Статьи

В данной работе представлено исследование задачи автоматической классификации коротких связных текстов (эссе) на английском языке по уровням международной шкалы CEFR. Определение уровня текста на естественном языке является важной составляющей оценки знаний учащихся, в том числе для проверки открытых заданий в системах электронного обучения. Для решения этой задачи были рассмотрены векторные модели текста на основе стилометрических числовых характеристик уровня символов, слов, структуры предложения. Классификация полученных векторов осуществлялась стандартными классификаторами машинного обучения. В статье приведены результаты трёх наиболее успешных: Support Vector Classifier, Stochastic Gradient Descent Classifier, LogisticRegression. Оценкой качества послужили точность, полнота и F“=мера. Для экспериментов были выбраны два открытых корпуса текстов CEFR Levelled English Texts и BEA“=2019. Лучшие результаты классификации по шести уровням и подуровням CEFR от A1 до C2 показал Support Vector Classifier с F“=мерой 67 % для корпуса CEFR Levelled English Texts. Этот подход сравнивался с применением языковой модели BERT (шесть различных вариантов). Лучшая модель bert“=base“=cased обеспечила значение F“=меры 69 %. Анализ ошибок классификации показал, что большая их часть допущена между соседними уровнями, что вполне объяснимо с точки зрения предметной области. Кроме того, качество классификации сильно зависело от корпуса текстов, что продемонстрировало существенное различие F“=меры в ходе применения одинаковых моделей текста для разных корпусов. В целом, полученные результаты показали эффективность автоматического определения уровня текста и возможность его практического применения.

Представлена конструкция излучателя Вивальди кардиоидной формы с прямоугольными импедансными вставками по краям его металлизации. Исследовано влияние импедансных вставок от их расположения и параметров на характеристики излучателя. Приведены частотные характеристики коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН), коэффициента усиления (КУ), коэффициента полезного действия (КПД) и уровня кроссовой поляризации излучателя без импедансных вставок и с ними. Разработанный излучатель является электрически компактным (электрическая высота на верхней рабочей частоте равна 0,740 λ, а на нижней - 0,127 λ) и сверхширокополосным (СШП) с коэффициентом перекрытия (КП) 5,809:1 в рабочей полосе частот 127,3-739,5 МГц. Ширина импедансных вставок изменялась от 5,0 мм до 25,5 мм. При этом, увеличение ширины приводит к небольшому расширению рабочей полосы частот и увеличению КП. А вот КУ практически не изменяется, так как излучатель является слабонаправленным и его КУ зависит в основном от размера апертуры. Численные значения КПД и уровня кроссовой поляризации при увеличении ширины вставок также практически не изменяются. Оптимальное значение ширины импедансных вставок равно 25,5 мм. Высота импедансных вставок отсчитывалась от верхней части излучателя. Рассмотрено влияние импедансных вставок высотой 60, 100, 140, 145 и 160 мм. Определено, что с увеличением их высоты ширина рабочей полосы увеличивается, однако средний уровень КСВН в полосе частот 180-280 МГц плавно растет. КУ, КПД и уровень кроссовой поляризации при увеличении высоты вставок также практически не изменяются. Оптимальное значение высоты импедансных вставок равно 25,5 мм. Таким образом, введение импедансных вставок позволяет добиться расширения рабочей полосы частот излучателя.

В данной работе проведено математическое моделирование движения электронов и позитронов в молекуле позитрония как зацепления Хопфа двух торов. Координаты элементарных частиц записаны в декартовой и параметрической системах координат, где роль параметра играет время. С использованием принципа минимума потенциальной энергии кулоновского взаимодействия на языке программирования С++ проведено компьютерное моделирование молекулы. После срабатывания в качестве результата программа выдала значение энергии молекулы, близкое к значению, полученному принципиально другим методом. Также с учётом корпускулярно-волнового дуализма моделирование молекулы позитрония проведено на языке программирования Python.

ассмотрена задача двумерной упаковки геометрических фигур сложных форм. Задачи данного класса отнесены к классу NP-трудных проблем комбинаторной оптимизации. Помимо этого, упаковка фигур сложных геометрических форм, является одним из наиболее сложных подтипов задачи двумерной упаковки. В связи с этим необходима разработка эффективных эвристических подходов к решению данной задачи. В статье дана постановка задачи, описаны ее основные особенности, приведены ограничения и условия характерные для данного подтипа задачи двумерной упаковки. Описан критерий для подсчета эффективности решения. Для решения данной задачи в статье предлагается архитектура комбинированного поиска, состоящая из двух метаэвристических вычислительных алгоритмов. В данной архитектуре в качестве оптимизационных методов были реализованы модифицированный генетический и роевой мультиагентный биоинспирированный алгоритм, основанный на поведении пчелиной колонии. Данные алгоритмы позволяют получать наборы квазиоптимальных решений за полиномиальное время. Приведены преимущества от использования предлагаемого подхода. Для проверки эффективности предложенного подхода был разработан программный продукт, который использует предложенную архитектуру и метаэвристические вычислительные алгоритмы при решении поставленной задачи. Разработка программного продукта велась на языке программирования C++ и написана в среде разработки Microsoft Visual Studio Code. Проведен вычислительный эксперимент на наборе тестовых примеров-бенчмарок. По результатам экспериментальных исследований сделан вывод об эффективности предложенного комбинированного поиска при решении задачи двумерной упаковки геометрических фигур сложных форм в сравнении с решениями, базирующимися на классических алгоритмах.

Основными целями внедрения роботов в сельское хозяйство являются повышение эффективности и производительности, выполнение трудоемких и опасных задач и решение вопроса нехватки рабочей силы. Технологические достижения в области обнаружения и управления, а также машинного обучения позволили автономным роботам выполнять больше сельскохозяйственных задач. Такие задачи варьируются на всех этапах выращивания: от подготовки земли и посева до мониторинга и сбора урожая. Некоторые сельскохозяйственные роботы уже доступны, и ожидается, что в ближайшие годы их станет еще больше, поскольку технологии обработки больших данных, машинного зрения и легкого захвата и становятся все более точными. В настоящее время все большую актуальность приобретает внедрение нескольких взаимодействующих роботов в полевых условиях, так как оно имеет хорошие перспективы в снижении производственных затрат и повышении операционной эффективности. Целью данного исследования является разработка интеллектуальной системы управления группой мобильных роботов на основе мультиагентных нейрокогнитивных архитектур. Задача исследования состоит в разработке нейрокогнитивных алгоритмов управления мультиагентной робототехнической системой сельскохозяйственного назначения. В работе описан мультиагентный робототехнический комплекс для активной защиты растений в рамках системы «умного» поля. Представлена концепция системы управления группой мобильных роботов на основе моделирования мультиагентных нейрокогнитивных архитектур. Для обеспечения работы многоагентной гетерогенной группы автономных роботов предлагается использование нейрокогнитивной модели управления с реализацией отдельных интеллектуальных агентов как на каждом отдельном роботе, так и на базовых станциях обслуживания или серверах. При этом, учитывая реализацию рекурсивности в самой архитектуре, задача масштабирования подобной системы управления заметно упрощается. Использование агентов сенсоров и эффекторов для обеспечения обмена знаниями между роботами и центрами принятия решений позволяет минимизировать нагрузку на систему связи и обеспечить запас отказоустойчивости системы управления. Полученные результаты могут быть применены для разработки универсальных систем управления и упрощения масштабирования для различных групп автономных роботов.

Содержание в воде органических примесей в России оценивается по показателю ООУ: вода высшей категории ООУ 5 мг/л, вода первой категории ООУ 10 мг/л. Однако органические примеси, содержащиеся в воде, разнообразны по своему строению и составу. В статье проанализированы физико–химические свойства модельных растворов различных органических соединений (аскорбиновая кислота, ацетилсалициловая кислота, глицин, лимонная кислота, цистеин) и доказано, что при одинаковой концентрации ООУ (в интервале 5 – 100 мг/л) свойства данных веществ значительно отличаются и зависят от строения (наличия определенных функциональных групп). Также в статье представлены результаты трилонометрического титрования, анализ которых показывает, что если в водном растворе присутствуют органические соединения (глутаминовая кислота, лимонная кислота, молочная кислота, салициловая кислота, сульфосалициловая кислота) с концентрацией ООУ 10 мг/л, то количество свободных несвязанных ионов меди (II), которые можно определить трилоном Б, уменьшается. Наиболее эффективно ионы меди (II) связываются с салициловой кислотой, а наименее эффективно – с молочной кислотой. Процесс комплексообразования между ионами меди (II) и различными органическими соединениями оказывает влияние и на процесс адсорбции ионов меди (II) из водных растворов различными адсорбентами. Величина адсорбции ионов меди (II) различными энтеросорбентами достигает 1,000 ммоль/г, а присутствие органических соединений в исследуемых растворах увеличивает величину адсорбции в среднем в 4,4 раза.

В статье рассматривается вопрос использования концептуальных карт в качестве средства реализации интегративного подхода к процессу обучения дисциплинам математического блока студентов бакалавриата по направлению «Информационная безопасность». Современные криптографические системы защиты информации основаны на алгебраических структурах, центральное место среди которых занимают кольца классов вычетов по модулю n. В работе предлагается концептуальное картирование в качестве визуального аналитического инструмента связей между различными алгебраическими структурами в рамках математических и профессиональных дисциплин. Построена концептуальная карта, в фокусе которой находится сложное для понимания студентов абстрактное понятие «кольцо классов вычетов по модулю n». В качестве программного обеспечения для создания карты была выбрана программа XMind. В процессе построения концептуальной карты выявились существующие внутридисциплинарные и междисциплинарные связи в рассматриваемой предметной области между дисциплинами дискретная математика, теория информации и кодирования, дополнительные главы высшей математики, математические основы криптологии, методы и средства криптографической защиты информации. Это позволило эффективно распределить теоретический и связанный с ним практический материал по рабочим программам дисциплин математического и профессионального блоков, продумать методику обучения, обеспечивающую интеграцию образовательного процесса.

Данная работа является актуальной ввиду существования запроса на исследование и разработку технологии по селективному выделению мышьяка из полупродуктов обогащения концентратов, содержащих в своём составе арсенопирит. В статье приведены качественные результаты взаимодействия различных солей с арсенопиритом, выявленные компьютерного моделирования химических процессов использованием базы данных The Materials Project. Выявлен характер, теплота протекания реакций и описаны процессы превращения арсенопирита в протекающих реакциях при его взаимодействии с солями. А также предложена дальнейшая работа по практическому исследованию взаимодействия арсенопирита с солями.

В статье рассматривается проблема поиска эффективного критериально-диагностического инструментария для оценки сформированности безопасного социального поведения студентов колледжа. Представлен теоретический анализ педагогических исследований по рассматриваемой проблеме. В качестве методологических подходов выступают аксиологический, диалогический, системный, на которых основана авторская стратегия разработки инструментария и характер взаимодействия со студентами в процессе диагностики. Актуализируется необходимость научного обоснования и теоретического осмысления критериев для организации диагностики студентов. В центре внимания находится содержательное описание методик оценки сформированности безопасного социального поведения. Разработаны и предложены авторская анкета, настольная игра «Ты не один», комплект кейс-заданий, упражнение «Лестница социально безопасных поступков», отмечены их преимущества. Для валидизации используемых методик рекомендуется применять экспертные оценки родителей (законных представителей), специалистов воспитательного отдела профессиональной образовательной организации, тьюторов учебных групп и уточняющие методики (анализ продуктов деятельности, микросочинения, рассказы студентов с элементами рефлексии, составление синквейнов, упражнение «Продолжи предложение»). В заключении делаются выводы о значимости выявления критериев и поиска диагностического инструментария, обеспечивающего определение индивидуальной характеристики сформированности безопасного социального поведения.

Комплексирование нескольких моделей в одну систему технического зрения позволит решать более сложные и комплексные задачи. В частности, для мобильной робототехники и беспилотных летательных аппаратов (БЛА) является актуальной проблемой отсутствие наборов данных для различных условий. В работе в качестве решения данной проблемы предлагается комплексирование нескольких моделей: сегментации, сопровождения и классификации. Это позволит значительно повысить качество решения сложных задач без дополнительного обучения. Модель сегментации позволяет выделять произвольные объекты из кадров, поэтому ее можно использовать в недетерминированных и динамических средах. Модель классификации позволяет определить необходимые для навигации объекты, которые затем сопровождаются с помощью третей модели. В работе подробно описан алгоритм комплексирования моделей. Ключевым элементом в алгоритме является коррекция предсказаний моделей, позволяющая достаточно надежно сегментировать и сопровождать различные объекты. Процедура коррекции предсказаний моделей решает следующие задачи: добавление новых объектов для сопровождения, валидация сегментированных масок объектов и уточнение сопровождаемых масок. Универсальность данного решения подтверждается работой в сложных условиях, на которых не обучали модели, например, подводная съемка или изображения с БЛА. Проведено экспериментальное исследование каждой из моделей в условиях открытой местности и в помещении. Наборы данных включали сцены актуальные для мобильной робототехники. В частности, в сценах присутствовали движущиеся объекты (человек, автомобиль) и возможные преграды на пути робота. Для большинства классов метрики качества сегментации превышали 80%. Основные ошибки связаны с размерами объектов. Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют универсальность данного решения без дополнительного обучения моделей. Дополнительно проведено исследование быстродействия на персональном компьютере с различными входными параметрами и разрешением. Увеличение количества моделей значительно повышает вычислительную нагрузку и не достигает реального времени. Поэтому одним из направления дальнейших исследований является повышение быстродействия системы.

В России исследования баланса миграции для городов разных размеров, в  том числе за достаточно продолжительный временной период, показали, что после перелома в  1990-х годах восстановилась привычная роль крупных городов как основных магнитов для миграции (Нефедова и Трейвиш, 2010; Махрова и Кириллов, 2014). Взаимосвязь динамики населения крупных городов и их пригородов отмечалась в позднем СССР (Хорев, 1980), однако изучение пригородов долгое время практически не велось и  поначалу проявлялось в  исследовании коттеджных поселков (Махрова, 2008) и сезонной субурбанизации в Московской области (Махрова и др., 2008). Сравнительно недавно этой тематикой заинтересовались в других регионах, наиболее известны работы по Улан-Удэ (Бреславский, 2014) и Иркутску (Григоричев, 2016) (подробный обзор исследований представлен в (Бреславский, 2020)). Отдельно стоит отметить работы с использованием данных сотовых операторов (Махрова и  Бабкин, 2018; 2019), выполненные для Москвы и  Московской области, которые дают представление о  конфигурации пространства пригородов Москвы с точки зрения регулярных трудовых поездок, недельной и сезонной пульсации. 

В статье проанализированы редакции Стратегии социально-экономического развития Волгоградской области (далее - Стратегия) до 2030 года. Актуальность и новизна исследования связана с анализом корректировок Стратегии в редакции 2023 г. по сравнению с редакцией 2021 г., а также определением явных и опосредованных взаимосвязей между ее ключевыми показателями. Методология исследования основана на кейнсианской и неоклассической теориях. Методические инструменты - сравнительный и корреляционный анализ, формирование когнитивной карты. Были проанализированы ключевые показатели Стратегии - ВРП, индекс физического объема инвестиций в основной капитал, инвестиции в основной капитал, численность занятых, уровень безработицы, индекс потребительских цен, реальная заработная плата работников организаций, индекс физического объема оборота розничной торговли, оборот розничной торговли, номинальная начисленная заработная плата, коэффициент демографической нагрузки (на 1 000 лиц трудоспособного возраста), а также показатели регионального развития, присутствующие в обеих редакциях. Выявлены следующие корректировки Стратегии социально-экономического развития Волгоградской области в 2023 г.: 1) качественные в связи с совершенствованием нормативной базы; 2) количественные из-за замены ранее указанных плановых значений на фактически достигнутые величины. Была выполнена большая часть плановых показателей. Сделан вывод о позитивных в целом региональных изменениях. Для выяснения причин неравномерности выполнения показателей сформирована когнитивная карта Стратегии, дающая характеристики взаимосвязей между показателями. На основе корреляционного анализа интегральной характеристикой экономического развития является ВРП, социального - коэффициент демографической нагрузки. Основная часть взаимосвязей между ключевыми показателями соответствует положениям экономической теории. Выделены показатели, по которым стандартная связь отсутствует. Этот феномен объяснен авторами эффектом цифровой экономики. В статье предложены мероприятия по дальнейшим корректировкам и учету взаимосвязей между показателями Стратегии.