В статье дана комплексная характеристика информационных технологий цифровой адаптационной медицины. Акцент сделан на применимость к разработке специализированных автоматизированных комплексов, программных моделей и систем изучения адаптационных возможностей человека к условиям внешней среды. Сформулированы требования к информационным технологиям повышения этих возможностей. Отражены особенности информационных технологий применительно к проведению прикладных системных исследований обеспечения жизнедеятельности, сохранения профессионального здоровья и продления долголетия человека.
Охарактеризованы шесть базовых концепций адаптационной медицины с акцентом на особенности математического обеспечения обработки информации, определены приоритеты совершенствования информационных технологий, применяемых в этих концепциях.
Рассмотрены информационные технологии, применяемые в задачах обеспечения профессиональной работоспособности человека с акцентом на необходимость применения адекватных методов диагностики состояния человека на всех этапах профессиональной деятельности и необходимости разработки технологий цифровых двойников, адекватно моделирующих адаптационные процессы и реакции организма в реальных условиях.
Дана характеристика информационных технологий персонифицированного мониторинга рисков здоровью, позволяющих объективизировать воздействия физических факторов условий деятельности и реализовать индивидуальное и коллективное информирование персонала об опасности окружающей среды.
Показана насущная необходимость стандартизации методов обработки информации при разработке информационных технологий цифровой адаптационной медицины в интересах обеспечения физиологической адекватности и математической корректности подходов к получению и обработке информации о состоянии человека.
Сделаны выводы о том, что приоритеты совершенствования информационных технологий цифровой адаптационной медицины связаны с внедрением достижений четвёртой промышленной революции, в том числе, концепции социокиберфизических систем.
Многие исследования в области управления знаниями указывают на то, что предприятия и организации, поддерживающие систематический обмен, передачу и повторное использование знаний, могут рассчитывать на значительные выгоды. Однако не так много исследований выполнено в рамках анализа технологий для повторного использования знаний, которые применяются в организациях. Исходя из классификации подходов к повторному использованию знаний, в статье рассматривается состояние в этой области применительно к производственным сетях (с уделением особого внимания сетям малых и средних предприятий - МСП). Цель статьи двоякая: для производственных сетей это исследование того, какие виды повторно используемых знаний (с точки зрения разрабатываемой классификации) наиболее актуальны для таких сетей; для подхода к классификации методов повторного использования знаний это уточнении данного подхода и его обоснование применительно к производственным сетям. Основными результатами статьи являются: (1) анализ ситуаций повторного использования знаний в сетях МСП, (2) оценка предложенного подхода к классификации методов повторного использования знаний применительно к различным ситуациям и (3) дальнейшее уточнение и валидация предложенного подхода.
В статье предлагается компьютерная модель и описание метода использования электромагнитных волн с длиной 0,1-1 мм для выявления внутренних дефектов изделий, выполненных по аддитивным технологиям. С помощью предложенной модели демонстрируется возможность бесконтактного неразрушающего контроля качества по дифракционным картинам.
В настоящее время аддитивные технологии, и в частности печать на трехмерных принтерах, используют для получения изделия материалы, многие из которых свободно пропускают терагерцовое излучение (частота 3·1011-3·1012 Гц, длина волны 0,1-1 мм). В то же время дефекты, возникающие в изделиях при аддитивном производстве, имеют размеры того же порядка (0,1-1 мм), что и терагерцовые волны. Следовательно, при облучении изделий с такими дефектами монохромным миллиметровым излучением будет возникать дифракция Френеля.
Это позволяет использовать дифракционный метод контроля качества изделий, выполненных методом трехмерной печати. В статье описаны схема проведения контроля, алгоритм моделирования дифракционных картин с использованием выражения Релея-Зоммерфельда и компьютерная программа, реализующая указанный алгоритм. Приведены результаты определения размеров и расположения дефектов в изделиях по дифракционным картинам.
Рассматривается компьютерная модель такого дифракционного метода, который может быть реализован в виде аппаратно-программных средств, позволяющих автоматизировать процесс контроля, обеспечить его низкую себестоимость, безопасность (учитывая свойства электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн) и может конкурировать с методами электромагнитной и звуковой томографии.
Уже в течение более чем четверти века технология многоагентных систем рассматривается как одна из наиболее перспективных технологий концептуализации и программной реализации сложных распределенных систем. Однако в практике происходит совсем иное: индустрия практически не использует эту технологию, и это несмотря на то, что на практике появляются все новые и новые классы приложений, для которых эта технология представляется чуть ли ни единственно возможной технологией разработки. В статье анализируются недавние прогнозы и реальные достижения в части практического применения многоагентных систем на промышленном уровне. Выявляются проблемы, которые в настоящее время препятствуют широкому промышленному внедрению многоагентных систем и технологий, а также пути их преодоления. Анализируются классы приложений, в реализации которых многоагентные технологии имеют неоспоримые преимущества и оцениваются перспективы развития этих технологий до уровня индустриального применения.
Компьютерные программы для научных исследований со сложными геометрическими моделями целесообразно интегрировать с САПР. Рассматриваются три подхода на основе: обмена данными в формате DXF (drawing exchange format), COM-технологии и прикладной программный интерфейс (API) ObjectARX. DXF-обмен данными с САПР — простой и универсальный способ, доступный для большинства исследователей, но исключающий интерактивное управление САПР. COM технологии предоставляют простые, надежные, но не самые быстродействующие механизмы интерактивного управления САПР из внешней программы. Комбинация с DXF повышает быстродействие COM. Для задач со сложными геометрическими моделями система AutoCAD предоставляет ObjectARX API и .NET API — низкоуровневые технологии, обеспечивающие наивысшую по сравнению с другими технологиями функциональность и производительность, но имеющие ограничения. Приведены листинги программ, упрощающие понимание рассматриваемых технологий, проведен анализ их быстродействия, даны рекомендации по их применению с позиции исследователя.
Приведены результаты исследований по разработке технологий обработки разносенсорной информации, получаемой бортовой системой машинного зрения, для решения комплекса задач навигации и управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА). Проведен анализ предметной области, выделены основные задачи, требующие решения для эффективного выполнения основных функций БЛА. Предложены оригинальные методы комплексирования, основанные на диффузной морфологии, разработаны методики подготовки обучающих выборок и глубокого машинного обучения, обеспечивающие высокое качество распознавания, создана база данных синтезированных изображений для обучения алгоритмов распознавания.
В данной статье предлагается усовершенствованная методология и технология имитационных исследований сложных систем, как результат развития и совершенствования традиционной методологии. Основным отличием усовершенствованной методологии является последовательная автоматизация процесса исследования и интеграция всех программ в единый комплекс. Программные комплексы, создаваемые на основе данной методологии, позволили в среднем сократить в несколько раз время проведения исследования сложных систем и значительно увеличить круг потенциальных пользователей имитационного моделирования
В статье предложен подход к организации управления гибридными системами на основе технологии интеллектуальных пространств. Предложенный подход обладает двумя основными характеристиками, во-первых, управление гибридной системой децентрализовано и различные функции управления выполняются различными сервисами, взаимодействующими через онтолого-ориентированное интеллектуальное пространство; во-вторых, сами сервисы описываются с помощью формализма гибридных автоматов, что позволяет использовать аппарат модельно-управляемой разработки для создания гибридных систем управления. Рассмотрен сценарий взаимодействия различных физических устройств на примере системы «умный дом».
Проведен анализ современного состояния исследований в области информационных технологий проектирования автоматизированных систем мониторинга для сложных организационно-технических систем, решающих широкий спектр возложенных на них задач, эффективное функционирование которых немыслимо без наличия автоматизированной системы управления ими. Предложен подход к созданию распреде- ленной системы информации о контроле состояния космических объектов и объектов наземной космической инфраструктуры на основе современных информационных тех- нологий автоматизированного сбора, интеграции и комплексного анализа всех видов информации, циркулирующей в контуре как отдельных автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами, так и АСУ подготовки и пуска и АСУ космодрома в целом, и создания многоуровневой АСУ космодрома с использованием современных принципов организации корпоративных информационных систем.
В статье проанализировано современное состояние исследований в области электрофизиологических методов обследования органов желудочно-кишечного тракта с позиций сотрудничества медиков и инженеров в сфере информационных технологий Проведен краткий обзор аппаратного, программного и методического обеспечения электрогастроэнтерографии. Рассмотрены особенности вейвлет-анализа гастроэнтерограмм, предложены варианты использования преобразования Морле для получения новых динамических характеристик сигналов. Описана структура исследований, построенная за последние годы в Северо-Западном регионе России. Предложены перспективные направления дальнейших работ: объединение возможностей электрогастроэнтерографии и телемедицины, а также создание в Интернет-пространстве открытой платформы для сотрудничества исследователей в данной области.
В статье обсуждаются ассистивные информационные технологии, которые представляют собой специальное программное и/или аппаратное обеспечение, предназначенное для повышения доступности информации и средств коммуникации для людей с ограниченными возможностями здоровья. Предложен комплекс ассистивных информационных технологий на базе аудиовизуальных речевых интерфейсов пользователя.
В статье рассматривается проблема согласования процесса 3D моделирования и 3D прототипирования сложных пространственных форм в рамках технологии когнитивного программирования. Предложены пути ее решения на примере среды 3D Studio MAX.
В работе описываются разработанные авторами инструментальные средства и комплексный подход на их основе, при котором методы и средства анализа и верификации обеспечены для представителей всех четырех основных классов языков, на которых обычно описываются телекоммуникационные приложения: языки выполняемых спецификаций общего назначения (SDL), языки для описания и анализа укрупненных образцов поведения и выявления зависимостей между ними в сложных системах (UCM), специализированные языки, ориентированные на верификацию спецификаций телекоммуникационных систем (язык интерпретированных MSC диаграмм, язык взаимодействующих конечных автоматов, язык Dynamic-REAL) и индустриальные императивные языки (C/С++). Верификация спецификаций дополняется автоматизированным построением тестовых наборов, обеспечивающих заданную степень покрытия исходных поведенческих требований, причем эти тестовые наборы оптимизированы по заданным критериям производительности. Исполнение тестов происходит в среде автоматизированного тестирования на моделях систем, либо непосредственно на их реализациях, погруженных в соответствующие программные оболочки, обеспечивающие взаимодействие тестируемой системы с тестовым окружением. Тестовая оболочка позволяет одновременно с прогоном тестов проводить автоматизированный анализ результатов тестирования.
Предлагается формализм для описания помеченных систем переходов, который унифицируют формат состояний системы переходов, формат инструкций компьютерных языков, представляемых метками системы переходов, и формат и семантику правил перехода и, тем самым, делает процесс разработки операционной семантики компьютерных языков более технологичным.
Применение SIEM-технологии (технологии управления информацией и событиями безопасности) является перспективным направлением в области защиты информации, особенно для критически важных инфраструктур. В статье приводятся общие положения по построению и функционированию систем, реализующих данную технологию, дается характеристика известных реализаций таких систем, а также обсуждаются особенности проекта MASSIF Седьмой рамочной программы Европейского Союза по созданию перспективных систем управления событиями и информационной безопасностью. Рассматриваются вопросы решения двух ключевых задач проекта, связанных с анализом событий безопасности на основе моделирования сетевых атак и построения репозитория.
В статье рассматриваются методы разработки систем прогнозирования с использованием геоинформационных технологий и инструментов. Обсуждаеются обобщенная и типовые задачи, возникающие при прогнозировании природных катастроф на примере землятресений и цунами.
Приводится краткая справка о текущей деятельности научно-образовательного центра «Технологии интеллектуального пространства», созданного в 2010 г. в целях развития исследований, координации комплексных инновационных проектов, эффективного воспроизводства научно-педагогических кадров и закрепления молодежи в сфере науки и образования.
В настоящей статье рассматривается методика распознавания ситуации, основанная на технологии искусственного интеллекта. В представленном исследовании ситуация рассматривается как некоторый вектор, параметры которого содержат информацию о взаимосвязи и состоянии отдельных классов в определенный момент времени. На множестве ситуаций определяется функция, позволяющая идентифицировать ситуацию на основе измерений свойств (параметров) классов, взятых в пространстве и времени. Определение функции принадлежности и формирование репозитория (множества) выполняется с использованием алгоритма вывода Rete и метода иммунокомпьютинга.
Разработаны, методология и исследовательский прототип многоагентной технологии управления контекстом в открытой информационной среде в рамках интеллектуальной поддержки принятия решений. Показано использование формализма объектно-ориентированных сетей ограничений для представления знаний. Определен набор технологических и проблемно-ориентированных агентов для решения задач управления контекстомв открытой информационной среде, разработаны модели и сценарии их взаимодействия. Исследовательский прототип протестирован на примере комплексной задачи конфигурирования мобильного госпиталя в ситуации техногенной катастрофы.
Рассматривается один из важных видов автоматизированных систем — автоматизированных систем мониторинга состояний сложных организационно-технических комплексов в режиме реального времени с учетом возможной деградацией их структур.
В статье предлагается краткий обзор существующих архитектур многомодальных интерфейсов и систем, использующих речь в качестве одного из основных компонентов ввода информации. Приводятся основные отличия одномодальных и многомодальных интерфейсов, а также возможные способы объединения информации от различных модальностей. Описываются области применения многомодальных интерфейсов, как в современных, так и в перспективных системах человеко-машинного взаимодействия.
Приводится аналитический обзор по эволюции цифровых технологий. Отмечается различие парадигмы цифровой реализации аналоговых моделей и цифровых технологий. Рассматривается алгоритмический подход к обработке аудиовидеосигналов.
В настоящей статье рассматривается фрагмент знаний с вероятностной неопределенностью. Описывается процесс поддержания его непротиворечивости. Приводится фрагмент кода с использованием объектно-ориентированной библиотеки С++ ILOG Planner, реализующий представление фрагмента знаний, а так же алгоритм поддержания непротиворечивости для этого фрагмента знаний.
Рассмотрены принципы использования технологии групповой поддержки принятия решений при ранжировании доступных альтернативных источников знаний для повышения эффективности работы систем, занимающихся быстрой интеграцией знаний из распределённых источников.
Статья посвящена проблеме адаптации аналитических информационных технологий к решению задач управления безопасностью промышленного предприятия
Перспектива развития групповой технологии экспертизы управленческих организационно-технических решений, разработанной в лаборатории интегрированных систем автоматизации СПИИРАН, связана с использованием коммуникационных возможностей Internet в процессе кооперативной работы пользователей. В статье рассматриваются вопросы места и роли групповой технологии экспертизы в общей структуре принятия управленческих решений в условиях неопределенности, значение языка XML как открытого стандарта для обмена информацией между пользователями Internet, других стандартов и подходов к организации коммуникации компонент в распределенных гетерогенных информационных средах
Точность систем автоматического распознавания спонтанной речи далека от тех, которые демонстрируют системы распознавания подготовленной речи. Обусловлено это тем, что спонтанная речь не характеризуется той плавностью и отсутствием сбоев, что подготовленная. Спонтанная речь варьируется от диктора к диктору: отличное произношение фонем, наличие пауз, речевых сбоев и экстралингвистических компонентов (смех, кашель, чихание, и цыканье при выражении эмоции раздражения и др.) прерывают плавность вербальной речи. Экстралингвистические компоненты очень часто несут важную паралингвистическую информацию, поэтому для систем автоматического распознавания спонтанной речи важно распознавать подобные явления в потоке речи. В данном обзоре проанализированы научные работы, посвященные проблеме автоматического анализа экстралингвистических компонентов спонтанной речи. Рассмотрены и описаны как отдельные методы и подходы по распознаванию экстралингвистических компонентов в потоке речи, так и работы, связанные с многоклассовой классификацией изолированно записанных экстралингвистических компонентов. Наиболее распространенными методами анализа экстралингвистических компонентов являются нейронные сети, такие как глубокие нейронные сети и сети на основе моделей-трансформеров. Приведены основные понятия, относящиеся к термину экстралингвистические компоненты, предложена оригинальная систематизация экстралингвистических компонентов в русском языке, описаны корпуса и базы данных звучащей разговорной речи как на русском, так и на других языках, также приведены наборы данных экстралингвистических компонентов, записанных изолированно. Точность распознавания экстралингвистических компонентов повышается при соблюдении следующих условия работы с речевым сигналом: предобработка аудиосигналов вокализаций показала повышение точности классификации отдельно записанных экстралингвистических компонентов; учет контекста (анализ нескольких фреймов речевого сигнала) и использовании фильтров для сглаживания временных рядов после извлечения векторов признаков показали повышение точности при пофреймовом анализе речевого сигнала со спонтанной речью.
Одним из основных подходов к обработке, анализу и визуализации геофизических данных является применение геоинформационных систем и технологий, что обусловлено их геопространственной привязкой. Вместе с тем, сложность представления геофизических данных связана с их комплексной структурой, предполагающей множество составляющих, которые имеют одну и ту же геопространственную привязку. Яркими примерами данных такой структуры и формата являются гравитационные и геомагнитные поля, которые в общем случае задаются трех и четырехкомпонентными векторами с разнонаправленными осями координат. При этом на сегодняшний день отсутствуют решения, позволяющие визуализировать указанные данные в комплексе, не декомпозируя их на отдельные скалярные значения, которые, в свою очередь, могут быть представлены в виде одного или многих пространственных слоев. В этой связи в работе предложена концепция, использующая элементы тензорного исчисления для обработки, хранения и визуализации информации такого формата. Формализован механизм тензорного представления компонент поля с возможностью его комбинирования с другими данными такого же формата, с одной стороны, и свертки при сочетании с данными более низкого ранга. На примере гибридной реляционно-иерархической модели данных предложен механизм хранения информации по тензорным полям, предусматривающий возможность описания и применения инструкций по трансформации при переходе между различными системами координат. В работе рассматривается применение подхода при переходе от декартовой к сферической системе координат при представлении параметров геомагнитного поля. Для комплексной визуализации параметров тензорного поля предложен подход, основанный на применении тензорных глифов. В качестве последних при этом используются суперэллипсы с осями, соответствующими рангу тензора. При этом атрибутивные значения предлагается визуализировать относительно осей графического примитива таким образом, что распределение данных может быть задано посредством варьирования градиента монохромного представления параметра вдоль оси. Работоспособность концепции была исследована в ходе сравнительного анализа тензорного подхода с решениями, основанными на скалярной декомпозиции соответствующих комплексных значений с последующим их представлением в виде одного или многих пространственных слоев. Проведенный анализ показал, что применение предложенного подхода позволит в значительной степени повысить наглядность формируемого геопространственного изображения без необходимости сложного перекрывания пространственных слоев.
