Аннотации номера

ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ И ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

12
Приводится пример построения системы автоматического управления беспилотным малоразмерным вертолетом с соосной схемой расположения винтов. В данной работе методы теории управления и цифровой обработки сигналов успешно дополнены парадигмой автоматного программирования, которая позволяет эффективно строить системы, обладающие сложным поведением.
16
Рассматривается применение генетического программирования для построения конечных автоматов, управляющих системами со сложным поведением. Приведен метод двухэтапного генетического алгоритма, основанный на идеях динамического программирования. Рассмотрено применение этого метода на примере игры «Robocode».
22
Рассматривается задача автоматического построения управляющих автоматов. Предлагается метод построения, основанный на применении машинного обучения, а также проводится сравнение предлагаемого метода с методом генетического программирования.
26
Приводится пример автоматического синтеза системы управления мобильным роботом для решения задачи «Кегельринг». Автоматический синтез системы проводится с использованием генетического алгоритма, при помощи которого определяется структура управляющего автомата.
32
Исследуется эффективность использования графических сопроцессоров (GPU) для синтеза систем автоматического управления (САУ) мобильным роботом. В ходе работы учитываются и анализируются их особенности применительно к данной проблеме. В качестве модельной задачи для оценки эффективности синтеза выбрана параллельная реализация генетических алгоритмов на примере синтеза САУ роботом для соревнований «Сумо роботов».
37
Управление роботами является задачей управления системами со сложным поведением, в настоящее время известно несколько подходов к решению таких задач, одним из которых является автоматное программирование. Рассматривается комплекс, предназначенный для проектирования и исследования автоматных программ управления мобильными роботами.
40
Рассматривается модификация метода Виолы–Джонса – одного из самых эффективных методов классификации изображений. Вместо детекторов прямоугольных особенностей в предложенной модификации используются детекторы особенностей, построенные на конечных автоматах. Применение автоматов позволяет сократить число уровней в каскаде и число детекторов на каждом уровне за счет того, что детектор, управляемый автоматом, может обнаружить более сложные особенности, нежели простые прямоугольники.
45
Предложена модификация генетического алгоритма, позволяющая решать задачу оптимизации без задания целевой функции в явном виде, используя только функцию сравнения пары решений-кандидатов. Для этого используются так называемые турнирные схемы. Предложенный алгоритм позволяет применять основные принципы генетических алгоритмов в тех задачах, в которых применение генетических алгоритмов в классическом виде невозможно, либо слишком неэффективно. К указанному классу задач относятся задачи построения оптимальной стратегии против заранее неизвестного оппонента в играх двух участников.
49
Представленные в работе алгоритмы имитации отжига применяются для генерации автоматов управления защитником в игре «Война за ресурсы». Рассматривается вопрос о применении исследуемых схем алгоритма имитации отжига к задаче построения конечного автомата, управляющего защитником в данной игре, и последующий анализ полученных результатов.
54
Предлагается метод представления автоматов в виде особей эволюционного алгоритма, основанный на использовании линейных бинарных графов. На примере выполнено сравнение этого метода с известными методами. Предлагаемый метод является более эффективным по сравнению с представлением функции переходов полными таблицами. При некоторых значениях числа состояний он более эффективен, чем метод представления функции переходов деревьями решений.
57
Предлагается новый метод генетического программирования, позволяющий улучшить способ построения функции приспособленности для генетических алгоритмов, проводящих тестирование особей путем симуляции окружающей среды. Метод позволяет автоматически подбирать параметры внешней среды, что приводит к улучшению качества генерируемых особей. В ходе исследований на примере задачи об «Итерированной дилемме узника» было показано, что разработанный подход применим для генерации автоматных программ в задачах, где поведение окружающей среды может быть описано с помощью конечного автомата.
62
Рассматривается метод генерации произвольных клеточных автоматов на основе тестовых наборов при помощи генетических алгоритмов. Описаны основные проблемы при использовании стандартного генетического алгоритма для решения поставленной задачи. Предложены модифицированные генетические операторы для устранения данных недостатков. Произведена апробация на нескольких обучающих примерах.
66
Описан подход к автоматизации тестирования автоматных программ. Для формализации требований спецификации к модели и объектам управления предлагается использовать контракты. Тест описывается как последовательность переходов в модели. Для автоматизации процесса создания кода теста предложен генетический алгоритм, который позволяет находить значения переменных, удовлетворяющие условиям на переходах.
72
Предлагается метод автоматизированной генерации тестов для олимпиадных задач по программированию, предназначенный для выявления неэффективных решений. Этот метод основан на использовании генетических алгоритмов. Описывается использование предлагаемого метода для генерации новых тестов к олимпиадной задаче из Интернет-архива acm.timus.ru, при этом ни одно из имевшихся решений не прошло построенный набор тестов.
77
При создании систем со сложным поведением важную роль играет контроль качества разрабатываемых программ. Цена ошибки в таких системах может быть слишком велика, поэтому важно не просто проверить соответствие создаваемой программы всем предъявленным к ней требованиям, но и сделать этот процесс эффективным, максимально автоматизировав его. На практике этого можно добиться, формализовав все требования к программе и храня полученную исполнимую спецификацию непосредственно вместе с кодом программы. Рассмотрены существующие методы контроля качества современных программных систем и автоматных программ, а также описан процесс создания среды, позволяющей поддержать сразу три подхода к проверке качества программ с явным выделением состояний: проверку на модели, модульное тестирование и контракты. Предложенный подход позволяет сохранить корректность записи сформулированных требований при изменении самой программы, а также интерактивно контролировать ее качество.
81
Описывается структура и возможности виртуальной лаборатории для обучения генетическому и автоматному программированию, реализованной на языке C#. Описываются основные этапы создания собственных подключаемых модулей лаборатории.

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ. ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ ПРИРОДНЫХ САПФИРОВ Асеев В. А., Некрасова Я. А., Хомченко К. В.
86
Проведены исследования спектрально-люминесцентных свойств ограненных кристаллов природных сапфиров. В ходе работы образцы подвергались различным методам технологической обработки, которые позволили селективно изменять оптическую плотность сапфиров в определенных спектральных областях. На основе полученных данных были определены наиболее эффективные методики обесцвечивания сапфиров.
90
Предлагается метод получения эмпирического выражения для расчета коэффициента пропускания атмосферы на основе экспериментальных данных для двух спектральных диапазонов. Описан алгоритм разбиения множества известных экспериментальных данных на группы, представимые в виде различных аналитических выражений. На основании этого определена эмпирическая формула вычисления коэффициента пропускания атмосферы.

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

95
Создана принципиальная схема согласованной (plug-and-play) системы распространения криптографического ключа на поднесущей частоте модулированного света, обеспечивающая, безусловно, безопасную передачу информации. Предложены механизмы компенсации поляризационной зависимости фазовых модуляторов и негативного влияния двулучепреломления в волокне, приведены экспериментальные результаты.
99
Получены аналитические и численные решения уравнения динамики поля светового импульса в изотропной диэлектрической среде с нормальной групповой дисперсией и безынерционной кубической нелинейностью для граничного условия вида однопериодной оптической волны. Показано, что уширение спектра таких предельно коротких по числу колебаний импульсов в нелинейной среде происходит как в высоко-, так и в низкочастотную область. Максимум спектральной плотности смещается в низкочастотную область. Возникновения привычного в среде с кубичной нелинейностью излучения утроенных частот не происходит, а генерируется волна с центральной частотой в примерно четыре с половиной раза большей исходной центральной частоты волны.
ДИФФУЗИЯ СВЕТА В СРЕДЕ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ НЕОДНОРОДНОСТЯМИ Альфимов А. В., Арысланова Е. М., Вавулин Д. Н., Андреева О. В., Темнова Д. Д., Лесничий В. В., Альмяшев В. И., Кириллова С. А., Чивилихин С. А., Попов И. Ю., Гусаров В. В.
105
Предложен метод определения характерного размера наночастиц или других наноразмерных неоднородностей, основанный на сравнении экспериментальной и теоретической спектральной зависимости коэффициента ослабления света при его прохождении через неоднородную среду. Одним из возможных применений такого метода является анализ размеров наночастиц, получаемых в процессе гидротермального синтеза. В настоящей работе в качестве модельной среды выбрано пористое стекло с известным средним размером пор.

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

109
Разработана модель решения обратной задачи вертикального зондирования ионосферы применительно к данным, полученным на ионосферных станциях типа «АИС-М». На основе разработанной модели реализовано программное приложение для автоматизированной обработки и анализа спектрограмм высотного зондирования ионосферы. Апробация программного продукта позволила выявить достаточно высокую эффективность предложенного метода, что позволяет позиционировать разработанную модель как эффективный способ решения обратной задачи высотного зондирования ионосферы.
113
Рассматривается методика построения траектории движения следящего электропривода с ограничением скорости и ускорения. Особенность поставленной задачи – заранее неизвестна траектория задания, формирователь траектории (ФТ) реализуется в цифровом виде.
117
Ставится задача контроля затрат управления при воспроизведении синтезируемой системой гармонических экзогенных воздействий с использованием грамианного подхода. Грамианный подход сформировался в рамках современной теории управления, опирающейся на векторно-матричный формализм метода пространства состояния. Подход аналитически устанавливает прямую связь установившейся составляющей движения технического объекта (ТО) в составе синтезируемой системы по выходу с вектором начального состояния источника гармонических экзогенных воздействий, причем эта связь осуществляется через матрицу подобия, являющуюся решением матричного уравнения Сильвестра. Задача получает прозрачное решение на сфере начальных состояний источника гармонических экзогенных воздействий в виде мажоранты и миноранты затрат управления как функции распределения мод, которое доставляется системе, образованной ТО и регулятором, при синтезе системы.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

123
Описано решение задачи преобразования исходного кода на объектно-ориентированном языке в формат RDF средствами семантического анализа. Рассмотрены основные принципы семантического анализа объектноориентированного кода и предложен архитектурный прототип программного продукта, осуществляющего преобразование кода в RDF.
127
Проведено исследование алгоритмов, основанных на сегментном подходе к решению задачи прогнозирования и компенсации движения. Этот класс методов устраняет большую часть недостатков решений на основе попиксельного подхода с высокой трудоемкостью алгоритма и объектного подхода со сложностью в определении формы объекта прогнозирования. В связи с тем, что полный перебор возможных вариантов прогноза для блока имеет высокую вычислительную сложность, в рамках данной работы осуществлена выработка оптимальной схемы селекции блоков для сравнения. Также предлагается ряд усовершенствований существующих схем с целью улучшения соотношения вычислительная сложность/качество.
ПРОБЛЕМЫ ПОПОЛНЕНИЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО СЛОВАРЯ Боярский К. К., Каневский Е. А.
132
Рассмотрены проблемы пополнения компьютерного семантического словаря новыми словами, встреченными в тексте при его анализе. Предлагаемая для этого система работает в полуавтоматическом диалоговом режиме. На первом этапе определяются морфологические характеристики нового слова, на втором – его синтактико-семантические параметры по аналогам, имеющимся в существующем словаре. Предлагаемые подходы обеспечивают высокий уровень точности. Впервые появилась возможность указания точной семантики новых слов с учетом не только семантических классов, но и аргументов, обеспечивающих связь с подсоединяемыми словами.
137
Описывается порядок взаимодействия узлов распределенной системы хранения данных, входящей в состав Интернет сервисов, а также методы обработки информационных потоков, применяемые для организации взаимодействия локальных сетевых сервисов каждого узла. Рассмотрена последовательность движения пользовательских данных внутри системы, описан метод выбора оптимального узла хранения с использованием ранжирования весовыми коэффициентами, а также описана процедура восстановления данных узла после программного или аппаратного сбоя в работе системы.
141
Предлагается методика уменьшения искажений в изображении-контейнере со встроенной голограммой водяного знака, основанная на изменении динамического диапазона голограммы методом логарифмического преобразования. Предложенная методика позволяет снизить искажения, возникающие при восстановлении изображения водяного знака, по сравнению с традиционным методом голограммы Фурье. Выявлена линейная зависимость между изменением амплитуды сигнала водяного знака и средним квадратичным отклонением интенсивности цифровой голограммы Фурье.
146
Обсуждается проблема построения систем искусственного интеллекта (ИИ) в части измерения количества информации, содержащейся в формализованных знаниях в виде фактов. Рассматривается метод измерения информативности знаний, одинаково пригодный для оценки естественного и искусственного интеллекта. В целях устранения неопределенности пространства понятий в работе предлагается оценивать информативность понятий и фактов в рамках контекста.
УЯЗВИМОСТИ МОНИТОРОВ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН Евелев Ю. Е., Чернокнижный Г. М.
149
Рассмотрены проблемы безопасности систем виртуализации. Приведены уязвимости известных мониторов виртуальных машин (ВМ). Даны примеры эксплойтов. Рассмотрена технология VMsafe и ее возможности по увеличению эффективности системы защиты с учетом использования вендоров безопасности.

БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЧ-БЛИЖНЕПОЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ БИООБЪЕКТОВ Арсеньев А. В., Волченко А. Н., Лихачева Л. В., Печерский В. И.
154
Рассмотрена возможность определения электродинамических параметров тканей биологических сред с использованием неконтактного метода. Показаны принципиальная возможность использования методики для неинвазивной диагностики биообъектов, а также результаты определения функциональной активности ростковых зон (РЗ) костей подростков в качестве иллюстрации возможностей методики. Целью настоящей работы является исследование возможностей метода высокочастотного (ВЧ) ближнепольного зондирования в диагностике биообъектов и его апробация на конкретных обследованиях опорно-двигательного аппарата подростков.
157
Рассмотрены преимущества неинвазивных измерений параметров крови, предложено конструктивное исполнение прибора гемобилиглюкометра.

ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ. МЕНЕДЖМЕНТ

163
В работе исследована возможность применения метода имитационного моделирования (метод Монте-Карло) для оценки качества инновационных проектов; предложен способ использования имитационного моделирования для принятия решения; программно реализован метод оценки рисков проекта на основе бизнес-плана.
166
Реализация потенциала российских предприятий в сфере разработки инновационного продукта – одна из основных задач модернизации российской экономики, которую должны помочь решить российские технопарки. Однако попытки перехода к инновационному развитию наталкиваются на существенные препятствия: необходимость дополнения производителей знаний и технологий другими необходимыми звеньями инновационного процесса, такими как привлечение и размещения заказов на НИОКР, формирование спроса, продвижение инновации, сопровождение внедрения инновационных решений и их поддержка у заказчика. Нерешенность этих проблем усугубляется падением инновационной активности ведущих секторов экономики.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

169
Рассматривается новый вид функционала Ляпунова–Красовского, доказывающий экспоненциальную устойчивость нелинейной параметрически и функционально неопределенной системы с запаздыванием. В качестве регулятора для стабилизации нелинейной системы был использован метод последовательного компенсатора, разработанный одним из авторов.
170
Рассмотрена возможность применения онтологий при построении системы управления интеллектуальными ресурсами (СУИР) и преимущества от внедрения семантических сервисов.
ОРГАНИЗАЦИЯ МЕЖМАШИННОГО ОБМЕНА ПРИ РЕЗЕРВИРОВАНИИ МАГИСТРАЛЕЙ Богатырев В. А., Евлахова А. В., Котельникова Е. Ю., Богатырев С. В., Осипов А. В.
171
Рассмотрены варианты межмашинного обмена по двум магистралям с учетом сбоев и повторных передач.
172
Представлены основные результаты исследования инноваций, внедряемых в хозяйственную деятельность предприятий в условиях сервисно-ориентированной экономики. Особое внимание уделено анализу влияния инноваций на конкурентоспособность предприятия в целом. Выработан комплекс направлений по совершенствованию процесса на современном этапе экономического развития.
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика