Time Synthesis in Organization of Sensorimotor Action

Time synthesis of sensorimotor action is reviewed as a process of a coherence setting action duration (expected duration), time sequence of required operations and significant changes in conditions. Aim: to experimentally set up the connection of time synthesis success and efficiency of realization sensorimotor action in changeable conditions. Hypothesis: successful time synthesis of the setting duration and the temporal sequence of operations in the mental organization of sensorimotor action in changing conditions is realized in accordance with the corresponding operational meaning and is allowed by anticipatory effects and an increase in the effectiveness of the action, materials and methods. An experimental study involved 152 male and female students. Participants of the investigation solved experimental tasks, implemented in a computer version, according to schemes of a simple visual-motor reaction and a choice reaction (separately and in combination), according to a scheme of sensorimotor action with a warning signal when the apperceptive scheme, setting duration and sequence of required operations were changed promptly. Results were reviewed in the aspect of disclosing the features of the subject's elimination of the uncertainty of the moment of achieving the goal in the future and the construction of a sequence of operations of sensorimotor actions in a connection with changes in external conditions, typical for the time deficit regime. The conditionality of the time synthesis of sensorimotor action by the actual operational meaning was established revealing that the successful temporal synthesis of sensorimotor action in changing conditions is associated with the fastest acceptance of an adequate apperceptive scheme, with effective anticipation of the moment of achieving the goal and the formation of a detailed setting duration of action, with the formation of a temporal sequence of required operations. Conclusions. The levels of success of the time synthesis of sensorimotor action in changing conditions are highlighted: “quite successful; moderately successful; unsuccessful.”</p

Anticipatory Resource of Temporary Regulation of Sensorimotor Action

The aim of the study is to determine the composition and functional significance of anticipatory resources in the process of temporal regulation of sensorimotor action.Materials and methods. The subjects were male (35 people) and female (31 people) students. The tasks of a simple sensory response, a choice reaction (three alternatives), and a “double choice” were implemented in a computer version of the experiment. In the “double choice” task, the stimulation variation was first provided (possible stimuli: one or three), and then a stimulus for a fast motor response was presented after some time, the orientation time (independent variable). Results. The participants’ initial reaction to the option with three alternative stimuli in the “double choice” task was negative. The time of the motor response falls linearly as the orientation time increases in both the male and female groups for the variant with one possible stimulus and the frequency of anticipatory effects and premature actions increases in a quadratic pattern. It must be noted that with enough orientation time, determining the expected duration of the sensorimotor action is quite straightforward. It was demonstrated that, in the presence of a margin of orientation time, operational estimates and revisions of the time required to accomplish an action dramatically improve the likelihood of anticipatory effects. Conclusions. Actualization of the anticipatory resource (which includes temporary memory standards, the ability to accurately determine and correlate the durations of processes and time intervals, time estimation skills, and individual characteristics that influence decision making) ensures the determination of the total duration of a sensorimotor action, prompt correction of its implementation, and a significant reduction in the time it takes to respond to a motor stimulus.</p

Розробка моделі керування завантаженням судна класу Heavy Lift на основі інверсного алгоритму

The aim of the work is to develop a method for optimal control of handling operations with heavy lift cargo on sea vessels. Based on the review of scientific research in the field of loading heavy lift cargo, priority directions for improving the automated control systems for cargo handling operations on ships have been determined. Within a scientific hypothesis, it was proposed to synchronize solutions to the problem of ship propulsion control and automated control of heavy lift onboard cranes in order to improve the accuracy of loading processes.The paper analyzes the dynamic model of the “vessel-crane-cargo” system and the criteria of optimality in the problem of ship regulation-stabilization under minimization of loading time.An inverse loading algorithm has been developed, based on the principles of the loading control optimization with limiting the choice of motion by linear displacements and turns of the vessel. When executing the inverse algorithm, restrictions associated with the minimization of heeling moments in the “vessel-crane-cargo” system and restrictions associated with the maximum and minimum boom outreach are applied. The study determined the technical feasibility of achieving invariance in the cargo stabilization system with the inverse loading algorithm on heavy lift vessels.On the basis of the proposed method, simulation modeling of the ship loading process was carried out on simulators at the Kherson State Maritime Academy.The simulation modeling has shown that the use of the inverse algorithm will reduce the time of cargo operations by 50–70 percent and, as a result, reduce the risk of emergencies when loading the ship. It was also determined that the use of the inverse algorithm is appropriate for cargo of more than 100 tonsЦелью работы является разработка метода оптимального управления грузовыми операциями с негабаритными тяжеловесными грузами на морских судах. На основе проведенного анализа научных исследований в области загрузки тяжеловесных грузов определены приоритетные направления совершенствования автоматизированных систем управления грузовыми операциями на судах. В рамках научной гипотезы для повышения точности процессов загрузки было предложено синхронизировать решения задачи управления движением судна и автоматизированного управления тяжеловесными бортовыми кранами.В работе проанализирована динамическая модель системы «судно-кран-груз» и критерии оптимальности в задаче регулирования-стабилизации судна в условиях минимизации времени загрузки.Разработан инверсный алгоритм загрузки, построенный на принципах оптимизации управления процессом загрузки с ограничением выбора движения линейными смещениями и поворотами судна. При выполнении инверсного алгоритма применяются ограничения, связанные с минимизацией кренящих моментов при движении в системе "судно-кран-груз" и ограничения, связанные с максимальным и минимальным вылетом стрелы крана. В исследовании была определена техническая возможность достижения инвариантности в системе стабилизации груза при инверсном алгоритме загрузки на судах класса Heavy Lift.На основе предложенного метода было проведено имитационное моделирование процесса загрузки судна с применением тренажеров-симуляторов в Херсонской государственной морской академии.Проведенное имитационное моделирование показало, что применение инверсного алгоритма позволит сократить время выполнения грузовых операций на 50–70 процентов и, как следствие, снизить уровень риска возникновения аварийных ситуаций при загрузке судна. Также было определено, что применение инверсного алгоритма целесообразно для грузов весом более 100 тоннМетою роботи є розробка методу оптимального керування вантажними операціями з негабаритними великоваговими вантажами на морських суднах. На основі проведеного аналізу наукових досліджень в галузі завантаження великовагових вантажів визначено пріоритетні напрямки вдосконалення автоматизованих систем управління вантажними операціями на суднах. В рамках наукової гіпотези для підвищення точності процесів завантаження було запропоновано синхронізувати розв’язання задачі керування рухом судна і автоматизованого керування великоваговими бортовими кранами. В роботі проаналізована динамічна модель системи «судно-кран-груз» і критерії оптимальності в задачі регулювання-стабілізації судна за умов мінімізації часу завантаження.Розроблено інверсний алгоритм завантаження, що побудований на принципах оптимізації керування процесом завантаження з обмеженням вибору руху лінійними зсувами і поворотами судна. При виконанні інверсного алгоритму застосовуються обмеження, пов’язані з мінімізацією моментів, що кренять, при рухах в системі “судно-кран-вантаж” та обмеження, пов’язані з максимальним та мінімальним вильотом стріли крану. В дослідженні була визначена технічна можливість досягнення інваріантності в системі стабілізації вантажу при інверсному алгоритмі завантаження на суднах класу Heavy Lift.На основі запропонованого методу було проведено імітаційне моделювання процесу завантаження судна із застосуванням тренажерів-симуляторів у Херсонській державній морській академії.Проведене імітаційне моделювання показало, що застосування інверсного алгоритму дозволить скоротити час виконання вантажних операцій на 50–70 відсотків та, як наслідок, знизити рівень ризику виникнення аварійних ситуацій при завантаженні судна. Також було визначено, що застосування інверсного алгоритму доцільно для вантажів вагою понад 100 тон

Використання надлишкового керування для оптимізації керуючого моменту

The object of research is the process of automatic control of the redundant structure of the vessel's executive devices for extreme rotation in the yaw channel. Traditionally, redundant structures have been used to improve the reliability of automated control systems and the maneuverability of vessels. At the same time, control redundancy can also be used to optimize control processes, thereby reducing fuel consumption, increasing control forces and moments, and reducing the time required to perform operations. This allows gaining advantages in movement over vessels not equipped with optimization modules. The paper considers the optimal management of the redundant structure of an offshore vessel, which ensures the rotational movement of the vessel around the center of rotation with the maximum angular velocity. As well as simultaneous maintenance of a given position or movement in the longitudinal and lateral channel, taking into account control restrictions. This problem is reduced to a nonlinear optimization problem with nonlinear and linear control constraints. The method, algorithmic and software of the module of extreme rotation of the vessel with a redundant structure of executive devices have been developed. The workability and efficiency of the developed method, algorithmic and software are verified by mathematical modeling in the closed circuit «Control Object – Control System». The results of the conducted experiment showed that the use of optimal control allows, in comparison with traditional methods of splitting controls, to increase the control moment and angular speed of rotation by 1.5–2 times. The obtained opportunities are explained by the use of a mathematical model of the redundant control structure and the optimization procedure for calculating optimal controls in the on-board computer of the automated system. The developed method can be used on vessels, provided it is integrated into the existing automated system of the on-board computer with an open architecture, to increase the capabilities of automatic traffic control.Об’єктом дослідження є процеси автоматичного керування надлишковою структурою виконавчих пристроїв судна для здійснення екстремального обертання у каналі рискання. Традиційно, надлишкові структури використовуються для підвищення надійності автоматизованих систем керування та маневрових можливостей суден. Разом з тим, надлишковість керування можна використовувати ще й для оптимізації процесів керування, зменшення, за рахунок цього, витрат палива, збільшення керуючих сил та моментів, зменшення часу на виконання операцій. Це дозволяє отримати переваги у русі над суднами, не оснащеними оптимізаційними модулями. У роботі розглянуті оптимальні керування надлишковою структурою офшорного судна, що забезпечують обертальний рух судна навколо центру обертання з максимальною кутовою швидкістю. А також одночасне підтримання заданого положення або руху у поздовжньому та боковому каналі, із врахуванням обмежень на керування. Дана задача зводиться до задачі нелінійної оптимізації з нелінійними та лінійними обмеженнями на керування. Розроблено метод, алгоритмічне та програмне забезпечення модуля екстремального обертання судна з надлишковою структурою виконавчих пристроїв. Працездатність та ефективність розробленого методу, алгоритмічного та програмного забезпечення перевірені математичним моделюванням у замкнутому контурі «Об’єкт керування – Система керування». Результати проведеного експерименту показали, що використання оптимального керування дозволяє, у порівнянні із традиційними методами розщеплення керувань, збільшити керуючий момент та кутову швидкість обертання у 1,5–2 рази. Отримані можливості пояснюються використанням математичної моделі надлишкової структури керування та оптимізаційної процедури обчислення оптимальних керувань у бортовому обчислювачі автоматизованої системи. Розроблений метод може використовуватися на суднах, за умови інтегрування в існуючу автоматизовану систему бортового обчислювача з відкритою архітектурою, для нарощування можливостей автоматичного керування рухом

Use of Simulator Equipment for the Development and Testing of Vessel Control Systems

One of the ways to reduce human influence on the control process is the development of automated and automatic control systems. Modern control systems are quite complex and require preliminary ground testing. In article considered the issues of creating Imitation Modeling Stand for such control system synthesis and testing. For this, a Control System Model was integrated into the local computer network of the navigation simulator NTPRO 5000. Developed and tested software for information exchange between the navigation simulator and Control System Model. Developed a functional module of collision avoidance with many targets for testing in a closed loop system with virtual training objects. The results showed that the developed Imitation Modeling Stand allows to develop and test of functional modules of the control systems; in comparison with the found analogs also makes it easy to include in a closed simulation cycle various models of command devices, actuators, control objects, objects of training scene, weather conditions; is universal, both for solving problems of manual control and for developing and testing automatic and automated control systems is not highly specialized and is created with minimal costs

Use of Simulator Equipment for the Development and Testing of Vessel Control Systems

One of the ways to reduce human influence on the control process is the development of automated and automatic control systems. Modern control systems are quite complex and require preliminary ground testing. The article considers the issues of creating Imitation Modelling Stand for such control system synthesis and testing. For this reason, a Control System Model was integrated into the local computer network of the navigation simulator NTPRO 5000. The authors of the paper developed and tested software for information exchange between the navigation simulator and the Control System Model. The authors also developed a functional module of collision avoidance with many targets for testing in a closed loop system with virtual training objects. The results showed that the developed Imitation Modelling Stand allowed developing and testing functional modules of the control systems. In comparison with the found analogues, it is easy to include in a closed simulation cycle various models of command devices, actuators, control objects, objects of training scene, weather conditions; it is universal both for solving problems of manual control and for developing and testing automatic and automated control systems; it is not highly specialised and is created at minimal costs

Розробка аналізатора для підвищення безпеки морського судноплавства і його експериментальне дослідження

On the basis of empirical experimental data, relationships were identified indicating the influence of navigators' response to such vessel control indicators as maneuverability and safety. This formed a hypothesis about a non-random connection between the navigator's actions, response and parameters of maritime transport management. Within the framework of this hypothesis, logical-formal approaches were proposed that allow using server data of both maritime simulators and operating vessels in order to timely identify the occurrence of a critical situation with possible catastrophic consequences. A method for processing navigation data based on the analysis of temporal zones is proposed, which made it possible to prevent manifestations of reduced efficiency of maritime transport management by 22.5 %. Based on cluster analysis and automated neural networks, it was possible to identify temporary vessel control fragments and classify them by the level of danger. At the same time, the neural network test error was only 3.1 %, and the learning error was 3.8 %, which ensures the high quality of simulation results. The proposed approaches were tested using the Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Finland). The simulation of the system for identifying critical situations in maritime transport management made it possible to reduce the probability of catastrophic situations by 13.5 %. The use of automated artificial neural networks allowed defining critical situations in real time from the database of maritime transport management on the captain's bridge for an individual navigator.На основе эмпирических экспериментальных данных были идентифицированы связи, указывающие на влияние реакций навигаторов (судоводителей) на такие показатели управления судном как маневренность и безопасность. Это сформировало гипотезу о неслучайной связи между действиями навигатора, его реакциями и параметрами управления морским транспортом. В рамках указанной гипотезы были предложены логико-формальные подходы, позволяющие использовать серверные данные как морских симуляторов, так и действующих судов морского транспорта с целью своевременной идентификации возникновения критической ситуации с возможными катастрофическими последствиями. Предложен метод обработки навигационных данных, основанный на анализе темпоральных зон, который позволил предупредить проявления снижений результативности управления морским транспортом на 22,5 %. На основе кластерного анализа и автоматизированных нейронных сетей удалось выделить временные фрагменты управления судном и классифицировать их в соответствии с уровнем опасности. При этом тестовая ошибка нейронной сети составила лишь 3,1&nbsp;%, а ошибка обучения 3,8&nbsp;%, что обеспечивает высокое качество полученных результатов моделирования. Предложенные подходы были апробированы с применением навигационного тренажера Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Финляндия). Проведенное имитационное моделирование системы идентификации критических ситуации при управлении морским транспортом позволило уменьшить вероятность возникновения катастрофических ситуаций на 13,5&nbsp;%. Использование автоматизированных искусственных нейронных сетей позволило проводить идентификацию критических ситуаций в режиме реального времени на основе базы данных управления морским транспортом на капитанском мостике для индивидуального навигатораНа основі емпіричних експериментальних даних були ідентифіковані зв’язки, що вказують на вплив реакцій навігаторів (судноводіїв) на такі показники управління судном як маневреність і безпека. Це сформувало гіпотезу про невипадковий зв’язок між діями навігатора, його реакціями та параметрами управління морським транспортом. У рамках зазначеної гіпотези були запропоновані логіко-формальні підходи, що дозволяють застосувати серверні дані як морських симуляторів, так і діючих суден морського транспорту з метою своєчасної ідентифікації виникнення критичної ситуації з ймовірними катастрофічними наслідками. Запропоновано метод обробки навігаційних даних, що заснований на аналізі темпоральних зон, який дозволив попередити прояви зниження результативності управління морським транспортом на 22,5&nbsp;%. На основі кластерного аналізу і автоматизованих нейронних мереж вдалося виділити часові фрагменти управління судном і класифікувати їх відповідно до рівня небезпеки. При цьому тестова помилка нейронної мережі склала лише 3,1&nbsp;%, а помилка навчання 3,8&nbsp;%, що забезпечує високу якість отриманих результатів моделювання. Запропоновані підходи були апробовані із застосуванням навігаційного тренажера Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Фінляндія). Проведене імітаційне моделювання системи ідентифікації критичних ситуації під час управління морським транспортом дозволило зменшити ймовірність виникнення катастрофічних ситуацій на 13,5&nbsp;%. Використання автоматизованих штучних нейронних мереж дозволило проводити ідентифікацію критичних ситуацій в режимі реального часу на основі бази даних управління морським транспортом на капітанському містку для індивідуального навігатор

A HISTORICAL DIMENSION OF THE RESEARCH ON SOCIAL EXPECTATIONS OF AN INDIVIDUAL

The purpose of the paper is to present theoretical-methodological critical analysis of social expectations of an individual in a historical dimension. It examines and outlines a historical component of trends in the research on social expectations in the world scientific literature and practice. The study determines and characterizes the following trends in the research on social expectations of an individual: philosophical, sociological, neurophysiological, psychological, social-psychological and the trend of construction of the future. It analyzes the current state of the development of social expectations of an individual in the context of the history of everyday life. The research reveals the essence and psychological content features of all the trends in the research. We come to the conclusion that a historical dimension of social expectations of an individual arranges the acquired knowledge about the trends in the research subject

Automatic Vessel Steering in a Storm

The issues of automatic vessel control in a storm are considered in the paper. Vessel control in a storm is the most difficult stage in the vessel’s wiring, as it requires quick decisions to be made in difficult conditions. Practical experience shows that the deterioration of the working conditions of the crew is usually associated with an increase in the number of control errors, which is completely unacceptable in stormy conditions. To assess the safe speed and course in a storm, Yu. V. Remez has proposed a universal storm diagram, which allows identifying unfavourable combinations of vessel speed and course angles of the waves – the resonant zones, and avoid them. The universal Remez diagram provides for graphical calculations, which, in combination with the visual determination of the wave parameters, gives a very low accuracy. The article examines the possibility of automatic control of a vessel in a storm by automatic measurement of motion parameters and wave parameters, automatic calculation in the onboard controller of the vessel optimal safe speed and course during a storm, automatic maintenance of the optimal safe speed and course of the vessel. The automatic control significantly increases the accuracy of calculations, excludes the human factor, reduces the depletion of the crew, and increases the reliability of the vessel control in a storm. The efficiency and effectiveness of the method, algorithmic and software were tested on Imitation Modelling Stand in a closed loop with mathematical vessel models of the navigation simulator Navi Trainer 5000

A historical dimension of the research on social expectations of an individual

The purpose of the paper is to present theoretical-methodological critical analysis of social expectations of an individual in a historical dimension. It examines and outlines a historical component of trends in the research on social expectations in the world scientific literature and practice. The study determines and characterizes the following trends in the research on social expectations of an individual: philosophical, sociological, neurophysiological, psychological, social-psychological and the trend of construction of the future. It analyzes the current state of the development of social expectations of an individual in the context of the history of everyday life. The research reveals the essence and psychological content features of all the trends in the research. We come to the conclusion that a historical dimension of social expectations of an individual arranges the acquired knowledge about the trends in the research subject.El objetivo del artículo es realizar un análisis crítico, teórico y metodológico de las expectativas sociales de la persona en la dimensión histórica. Se estudió y se describió el componente histórico del estudio de las expectativas sociales en la literatura y en la práctica científicas mundiales. Se establecieron y se caracterizaron las direcciones siguientes de la investigación: filosófica, sociológica, neurofisiológica, psicológica, sociopsicológica y la de construcción del futuro. Se analizó el estado actual del desarrollo de las expectativas sociales de la persona en el contexto de historia cotidiana. Se revelaron la esencia y las características semánticas psicológicas de todas las direcciones de la investigación. Se concluyó que la dimensión histórica de las expectativas sociales ordena los conocimientos adquiridos sobre las direcciones del tema del estudio