо‑видовых отличий экземпляров в классе.