Аннотации номера

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ. ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

1
Разработан и исследован простой и эффективный способ получения микролинзовых растров с высокой плотностью заполнения поверхности путем термоформования полимерной пленки на матрице, получаемой методом лазерной абляции черной резины на лазерном гравере. Получены решетки микролинз с фокусными расстояниями0,5 мм и 1,2 мм в зависимости от времени термообработки. Микролинзовые растры обеспечивают видимый моушен-эффект: при изменении точки наблюдения становятся видимыми различные части микроизображения, а поскольку видимое изображение оказывается увеличенным и синтезированным из многих элементарных изображений, наблюдается эффект«плавающего» изображения. Микролинзовые растры были использованы для изготовления металлических мастер-матриц методом гальванопластики с дальнейшим получением полимерных копий на пленке с использовани-ем горячего эмбоссинга.

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

5
Работа посвящена разработке методов изготовления и диагностики металлических наноантенн для тонкопленочных солнечных батарей. Описано изготовление экспериментальных образцов одиночных наноантенн и их двумерных массивов методом фокусированного ионного травления. Подобраны режимы осаждения серебряных пленок малой толщины(50–70 нм) с низкой зернистостью(размер зерен менее20 нм) на подложки из полупроводниковых мате-риалов. Определены оптимальные дозы ионного травления для золотых и серебряных пленок толщиной 50 нм, при которых достигается соответствие геометрических размеров наноантенн заданным с точностью +-10 нм. Полученные структуры наноантенн исследованы при помощи сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микро-скопии в полуконтактном режиме. На изготовленных образцах наноантенн отработаны уникальные методики бесконтактной  ближнепольной  оптической  микроскопии,  позволяющие  осуществлять  непосредственное  измерение локальных электромагнитных полей оптических частот с пространственным разрешением менее100 нм. Отработаны технологические режимы осаждения малозернистых пленок и ионного травления, методики контроля получаемых наноантенн, которые будут использованы при изготовлении покрытий из наноантенн рассматриваемого дизайна для повышения эффективности тонкопленочных солнечных батарей. Также при помощи разработанных методов можно изготавливать и другие планарные золотые и серебряные структуры с высоким разрешением(менее20 нм) для раз-личных задач в области плазмоники и нанофотоники.

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

13
Рассмотрена физико-математическая модель обесточенного трехфазного униполярного многополюсного электродви-гателя с постоянными магнитами, получены эквивалентные схемы замещения магнитной цепи, выведены аналитиче-ские выражения, описывающие возникновение и изменения остаточного момента. Установлено, что остаточный мо-мент вызван наличием и взаимодействием друг с другом высших гармоник магнитной проводимости воздушного зазора, образованного его зубчатыми статором и ротором. Остаточный момент является знакопеременной функцией, изменяющейся от угла поворота ротора электродвигателя с периодичностью доминирующей шестой гармоники на угловом интервале полюсного деления. Определено и аналитически показано, что угловое отклонение от заданного разворота зубчатых роторов друг относительно друга, обеспечивающего униполярное распределение магнитного потока в конструкции электродвигателя, вызывает появление третьей гармоники в изменении остаточного момента.
УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ КВАДРОКОПТЕРА ПО ЗАРАНЕЕ ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ Гриценко П. А., Кремлев А. С., Шмигельский Г. М.
22
Разработан программный продукт, включающий в себя визуализатор и программу управления квадрокоптером, спо-собную решать задачу формирования и отслеживания траектории полета. Приложение предназначено для системы управления квадрокоптером в автоматическом режиме в местах, где невозможно использовать сигнал от спутника (GPS) или сторонних датчиков, но известен подробный план местности или здания, а также при решении задач, где возникает необходимость вмешательства человека. Реализация разработанного алгоритма на квадрокоптере позволяет избежать постоянных обменов сигналами со станцией; как следствие, снижается потребление электроэнергии приемника и повышается время полета. Апробация программного приложения была выполнена на квадрокоптере Ar Drone компании Parrot. В результате работы программы квадрокоптер повторил заданную траекторию с погрешностью не более5%.
25
Рассматривается устойчивая непрерывная система, матрица состояния которой обладает спектром кратных ком-плексно-сопряженных собственных чисел, кратность которых равна размерности ее вектора состояния. Особое вни-мание обращается на ситуацию, когда модуль вещественной части собственного числа меньше единицы. Устанавли-вается, что в этой ситуации уже при малой колебательности собственных чисел появляется заметный выброс в про-цессах по норме свободного движения по вектору состояния и величина выброса тем больше, чем меньше по модулю вещественная составляющая собственного числа и чем больше его кратность и мнимая часть.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

34
Представлена стратегия для повторяющейся дилеммы заключенного, которая набирает максимальное количество очков против фиксированного набора противников(нескольких классических стратегий, ZD-стратегии) и против нее самой, обеспечивая эволюционную устойчивость в заданном множестве. Приведен конечный автомат, соответствующий данной стратегии, и описано его построение при помощи генетического алгоритма.
38
Предложена потоковая модель многопутевой маршрутизации с балансировкой нагрузки по длине очереди для про-граммно-конфигурируемых сетей. Показаны результаты анализа предложенной модели для фрагмента телекомму-никационной сети корпорацииGoogle. Проведено сравнение решения задачи маршрутизации в рамках предложен-ной модели и модели маршрутизации с балансировкой нагрузки на основе коэффициента максимального использо-вания каналов.
45
Проведен анализ вариантов подключения датчиков к управляющим микропроцессорным устройствам в составе ав-томатизированных систем управления технологическими процессами. Рассмотрены показатели надежности и стои-мости различных технических решений. В качестве предмета для анализа выбрана система температурного контро-ля, наиболее характерная для систем управления технологическими процессами в различных областях промышлен-ности.
49
Представлены  результаты  разработки  многофункционального  измерительного  комплекса  для  регистрации физиологических  и  информационных  сигналов,  характеризующих  психофизиологическое  состояние  человека  в екущий момент времени. Комплекс обеспечивает возможность синхронизации и обработки в реальном времени всех  регистрируемых  психофизиологических  параметров  при  изучении  творческой  деятельности  испытуемого. Описана  схема  и  состав  многофункционального  комплекса.  Приведены  результаты  фиксирования  и  обработки физиологических сигналов, зарегистрированных при напряженной интеллектуальной деятельности.

ЛАЗЕРНЫЕ И БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ДИАПАЗОНА 0,05-1,2 ТГЦ НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ МИТОХОНДРИЙ Цуркан М. В., Кудрявцев И. В., Серебрякова М. К., Несговорова Ю. С., Трулев А. С., Назарова И. В., Смолянская О. А., Назаров П. Г., Полевщиков А. В.
56
В последние годы стремительно растет область применения источников терагерцового(ТГц) излучения. Так, предполагается его использование в медицинской диагностике заболеваний кожи и рака. Однако разнонаправленные данные по влиянию ТГц излучения ставят под вопрос безопасность его применения. Для оценки воздействия ТГц излучения на клеточном уровне с помощью проточной цитометрии исследовалось его влияние на мембранный потенциал митохондрий и проницаемость клеточной мембраны клеток некоторых перевиваемых культур, а также тимоцитов и спленоцитов мышей. Было показано, что ТГц излучение мощностью 30; 2 и 0,1 мкВт и длительностью 1 мин не оказывает существенного влияния на изменение функциональной активности митохондрий клеток, равно как и не нарушает целостности их билипидных поверхностных мембран. В том числе не обнаружено статистически достоверных изменений в соотношении живых и находящихся на разных стадиях апоптоза клетках.
62
Проиллюстрированы результаты экспериментального измерения электрокардиограммы для различных состояний пациентов. Приведены результаты построения фазовых портретов(аттрактора). Показано, что в зависимости от того, в каком состоянии находится пациент(тяжелом, средней тяжести, удовлетворительном и т.д.), изменяются значения корреляционной размерности и фазовые траектории.
67
Представлена нелинейная динамическая модель на основе алгоритма метода Non-Linear Auto-Regressive Moving Average with Exogeneous Inputs (NARMAX), дающая связь результатов измерений температурных колебаний воздуха вдыхаемого–выдыхаемого человеком и его кардиограммы. Эта модель фиксирует характерные особенности процессов дыхания человека и его сердцебиения при синхронном измерении, демонстрирует соотношение вдоха и выдоха с сердечным циклом. Показано применение этой модели как для раздельного описания процессов дыхания и сердцебиения, так и во взаимосвязи; предложено использовать ее как для сжатого общего описания особенностей функционирования человеческого организма, так и для описания особенностей конкретного человека. Использование фильтрации совмещенной модели дыхания и сердцебиения по данному методу позволяет разложить полученную модель на независимые исходные модели.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МАРКЕРЫ РАННЕЙ АКТИВАЦИИ ЛИМФОЦИТОВ Цуркан М. В., Кудрявцев И. В., Серебрякова М. К., Трулев А. С., Снегова А. М., Смолянская О. А., Полевщиков А. В., Балбекин Н. С.
72
В литературе имеются данные, свидетельствующие о влиянии терагерцового(ТГц) излучения на элементы крови. Данное исследование посвящено определению уровня поверхностных маркеров клеточной активации лимфоцитов при воздействии широкополосного ТГц излучения диапазона0,05–1,2 ТГц. В ходе проведенного исследования нами были выбраны два антигена– CD38 иCD69 – увеличение уровня экспрессии таких маркеров позволяет оценить функциональное состояние клеток в условиях культивированияin vitro. Полученные данные свидетельствуют, что излучение с плотностью мощности9,55; 0,63 и0,03 мкВт/см2 в течение1 минуты не приводит к изменению функциональной активности лимфоцитов.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

ФОТОСТИМУЛИРОВАННАЯ МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ НАНОМЕТРОВЫХ СЛОЕВ МОЛЕКУЛ ПОЛИМЕТИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ Старовойтов А. А., Калитеевская Е. Н., Крутякова В. П., Разумова Т. К.
78
Исследованы механизмы изменения конформационного состава и пространственной переориентации нанокомпонентов органических тонких пленок под действием лазерного излучения. Разработана модель перестройки структуры слоя в результате резонансного фотовозбуждения. В слоях полиметиновых молекул на стеклянной подложке выделено два стереоизомера и две агрегированные формы. Каждый компонент может иметь две пространственные ориентации, отличающиеся углами наклона дипольного момента оптического перехода. Фотовозбуждение вызывает необратимое преобразование типа ориентации слоя, а также взаимное преобразование нанокомпонентов слоя.
81
Рассмотрена возможность формирования карбида молибдена в импульсном электроэрозионном разряде на основе модифицированной схемы Блюмляйна. Полученные образцы материала исследовались рентгенографическим методом. Анализ дифракционных картин показал, что на поверхности молибдена в процессе взаимодействия с углеродом в электроэрозионном разряде образуется пленка карбидов.
87
Разработана конструкция переносного ядерно-магнитного спектрометра, позволяющая проводить измерения времен продольной Т1и поперечной Т2 релаксации жидкой среды в слабом магнитном поле В0 = 55 мТл. Для измерения Т1в разработанной конструкции спектрометра впервые реализован метод Джулотто в слабом магнитном поле. Этот ме-тод ранее применялся для измерений только в сильных магнитных полях для твердых образцов, в которых соотно-шение времен релаксации отличаются от жидких сред. Разработана и реализована схема накопления сигнала ядерного магнитного резонанса, что позволило проводить измерения времен релаксации для малого количества жидкой среды(10–15 г) при отношении сигнал/шум около1,5.
92
Разработан метод получения наноразмерных частиц никеля (средний диаметр частиц 20–30 нм), защищенных от окисления тонким слоем углеродного покрытия(1–2 нм). Методом полимеризацииin situ получены полимерные композиты на основе матрицы полиамида 12, наполненные 0,1–1 вес.% наноразмерными частицами никеля. Показано, что механические свойства полимерных композитов (модуль Юнга, предельная прочность) повышаются на 15–20% по сравнению с немодифицированным полиамидом 12, синтезированным по выбранной методике.
96
Кинетика реакции окислительной полимеризации анилина впервые изучена прямым методом, включающим электронную микроскопию с последующим статистическим анализом микрофотографий образовавшейся гранулирован-ной наноструктуры полианилина в различные промежутки времени и аналитическое описание гистограмм размера гранул полианилина с использованием термодинамической модели агрегации. Показаны зависимости среднего размера гранул и количества гранул от времени полимеризации. Установлено существование трех стадий процесса: образование и рост первичных гранул – в первые три минуты реакции на подложке образуются первичные гранулы и наблюдается их рост; образование монослоя гранул – на третьей минуте гранулы вырастают до максимальных размеров, образуя сплошную пленку полианилина; образование новых гранул на монослое – с четвертой минуты на сформировавшемся монослое образуются новые гранулы.
100
Фосфор, поступающий со стоками рек, является основным биогенным элементом, вызывающим антропогенную эвтрофикацию природных водных экосистем Финского залива. Дистанционное зондирование с использованием данных сенсора Landsat 5 (TM) дает широкие возможности по определению степени эвтрофикации и дальнейшего пространственно-временного анализа состояния акватории Финского залива. Метод впервые был описан и применен для изучения рек в Китае, позднее адаптирован для рек, впадающих в Балтийское море на территории Швеции. Результаты данной работы показали, что прозрачность и концентрация хлорофилла-а, смоделированные по данным дистанционного зондирования, в состоянии объяснить 62% изменчивости содержания общего фосфора.

ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

107
Рассмотрены основные методы, применимые для определения напряженно-деформированного состояния специальных материалов изделий. Проведены экспериментальные исследования зависимости скорости распространения упругих волн от напряжений в различных образцах, выявлены преимущества метода лазерно-ультразвуковой диагностики, реализованного с помощью объемных волн для неразрушающего контроля одноосных напряжений в металлоконструкциях. Указанные преимущества метода лазерно-ультразвуковой диагностики и полученные результаты исследования на образцах из горячекатанной листовой стали 08кп толщиной 2 мм и стали АК33-СВ толщиной 20 мм при испытаниях на растяжение показали чувствительность не менее 3,5 м/с.
114
Экструзионный процесс – это переработка продуктов в экструдере путем размягчения или пластификации и придания им нужной формы при продавливании через экструзионную головку, сечение фильер которой соответствует конфигурации изделия. Получаемые в результате экструзионной переработки продукты сложны по химическому составу и обладают комплексом свойств, которые определяют качество продукции и должны быть учтены при расчете технологических машин и их совершенствовании. В работе описано использование генетического алгоритма и методов экспертной оценки на этапе проведения параметрического синтеза конструкции шнекового прессующего механизма. В частности, приведено программное решение задачи максимизации КПД экструдера путем варьирования геометрических и конструктивных параметров. В результате удалось увеличить КПД конструкции с 3,1% до 6,8% за счет корректировки размеров шнека, при этом преобразования конструкции соответствуют накладываемым ограничениям. Полученные результаты показывают, что программная система может быть использована инженерами-конструкторами для проекти-рования новых и совершенствования существующих моделей экструзионной техники.
118
Приведены результаты разработки технологии формирования функциональных элементов в виде рисунков заданной конфигурации на поверхностях узлов гироприборов из различных материалов на примере деталей, входящих в состав поплавкового гироскопа и феррозондового инклинометра. Рассмотрена возможность использования лазерного маркирования в качестве метода, позволяющего решить задачу формирования функциональных рисунков требуемой формы и контрастности. Представлены режимы и особенности процесса лазерного маркирования поверхностей деталей из хрупких магнитотвердых материалов и хромоникелевых сталей.

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

124
Предложен метод повышения точности частеречной разбивки слов предложения в морфологических анализаторах DLP-систем. Поставленные эксперименты подтверждают этот факт. При этом метод обладает важным преимуществом– для его работы не требуются предварительно размеченные тексты или иные специально подготовленные данные, за исключением морфологических словарей.
128
Для информационной поддержки принятия решений и повышения уровня координации субъектов региональной безопасности разработан прототип сетецентрической мультиагентной информационно-аналитической среды поддержки управления региональной безопасностью«Безопасный виртуальный регион» с унифицированной точкой доступа на основе веб-технологий. Ядро и компоненты распределенной информационной среды образуют иерархическое виртуальное пространство региона как интеграционную площадку для проблемно-ориентированных ситуационно-коалиционных мультиагентных систем поддержки управления рискоустойчивым региональным развитием.
138
Представлена референсная модель открытой среды, которая трактует информационную систему как сочетание двух компонент– прикладной и платформенной, функциональность которых структурирована определенным образом. Трехмерность модели позволяет в тех же терминах отображать функциональность таких аспектов, как безопасность информационной системы. В этой связи в работе показана принципиальная возможность структурировать информационные угрозы(атаки) по компонентам модели, что открывает возможности формализации развития атаки в среде информационной системы, моделирования противодействия защитных механизмов и угроз. Предложены алгоритмы решения задач, связанных с идентификацией типа атак при помощи построения векторов параметров, влияющих на безопасность, и генерацией цепочек атак в информационной системе. Результаты, полученные в разделе «Моделирование стратегии атаки», могут быть использованы для решения широкого круга задач, в частности, для оценки возможности реализации атаки и эффективности защитных механизмов.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

144
Законодательство Российской Федерации устанавливает виды информации, запрещенные и ограниченные для распространения среди детей в зависимости от их возрастной категории. В работе авторами предложена концепция системы, позволяющая обеспечить безопасное использование информации при организации многопользовательского доступа  для  различных  возрастных  категорий  пользователей  с  использованием  существующей  инфраструктуры идентификации личности человека. В частности, внимание уделено основным модулям–фильтрации информации и авторизации пользователей в системе. Модуль фильтрации предоставляет возможность детектирования и ограничения доступа к запрещенной информации на основе интеллектуального поиска корня слова, а также белых или черных списков. Политики безопасности для текстовой фильтрации используют базу данных DLP-системы. При этом кардинальное изменение схемы работы системы связано с перенаправлением режима работы фильтрации контента. Авторизация происходит с использованием существующей инфраструктуры бесконтактных смарт-карт, поддерживающих технологию радиочастотной идентификации(примером являются смарт-карты, используемые для проезда на общественном транспорте). Целью разработки системы являются такие параметры, как минимизация затрат при ее внедрении, а также отсутствие необходимости квалифицированного персонала при ее использовании.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

149
Поставлена и решена задача оптимального резервирования агрегированного радиального канала с учетом надежности и среднего времени пребывания кадров при ограничении средств на реализацию системы и ограничениях на минимальное количество агрегированных линий в каналах, определяемых исходя из условий стационарности обмена.
150
Предложена оценка надежности системы при требовании выполнения критических запросов с задержкой, меньшей предельно допустимого значения, с учетом готовности системы при поступлении запроса и ее безотказности во вре-мя ожидания и обслуживания запроса.
151
Рассматривается вопрос о применении управляющих автоматов при построении систем со сложным поведением. Предложен метод построения управляющего конечного автомата по заданному множеству сценариев работы и темпоральным свойствам, которые должны выполняться в результирующем автомате. Метод основан на сведении к задаче выполнимости квантифицированной булевой функции. Описан алгоритм построения данной функции и основные составляющие полученной булевой формулы.
153
Предложена модель угроз информационной безопасности робототехнических систем. Ее построение базируется на типовых элементах– программах, ресурсах и структурах.
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика