Статья: ИНСТРУМЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ В НАУКЕ О ДАННЫХ (2025)

В статье рассматривается проблема формирования профессиональной компетентности курсантов военных учебных центров вузов с использованием технологий интерактивного обучения. Целью исследования является разработка методики оценивания и анализ педагогических условий модели интерактивного обучения для повышения уровня профессиональной компетентности курсантов. Интерактивное обучение в статье рассматривается как один из эффективных способов формирования необходимых профессиональных компетенций, способствующих динамичному вовлечению обучающихся в образовательный процесс. В ходе исследования применялись теоретические, эмпирические и диагностические методы. В результате было обосновано внедрение модели формирования профессиональной компетентности, а также предложены методика оценивания и условия ее реализации. Выделены три уровня развития компонентов профессиональной компетентности курсантов: высокий (эталонный), средний (оптимальный) и низкий (пороговый), описаны их критерии. Определены педагогические условия, обеспечивающие результативность процесса: формирование образовательного пространства многостороннего диалога; психолого-педагогическая подготовленность педагога к использованию интерактивных технологий; структуризация педагогического процесса на основе современных технических средств обучения; моделирование разнообразных профессиональных ситуаций на учебных занятиях. В результате исследования сделан вывод о том, что использование интерактивных методов, форм и технологий открывает новые возможности для эффективного формирования профессиональной компетентности курсантов, способствует развитию их мотивации, активизации учебной деятельности, формированию профессиональных умений и навыков, а также профессионально значимых личностных качеств.

Статья посвящена изучению актуального вопроса формирования цифровой компетентности будущих учителей иностранного языка в рамках цифровой трансформации образования и значительных изменений требований к компетентности современного педагога. Цифровые технологии становятся неотъемлемой частью языковой практики, появляются новые форматы межкультурной коммуникации, изменяются способы доступа к аутентичным языковым ресурсам. Владение цифровыми педагогическими инструментами и умение работать с цифровым контентом становятся обязательным компонентом профессионального стандарта. Таким образом, целью данного исследования является изучение специфики профессионального становления студентов - будущих учителей иностранного языка и определение способов формирования их цифровой компетентности посредством иностранного языка. В качестве методов исследования используются сравнение, синтез, анализ, наблюдение и анкетирование. В данной статье рассмотрено понятие цифровой компетентности будущего учителя иностранного языка; проанализированы области цифровых возможностей, предложенных Европейским союзом; изучены компоненты понятия цифровой компетентности педагога. Авторами проанализировано 78 источников, 17 из которых указаны в списке литературы. Проведенное исследование показывает, что учителя признают высокий потенциал цифровых форматов обучения и их преимущества с точки зрения удобства и разнообразия. Однако авторы отмечают наличие противоречия между осознанием важности цифровых технологий в образовании и уровнем сформированности цифровой компетентности учителя. В связи с этим авторами было проведено анкетирование и наблюдение за деятельностью учителей иностранного языка средней школы, что позволило выявить потребности учителей иностранных языков и определить основные приоритеты для разработки элективного курса, ориентированного на студентов педагогического образования. В основу построения элективного курса для будущих учителей иностранного языка положена Европейская модель цифровых компетенций для образования. В статье авторы проиллюстрировали данную модель примерами заданий, направленных на формирование цифровой компетентности через учебную иноязычную деятельность.

Дистанционные олимпиады, проводимые с использованием интернет-технологий, получили широкое распространение в последнее время. В связи с этим обмен опытом по методическому сопровождению таких олимпиад является востребованным и позитивно скажется на совершенствовании практики проведения интеллектуальных соревнований. Цель исследования - представить опыт разработки олимпиадных заданий для республиканской дистанционной олимпиады школьников по русскому языку и литературе «Северное сияние», приуроченной к 90-летию высшего образования Якутии и 225-летию со дня рождения А. С. Пушкина. Материалом для анализа служит банк заданий этой олимпиады, основными методами исследования являются теоретический анализ и обобщение, аналитическое описание и классификация, статистический метод. В результате исследования определены ведущие принципы составления заданий для дистанционной олимпиады: учет возможностей используемой для ее проведения интернет-платформы (СДО Moodle), тематическое разнообразие заданий, их адекватная сложность, рациональная занимательность, ориентированность на перспективы олимпиадных испытаний более высокого уровня трудности. Установлены критерии классификации заданий, разработанных для дистанционной олимпиады: по формату тестовых заданий в системе Moodle, по предметной области и компонентам предметных компетенций, по характеру материала. В соответствии с этими критериями выделяются и характеризуются типы олимпиадных заданий, приводятся их примеры. В целом выполнение олимпиадных заданий потребовало от школьников как базовых знаний по русскому языку и литературе, так и филологического кругозора, навыков аналитического и логического мышления, смекалки.

Актуальность настоящего исследования заключается в возрастающей потребности школ в учителях биологии новой формации, готовых работать в условиях цифровой образовательной среды. Цель исследования - проверка эффективности методической подготовки будущих педагогов-биологов на педагогической практике в условиях цифровой образовательной среды. В исследовании применялись методы анализа и синтеза, систематизации и сравнения, логического анализа, а также проведен онлайн-опрос будущих педагогов по формированию методических компетенций в цифровой образовательной среде Южного федерального университета. Формирование методических компетенций в условиях цифровой образовательной среды представлено комплексным процессом, направленным на подготовку специалистов для общеобразовательных учреждений, способных эффективно использовать современные образовательные технологии и цифровые ресурсы. Проведена оценка сформированности методических компетенций на педагогической практике, анализ использования ресурсов для обеспечения качественного преподавания биологии. Оценка освоения методических компетенций заключалась в проверке трех блоков методических компетенций в сравнении двух испытуемых групп - биологов и педагогов: проектирование, моделирование и организация учебного процесса, оценка и рефлексия, использование ресурсов и самоанализ деятельности. Первая группа, педагоги, продемонстрировала более высокие результаты в проектировании учебного процесса и дифференцированном подходе, тогда как вторая группа, классические биологи, сталкивалась с большими трудностями и нуждалась в методической поддержке. Эффективность методической подготовки педагогов по сравнению с биологами подтверждается более высокими результатами в пользу педагогов в освоении методических компетенций проектирования учебного процесса, оценке знаний и использовании ресурсов цифровой образовательной среды. Выявлено, что педагоги-биологи показывают более высокую практическую подготовку и уверенность в овладении методическими компетенциями, в то время как классические биологи обладают сильными теоретическими знаниями, но сталкиваются с трудностями в практической реализации их на педагогической практике и адаптации к процессу обучения школьников.

Использование нейросетей в иноязычном образовании открывает новые пути совершенствования коммуникативной компетенции современных школьников. Нейросети способны генерировать новые идеи для уроков, создавать интерактивные и игровые задания для обучения разным аспектам иностранного языка. Цель работы - теоретически обосновать и экспериментально доказать эффективность использования нейросетей в процессе обучения иностранному языку в 5-х классах. В ходе педагогического эксперимента были разработаны с использованием различных нейросетей и внедрены в процесс обучения иностранному языку задания, направленные на развитие лексических умений, умений чтения и умений говорения обучающихся. Авторами представлены результаты диагностического и итогового тестирования в экспериментальной и контрольной группах до и после внедрения разработанных заданий. Анализ полученных данных позволяет утверждать, что использование нейросетей в процессе обучения способствует не только повышению уровня владения языковыми и речевыми умениями, но и развитию познавательного интереса и мотивации к изучению иностранного языка. В статье подчеркивается необходимость дальнейшего изучения проблемы интеграции нейросетей в процесс обучения иностранному языку в школе и в системе дополнительного языкового образования.

Статья посвящена вопросам повышения уровня умений и навыков монологической речи студентов, обучающихся на неязыковых факультетах вуза, при помощи комплекса упражнений на основе дискуссионных форм работы. Автор на основе анализа научной и методической литературы и с учетом существующей практики рассматривает особенности обучения монологу как одному из важнейших видов продуктивной речевой деятельности, выявляет основные направления повышения эффективности процесса обучения студентов-нелингвистов монологической речи и обосновывает ценность применения дискуссионных форм в обучении монологу в вузе. Описываются упражнения на основе дискуссионных форм, которые могут помочь преподавателям, ведущим работу на неязыковых факультетах, улучшить существующую практику обучения монологическому высказыванию на занятиях по английскому языку в вузе. В статье автор поэтапно описывает проведение работы по обучению монологу на английском языке студентов опытной группы, включающую использование таких техник, как мозговой штурм, дебаты, техника аквариума и др., и приводит данные диагностики по ее результатам, которые, по его мнению, подтверждают выдвинутую гипотезу и доказывают, что дискуссионные формы работы действительно являются эффективными в обучении монологу на английском языке студентов, для которых английский язык не является основным направлением подготовки.

Современные общественные изменения существенно повлияли на отрасль коррекционной педагогики, предметом которой являются процессы обучения, воспитания, развития и преодоления нарушений у обучающихся с умственной отсталостью - олигофренопедагогику. Недостаточная обеспеченность диагностическими технологиями и учебно-методическими материалами специалистов, высокая вовлеченность практических работников в образовательный процесс, препятствуют возможности своевременного выявления особых образовательных потребностей обучающихся с умственной отсталостью (интеллектуальными нарушениями), что ограничивает возможность оказания и получения качественной коррекционно-развивающей образовательной помощи. Целью данного исследования выступила разработка модели комплексной диагностики двигательной сферы развития у младших школьников с интеллектуальными нарушениями (умственной отсталостью). В 2023-2024 учебном году на базе специальной образовательной организации, осуществляющей образовательную деятельность по адаптированным основным общеобразовательным программам, школы-интерната № 17 г. Москвы, были реализованы научные теоретические и эмпирические методы олигофренопедагогики: философского, методологического, медицинского, психолого-педагогического анализа; обобщения и систематизации данных передового педагогического опыта; моделирования содержания процесса физического развития школьников с нарушением интеллекта; педагогический эксперимент. В результате исследования была разработана комплексная диагностическая программа для оценки двигательного развития обучающихся младших классов с интеллектуальными нарушениями, включающая следующие показатели: антропометрический; мотивационный; функциональный; вариативности двигательной деятельности; сформированности темпо-ритмических навыков. Особенностью данной диагностики является то, что она предполагает оценку различных сторон моторной сферы развития; учитывает не только актуальное состояние детей, но и потенциальные возможности, зону «ближайшего развития», что позволяет прогнозировать пути совершенствования и ослабления нарушений моторной сферы; позволяет осуществлять достоверное изучение особенностей детей с интеллектуальными нарушениями.

Цифровая трансформация высшего музыкального образования осмысливается в педагогической науке либо в философско-образовательном, либо в технологическом аспектах. Наблюдается дефицит научной рефлексии в области цифровой дидактики. Целью исследования является выявление перспективных направлений использования искусственного интеллекта в высшем музыкальном образовании. В исследовании использовались следующие методы: анализ научной литературы, содержащей кейсы внедрения искусственного интеллекта в высшее музыкальное образование, опрос преподавателей музыки, использующих нейросети в образовательной деятельности (n = 21). Были определены направления использования искусственного интеллекта в преподавании музыки: 1) обучение (сопровождение обучения) вокалу / игре на музыкальном инструменте; 2) развитие (сопровождение процесса развития) качеств музыкальной выразительности (музыкальной эмоциональности); 3) автоматизированная система оценки / анализа исполнительской техники; 4) использование чатов с нейросетями для обучения теории и истории музыки; 5) персонализация процесса обучения; 6) автоматизация работы с содержанием музыкального образования. В реальной практике наиболее востребованы автоматизированная система оценки и использование чатов с нейросетями, автоматизация работы с содержанием музыкального образования. Также дана классификация нейросетей по уровню интеграции решаемых задач: 1) монозадачные; 2) полизадачные; 3) интегральные модели. В зависимости от способа реализации на уровне формы обучения выделены следующие направления: 1) дистанционное обучение; 2) смешанное обучение; 3) интеллектуальные системы обучения. Последнее рассматривается в качестве новой образовательной перспективы. Таким образом, исследование выявило перспективные направления внедрения искусственного интеллекта в высшее музыкальное образование, среди которых наибольшую практическую востребованность показывают автоматизированная оценка исполнительской техники и работа с образовательным контентом, в то время как остальные направления обладают значительным, но еще не реализованным потенциалом.

Исследование является актуальным в связи с необходимостью создания новой методики, способствующей развитию рефлексии у студентов педагогического направления. Это, в свою очередь, направлено на совершенствование их навыков работы с информационными технологиями в будущей профессиональной практике. Целью исследования являлось доказательство эффективности методики подготовки студентов - будущих педагогов к применению информационных технологий в профессиональной деятельности с помощью формирования определяющей и содержательной рефлексии путем участия студентов в учебных диалогах с применением технологий искусственного интеллекта. В исследовании участвовали 77 студентов ГАОУ ВО города Москвы «Московский городской педагогический университет» бакалавриата и магистратуры, которые изучали курс «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании». Исследование проводилось в течение одного семестра с февраля по июнь 2024 года и состояло из трех этапов: входной диагностики уровня эффективности применения информационных технологий, уровня сформированности определяющей и содержательной рефлексии, вторым этапом проводилось обучение студентов в течение 6 занятий для каждой группы, третьим этапом производилась контрольная диагностика. В работе представлены итоги экспериментальной проверки данной методики, а именно проведены входная и выходная диагностика уровня эффективности применения информационных технологий, а также уровня сформированности определяющей и содержательной рефлексии в рамках курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании», сделаны выводы об эффективности методики.

В последние годы технологии искусственного интеллекта и машинного обучения стали неотъемлемой частью современного образования и процесса изучения иностранного языка. Цель настоящей статьи - определить основные функции искусственного интеллекта в процессе преподавания иностранного языка в вузе на основе обзора актуальных отечественных и зарубежных публикаций, а также проанализировать потенциал имплементируемых инструментов искусственного интеллекта в методике преподавания испанского языка в Инженерной академии РУДН. В качестве методов исследования были использованы анализ и систематизация инструментов искусственного интеллекта, применяемых в образовательной деятельности зарубежных вузов и вузов России в соответствии с протоколом Preferred Reporting Items for Systematic Reviewsand Meta-Analyses (PRISMA). В результате поиска в структуре списка публикаций была сформирована первичная база из 50 статей, отвечающих искомым характеристикам, за 2020-2024 гг., из них отобраны 25 публикаций с наибольшим количеством цитирований. В статье выделяются основные функции инструментов искусственного интеллекта в изучении иностранного языка и отмечаются преимущества и недостатки их использования. В ходе исследования особое внимание уделено практическому внедрению инструментов с искусственным интеллектом на занятиях по испанскому языку на кафедре иностранных языков Инженерной академии Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы.

Актуальность исследования обусловлена интенсивным развитием онлайн-школ программирования как сектора дополнительного образования и необходимостью научного обобщения форм, методов, педагогических закономерностей и результатов обучения. Цель исследования заключается в идентификации структуры и содержания понятия «IT-навыки подростков», формируемых в онлайн-школе программирования как секторе дополнительного образования детей. Выявлены педагогические особенности онлайн-школ программирования для детей: индивидуализация развития в IT-сфере с учетом образовательных потребностей и возможностей ребенка; высокий потенциал инженерно-технического творчества; ориентация на формирование у детей универсальных навыков (таких как коммуникабельность, умение работать в команде, самоорганизация), способных обусловить в дальнейшем социальную адаптацию. Проанализировано понятие «навыки» в контексте компетентностного подхода, представляющего собой динамическую характеристику, развиваемую с опытом профессиональной деятельности в компетентность и профессиональное мастерство. Представлена авторская трактовка понятия «IT-навыки подростков» как способность применения знаний и умений в области информационных технологий для решения практических задач; раскрыта его структура через дифференциацию прикладных и универсальных навыков. Формирование IT-навыков осуществляется в онлайн-формате при организации цифровой образовательной среды и педагогическом сопровождении. Положительная динамика развития IT-навыков в процессе обучения подростков позволила доказать, что традиционная педагогическая триада «знание - умение - навыки» в IT-сфере может получить развитие через ориентацию на трудовые функции, где «навык» обобщается в категорию сформулированных востребованных профессионально-личностных характеристик.

В статье рассматривается проблема формирования лингвистической компетенции будущих учителей иностранного языка посредством Chat-4о. Автор обосновывает значимость формирования лингвистической компетенции как важного компонента иноязычной коммуникативной компетенции, необходимой для успешной социализации будущего учителя иностранного языка. На основе анализа работ по теме исследования уточняется понятие лингвистической компетенции, ее основные компоненты. Обосновывается актуальность использования ChatGPT-4о в процессе формирования лингвистической компетенции будущих учителей иностранного языка. В ходе педагогического эксперимента была разработана и апробирована методика, включающая комплекс запросов к Chat-4о на создание языковых, условно-речевых и речевых упражнений и заданий для поэтапного формирования лингвистической компетенции у будущих учителей иностранного языка. Представлены результаты оценки уровня лингвистической компетенции, проведенной до и после внедрения экспериментальной методики. Анализ полученных данных подтверждает эффективность использования технологии ChatGPT-4о для развития языковых навыков, имитации реальной коммуникации, автоматизированного контроля прогресса и индивидуализированного подхода к обучению иностранному языку. Автор приходит к выводу о целесообразности интеграции ChatGPT-4о в процесс обучения иностранному языку как эффективного средства формирования лингвистической компетенции будущих учителей иностранного языка. Подчеркивается необходимость дальнейших исследований, направленных на расширение возможностей применения Chat-4о для формирования социокультурного и других компонентов коммуникативной компетенции.

Актуальность выбранной темы обусловлена отсутствием концептуального осмысления в теории и практике социально-культурной деятельности проблемы формирования праздничной культуры сельских подростков как педагогического феномена, оказывающего воспитательное воздействие на личность молодых людей, их культурную идентичность. Цель - обоснование структурно-функциональной модели формирования праздничной культуры подростков в условиях сельских учреждений культуры. Методы исследования включают анализ информационных и методических материалов, вторичных исследований, моделирование. Разработанная модель формирования праздничной культуры сельских подростков характеризуется концептуальностью, интегративностью, многофункциональностью. Модель включает шесть взаимосвязанных компонентов: ценностно-целевой, методологический, содержательный, технологический, организационно-деятельностный и оценочный. Эффективность реализации представленной модели обеспечивается комплексом следующих организационно-педагогических условий: наличие современного материально-технического оснащения, площадок для репетиционных, организационно-творческих мастерских; привлечение квалифицированных специалистов социально-культурной деятельности, имеющих дополнительные компетенции в области подготовки и организации массовых праздничных мероприятий; обеспечение взаимодействия с сельскими учреждениями культуры, родителями, учителями школ, местным креативным сообществом; продвижение праздничных мероприятий через мессенджеры и социальные сети; учет возрастных и личностных особенностей (интересов и предпочтений) подростков в процессе разработки, адаптации, организации праздничных программ; осуществление обратной связи с целью повышения эффективности праздничных мероприятий. Таким образом, предложенная структурно-функциональная модель направлена на реализацию процесса целенаправленного формирования праздничной культуры подрастающего поколения в условиях досуговой деятельности сельских учреждений культуры, способствует успешному вовлечению молодых сельчан в праздничные мероприятия, а также сохранению и укреплению традиционных духовно-нравственных ценностей.

Статья посвящена обоснованию качественных и количественных методов исследования как необходимых инструментов в деятельности педагога-психолога, позволяющих ему аргументировать свои решения на основе научно подтвержденных данных и обеспечивающих понимание индивидуальных особенностей и потребностей обучающихся. Количественные методы необходимы для изучения больших групп обучающихся, выявления статистических закономерностей и оценки эффективности реализуемых образовательных программ. Качественные данные дают возможность раскрыть сложные взаимосвязи между различными факторами, строить гипотезы, выявлять закономерности и создавать более полную и глубокую картину исследуемого явления. Постановка данной проблемы обусловила решение следующих задач: доказать значимость качественных и количественных методов исследования в практической деятельности педагога-психолога; описать первичные и вторичные величины, характеризующие психолого-педагогические процессы и явления. Интеграция качественных и количественных методов в исследовательской практике педагога-психолога позволяет получить более полное и всестороннее представление об изучаемой проблеме, расширяет теоретическую базу для разработки новых моделей и концепций в области психолого-педагогических исследований. Качественные и количественные методы, такие как тестирование, анкетирование, математическая обработка результатов, дают возможность выявить закономерности, тенденции и отклонения от нормы, получить объективную картину об уровне развития определенных навыков, способностей, личностных характеристик, что особенно важно для ранней диагностики проблемы и разработки эффективных стратегий ее решения.

Статья посвящена актуальной проблеме диагностики уровня сформированности социально-бытовых навыков у детей старшего дошкольного возраста с ограниченными возможностями здоровья, в частности с задержкой психического развития. Цель работы - выявить и проанализировать уровень сформированности социально-бытовых навыков у детей указанной категории. В исследовании представлена разработанная методика, включающая комплекс заданий, направленных на оценку навыков самообслуживания, коммуникации и организации быта, и основана на количественных и качественных показателях, оцениваемых по трехбалльной шкале, что позволяет определить уровень сформированности навыков (высокий, средний, низкий) и выявить индивидуальные трудности каждого ребенка. Апробация методики проводилась на базе МБДОУ «Детский сад «Радуга» комбинированного вида» Рузаевского муниципального района, структурное подразделение «Детский сад №10 комбинированного вида» г. Рузаевка Республики Мордовия с участием 12 детей 6-7 лет с задержкой психического развития. Результаты исследования показали преобладание у дошкольников низкого уровня сформированности социально-бытовых навыков, что свидетельствует о необходимости организации целенаправленной психолого-педагогической работы. Статья подчеркивает важность разработки программ, направленных на развитие социально-бытовых навыков у детей с задержкой психического развития, что будет способствовать их успешной социализации и интеграции в общество. Предложенная методика может быть использована в практике работы педагогов, психологов и родителей для диагностики и дальнейшей коррекционной работы с детьми данной категории.

Процесс сжигания черного щелока в содорегенерационных котлоагрегатах играет ключевую роль в обеспечении замкнутого цикла химической регенерации щелоков на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности. Цель исследования - разработка архитектуры интеллектуальной системы диагностики нарушений процесса сжигания черного щелока с учетом современных тенденций развития автоматизации и цифровизации в рамках концепции «умного производства». Анализ выполнен в соответствии с принципами подготовки обзоров по протоколу PRISMA. Поиск источников проводился в международных и российских базах данных (Scopus, ScienceDirect, SpringerLink, IEEE Xplore, Google Scholar) за период с 2010 по 2024 г. Были проанализированы 127 публикаций, из которых 37 отобраны для включения в список литературы. В ходе обзора классифицированы методы диагностики (моделирование, экспертные системы, машинное обучение, техническое зрение), обобщены их преимущества и ограничения, выделены параметры с высокой диагностической значимостью. Проведено сопоставление подходов по степени адаптивности, чувствительности и применимости в условиях ограниченной наблюдаемости. Предложена модульная архитектура интеллектуальной системы диагностики, объединяющая цифровые и визуальные признаки, с возможностью переобучения и адаптации к реальным условиям эксплуатации. Интеграция методов машинного обучения и технического зрения в SCADA-контур позволяет повысить чувствительность диагностики, своевременно выявлять нарушения и поддерживать устойчивость режима сжигания. Разработанная архитектура может быть использована на предприятиях отрасли для повышения эффективности и надежности работы содорегенерационных котлов.

В статье представлено исследование повышения точности решения дифференциальных уравнений за счет применения троичной сбалансированной системы счисления в экспоненциальном виде, с плавающей запятой. Сравнение результатов вычислений и оценка точности приводятся в десятичной системе счисления. Работа основана на сравнительном анализе трех подходов: аналитического решения дифференциального уравнения как эталона точности, классического метода Эйлера в двоичной системе (с проведением компьютерных вычислений) и классического метода Эйлера в троично-сбалансированной системе счисления с симметричным алфавитом {-1, 0, +1} (вычисления выполнялись вручную). Теоретическое обоснование преимуществ троичной сбалансированной системы счисления базируется на уникальных свойствах симметричной арифметики, обеспечивающей естественную компенсацию ошибок округления. Работа демонстрирует возможность значительного повышения точности решения дифференциальных уравнений без увеличения вычислительной сложности за счет использования троично-сбалансированной системы счисления. Результаты численных экспериментов свидетельствуют о существенном преимуществе троично-сбалансированной системы счисления: достигаемая погрешность решения составляет всего 1-6 %, что в несколько раз точнее по сравнению с результатами, полученными в традиционной двоичной системе. Такое улучшение точности объясняется фундаментальными свойствами симметричной троичной арифметики, где сбалансированное представление чисел способствует взаимной компенсации ошибок округления на каждом шаге вычислений. Показано, что использование троичной сбалансированной системы счисления позволяет повысить точность вычисления в 5 и более раз по сравнению с традиционной двоичной реализацией.

В статье рассмотрены вопросы анализа и обработки больших массивов метеорологических данных. Целью исследования является обмен опытом в выявлении и корректировке пропущенных и аномальных значений временных рядов метеорологических данных. В рамках исследования разработаны алгоритмы нормализации данных, выявления их индивидуальных и контекстных аномалий, а также корректировки пропущенных и аномальных значений. Особенностями разработанных алгоритмов являются использование модели машинного обучения, основанной на применении деревьев решений, для изучения рядов данных при выявлении пропущенных значений, а также анализ временных и сезонных закономерностей при выявлении индивидуальных и контекстных аномалий на основе специализированных библиотек на языке программирования Python. Разработанные алгоритмы включены в программные модули сервис-ориентированного приложения для получения, обработки и анализа климатических данных при решении сложных мультидисциплинарных научных и прикладных задач экологического мониторинга Байкальской природной территории. Предложенная методика применена для анализа и обработки нескольких временных рядов метеорологических данных, полученных с метеостанций, которые расположены на Байкальской природной территории. Результаты применения методики показали существенное повышение качества обработанных данных, использованных в дальнейшем на практике в задачах моделирования работы автономных энергетических систем инфраструктурных объектов Байкальской природной территории.

Предложен алгоритм определения недопустимых движений в видеопотоке, который позволяет гибко настраивать чувствительность обнаружения недопустимых движений; обеспечивает устойчивость к шуму; указывает место в кадре, где произошло обнаружение нетипичного движения; не тратит время на определение фона и траекторий движения объектов; анализ не тормозит видеопоток при его обработке в Wolfram Mathematica и Python. Предложенный алгоритм обнаруживает недопустимые движения не более чем за 0,02 с, а допустимые - в сотни раз быстрее. То есть пользователь системы видит результаты анализа без задержек и зависаний. В работе логика предложенного алгоритма представлена на диаграмме деятельности. В качестве примеров программирования ключевых моментов предложенного алгоритма приведены коды программы в системе Wolfram Mathematica 11, в которых реализованы предложенные в работе приемы реализации этих моментов. При разработке алгоритма анализа движения учтены характеристики имеющихся в настоящее время камер, предназначенных для использования на улице и в помещениях, реализующихся в продаже в настоящее время. Указаны параметры видеопотоков прикладных задач, которые могут быть решены с помощью предложенного алгоритма анализа, и соответствующие рекомендуемые камеры. Этот список показывает, какие именно камеры лучше использовать для задач по обнаружению движений в видеопотоке с указанными параметрами. Предложенный алгоритм может быть использован в системах управления беспилотным транспортом и мониторинге охраняемых объектов (со стационарной или подвижной камеры), где важно своевременно фиксировать недопустимое движение в строго определенных зонах.

В настоящее время организация технологии «виртуальный рельс» в перегрузочном портовом комплексе представляется одной из актуальных задач в области управления логистическими процессами. Целью исследования является использование геоинформационной технологической системы «виртуальный рельс» в автономном технологическом процессе перевалки контейнеров с учетом класса груза, массы и особых условий перевозки. Данный метод может повысить эффективность процессов, таких как разгрузка и погрузка контейнеров, управление ресурсами, что, в свою очередь, способно привести к снижению затрат и времени обслуживания. В статье рассмотрены методы повышения точности в управлении технологическими комплексами «виртуальный рельс». Существующие технологические методы высокоточного позиционирования требуют определения разностных частот от четырех спутников. В работе предложено использовать корректирующие сигналы станции для счисления ошибки определения координат транспортного средства. Учитывая, что транспортное средство в условиях контейнерного терминала движется в одной плоскости, вычисление погрешности определения координат по одной из осей может быть произведено как определение базовой поправки в момент времени определения отклонения от опорной частоты сигнала спутника. Учет этой погрешности позволяет увеличить точность определения координат при организации технологического комплекса «виртуальный рельс» в порту, что способствует более эффективному управлению процессами и ресурсами.

В статье предложен метод переналадки мобильных компонентов роботизированного технологического комплекса в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства. Целью исследования является разработка системы двухуровневого планирования перемещений мобильного промышленного робота, обеспечивающей его интеграцию с производственным центром для формирования роботизированного технологического комплекса, что позволит оперативно адаптировать производственную систему. Метод сочетает в себе верхнеуровневое планирование, ориентированное на согласование логистики перемещений промышленного робота с общим производственным расписанием, и низкоуровневое, целью которого является обеспечение точного пространственно-временного позиционирования робота в зоне интеграции с производственным центром. Для повышения эффективности поиска траекторий перемещения в зоне интеграции в условиях динамически изменяющейся среды предложено использовать адаптированный алгоритм A* с нейросетевой эвристикой на основе графовой нейронной сети. Приведена архитектура взаимодействия уровней планирования, реализованная с использованием воксельной модели рабочего пространства и системы ROS. Результаты, полученные в ходе экспериментов, демонстрируют преимущество предложенного метода применительно к задачам переналадки роботизированных технологических комплексов. В результате применения предлагаемого метода были достигнуты сокращение времени перепланирования, уменьшение количества перестроений маршрута и сокращение его общей длины по сравнению с методами, основанными на классическом алгоритме A*.

Показано, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен применяется в деталях и узлах триботехнического назначения вследствие уникального сочетания прочностных и эластичных свойств. Выявлена проблема гидрофобности такого полиэтилена, инертности, что препятствует пропитке полимерными матрицами и созданию износостойких композитов. Охарактеризованы ограничения традиционных способов химической активации полиэтилена по причине ресурсозатратности процессов. Выявлена перспективность плазменной модификации и поставлена цель создания физической модели композита с повышенным значением показателя прочности связи между тканным сверхвысокомолекулярным полиэтиленом и эпоксидно-диановой матрицей.

Методы исследования: активация холодной плазмой в среде воздуха, оценка смачиваемости методом «сидячей капли», анализ прочности связи с матрицей на разрывной машине до и после активации полиэтилена плазмой, спектроскопия. В результате плазменного воздействия повышено значение показателя смачиваемости поверхности полиэтилена более чем в 3 раза, что позволяет пропитать износостойкий материал матрицей; существенно повышено значение показателя прочности связи исследуемого полиэтилена с эпоксидно-диановым связующим. Установлено, что плазменная модификация способствует формированию азот- и кислород-содержащих групп в поверхностном слое полиэтилена, что повышает его способность к химическому взаимодействию с матрицей, обеспечивает возможность получения устойчивого к нагрузкам композита трибологического назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

Целью работы является исследование влияния неоднородности приборов на функциональные характеристики многофазной системы массового обслуживания. В системах такого типа требования последовательно проходят через несколько этапов обработки, при этом каждый из этапов может представлять собой отдельную операцию или группу операций с одинаковой или различной скоростью обслуживания. Если требование уже завершило обработку на одной из фаз, а все приборы в следующей фазе заняты, предполагается, что заявка остается на приборе, временно блокируя его работу. В качестве показателей эффективности рассматриваются p0 - вероятность того, что ни один из каналов обслуживания в системе не занят, и pотк - вероятность того, что вновь прибывшая заявка не сможет получить обслуживание из-за занятости всех каналов. С помощью разработанных в среде AnyLogic моделей получен ряд результатов для многофазных систем с неоднородными приборами при различных конфигурациях входного потока и интенсивности устройств. Для исследования закономерностей влияния неоднородности приборов на общую производительность системы полученные результаты сопоставлены с результатами для классических систем с однородными приборами. Анализ показал, что при незначительной нагрузке система с приборами различной производительности может быть эффективнее, чем система с приборами одинаковой производительности. Кроме того, установлено, что многофазный характер обслуживания заявок может усиливать влияние неодинаковой скорости работы приборов на общую эффективность системы. Исследование актуально для широкого круга прикладных задач, связанных с проектированием и управлением сложными системами.

В статье изучаются теоретические и практические аспекты цифровизации процессов управления в строительных компаниях. Основное внимание уделяется разработке методологии и инструментов внедрения цифровых технологий в систему управления строительными проектами. Цель исследования - создание цифровой системы управления в строительстве для стабильности проектов и оптимизации процессов с использованием проверенных методов анализа и оценки проблем. В работе представлены результаты разработки концептуальных основ цифровизации управления строительными проектами, включая усовершенствованную методику классификации рисков и оригинальную модель комплексной оценки. Особое внимание уделяется созданию информационной системы на основе пространственных данных, необходимой на всех этапах строительства. Практическая значимость исследования заключается в разработке комплекса организационно-экономических механизмов внедрения цифровых технологий, адаптированных к специфике строительных проектов. Предложенные инструменты позволяют оптимизировать взаимодействие между участниками процесса, обеспечить регулярный мониторинг и координацию работ. Эффективность предложенной модели цифровизации управления показана на примере строительных проектов Белгородской области, где особое внимание уделяется безопасности производства работ и качеству взаимодействия между участниками строительного процесса. Результаты исследования могут быть использованы при разработке стратегий цифровизации строительных компаний и совершенствовании систем управления строительными проектами.

Статья посвящена сравнению современных алгоритмов искусственных нейронных сетей, используемых для генерации 3D-моделей. Актуальность темы обусловлена растущим спросом на автоматизацию технологий создания 3D-моделей в различных областях, включающих игровую индустрию, дизайн, киноискусство, медицину. Целью работы является рассмотрение алгоритмов искусственных нейронных сетей для генерации трехмерных моделей с последующим акцентированием их преимуществ и недостатков, а также определение направлений для их возможного применения. В статье рассматриваются основные категории алгоритмов, включая воксельные подходы, методы, основанные на облаках точек, полигональные сетки, а также неявные поверхности. Особое внимание уделяется генеративно-состязательным сетям и нейронным полям излучения, которые демонстрируют высокое качество генерации и широкие возможности применения. Для каждого подхода описаны принципы работы, преимущества, ограничения и примеры использования. Методы исследования включают анализ научной литературы, сравнение подходов, используемых при генерации искусственными нейронными сетями, а также оценку качества генерации на основе публичных датасетов. Также рассматриваются вычислительные затраты, требования к данным и сложность реализации каждого алгоритма. Статья подчеркивает важность дальнейших исследований в этой области, включая разработку гибридных методов и улучшение существующих подходов.

Цель данного исследования заключается в разработке теории решения задач гарантированного нелинейного программирования, направленной на управление группой роботов-лаборантов. Присутствие мутагенных и канцерогенных веществ в рабочей среде подчеркивает необходимость регулярного мониторинга, включая анализ проб воздуха в лаборатории. Это создает потребность в использовании специализированных групп роботов-лаборантов, которые будут выполнять различные задачи на разных устройствах в разные промежутки времени. Поскольку ошибки в действиях этих роботов могут вызвать серьезные последствия, требуется разработка новых алгоритмов управления для повышения их точности. При значительных колебаниях времени работы роботов-лаборантов наблюдается замедление роста экономической эффективности при увеличении частоты отбора проб, и на определенном уровне частоты дальнейшее увеличение становится менее заметным. В условиях значительных изменений времени работы роботов-лаборантов целевая функция имеет нелинейный характер. Поэтому задачи оптимизации времени работы роботов-лаборантов относятся к классу нелинейных задач. Методы используют имитационное моделирование, теорию оптимального управления, статистику. В работе развиты теоретические основы решения задач нелинейного программирования с эквивалентной детерминированной задачей. Итогом исследования является разработка концепции функционирования коллектива роботов, учитывающая условия безопасности химико-технологических процессов.

Целью данного исследования являлось изучение алгоритмов расчета калориметрической температуры горения различных видов в условиях доменной плавки. В работе представлены результаты численного моделирования процессов сгорания, включая сравнительный анализ различных типов топлива и динамику горения в доменной печи. Выполнен расчёт низшей температуры сгорания топлива, при которой происходит преобразование продуктов горения в газообразное состояние и их удаление вместе с дымом. На основании имеющихся данных определены коэффициенты перерасчёта расхода воздуха, требующегося для полного сгорания единицы топлива. Установлено, что в условиях дефицита кислорода происходит неполное сгорание топлива, что приводит к его перерасходу и снижению экономических показателей, это актуально для доменных печей, которые составляют до 70% от общего расхода теплоносителей на металлургических предприятиях с полным циклом. Выявлена целесообразность применения попутного нефтяного газа в доменных печах предприятий черной металлургии с точки зрения повышения энергоэффективности и экологичности. Для определения калориметрической температуры горения топлива произведено сравнение численных методов итерации и интерполяции с созданием математической модели, которая позволяет повысить экономические показатели за счёт точности расчетов соотношения температуры, количества топлива и расхода воздуха в зоне горения. На основании эксперимента научно обоснована целесообразность применения газообразного топлива вместо твёрдого или жидкого. Разработанный численный метод реализован в комплексе программ для проведения вычислительного эксперимента с применением современных компьютерных технологий. Программа разработана с применением языка программирования С++ и кроссплатформенной среды Visual Studio, что гарантирует её работу на любой операционной системе. Наличие в программе существующей базы данных, содержащих основные химические показатели газообразного, жидкого или твёрдого топлива, позволяет автоматизировать процесс расчёта.

В обработке естественно-языковой информации актуальна проблема выявления текстов определенной семантической направленности и определения их источников. Это требуется в анализе новостных потоков, чатов мессенджеров, социальных сетей, проверке документов на плагиат и других подобных задачах. Целью работы является обоснование концептуальной модели выявления в естественно-языковых потоках текстов определенной семантической направленности по формальным описаниям их источников. Анализ известных подходов показал потребность в собственном инструментарии для решения проблемы. В работе предлагается семантическую направленность задавать сценариями языка формальной грамматики гипотетического семантического объекта, сценарии представлять последовательностями характеристик семантического словаря и направленность текста определять семантической близостью сценарию. Бесконечность языка сценариев и отсутствие информации об исходном тексте исключают простой перебор, поэтому предполагаемый сценарий конструируется. Процесс организуется последовательным определением семантического сходства токенов текста характеристикам и их сборкой в предполагаемый сценарий, проверяемый на принадлежность языку. Для семантического сравнения текстов и сценариев сконструированы функции семантического подобия, общий и частный алгоритмы выявления текстов определенной семантической направленности. В общем алгоритме разбор сводится к построению вывода в формальной грамматике, для регулярных грамматик разбор выполняется системой переходов. Для ускорения сборка предполагаемого сценария совмещается с грамматическим разбором и используется механизм бек-трекинга. Точность алгоритмов определяется фактической близостью текстов сценариям. В работе приводится состав разработанного программного комплекса, тестирование которого подтверждает теоретические результаты. Исследование развивает фундаментальные основы математического моделирования естественно-языковой обработки и предлагает новые эффективные вычислительные алгоритмы для комплексов проблемно-ориентированных программ.

Статья посвящена анализу тональности текста (sentiment analysis) - области компьютерной лингвистики и интеллектуального анализа текста, направленной на извлечение субъективных мнений и эмоций из текстов. Целью исследования является выявление возможностей стандартных методов компьютерной лингвистики для определения тональности отзывов о работе торговых сетей. Основной задачей анализа тональности текста служит определение того, является ли данный текст позитивным, негативным или нейтральным. Рассматриваются различные названия и подходы к данной технологии, такие как мониторинг брендов и анализ социальных медиа, которые получили значительное развитие в последние годы благодаря росту популярности Интернета. В исследовании акцентируется внимание на методах классификации, включая подходы на основе правил и машинного обучения, где последняя категория охватывает современные методы глубокого обучения. Также представлено описание объекта исследования - массива отзывов о торговых сетях - с указанием на методику обработки и анализа данных. Одним из основных результатов является вывод, что необходима тщательная предварительная обработка данных с целью отсеивания дубликатов отзывов. В результате этого с помощью классических методов можно получить правильную классификацию отдельных предложений отзывов с точностью до 72%. Использованный в публикации метод группировки отзывов по соотношению положительных, отрицательных и нейтральных предложений позволяет довести точности определения тональности отзывов до 90%.

Статья посвящена проблеме оценки с помощью метода наименьших модулей неизвестных параметров регрессионных моделей с целочисленной функцией пол. Исследуется ситуация, когда зависимая переменная носит категориальный характер. Для включения в регрессионную модель категориальной переменной предварительно проводится ее маркировка (кодирование), состоящая в присвоении каждой категории уникального целого значения. Цель данной работы состоит в формализации в терминах аппарата частично целочисленного линейного программирования задачи идентификации не только неизвестных параметров регрессионной модели с целочисленной функцией пол, но и оптимальных маркеров категорий зависимой переменной. На примере решения задачи классификации семи видов животных доказана корректность разработанного математического аппарата. При этом сначала продемонстрировано, что при случайной маркировке категориальной переменной качество регрессии существенно меняется. Затем предложенным способом найдена оптимальная маркировка категорий зависимой переменной. Полученная модель, по которой было неверно классифицировано только 12 животных из 101, превзошла по качеству все построенные автором регрессии. Предложенный способ оценки параметров регрессионных моделей с автоматической идентификацией маркеров зависимой категориальной переменной может успешно применяться при решении задач классификации.

Быстрое развитие технологий искусственного интеллекта, а также широкое распространение облачных вычислений стимулируют внедрение интеллектуальных модулей в различные сферы. Однако включение систем искусственного интеллекта в состав распределённых программных систем сопровождается существенными затруднениями, связанными с отсутствием унифицированных подходов к их интеграции. Целью данной работы является разработка контекстно-ориентированной архитектуры интеграции систем искусственного интеллекта, обеспечивающей снижение сложности сопряжения интеллектуальных модулей с прикладной логикой распределённых программных систем. В работе проведён анализ существующих архитектурных решений, формализована модель интеграции с использованием отображений между задачами, операциями и моделями, а также предложен механизм описания задач в виде операторного графа. Также предложен подход к построению интеграционной архитектуры для систем искусственного интеллекта, основанный на использовании программного шлюза с поддержкой контекстно-ориентированного взаимодействия. Основным ключевым элементом решения является абстрактный слой операторов, который позволяет отделить описание задачи от конкретных моделей и тем самым существенно снизить связность системы. Предложенное решение ориентировано на поддержку моделей различных типов (языковых, визуальных и других) и обеспечивает прозрачную маршрутизацию запросов и возможность масштабирования в условиях распределённой вычислительной среды. В работе отдельно отмечено, что достижение соответствующих характеристик подхода возможно при реализации стандартизированного набора операторов. Представленный подход обеспечивает требуемую масштабируемость архитектуры интеграции систем искусственного интеллекта и может служить основой для построения универсальных интеграционных решений.