На сегодняшний день существует общее представление об интеллектуальном капитале, разработаны различные подходы к его измерению на микро- и макроуровне. Разработаны методы патентной аналитики для анализа технологических трендов. На концептуальном уровне известно, что существует взаимовлияние интеллектуального капитала и технологических трендов, но отсутствуют методические разработки для количественного оценивания такого влияния с использованием данных из различных источников. Цель исследования заключается в количественном оценивании взаимного влияния национального интеллектуального капитала и современных информационных технологий управления на макроуровне. Рассмотрены математические основания разделения компонентов интеллектуального капитала и технологий. Подтверждена гипотеза о статистической значимости взаимовлияния интеллектуального капитала и информационных технологий управления. Определена регрессионная зависимость, которая достаточно хорошо аппроксимируется линейной регрессией индекса интеллектуального капитала от логарифма индекса патентной активности страны в области IT-методов управления, что может быть интерпретировано как замедление роста индекса интеллектуального капитала при достижении определенного уровня патентной активности. Установлено, что чем более развита экономика, тем выше в ней уровень интеллектуального капитала и выше уровень распространения IT-методов управления. Явными исключениями из этой закономерности являются Китай и Индия. Китай, который относится к странам с доходом выше среднего уровня, демонстрируют более высокие, чем страны его уровня экономического развития, взаимосвязанные значения индекса интеллектуального капитала и распространенности IT-методов управления. Индия, занимающая 3-е место среди стран с уровнем дохода ниже среднего, имеет соизмеримые показатели развития интеллектуального капитала и распространения IT-методов управления со странами с уровнем дохода выше среднего. Дальнейшие исследования могут быть связаны с проверкой гипотез о возможности выявления предложенным методом количественных зависимостей между интеллектуальным капиталом и технологическим развитием. Необходима детализация выявленных зависимостей по кодам Международной патентной классификации и составляющим интеллектуального капитала, выявление зависимостей для других технологических областей.
В этой статье используется всеохватывающая концепция сообществ для выражения социальных контекстов, в которых осуществляется человеческое творчество и происходит обучение. С появлением цифровых технологий эти социальные контексты, сообщества, в которых мы задействованы, радикально меняются. Новый ландшафт, созданный цифровыми технологиями, характеризуется новыми качествами, новыми возможностями для действий сообществ. Термин onlife заимствован из Манифеста Onlife и используется для обозначения сообществ нового типа, созданных современными цифровыми технологиями - сообществ onlife. Представлены принципы проектирования, направленные на развитие таких сообществ и поддержку их членов. Эти принципы составляют основу, которая подчеркивает концепцию перформативности, то есть то, что знания основаны на деятельности человека и действиях, выполняемых в определенных социальных контекстах, а не на развитии концептуальных представлений. Чтобы продемонстрировать использование структуры и соответствующих принципов, в статье представлено, как их можно использовать для анализа, оценки и переформулирования конкретной системы, относя ее к творчеству и обучению в области культурного наследия (преподавание и изучение истории). Одним из наиболее значительных результатов является принятие принципов, которые облегчают вовлечение студентов в учебный процесс, переходя от роли конечного пользователя к роли эксперта-пользователя при поддержке так называемых maieuta-дизайнеров. Результатом этого процесса является использование изученного программного обеспечения не только для потребления готового контента, но и для создания нового, сгенерированного студентами контента, предлагающего студентам новые возможности для обучения. Как показывает оценка, эти новые возможности обучения позволяют студентам развивать более глубокое понимание изучаемых тем.
Одной из значимых проблем исследования процессов и явлений в окружающей среде является характерная для технических средств их регистрации пространственно-временная анизотропия. Причиной тому является зачастую крайне неравномерное распределение средств мониторинга по земной поверхности, а также многочисленные выбросы и пропуски в данных, обусловленные как несовершенством используемого оборудования, так и человеческим фактором. Одним из вариантов решения проблемы является применение многоуровневой системы цифровых двойников, базирующихся на соответствующих отраслевых моделях и пополняемой базе архивных данных, что в совокупности с физическими прототипами технических систем обеспечивает высокую плотность покрытия земной поверхности и возможность восстановления соответствующих данных. Вместе с тем нерешенным по-прежнему остается вопрос организации информационного взаимодействия между уровнями системы цифровых двойников, что в значительной степени усугубляется постоянно растущим объемом данных и их неоднородным характером. В работе предлагается организация информационного взаимодействия в системе цифровых двойников на основе формализованного механизма пакетирования пространственно-временной информации, при котором идентификация источников данных выполняется посредством иерархической системы бинарной токенизации. На примере технических систем мониторинга параметров геомагнитного поля и его вариаций рассматриваются особенности практической реализации такого подхода, отличительной особенностью которого является комбинирование традиционной клиент-серверной и инновационной бессерверной архитектур, для реализации высоконагруженного реактивного веб-приложения для работы с анализируемыми данными. Результаты проведенных вычислительных экспериментов подтвердили эффективность предложенных решений, выраженной как в повышении реактивности клиент-ориентированных приложений, так и в увеличении вычислительной скорости формирования и заполнения информационных хранилищ, агрегирующих информацию из распределенных гетерогенных источников.
В последние годы в медицинской и научно-технической среде возрос интерес к задаче автоматического определения наличия депрессивного состояния у людей. Депрессия является одним из самых распространенных психических заболеваний, непосредственно влияющих на жизнь человека. В данном обзоре представлены и проанализированы работы за последние два года на тему определения депрессивного состояния у людей. Приведены основные понятия, относящиеся к определению депрессии, описаны как одномодальные, так и многомодальные корпусы, содержащие записи информантов с установленным диагнозом депрессии, а также записи контрольных групп, людей без депрессии. Рассмотрены как теоретические исследования, так и работы, в которых описаны автоматические системы для определения депрессивного состояния — от одномодальных до многомодальных. Часть рассмотренных систем решает задачу регрессивной классификации, предсказывая степень тяжести депрессии (отсутствие, слабая, умеренная, тяжелая), а другая часть – задачу бинарной классификации, предсказывая наличие заболевания у человека или его отсутствие. Представлена оригинальная классификация методов вычисления информативных признаков по трем коммуникативным модальностям (аудио, видео и текстовая информация). Описаны современные методы, используемые для определения депрессии в каждой из модальностей и в совокупности. Наиболее популярными методами моделирования и распознавания депрессии в рассмотренных работах являются нейронные сети. В ходе аналитического обзора выявлено, что основными признаками депрессии считаются психомоторная заторможенность, которая влияет на все коммуникативные модальности, и сильная корреляция с аффективными величинами валентности, активации и доминации, при этом наблюдается обратная корреляция между депрессией и агрессией. Выявленные корреляции подтверждают взаимосвязь аффективных расстройств с эмоциональными состояниями человека. В множестве рассмотренных работ наблюдается тенденция объединения модальностей для улучшения качества определения депрессии.
Предлагается новый быстрый метод регистрации движения глаз в режиме реального времени на основе исследования гранично-ступенчатой модели полутонового изображения оператором Лапласиан – Гауссиана и нахождения нового предложенного дескриптора накопленных разностей (идентификатора точек), который отображает меру равноудаленности каждой точки от границ некоторой относительно монотонной области (например, зрачок глаза). Работа данного дескриптора исходит из предположения о том, что зрачок в кадре является наиболее округлой монотонной областью, имеющей высокий перепад яркости на границе, пиксели области должны иметь интенсивность меньше заранее заданного порога (но при этом зрачок может не являться самой темной областью на изображении). Учитывая все вышеперечисленные характеристики зрачка, дескриптор позволяет достичь высокой точности детектирования его центра и размера в отличии от методов, основанных на пороговой сегментации изображения, опирающихся на предположение о зрачке как наиболее темной области, морфологических методов (рекурсивная морфологическая эрозия), корреляционных или методов, исследующих только граничную модель изображения (преобразование Хафа и его вариации с двумерным и трехмерным пространствами параметров, алгоритм Starburst, Swirski, RANSAC, ElSe). Исследована возможность представления задачи трекинга зрачка как задачи многомерной оптимизации и ее решение неградиентным методом Хука –Дживса, где в качестве целевой функции выступает функция, выражающая дескриптор. При этом отпадает необходимость в вычислении дескриптора каждой точки изображения (составления специальной аккумуляторной функции), что значительно ускоряет работу метода. Проведен анализ предложенных дескриптора и метода, а также разработан программный комплекс на языке Python 3 (визуализация) и C++ (ядро трекинга) в лаборатории физико-математического факультета Камчатского государственного университета им. Витуса Беринга, позволяющий иллюстрировать работу метода и осуществлять трекинг зрачка в режиме реального времени.
Рассматриваются вопросы применения интерфейсов мозг-компьютер в ассистивных технологиях, в частности для управления роботизированными устройствами. Неинвазивные интерфейсы мозг-компьютер строятся на основе обработки и классификации электроэнцефалографических сигналов, показывающих биоэлектрическую активность в различных зонах мозга. Системы на основе неинвазивных интерфейов мозг-компьютер после обучения способны декодировать электроэнцефалографические паттерны, соответствующие разным воображаемым движениям человека, а также паттерны, соответствующие различным аудиовизуальным стимулам. Сформулированы и приведены требования, которым должны отвечать интерфейсы мозг-компьютер, работающие в режиме реального времени, чтобы биологическая обратная связь была эффективна и мозг пользователя смог правильно ассоциировать ответы с событиями. Рассматривается процесс обработки электроэнцефалографических сигналов в неинвазивных интерфейсах мозг-компьютер, включающий пространственную и временную фильтрацию, удаление двигательных артефактов, выделение признаков и классификацию. Описываются и сравниваются классификаторы, основанные на методе опорных векторов, искусственных нейронных сетях и римановой геометрии. Показано, что такие классификаторы могут обеспечить точность 60-80% при распознавании от двух до четырех классов воображаемых движений в режиме реального времени по одной пробе. Приведены примеры использования таких классификаторов для управления роботизированными устройствами, помогающими здоровым людям лучше выполнять повседневные функции и улучшающими качество жизни людей с ограниченными возможностями. Проведены эксперименты по управлению роботизированной рукой с пятипалой кистью, мобильной сенсорной платформой и антропоморфным роботом. На основе полученных результатов исследования сформулированы задачи, которые нужно решить, чтобы применение технологии стало более эффективным.
В статье представлен краткий исторический очерк исследования эффективности целенаправленных процессов функционирования систем, выполнен обзор некоторых актуальных задач исследования операционных свойств, решаемых за рубежом. На основе анализа особенностей исследования эффективности целенаправленных процессов функционирования систем и ряда других операционных свойств отечественными и зарубежными авторами сделан вывод об актуальности решения современных задач исследования операционных свойств на основе аналитического оценивания их показателей. Описаны новые направления исследований операционных свойств систем и процессов их функционирования, таких как потенциал систем и операционные свойства использования информационных технологий. Приведены особенности совершенствуемых систем и процессов их функционирования, а также роль информационных технологий при функционировании совершенствуемых систем.
Описаны особенности целенаправленных изменений систем и переходных процессов при функционировании совершенствуемых систем. Объяснена роль информационных технологий при изменениях функционирования систем. Полученные результаты позволили исследовать операционные свойства совершенствуемых систем и использования информационных технологий. Предложены примеры моделей формирования эффектов функционирования совершенствуемой системы. Модели разработаны с учетом реализации информационных и неинформационных действий при функционировании такой системы. Для унифицированного оценивания показателей операционных свойств предложен метод аналитического оценивания, который основан на применении последовательности вводимых унифицированных схем оценивания. Предложена последовательность из трех таких схем, позволяющая оценить все описанные операционные свойства. Раскрыты особенности оценивания с использованием предложенных схем. Полученные результаты должны позволить перейти к решению задач исследования на математических моделях. Полученные результаты проиллюстрированы на примере расчета показателей операционных свойств использования информационных технологий.
Объектами данного исследования являются существующие и перспективные информационные технологии, формирующие основу концепций «Индустрия 4.0» и кибер-физических систем (КФС), и соответствующие предприятия, на которых они внедряются. В статье в качестве примеров таких предприятий рассматриваются транспортно-логистические и промышленные предприятия. Цель проведенных исследований состоит в анализе влияния интеллектуальных информационных технологий (ИИТ), разрабатываемых в рамках проектов «Индустрия 4.0» и соответствующих кибер-физических систем, на изменения принципов и способов управления указанными предприятиями в настоящее время и в ближайшем будущем. В статье на конкретных практических примерах проводится иллюстрация происходящих изменений, вызванных внедрением ИИТ. Анализ литературы и практических примеров Индустрии 4.0 показал, что наряду с развитием информационных и инженерных технологий Индустрии 4.0 в экономической части управления транспортно-логистическими и промышленными предприятиями отсутствует четкое понимание и описание бизнес-моделей, в рамках которых эти технологии могут применяться. Проанализированные примеры из практики позволяют сделать вывод, что технологии Индустрии 4.0 и киберфизических систем используются контекстно в виде лишь ограниченного набора той или иной функциональности. Основная же идея Индустрии 4.0 и КФС — создание самоорганизующихся и самоадаптирующихся динамических сетевых структур поставок на протяжении всего жизненного цикла изделий для реализации максимально гибкого индивидуального производства с затратами массового поточного производства — на данный момент реализована лишь в ряде исследовательских проектов. В статье предложена оригинальная интерпретация сервис-ориентированного подхода к описанию и решению задач оценивания и выбора эффективных стратегий использования ИИТ на существующих и перспективных предприятиях. Данная интерпретация базируется на разрабатываемой авторами статьи теории управления структурной динамикой сложных объектов.
В настоящее время системы, разрабатываемые для интеграции реальных физических процессов и виртуальных вычислительных процессов — киберфизических систем (КФС), используются во многих областях промышленности и национальной инфраструктуры, таких как производство, медицина, управление транспортом и безопасность, автомобилестроение, управление промышленными процессами, энергосбережение, экологический менеджмент, промышленные роботы, управление технической инфраструктурой, распределенные роботизированные системы, целевые системы защиты, технологии нанотехнологий и биологических систем. При широком использовании подобных систем уровень ИТ-рисков и киберрисков резко возрастает, в результате чего атаки против КФС могут привести к неуправляемым и непредсказуемым последствиям. Таким образом, существует необходимость в хорошо продуманной системе оценки рисков КФС, что обеспечит общее представление о состоянии безопасности КФС, а также эффективное распределение защищаемых ресурсов. Характер КФС отличается от ИТ-систем главным образом потребностью в операциях реального времени, поэтому традиционный метод оценки рисков для ИТ-систем может быть адаптирован для условий работы КФС. Разработка языка моделирования доменов (“domain specific language”, DSL), основанного на унифицированном языке моделирования UML и описанного в данной статье, обеспечивает синергизм широко используемой в ИТ-индустрии методики с используемыми в конкретных областях подходами к управлению рисками. В отличие от традиционного использования UML для целей имитационного моделирования, описанный в статье язык моделирования DSL обогащен набором стохастических атрибутов моделируемых процессов. Подобные стохастические атрибуты можно использовать для дальнейшей реализации дискретно-событийных симуляторов.
Рассмотрена задача построения методологии оценки эффективности информационных систем и технологий, позволяющая количественно оценить результативность их применения. Особенностью информационных систем является их сервисный характер, что приводит к необходимости косвенного оценивания их эффективности через терминальный положительный эффект метасистемы, в интересах которой данная система была создана или адаптирована.
Приведен краткий обзор существующих подходов и методик к оцениванию эффективности информационных систем и технологий. Установлена неоднозначность используемых определений эффективности, и как следствие, сложности построения формализованной количественной методики ее оценивания.
Предложены количественные оценки эффективности информационной системы, учитывающие вероятностную природу исходных данных, используемых для построения этих оценок. Представлены варианты необходимых и достаточных критериев эффективности информационных систем, выраженные через эффективность метасистем, в интересах которых они функционируют.
В статье рассмотрены основные концепты и принципы исследования операционных свойств использования информационных технологий. Исследование предполагается осуществить путем решения математических задач оценивания, анализа и синтеза по показателям операционных свойств, определяемых на основе прогнозных математических моделей эффектов использования информационных технологий на практике. Для определения таких показателей выполнен обзор подходов к описанию операционных свойств использования информационных технологий в литературе, анализ существующих практик исследования таких свойств, вскрыты основные закономерности проявления исследуемых свойств, обоснованы основные концепты и принципы исследования операционных свойств использования информационных технологий, разработана схема формирования эффектов использования информационных технологий, обоснована концептуальная схема оценивания исследуемых свойств. Полученные результаты позволяют перейти к определению необходимых показателей, рассчитываемых на математических моделях, к разработке концептуальной и математической постановок задач исследования и к их решению, как математических задач оценивания, анализа и синтеза.
Представлен подход к обеспечению устойчивости стратегии развития информационных технологий в организации, заключающийся в разработке процедуры формирования требований к значениям ключевых показателей эффективности ИТ-процессов на основе балансировки их согласованного влияния на прогнозируемые уровни достижения ИТ-целей с применением методов эволюционных вычислений. Данная процедура осуществлена посредством разработанной методики в три этапа, отличительной особенностью которой является формирование требований к уровням достижения ИТ-целей организации на основе оценок их относительной важности для обеспечения требуемого уровня ИТ-стратегии организации, а также применение высоко робастного генетического алгоритма Холланда с введением в него условий адаптации на основе выделенных контуров влияния на целевые концепты нечеткой когнитивной модели.Результаты применения методики позволяют скорректировать ИТ-стратегию и обеспечить ее устойчивость на заданном интервале планирования, что в перспективе снижает степень рассогласования между текущим и требуемым состоянием ИТ-архитектуры организации.
В статье на примере задач, возникающих при исследовании свойств продукции военного назначения, выпускающейся на предприятиях оборонно-промышленного комплекса, описаны задачи исследования операционных и обменных свойств сложных технических систем. Операционные свойства систем характеризуют результаты (эффекты) функционирования систем (к операционным свойствам, в частности, отнесены эффективность функционирования системы для достижения заданной цели, потенциал системы), а обменные свойства характеризуют обмен результатами функционирования (к таким свойствам отнесены конкурентоспособность изделия, конкурентоспособность предприятия). Показано, что обменные свойства систем целесообразно изучать, используя концепцию и методологию оценивания операционных свойств систем. Введены показатели оценивания операционных свойств и на их основе введены показатели обменных свойств систем, допускающие свое прогнозное оценивание на математических моделях, что дает возможность решать спектр актуальных задач исследования операционных и обменных свойств систем. На примере одной из решаемого класса задач выполнена постановка задач исследования операционных и обменных свойств систем.
Разработана методология извлечения словарных помет из интернет-словарей. В соответствие с этой методологией экспертами построено отображение (соответствие один к одному) системы словарных помет Русского Викисловаря (385 помет) и системы словарных помет Английского Викисловаря (1001 помета). Таким образом, построена интегральная система словарных помет (1096 помет), включающая пометы обоих словарей. Разработан синтаксический анализатор (парсер), который распознаёт и извлекает известные и новые словарные пометы, сокращения и пояснения, указанные в начале текста значений слов в словарных статьях Викисловаря. Следует отметить наличие в парсере большого количества словарных помет известных заранее (385 словарных помет для Русского Викисловаря). С помощью парсера на основе данных Русского Викисловаря была построена база данных машиночитаемого Викисловаря, включающая информацию о словарных пометах. В работе приводятся численные параметры словарных помет в Русском Викисловаре, а именно: с помощью разработанной программы было подсчитано, что в базе данных машиночитаемого Викисловаря к 133 тыс. значений слов приписаны пометы и пояснения; для полутора тысяч значений слов был указан регион употребления слова, подсчитано число словарных помет для разных предметных областей. Вкладом данной работы в компьютерную лексикографию является оценка численных параметров словарных помет в больших словарях (пятьсот тысяч словарных статей).
В статье показаны достоинства и недостатки прямых и итерационных методов решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) большой размерности (БР). Предложен новый «прямой» метод (алгоритм) решения СЛАУ с варьируемыми параметрами для матриц БР на основе учета разреженности матрицы и информации о решении базовой СЛАУ. Это позволяет существенно повысить быстродействие расчетных алгоритмов за счет уменьшения количества вычислительных операций; снизить требования к объемам оперативной памяти ЭВМ.
Рассматривается возможность определения в слове ударного слога путем изучения особенностей формантной картины. На основе анализа массива логатомов выявляются особенности формантной картины, причем сравниваются энергетические характеристики отдельных формант. Опираясь на допущение об оптимальности способа формирования диктором речевой посылки, спектр гласных разбивается по психоакустической шкале эрбов. Для удобства обработки материала полученный массив частичных дисперсий кодифицируется. Для выявления признака ударности полученный массив кодов разбивается по признаку гласной и по признаку ударности. Сравнение частичных массивов дает возможность подтвердить существование исследуемого признака ударности и выявить фонетические особенности этого явления, существующие в формантной картине. Сделан вывод о возможности применения признака ударности по особенностям формантной картины гласной как эффективно дополняющего определение ударности слога в слове по иным общепринятым признакам.
Проведено обобщение опыта создания и развития центров интеграции образования, науки и промышленности Санкт-Петербурга при внедрении инновационных космических технологий. Описаны основные элементы созданных интегрирующих структур: Северо-Западный центр аэрокосмического мониторинга, Инновационно-образовательный центр космических услуг и Объединенный учебный центр обработки космической информации. Сформулированы полученные научные и практические результаты, в том числе в области развития образовательных технологий и международной деятельности.
В условиях интенсификации антропогенной деятельности, природных катастроф и крупных аварий последних лет эффективное использование результатов наземно-космического мониторинга и их интеграция с процессами экономического управления приобретает значение стратегического фактора для ускорения социально-экономического развития любого региона планеты. В настоящей статье рассматривается возможность совмещения современных социальных технологий и процесса наземно-космического мониторинга природно-технологических объектов, а также повышения эффективности и социальной значимости этого процесса путем привлечения представителей общественности к распространению и применению данных мониторинга
Проведен анализ современного состояния МГНСС ГЛОНАСС, выявлен круг проблемных вопросов, основной из которых — обеспечение качественного функционирования системы. С целью повышения точности определения местоположения потребителей системы предложена концепция развития МГНСС ГЛОНАСС на основе принципов квалитологии и использования современных информационных технологий за счет взаимосогласованной обработки информации в интересах качественного эфемеридного и частотно-временного обеспечения.
Определяются операционные свойства – свойства систем и процессов их функционирования, характеризующие их приспособленность к достижению целей деятельности. Рассмотрены классы практических задач, ведущих к необходимости оценивания операционных свойств – таких, как потенциал систем, эффективность, результативность, экономичность использования систем и других аналогичных операционных свойств. Вскрыта проблема исследования операционных свойств систем и процессов их функционирования, предложена концепция ее решения. Концепция основывается на использовании синтетических отношений – взаимосвязанных, вложенных и иерархичных – и на использовании метода исследования на основе построения таких синтетических отношений. В рамках концепции предложены унифицированные концептуальные схемы оценивания операционных свойств, используемых в отечественной практике, таких, как потенциал систем, эффективность, экономичность и аналогов используемых за рубежом свойств efficacy, performance, efficiency, effectiveness, capabilities. Предложена концепция моделирования в задачах исследования операционных свойств систем и процессов их функционирования. Приведены модели синтетических отношений и их использование для оценивания показателей операционных свойств систем и процессов их функционирования.
Рассматривается процесс решения задач исследования потенциала систем и эффективности их функционирования и автоматизация процессов решения этих задач. Задачи исследования потенциала систем относятся к классу новых задач, решение которых должно улучшить функционирование ряда систем, в состав которых входят взаимодействующие коллективы людей и комплексы технических устройств. Приведены примеры практически важных задач исследования потенциала систем и эффективности процессов их функционирования и источники проблемности при их решении. Вскрыта проблема решения задач исследования потенциала систем и эффективности их функционирования. Введен основной принцип исследования – принцип «погружения». На основе использования принципа «погружения» обоснованы требования к моделированию в задачах исследования потенциала систем и эффективности их функционирования, к методам и к информационным технологиям решения этих задач.
При разработке интерактивных динамических веб-приложений необходимо учитывать не только используемые типы данных и способы их ввода/вывода, но и обеспечить способность приложения анализировать текущие условия, в которых будет проходить взаимодействие с пользователем, и соответствующим образом адаптировать мультимедийный контент с целью повышения удобства и естественности человеко-машинного диалога. В статье проведен анализ современных работ, связанных с автоматической генераций веб-интерфейсов, проектированием многомодальных пользовательских веб-приложений, а также рассмотрены подходы к описанию, извлечению и обработке контекстной информации, необходимой для настройки веб-интерфейса к текущим условиям эксплуатации в процессе взаимодействия с пользователем.
В статье дан аналитический обзор особенностей русского жестового языка и калькирующей жестовой речи, в том числе жестовых лексиконов и грамматических конструкций данного языка, а также возможных методов формализованного представления элементов словаря жестов. В ходе междисциплинарных исследований была адаптирована для задачи синтеза русского жестового языка виртуальная трехмерная модель аватара человека и предложена модель универсального многомодального аудиовизуального синтезатора русской звучащей речи и калькирующей жестовой речи по тексту.
В обзоре на основе отечественной и зарубежной литературы, а также результатов проектов, выполненных по заказу РФФИ, проведен анализ современного состояния исследований проблем интеграции и комплексной автоматизации процессов управления основными и вспомогательными производственными, логистическими и сервисными организационно-техническими системами, обеспечивающими поддержку жизненного цикла (ЖЦ) конкретного изделия. Также сделан анализ проблем создания, использования и развития интеллектуальных информационных технологий, в том числе технологий повсеместных вычислений и коммуникаций и многомодальных пользовательских интерфейсов; проблем многокритериального оценивания и анализа вкладов информационных технологий и систем в основную деятельность предприятий (фирм), в том числе при выборе и реализации эффективных технологий управления ЖЦ изделий (ЖЦИ). Главная особенность данного обзора состоит в том, что все перечисленные проблемы рассмотрены на основе новой кибернетической парадигмы XXI века, связанной с концепцией управления сложностью.
Предложен многомодельный (полимодельный) подход к описанию и исследованию процессов управления космическими средствами (КСр) в условиях, когда их параметры и структуры изменяются под действием объективных (субъективных), внешних (внутренних) причин. Предлагаемый полимодельный комплекс позволяет при решении задач управления структурной динамикой СУ КСр осуществлять поиск альтернатив не в дискретных, а в конечномерных пространствах, существенно сократить размерность задач структурно-функционального синтеза СУ КСр, решаемых в каждый момент времени, непосредственно формально связать технологию управления космическими аппаратам с результатами их применения по целевому назначению. Конструктивность разработанного подхода иллюстрируется на примере расчета целевых и информационно-технологических возможностей СУ КСр.
В статье дан анализ современного состояния и перспективы междисциплинарной области знаний, включающей в себя информатику, информационные технологии, теорию управлению и IT-приложения. Рассматриваются научно-методологические и прикладные проблемы интеграции IT с существующими и будущими промышленными и социально-экономическими структурами.
Рассматриваются задачи и автоматизированная технология нанесения нанопокрытий на изделия сложной формы с помощью адаптивных робототехнических комплексов, обеспечивающих поддержание требуемых параметров факела с целью достижения наперед заданных характеристик на сложных деталях выпуклой или невыпуклой формы. Предлагаемые адаптивные робототехнические системы позволяют наносить нанопокрытия на детали сложной формы без ввода чертежей детали и ее точной юстровки на стенде в условиях помех и при наличии препятствий в рабочей зоне.
Разработка программного обеспечения на основе свободного и свободно-распространяемого программного обеспечения (ПО) — весьма востребованная в современных условиях тема. С одной стороны, набор инструментального и организационного ПО весьма широк и доступен на всех программно-аппаратных платформах, с другой — имеются значительные юридические и методологические сложности и неопределенности в практическом применении такого ПО в России. В статье рассматриваются как свободные и открытые, так и коммерческие экономически эффективные модели разработки.
Для поддержки деятельности коллектива, работающего в области информационных технологий, необходимы адекватные программные и организационные средства. В зависимости от типа и направления организации нужны соответствующие инструментальные средства, но практически всегда используются офисные пакеты, локальные, распределенные или внешние, системы управления документооборотом, взаимодействия с клиентами, и многое другое. Авторы предлагают максимально активно применять для этого системы на базе свободного программного обеспечения.
Рассматривается роль и место информационно-коммуникационных в обеспечении национальной безопасности в условиях развития информационного общества.
1 - 25 из 59 результатов