Космический ДРАКОН. Как заброшенный проект «Роскосмоса» подарил язык литовской медицине

Космический ДРАКОН. Как заброшенный проект «Роскосмоса» подарил язык литовской медицине

Media playback is unsupported on your device

Как забытый язык программирования из СССР стали использовать в Литве

«Переходим к искусственной вентиляции легких! — девушка лет 20 отрывается от планшета, переводя взгляд на неподвижно лежащего перед ней мужчину. — Начали!»

На лицо пострадавшего мгновенно ложится кислородная маска. Груша приходит в движение.

«Раз… Два… Три…» — с каждым нажимом в грудь пациента устремляется живительная струйка воздуха.

«Раз… Два… Три…» — будто в такт манипуляциям врачей на стене медицинского центра нервно тикают часы. Когда речь заходит о спасении жизни, счет всегда идет на секунды.

…»У вас это первые роды?» — вдруг раздается сбоку: там, на расстоянии буквально нескольких метров, на полу лежит еще одна пациентка. Получив утвердительный ответ, мужчина помечает его на экране планшета — и тот подсвечивает следующий пункт алгоритма.

Мы в симуляционном классе Гибридной лаборатории клиник Литовского университета здравоохранения в Каунасе. Здесь обучают навыкам экстренной медицины: от оказания первой помощи при травмах до приема сложных родов и проведения эндоскопических операций.

Однако, в отличие от традиционных медицинских курсов, тут нет преподавателей или инструкторов. Студенты отрабатывают медицинские навыки самостоятельно, в тройках: один оказывает помощь, другой ее оценивает, третий («пациент») просто наблюдает за процессом со стороны. Затем они меняются ролями — и все повторяется заново.

Правообладатель иллюстрации
HybridLab

Инструктора заменяет планшет с подробным пошаговым алгоритмом, написанным на языке ДРАКОН, который позволяет «автоматизировать» обучение, максимально просто и понятно описав любой, даже самый сложный процесс. Так, чтобы исключить возможность путаницы — и, соответственно, врачебных ошибок.

Гибридное обучение с использованием драконных алгоритмов произвело настоящую революцию в медицинском образовании. На Всемирной выставке систем экстренной врачебной помощи в 2017 году литовская методика была представлена в номинации «инновация года».

И вот тут начинается самое интересное. Дело в том, что ДРАКОН — отнюдь не собственное изобретение литовских медиков, а наследие еще советской космической программы, ее побочный продукт. И изначально разрабатывался он совсем не для медицинских алгоритмов, а как язык программирования для бортового компьютера орбитального корабля «Буран».

Но — обо всем по порядку.

Правообладатель иллюстрации
Getty Images

Image caption

«Буран» на старте

Дружелюбный алгоритм

Космическая программа «Энергия — Буран» должна была стать достойным ответом Советского Союза американскому проекту «Спейс шаттл». Предполагалось, что «Буран» будет кораблем многоразового использования (челноком), чтобы доставлять космонавтов и грузы на орбиту и возвращать их обратно.

В середине 1980-х над масштабным проектом трудилось столько различных организаций, что возникла необходимость в специальном техническом языке, на котором разработчики могли бы общаться друг с другом.

Так появился язык ФЛОКС — Формализованное Логическое Описание Команд и Сигналов. Именно он лег в основу программного обеспечения бортового компьютера БИСЕР-4, который выводил советский челнок на орбиту. Свой первый полет «Буран» совершил в 1988 году, в беспилотном режиме, — и благополучно вернулся на Землю.

Это был безусловный триумф советской космонавтики, однако продлился он недолго. Хотя корабль и был рассчитан примерно на 100 запусков, вскоре из-за распада Советского Союза и последовавшего экономического кризиса программу заморозили, а в 1993 году и вовсе закрыли.

Правообладатель иллюстрации
AFP

Первый полет «Бурана» оказался последним.

Тем не менее автор ФЛОКСа, сотрудник «Роскосмоса» Владимир Паронджанов, продолжил работу над новым перспективным языком в рамках других проектов. А вскоре придумал своему детищу более подходящее и звучное название: ДРАКОН.

«ДРАКОН» расшифровывается как Дружелюбный Русский Алгоритмический язык, Который Обеспечивает Наглядность», — объясняет Паронджанов. — Причем слово «русский» здесь означает только то, что он сделан в России. Потому что, какой язык используется на самом деле — русский, английский или еще какой, — не играет никакой роли».

Image caption

Владимир Паронджанов написал о ДРАКОНе полтора десятка книг

Сейчас Паронджанову уже 80 лет. 58 из них он проработал в космической отрасли — на пенсию вышел только осенью прошлого года. За последние три десятилетия на созданном им визуальном языке ДРАКОН выросло немало проектов «Роскосмоса».

В конце 90-х с помощью ДРАКОНа был создан плавучий космодром «Морской старт» — совместный проект России, США, Украины и Норвегии. Тот же язык использовался, в частности, при разработке ракеты-носителя тяжелого класса «Протон-М» и разгонного блока космических аппаратов «Фрегат».

Превратить сложное в простое

В отличие от большинства языков программирования, понятных только компьютерам (набор команд автоматически переводится в машинный код и обрабатывается процессором) и людям со специальным образованием, ДРАКОН изначально разрабатывался именно как визуальный алгоритмический язык, для наглядного объяснения.

Самой его целью было максимально точно описать последовательность действий, необходимых для решения задачи, и передать человеку информацию о процессе, с которым тот никогда раньше не сталкивался.

Именно поэтому драконный алгоритм так не похож на обычный машинный код и на вид напоминает обычную блок-схему.

Это, по большому счету, и есть блок-схема — диаграмма, которая раскладывает процесс на составные части и превращает его в алгоритм. Каждый шаг изображен в виде блока определенной формы (она зависит от вариантов дальнейших действий), а между собой они соединены линиями, которые указывают направление последовательности.

Правообладатель иллюстрации
V.Paronjanov

Превратить такой графический алгоритм в компьютерную программу не составляет никакого труда: достаточно заменить описание каждого шага в блоках инструкциями на любом языке программирования. Но тогда схема потеряет свои главные качества — понятность и наглядность.

Методик составления графических алгоритмов в мире множество — понятно, что разбивать процесс на части и указывать последовательность шагов придумали далеко не только в «Роскосмосе». Есть даже утвержденный в 1985 году международный стандарт.

Впрочем, по словам Паронджанова, язык ДРАКОН «превосходит по качеству любые другие графические аналоги».

«В международном стандарте блок-схем алгоритмов есть ряд важных недостатков, — объясняет разработчик. — Там слишком многое разрешено, отсутствует строгая формализация. Этот стандарт допускает хаотическое изображение алгоритма — схема получается запутанной. ДРАКОН же вводит жесткую формализацию, опираясь на принципы когнитивной эргономики».

Это значит, что он максимально приближает графическое изображение алгоритма к нашей системе мышления — учитывает особенности восприятия, запоминания и воспроизведения информации. Например, там категорически запрещено пересечение линий — это исключает возможность разночтений и сводит к минимуму возможность ошибки.

«Этот язык устраняет хаос и превращает его в порядок, — уверен разработчик. — Он более удобен. Он превращает сложное в простое».

С такой оценкой в целом согласен доцент департамента информатики ВШЭ-Санкт-Петербург Тимофей Брыксин — хоть и с важной оговоркой: по его словам, «говорить о какой-либо научности этого языка сложно».

Тем не менее, когда несколько лет назад вместе со своими коллегами с кафедры системного программирования СПбГУ Брыксин занимался изучением и разработкой графических языков для визуального моделирования, некоторые удачные элементы разработчики напрямую заимствовали из ДРАКОНа.

«ДРАКОН — это попытка добавить эргономичность в классические блок-схемы, — объясняет он. — То есть это набор правил, как составлять блок-схемы так, чтобы алгоритм был представлен более понятным и удобным для работы образом. По большому счёту, это практическая реализация и дальнейшее развитие идей Эдсгера Дейкстры».

«Кроме ДРАКОНа, я таких попыток больше не знаю, — признается эксперт, — как применительно к блок-схемам, так и вообще к каким-либо другим диаграммным языкам (не считая работы нашей группы лет 5-7 назад)».

Авторы написанных на ДРАКОНе учебников — в самых разных областях — также утверждают: алгоритмический язык Паронджанова позволяет изложить материал в максимально доступной форме. А заодно позволяет «отжать всю воду», оставив только самый минимум, необходимый для описания процесса. За счет этого объем учебных пособий сокращается даже не в десятки, а в сотни раз.

В предисловии к одному из таких учебников, по стратегическому планированию, автор пишет, что использование визуализации Паронджанова помогло ей ужать тысячи листов описательной документации до брошюры толщиной в несколько десятков страниц.

«Это революция»

За три десятилетия работы над ДРАКОНом Владимир Паронджанов попутно написал полтора десятка научно-популярных книг на стыке информатики, управления и психологии — о том, как можно использовать его визуальный язык для лучшего запоминания материала.

Одну из таких книг, «Как улучшить работу ума», совершенно случайно купил в начале 2000-х в Москве литовский бизнесмен Альгирдас Каралюс. Так он узнал о существовании языка ДРАКОН — и ему в голову пришла блестящая бизнес-идея: применить этот язык для автономного обучения студентов.

«У меня в домашней библиотеке около 4000 книг, но ни одна из них не произвела на меня такого впечатления, как книга Паронджанова, — вспоминает бизнесмен. — Она стала тем самым недостающим звеном, которого мне так не хватало. Это была настоящая революция в образовании. Я понял, что эта идея должна обойти весь мир».

Врач по образованию, Каралюс в первую очередь подумал о том, насколько эффективными могут быть простые и понятные графические алгоритмы в обучении медицинским навыкам. И рассказал о книге своему другу, специалисту по неотложной медицине Паулюсу Добожинскасу.

Вместе с коллегами Добожинскас начал писать на ДРАКОНе стандартизованные клинические алгоритмы для медиков, привлекая к этой работе лучших ученых и лучших врачей Литвы.

«Дело в том, что раньше в медицине алгоритмы писались как придется, — объясняет профессор. — Просто делались какие-то блок-схемы, а какого-то единого принципа — как и что нужно писать — попросту не было. А когда мы начали работать с языком ДРАКОН, мы поняли, что он позволяет очень легко описать сложные процессы — так, чтобы они стали понятны для совершенно незнакомых с ними людей».

Image caption

Паулюс Добожинскас с коллегами написал на ДРАКОНе несколько учебников

«Если перед литовскими коллегами стояла задача выбрать графический язык для наглядного представления алгоритмов, они сделали вполне понятный выбор, — соглашается Тимофей Брыксин. — Тут большую роль начинают играть уже вопросы вкуса и личных предпочтений, но мне ДРАКОН видится вполне конкурентоспособным в этой нише».

Понемногу новые клинические алгоритмы дополняли друг друга и складывались в целые учебные пособия для студентов-медиков. Так появились учебники «Травма», «Неотложная медицинская помощь», «Специализированная реанимация новорожденного» и другие — в том числе и на русском языке. Каждый из них открывается статьей Альгирдаса Каралюса «Как читать алгоритмы».

Когда спустя несколько лет литовцы привезли эти учебники в Москву и подарили их ничего не подозревавшему Паронджанову, тот пришел в полный восторг.

«Это был язык ДРАКОН — тот самый ракетно-космический язык, который я и создал, работая в «Роскосмосе», — но они приспособили его для медицинских целей!» — восхищается изобретатель.

Проанализировав работу литовских медиков, Паронджанов написал на ее основе еще одну книгу, под названием «Почему врачи убивают и калечат пациентов, или Зачем врачу блок-схемы алгоритмов?»

«Вторая грамотность»

Сейчас Добожинскас возглавляет в Каунасе медицинский Центр исследования кризисов и инновационную Гибридную лабораторию, где учатся студенты из разных стран.

Гибридной она называется потому, что объединяет два метода обучения: студенты учатся онлайн, но отрабатывают навыки руками в симуляционном классе, тренируя мышечную память.

Правообладатель иллюстрации
HybridLab

Симуляционное обучение на манекенах гораздо эффективнее интернет-курсов, но заодно намного сложнее и дороже, так как требует наличия проводящего тренинг инструктора. ДРАКОН помог решить эту проблему.

«Драконный алгоритм помог нам удалить инструктора из симуляционного класса, так как все действия — пошагово — расписаны в процессе, — объясняет Добожинскас. — И студент, приходя в симуляционный класс, может весь процесс проводить самостоятельно — без активного участия инструктора».

А это значит, что студенты могут отрабатывать навыки медицинской помощи в любое время — не подстраиваясь под тренера и даже без поправки на часовые пояса. В классе ведется видеозапись, и преподаватель отсматривает только итоговый, «экзаменационный» вариант — тоже тогда, когда ему или ей удобно.

Литовцы отмечают: помимо того что ДРАКОН существенно повышает скорость обучения, он еще и делает его невероятно эффективным — по сравнению с обычными курсами.

«Если при традиционном обучении только 3% студентов достигают мастерства и еще 17% приобретают какие-то навыки (а 80%, к сожалению, так и не овладевают успешно никакими навыками), то при драконном обучении мы можем обеспечить 97-процентное достижение результата», — уверяет Каралюс.

Image caption

Альгирдас Каралюс говорит, что ДРАКОН изменил его жизнь

Он даже создал международную академию языка ДРАКОН, чтобы алгоритмы Паронджанова можно было применять в обучении любым другим практическим навыкам.

«Каждый человек просто обязан обучиться алгоритмическому мышлению, — уверен литовский бизнесмен, — потому что в XXI веке алгоритмическое мышление — это просто вторая грамотность».

Почти все книги Паронджанова доступны в интернете, большинство из них можно скачать бесплатно.

Источник: bbc.com

Похожие записи

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *