SCI Библиотека

Данная статья посвящена изучению и анализу использования возможностей декоративно-прикладного искусства в формировании эстетического вкуса у детей старшего дошкольного возраста. В исследовании выявлено, что декоративно-прикладное искусство имеет свои эстетико-воспитательные возможности как в обучении детей изобразительному искусству, так и в развитии у них эстетической восприимчивости к окружающему миру. Предложены перспективные направления использования видов, подвидов, разновидностей, техник и технологий декоративно- прикладного искусства в художественно-творческой деятельности старших дошкольников. Автор делает выводы, что ознакомление детей старшего дошкольного возраста с декоративно-прикладным искусством - одно из основных средств формирования эстетического вкуса, развития умения видеть и понимать прекрасное в окружающей жизни и искусстве.

Приведены результаты исследований возможностей применения языка и его составляющих (текстовой и речевой) как факторов нейролингвистической идентификации и аутентификации интеллектуальных систем (ИС), носителей русского и чеченского языка. Для достижения целей исследований использовался подход, основанный на информационной виртуализации. Предполагается использование одного из путей решения проблем повышения эффективности идентификации и аутентификации, которым является применение фактора языковой нейролингвистической текстовой идентификации и аутентификации. Исследования показывают, во-первых, что при изменении языка, в случае использования интеллектуальной системы как носителей нескольких языков, наблюдается изменение параметров нейролингвистической идентификации, во-вторых, что если все интеллектуальные системы являются носителями одного языка, то при переходе от одной интеллектуальной системы к другой происходит изменение параметров нейролингвистической идентификации. Таким образом в исследовании определено, что язык интеллектуальной системы может использоваться как фактор идентификации и аутентификации. Исследованы ИС, являющиеся носителями как чеченского, так и русского языка. На первом этапе исследованы десять ИС как носители русского языка, а на втором этапе - те же десять ИС, но как носители чеченского языка. Приведены результаты зависимости основных параметров, а также зависимости производных параметров нейролингвистической текстовой идентификации интеллектуальных систем носителей русского и чеченского языка. Полученные результаты открывают принципиально новую возможность исследований в направлении нейролингвистической текстовой идентификации и аутентификации. Исследования в этом направлении представляют научный и практический интерес, как для случая идентификации интеллектуальной системы носителей одного языка, так и для случая, когда одна интеллектуальная система является носителем множества языков.

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.

В данной статье в рамках многоэтапного математико-информационного задания указана методика изучения студентами множеств Мандельброта и обрамлений множеств Мандельброта семейства полиномов третьей степени. Описаны алгоритмы построения данных множеств в различных средах. Изучаются связи обрамлений множества Мандельброта с замечательными кривыми: лемниската, эпициклоида и другими. Данная работа нацелена на развитие креативности и исследовательских компетенций студентов. При выполнении многоэтапного математико-информационного задания студент выступает в роли математика, программиста и компьютерного художника, что нацелено на развитие его креативности и повышения мотивации к математике и программированию.

При подготовке к проведению процедуры лазерной литотрипсии, выбирая параметры лазерной установки, врач учитывает множество факторов, таких как масса и плотность обнаруженных в почке конкрементов, расположение камней в почке, близость кровеносных сосудов. Также важным параметром является время воздействия на камень лазерным лучом до разрушения камня. При этом расчет времени разрушения камня - достаточно трудоемкая процедура, время разрушения зависит от массы камня и параметров энергии лазера и его частоты. Поэтому актуальным является создание системы по поддержке принятия врачебных решений при проведении процедуры лазерной литотрипсии, позволяющей выполнить расчет времени разрушения камней и осуществить выбор значений параметров лазера. В статье предлагается алгоритм поддержки выбора врачом-урологом режима работы лазера во время проведения процедуры лазерной литотрипсии при лечении мочекаменной болезни человека, являющейся частью системы поддержки принятия врачебного решения в хирургии и урологии с использованием технологий компьютерного зрения. Предложенный алгоритм нечеткой оценки параметров лазера при выборе его режима работы в зависимости от массы камня и выбранного времени разрушения камня и других факторов (распределение плотности камня, расположение камня в почке, близость стенок и сосудов) осуществляет формирование рекомендаций по установлению параметров работы лазера. Система поддержки принятия врачебного решения позволила сократить время на принятие решения врачом, избежать ошибок при выборе параметров работы лазерной установки по дроблению камней в почках.

В современных условиях перехода к шестому технологическому укладу и обострения глобальной конкуренции первостепенное значение приобретает проблема обеспечения технологического суверенитета и технологического превосходства на национальном и корпоративном уровнях. В основе решения этой проблемы лежит организация эффективного развития научных исследований и, в первую очередь, исследований, направленных на создание новых высокоэффективных технологий в различных сферах деятельности. В работе предлагается методика анализа и развития технологических трендов и технологий в условиях неполноты и нечеткости информации. Методика обеспечивает прогнозирование и оценку развития общемировых технологически трендов для заданных предметных областей, а также определение возможных альтернатив технологического развития и разработки стратегии достижения технологического паритета и технологического превосходства в условиях ограничений. Реализация предлагаемых в методике процедур позволяет определить организационную стратегию достижения технологического паритета на различных уровнях рассмотрения, а также сформировать перечень технологий развития технологических трендов, обеспечивающих технологическое превосходство. Определено, что методика построения дорожных карт развития технологических трендов и технологий в условиях ограничений должна обеспечивать: 1. Анализ развития общемировых технологических трендов для заданных предметных отраслей на национальном (на пример в РФ), отраслевом и корпоративном уровнях. 2. Анализ и разработку стратегии обеспечения технологического паритета и технологического превосходства в условиях ограничений. В отличие от имеющихся исследований представленная методика позволяет: - получать количественные прогнозные оценки развития технологических трендов и составляющих технологий, с учетом их связности, на основе конструирования будущих событий; - обеспечивать возможность построения дорожных карт развития технологических трендов и технологий на национальном, отраслевом и корпоративном уровнях в условиях ограничений. В основу проведенного исследования по созданию методического аппарата положен системный подход, при котором стратегия построения дорожных карт развития технологических трендов и технологий рассматривается как цельный комплекс взаимосвязанных элементов, обеспечивающих решение поставленных задач. В результате реализации предложенной процедуры возможно определить: - организационную стратегию достижения технологического паритета; - время достижения технологического паритета; - сформировать перечень технологий развития технологических трендов, обеспечивающих технологическое превосходство.

Цель исследования - сформировать и обобщить подходы, применяемые при проектировании программного обеспечения навигационных систем наземных подвижных объектов. В статье описан опыт разработки программного обеспечения навигационных систем различных наземных объектов. В зависимости от типа шасси, характера решаемых функциональных задач, требований к эргономике, степени автономности и ряда других факторов будет определяться сложность применяемых программно-алгоритмических решений. Алгоритмы функционирования системы навигации со всеми входящими в нее компонентами, как правило, не являются требовательными к вычислительным мощностям, за исключением реализации работы с цифровыми картами местности. В связи с этим, не смотря на значительное отставание отечественной элементной базы от зарубежных аналогов, формирование комплексированного навигационного решения может быть реализовано на ее базе. Еще одной особенностью проектирования программного обеспечения навигационных систем является необходимость функционирования их в режиме реального времени. Это необходимо для синхронной обработки, поступающей от различных источников первичной информации, и обеспечения формирования потребителю навигационного решения со стабильной частотой. Модульный подход проектирования программного обеспечения построен на принципах унификации внутренних функций навигационной системы и переносимости полученных ранее решений между проектами. При таком подходе каждый элемент выполнен в форме самостоятельного модуля, который представляет законченную подпрограмму с набором входных и выходных параметров. Реализация взаимодействия между модулями зависит от типа его исполнения и может быть выполнена как на уровне встраивания исходного кода, так и на уровне обмена параметрами через каналы информационного взаимодействия. Применение модульного подхода при проектировании программного обеспечения навигационных систем наземных объектов позволяют за короткий период создавать полнофункциональные технические решения, обеспечивающие потребности конечного пользователя. При этом снижается риск последующих конструктивных ошибок и доработок в связи с увеличенным объемом проверок и накопленным опытом применения разработанного ранее алгоритма.

Рассматривается проблема генерации карт занятости окружающего пространства для робототехнических платформ по данным от мультиспектральной системы технического зрения. Целью работы является качественное улучшение генерируемой модели проходимости путем комплексирования геометрических и семантических данных от лидаров и стереокамер, а также прямых измерений скорости от радаров миллиметрового диапазона. Представленные алгоритмы и их модификации являются универсальными по отношению к источнику данных и не требуют физической синхронизации сенсоров. В исследовании решается задача построения как статических априорных, так и работающих в реальном масштабе времени динамических карт занятости. Предложен подход по объединению априорной семантической карты с генерируемой в процессе автономного движения робота. Описаны подходы к накоплению и обновлению семантической информации в картах. Также рассматривается задача обнаружения динамических препятствий в картах занятости на основе модифицированного алгоритма фильтрации частиц. Описанный в статье комбинированный метод увеличивает точность определения динамических препятствий и позволяет корректно детектировать препятствие даже в случае ошибки алгоритма определения динамики. Выделены метрики по количественной оценки карт занятости. Разработанный алгоритм был протестирован на открытых датасетах Semantic KITTI, nuScenes в автомобильном домене данных, а также на малом сервисном роботе-уборщике как в симуляторе CARLA, так и в реальных условиях с активным пешеходным движением. Программная реализация алгоритма работает в реальном масштабе времени на встраиваемых вычислителях Jetson AGX Xavier и Jetson AGX Orin.

Выбор значений параметров в эволюционных алгоритмах сильно влияет на их производительность. Многие популярные методы настройки параметров ограничены максимальным числом вычислений целевой функции для поиска хорошего набора значений параметров. Недавно был предложен подход к выбору алгоритмов для решения оптимизационных задач, использующий анализ ландшафта функции приспособленности и машинное обучение для выбора оптимального алгоритма решения задачи на основе особенностей ее ландшафта. Подобное применение анализа ландшафта функции приспособленности мотивирует на дальнейшие исследования, в частности, применительно к настройке параметров эволюционных алгоритмов. Использование признаков ландшафта функции приспособленности позволяет выявлять похожие задачи и использовать данные о настройке параметров, полученные при тестировании на эталоных задачах, что значительно снижает число необходимых вычислений целевой функции при настройке. В этой работе на примере генетического алгоритма (1+( λ, λ)) рассматривается подход к автоматическому выбору параметров с использованием анализа ландшафта целевой функции и машинного обучения. В предлагаемом решении оцениваются особенности ландшафта целевой функции поставленной задачи оптимизации и предлагаются оптимальные значения параметров алгоритма с помощью нейронной сети. Данная сеть была обучена на наборе данных об особенностях ландшафта, выраженных в виде числовых признаков и соответствующих им оптимальных наборов параметров алгоритма. В отличие от подходов к автоматическому выбору алгоритмов оптимизации для конкретной задачи, в данной работе рассматривается задача регрессии параметров алгоритма вместо проблемы классификации наиболее подходящего алгоритма из заданного набора. Результаты экспериментов на различных конфигурациях задачи W-model, а также на задачае MAX-3SAT показывают, что предлагаемый подход к автоматическому выбору параметров с учетом ландшафта целевой функции может помочь определить подходящие значения статических параметров генетического алгоритма (1+( λ, λ)) , так как алгоритм с предложенными значениями параметров превосходит другие рассмотренные варианты (1+( λ, λ)) GA , в среднем требуя меньше вычислений целевой функции для нахождения оптимума, чем остальные рассмотренные алгоритмы.

В задачах проектирования микрополосковых фильтров большую роль играет удачный выбор начального приближения для значений искомых геометрических размеров элементов фильтра. Особенно это важно, если проектируемый фильтр обладает новыми конструктивными признаками, и методы синтеза этого устройства еще находятся на стадии разработки. В работе рассматриваются некоторые результаты проектирования полосовых микрополосковых фильтров, состоящих из противонаправленных шпилечных резонаторов с металлизированным отверстием в середине каждого резонатора. Такое техническое решение позволяет существенно расширить полосу заграждения фильтра за счет подавления паразитной полосы пропускания, которая неизбежно формируется в традиционном фильтре на полуволновых шпильках в связи с возникновением резонанса на удвоенной частоте основной полосы пропускания. Введение в резонатор металлизированных отверстий приводит к необходимости исследования свойств этих резонаторов и к определению потенциальных возможностей полосового фильтра, состоящего из таких резонансных элементов. Важнейшей характеристикой полосового фильтра, задаваемой в любом техническом задании на проектирование, является ширина основной полосы пропускания и ее положение на частотной оси. В работе получены оценки относительной ширины полосы пропускания фильтра в зависимости от ширины реализуемых значений полоскового проводника, образующего шпильку, и от зазора между плечами шпильки. В результате определяются потенциальные возможности рассматриваемых фильтров по реализуемой ими относительной ширине основной полосы пропускания. Под физической реализуемостью фильтра понимается возможность технологически реализовать значения всех геометрических размеров элементов фильтра, исходя из накладываемых на них разумных ограничений. Эти ограничения определяются технологическими допусками для минимальных геометрических размеров и габаритными и частотными ограничениями для максимальных размеров. В работе определен диапазон реализуемых геометрических размеров. Методика решения задачи синтеза фильтра основана на переходе от фильтра к 2n-полюснику и в рамках данной работы она используется как инструмент для определения потенциальных возможностей исследуемых фильтров в электродинамической среде моделирования HFSS. Реализуемые значения относительной ширины полосы пропускания фильтра лежат в пределах от 10 % до 32 %, что позволяет отнести данный тип фильтра к устройствам с умеренной шириной полосы пропускания. Приводятся результаты проектирования фильтров на двух шпилечных резонаторах для случаев предельно узких и предельно широких полос пропускания.