Введение. Представлен систематический обзор современных нейросетевых методов улучшения качества речевых сигналов, предназначенных для повышения разборчивости и качества речи в условиях акустических искажений. Рассмотренные методы могут найти применение в системах голосового управления, телекоммуникациях, слуховых аппаратах и интерфейсах человеко-машинного взаимодействия. Методы. Рассмотрены ключевые архитектурные подходы, включая классические рекуррентные и сверточные сети, а также современные гибридные архитектуры с механизмами внимания (Transformer, Conformer), модели состояний (Mamba) и усовершенствованные рекуррентные блоки (xLSTM). Основные результаты. Показаны достоинства и недостатки различных архитектур с точки зрения качества восстановления речи и вычислительной эффективности. Выделены конкретные проблемы существующих методов, включая высокую ресурсоемкость и недостаточную обобщающую способность в нестационарных шумовых условиях. Обсуждение. Показана необходимость дальнейших исследований в области создания легковесных моделей для мобильных устройств, разработки методов многоцелевого подавления искажений, а также интеграции нейросетевого подавления шума с генеративными моделями для достижения нового качества восстановления речевых сигналов.

Представлена обобщенная интегрированная классификация оценочных (скоринговых функций) молекулярного докинга моделей взаимодействия белков. Приведено описание различных видов скоринговых функций.  Рассмотрены отдельные релевантные вопросы биофармацевтики, медицинской кибернетики, вычислительной биологии и биофизики, прикладной математики. Работа может быть интересна ученым различных специальностей, инженерам-программистам, разрабатывающим автоматизированные системы обработки биоинформации; преподавателям-лекторам по данной тематике; магистрантам и аспирантам по направлениям подготовки: биоинформатика, системный анализ, метрология и приборостроение, системы медицинского назначения и теоретические основы информатики.

Введение. Представлены результаты применения методов колебательной спектроскопии для мониторинга парниковых газов на карбоновом полигоне «Росянка» (Калининградская область). Использование предложенных методов демонстрирует эффективность при полуколичественном обнаружении парниковых газов, в частности углекислого газа (CO2). Показан потенциал применения инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) для мониторинга CO2 в полевых условиях с разницей значений порядка 100 мг/л между рассчитанными и экспериментальными значениями концентраций в полевых образцах.  Метод. Применены методы инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света с использованием спектрометра Virsa (компания «Renishaw», Великобритания) и Shimadzu IR-Prestige 21. Съемка производилась путем регистрации спектров газов, укупоренных в стеклянный флакон для лекарственных средств объемом 10 мл. Выполнялось сравнение полученных образцов спектров газовой смеси со спектрами эталонного образца с известной концентрацией, а также cо значением концентраций, полученных с использованием газового хроматографа. Основные результаты. Продемонстрирована принципиальная возможность применения методов инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света для определения концентраций парниковых газов на карбоновых полигонах страны, в том числе, на карбоновом полигоне «Росянка», где при определении содержания CO2 в воздухе порог регистрации составил 300–500 мг/л. Обсуждение. Для образцов, отобранных на карбоновом полигоне «Росянка», применяемые методы колебательной спектроскопии позволили определить только концентрацию CO2. Концентрации метана не были определены из-за их низких значений в образцах (до 10 мг/л по данным газовой хроматографии). Ожидается, что дальнейшие исследования с применением методов усиления сигнала, например с использованием многоходовых кювет или резонаторноусиленная спектроскопия комбинационного рассеяния света, позволят решить эту проблему при регистрации низких значений концентрации парниковых газов. 

Введение. Лазерная обработка материалов на наклонных или неоднородных поверхностях часто сопровождается расфокусировкой и ошибками позиционирования лазерного пучка, что приводит к снижению точности и повторяемости технологического процесса. Адаптивные лазерные механизмы представляют собой перспективный подход к снижению влияния указанных факторов; однако их практическая реализация требует верифицированных архитектур систем, обеспечивающих надежную интеграцию сенсорных, исполнительных и управляющих функций. Метод. Представлены разработка и экспериментальная оценка прототипа адаптивного лазерного механизма, предназначенного в качестве испытательной платформы для подсистем автоматической фокусировки и детектирования лазерного пучка. Для снижения механической и вычислительной сложности прототип намеренно ограничен одной вращательной степенью свободы при сохранении основных принципов адаптивного управления лазерным пучком. Экспериментальная установка включает источник непрерывного видимого лазерного излучения с длиной волны 532 нм, сенсорный модуль на основе камеры с поляризационным фильтром, исполнительную систему, подсистему измерения угла наклона на базе датчика MPU6050 и вращающуюся платформу для формирования контролируемых углов наклона поверхности. Основные результаты. Экспериментальная оценка при углах наклона поверхности до 0,262 рад показала стабильную и воспроизводимую проекцию лазерного пучка при различных угловых положениях платформы. Количественный анализ подсистем измерения и позиционирования продемонстрировал максимальную погрешность измерения угла наклона 0,001 рад, время установления от 2,52 до 5,18 с и установившуюся ошибку менее 0,001 рад. Качественный анализ также подтвердил возможность использования прототипа для систематического исследования поведения лазерного пучка при изменении ориентации поверхности, хотя различия в размере, форме и распределении интенсивности пятна лазерного пучка визуально выражены незначительно. Обсуждение. Разработанный прототип формирует практическую и масштабируемую основу для дальнейшего развития адаптивных лазерных механизмов, обеспечивает контролируемую оценку характеристик проекции лазерного пучка в упрощенной экспериментальной среде. Показано, что количественная оценка характеристик лазерного пучка не может основываться исключительно на визуальном анализе, что обусловливает необходимость разработки специализированных методов детектирования и мониторинга лазерного пучка. В дальнейших исследованиях планируется усложнение механизма до нескольких степеней свободы, а также проведение количественного анализа характеристик пятна лазерного пучка с использованием усовершенствованных алгоритмов обработки изображений.

Введение. Балтийский янтарь обладает особыми оптическими свойствами и прозрачностью, вследствие чего он считается одним из наиболее ценных материалов. Анализ структурных особенностей позволяет оценить чистоту и аутентичность янтаря. Исследование направлено на понимание фундаментальных процессов внутри полимерной матрицы янтаря. Разработка новых, более надежных критериев для аутентификации и классификации янтаря, фундаментальное понимание связи между молекулярной динамикой и макроскопическими свойствами природных полимеров является актуальным. В работе приводятся результаты исследования молекулярной динамики в янтаре и взаимодействия его с водой. Метод. В настоящее время отсутствуют опубликованные значения времен релаксации T1 и Т2 ядерного магнитного резонанса в янтаре, который представляет собой сложный аморфный природный полимер с различным составом и структурой. Целью работы явилась систематизация существующих научных работ по применению метода ядерного магнитного резонанса к образцам янтаря, выявление пробелов в текущих знаниях и обоснование актуальности новых, более сложных методик, таких как 2D T1–T2 релаксометрия ядерного магнитного резонанса, для исследования сложной структуры полимера. Выполнен анализ связей релаксационных характеристик с пористостью и степенью насыщенности водой янтаря. Использование метода 2D T1–T2 релаксометрии позволило перейти от феноменологического описания к механистическому пониманию структуры и свойств янтаря на молекулярном уровне. Основные результаты. Установлено, что в янтаре имеется два вида пор, размеры которых отличаются на два порядка. Показано, что обработка водой приводит к появлению новых компонентов с отличной от исходной матрицы динамикой, что интерпретируется как заполнение водой микропор и изменение гибкости полимерных цепей. Обсуждение. Информация о порах представляет интерес с точки зрения технологии обработка янтаря, так как размеры пор определяют его хрупкость и способность к растрескиванию. В работе установлена корреляция между временами релаксации и степенью насыщенности водой балтийского янтаря. Плавленый янтарь имеет более короткие времена T2, что, по-видимому, связано со снижением молекулярной подвижности из-за образования дополнительных поперечных связей в полимерной матрице. Время T1, напротив, может демонстрировать более сложное поведение, связанное с эффективностью кросс-релаксации. Метод позволяет селективно идентифицировать компоненты: разделить сигналы от жесткой полимерной сети (длинное T1, короткое T2 — высокое отношение T1/T2), подвижных молекулярных фрагментов (умеренные T1 и T2) и возможных включений жидкости (короткое T1, длинное T2 — низкое отношение T1/T2). Внедрение метода 2D T1–T2 релаксометрии является актуальным и перспективным направлением исследования структуры и свойств сложных полимеров.

Введение.  Получены нанокристаллы перовскита  C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ при изменении содержания хлоридов и бромидов во фторофосфатном стекле методом закалки расплава и последующей термической обработки. Изменение отношения ионов хлора (Cl) и брома (Br) в стекле влияло на состав и, как следствие, на ширину запрещенной зоны ΔЕ_g перовскитных нанокристаллов, обеспечивая регулируемый спектр фотолюминесценции в диапазоне от зеленого до синего излучения. Изучены спектрально-люминесцентные свойства сформированных во фторофосфатном стекле нанокристаллов C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ при изменении отношения Br/Cl. Метод. Фторофосфатные стекла с нанокристаллами C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ получены методом высокотемпературного синтеза из шихтных реактивов с последующей дополнительной термообработкой выше температуры стеклования. Температура обработки определялась на основании данных дифференциальной сканирующей калориметрии с применением STA 449F1 Jupiter Nietzsche. Исследование спектров поглощения проводилось с помощью двухлучевого спектрофотометра Perkin Elmer Lambda 650. Спектры люминесценции были получены с использованием спектрофлуориметра Perkin Elmer LS50B. Абсолютный квантовый выход измерен благодаря системе контроля абсолютного квантового выхода фотолюминесценции (Hamamatsu) с блоком интегрирующей сферы. Основные результаты.  Нанокристаллы перовскита  C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ при изменении отношения Br/Cl были сформированы во фторофосфатном стекле. Рост нанокристаллов в стекле контролировался изотермической обработкой при температурах выше Tg путем регулировки температуры и длительности. Данные оптических измерений подтвердили образование нанокристаллов C_sPb(Br_хCl_1–х)₃. При этом положение полосы фотолюминесценции нанокристаллов перовскита изменялось в диапазоне 430–512 нм. Было обнаружено уменьшение квантового выхода фотолюминесценции C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ при увеличении концентрации Cl в составе нанокристалла.  Такой эффект можно связать с ростом безызлучательных каналов, происходящих в стекле: рост глубоких ловушечных состояний, усиление поверхностной рекомбинации. Обсуждение. Сделан вывод о том, что фторофосфатные стекла с  нанокристаллами C_sPb(Br_хCl_1–х)₃ можно использовать в качестве синих и зеленых люминофоров в области 450–500 нм.

Введение. В связи с глобальным изменением климата остро стоит задача декарбонизации и повышения эффективности процессов и устройств энергетического сектора экономики. Одним из направлений повышения энергетической эффективности является рекуперация низкопотенциального тепла за счет применения термоэлектрических генераторов (ТЭГ). Перспективными материалами для таких устройств являются силициды. Однако их применение ограничивается недостаточной термостабильностью при высоких температурах. В частности, высокоэффективный материал — твердый раствор силицида и станнида магния (Mg₂Si_0,4Sn_0,6) деградирует при температурах выше 400 °C, в то время как более стабильный силицид магния (Mg₂Si) обладает меньшей термоэлектрической эффективностью. Для преодоления этого ограничения предлагается использование сегментированной конструкции n-ветви ТЭГ, сочетающей оба материала. Целью работы является моделирование и оптимизация ТЭГ, содержащего сегментированную ветвь n-типа, для расширения рабочего температурногодиапазона при сохранении высокого коэффициента полезного действия. Метод. Исследование выполнено методом компьютерного моделирования в программной среде COMSOL Multiphysics. Разработана трехмерная стационарная модель ТЭГ, состоящего из 127 пар термоэлектрических ветвей. Ветвь p-типа выполнена из высшего силицида марганца. Сегментированная ветвь n-типа состоит из Mg₂Si на горячей стороне и Mg₂Si_0,4Sn_0,6 на холодной. В модели использовались модули для описания процессов теплопереноса и электропереноса с учетом термоэлектрического эффекта. Учитывался тепловой контакт между различными частями генератора. Для анализа влияния геометрии варьировалось соотношение высот сегментов (от 30 % до 80 % для Mg₂Si_0,4Sn_0,6). Для генератора с оптимальным соотношением высот сегментов построены рабочие характеристики ТЭГ. Основные результаты. Согласно результатам моделирования коэффициент полезного действия модуля с сегментированной ветвью повышается до 5,3 % по сравнению с 2,9 % на ТЭГ, n-ветви которого состоят только из Mg₂Si при температуре на горячем спае 500 °С. При определенной конфигурации сегментированной ветви такой температурный режим становится допустимым, а результаты модели сопоставимы с коммерчески доступными устройствами. Обсуждение. Результаты компьютерного моделирования демонстрируют, что предложенная конструкция сегментированного силицидного ТЭГ является эффективным решением для преодоления ограничения по термической стабильности высокоэффективного материала Mg₂Si_0,4Sn_0,6. Предложенная конструкция позволяет существенно расширить рабочий температурный диапазон устройства при приемлемом уровне коэффициента полезного действия.

Введение. Развитие вычислительных систем позволяет производить моделирование относительно сложных физических процессов, для последующего применения результатов моделирования в научных исследованиях и технологических процессах. Представлены результаты разработки модели, методов моделирования и натурного эксперимента, а также применение разработок для исследования некоторых линейных и нелинейных динамических фотоупругих свойств прозрачных пьезокристаллов на примере ниобата лития. Метод. Разработана математическая модель и экспериментальная установка для изучения линейных и нелинейных динамических фотоупругих и электрооптических свойств пьезокристаллов. Произведены натурные эксперименты. Предложен метод эксперимента на основе совместного измерения и последующей обработки тока, напряжения и интенсивности поляризационно-фазовой модуляции за счет динамической фотоупругости, что особенно ценно для изучения нелинейных явлений. Разработанная модель за счет учета пространственной дисперсии и диссипации волновой энергии позволяет с высокой точностью моделировать оптический эффект — динамическое вращение поляризации, т. е. динамическую фотоупругость. Сопоставление результатов моделирования с данными эксперимента на основе анализа позволяет сделать вывод о соответствии результатов моделирования экспериментальным данным и возможности применения математической модели для решения системных задач, связанных с исследованием оптических свойств возмущенных пьезокристаллов. Основные результаты. Разработанная модель позволяет определить распределение упругих деформаций кристаллического объекта при пьезовозмущении; идентифицировать резонансные частоты, тип и порядок волновых мод; для произвольных траекторий распространения оптического излучения определить углы вращения поляризации при динамической фотоупругости. Результаты эксперимента позволят выполнить картирование распределения внутри кристалла (электрического поля, деформаций типа растяжение/сжатие и сдвиг, коэффициентов преломления) и расчет конверсии волновой энергии оптических мод. Обсуждение. Практическая значимость проведенного исследования заключается в разработанной математической модели и порядка проведения эксперимента для регистрации линейных и нелинейных эффектов динамической фотоупругости пьезокристаллов. Результаты работы могут быть полезны в задачах научного и практического назначения, например, при исследовании и проектировании акустооптических модуляторов, разработке и устройств и систем обращения волнового фронта на нелинейных кристаллах, построении различных датчиков и др.

Введение. Рассмотрена задача оценки частоты несущей по измерениям амплитудно-модулированного сигнала в присутствии неизвестных ограниченных возмущений и изменяющейся огибающей. Существующие методы идентификации, основанные на регрессионных преобразованиях, как правило, требуют выполнения условия малости возмущений, что ограничивает их практическое применение. Научная новизна работы заключается в разработке робастного алгоритма оценки частоты несущей, который сохраняет регрессионную структуру параметризации сигнала на основе задержки и не требует предположения о малой величине возмущений. Метод. Предложенный метод основан на параметризации измеренного сигнала с использованием задержанных измерений, что позволяет свести задачу к линейной регрессионной модели. Для оценки неизвестного параметра применен адаптивный алгоритм с нелинейностью насыщения, ограничивающей влияние больших ошибок регрессии. После оценки регрессионного параметра выполняется восстановление частоты несущей. Основные результаты. Эффективность представленного метода проверена в численных экспериментах для амплитудно-модулированных сигналов в условиях шумов и импульсных возмущений. Проведено сравнение с нормализованным градиентным алгоритмом и методом степенного преобразования регрессии. Результаты моделирования показали более быстрое уменьшение ошибки оценки и более высокую устойчивость предложенного алгоритма. Обсуждение. Полученные результаты демонстрируют преимущество разработанного метода по сравнению с существующими алгоритмами оценки частоты в условиях сильных возмущений. Метод может быть применен в задачах обработки радиосигналов, системах связи и алгоритмах распознавания модуляции. Перспективными направлениями дальнейших исследований являются разработка дискретных реализаций алгоритма и его расширение на случай многокомпонентных сигналов. 

Введение. Исходные наборы данных для машинного обучения содержат избыточное количество признаков, среди которых могут присутствовать как высокоинформативные, так и малозначимые, коррелирующие или шумовые переменные. Решение проблемы отбора признаков не только оптимизирует процессы машинного обучения, но и открывает новые возможности для внедрения машинного обучения в практико-ориентированные сферы, требующие высокой точности и доверия к алгоритмам. Это явление приводит к ряду критических проблем: искаженному обучению модели на нерелевантных закономерностях, снижению ее обобщающей способности, резкому росту вычислительных затрат на обучение и, как следствие, к затруднению интерпретации полученных результатов. Метод. Предложен метод оптимизации признакового пространства, который использует комбинированный подход, включающий в себя максимизацию меры эффективности моделей, отбор наиболее качественных признаков на основе информативности и корреляционного анализа. Помимо оптимизации признакового пространства, модель предлагает наилучший классификатор для используемого набора данных. В качестве решения целевой функции применен генетический алгоритм с элитизмом для нахождения оптимального значения. Основные результаты. Показана работа представленной модели на наборе данных в области медицинской диагностики в сравнении с известным методом рекурсивного отбора признаков (Recursive Feature Elimination, RFE), корреляционным анализом, а также с результатами, полученными при использовании полного набора данных. Набор данных представляет собой измерения молочных желез при помощи метода микроволновой радиотермометрии и метки, характеризующие выраженность температурных аномалий. Используемый набор данных содержит 62 признака и 6 меток, и 9310 записей измерений. Результаты демонстрируют высокую эффективность предложенной модели, близкую по значению с методом RFE или превосходя его. В результате оптимизации для набора данных удалось сократить признаковое пространство с 62 признаков до 15, при этом не только не уменьшив точность модели, но даже немного ее увеличив, при этом лучшей моделью классификатора оказалась модель логистической регрессии. Например, показатели точности составили 0,79 для полного набора данных, 0,7879 для 15 оптимизированных признаков на основе метода RFE, 0,7175 для 29 признаков, полученных в результате корреляционного анализа, и 0,7911 для 15 признаков — с использованием предлагаемой модели. Обсуждение. Предложенный метод не только эффективно сокращает признаковое пространство, но и увеличивает точность модели классификации, несмотря на существенное уменьшение количества признаков.

Введение. Кооперативное восприятие на основе технологий Vehicle-to-Everything (V2X) представляет собой эффективную методологию, позволяющую использовать различные источники данных, такие как датчики, камеры и сенсоры, позволяя беспилотным транспортным средствам обмениваться данными для преодоления ограничений индивидуального восприятия. Вместе с тем интеграция мультиагентных систем данных создает дополнительные векторы атак в области кооперативного восприятия и защиты целостности информации. Метод. Введена количественная метрика информационной целостности I_𝒜(t_k), основанная на попарной согласованности наблюдений агентов с использованием расстояния Махаланобиса. Представлена модель угроз, классифицирующая типы атак в V2X-системах. Основные результаты. Разработана модель, включающая состояние агента x_i(t) = (p_i(t), v_i(t), θ_i(t)) локальное восприятие 𝒪_i(t), динамический граф связности G(t). Описана предложенная метрика I_𝒜(t_k), количественно оценивающая целостность информационного обмена. Обсуждение. Предложенный метод превосходит аналоги по ключевым метрикам: площадь под ROC-кривой (Receiver Operating Characteristic — рабочая характеристика приемника); Area Under the Curve (AUC) составил величину 0,94 (95 % доверительный интервал [0,92; 0,96]) против AUC = 0,87 у лучшего конкурента Multi-Agent Trust Estimator; критерий DeLong. Достигнутый уровень значимости статистического критерия, прирост средней точности p менее 0,05. Дальнейшие перспективы и области применения модели будут сосредоточены на проведении экспериментальной валидации предложенной структуры на основе набора данных V2X-Seq. Будут проведены: интеграции с формальной верификацией через уравнение Гамильтона–Якоби, выполнен анализ достижимости для обеспечения гарантий безопасности, введены оценки доверия с адаптивными весами компонентов для идентификации конкретных «Byzantine-агентов».

Введение. В связи с постоянным ростом количества атак на веб-приложения задача автоматического обнаружения таких атак остается одной из ключевых проблем информационной безопасности. Представлена разработка нового гибридного подхода к обнаружению атак на веб-приложения, в котором этап извлечения признаков переносится на уровень предварительно обученных трансформеров. Метод. Предлагается гибридный метод обнаружения атак на веб-приложения, основанный на совместном использовании специализированных трансформерных моделей и нейронных сетей различной архитектуры. Разработанный подход предполагает, что Uniform Resource Locator для запроса обрабатывается моделью URLBERT, обученной на структурных особенностях веб-адресов, тогда как содержимое запроса анализируется моделью SecRoBERT, ориентированной на задачи кибербезопасности. Полученные контекстные представления объединяются и передаются в параллельные блоки сверточной нейронной сети и многослойного перцептрона, обеспечивающие извлечение локальных и глобальных признаков соответственно. Предложенный подход позволяет объединить возможности трансформерных моделей обработки данных с эффективным выявлением статистических и локальных зависимостей на основе сверточной нейронной сети и многослойного перцептрона, что повышает точность классификации вредоносных запросов. Основные результаты. Экспериментальная оценка проведена на трех наборах данных, два из которых служат для бинарной классификации и один для многоклассовой. Тестирование проводилось с использованием k-fold кросс-валидации и посредством измерения задержки вывода модели, для демонстрации применимости метода в системах обнаружения атак в реальном времени. Результаты экспериментальной оценки предлагаемой модели продемонстрировали достаточно высокие показатели точности обнаружения атак на веб-приложения, а также показали существенный недостаток, связанный со значительным временем обработки запросов. Обсуждение. Анализ результатов тестирования и сравнение с релевантными исследованиями подтвердил целесообразность использования данной модели в качестве второго этапа анализа запросов в системах обнаружения атак на веб-приложения. 

Азимутально-разрешенные оптические сигналы рассеяния от ядер клеток несут в себе информацию о внутренних изменениях показателя преломления. Двумерные паттерны содержат ценные сведения об организации хроматина, которая играет критическую роль в ранней диагностике рака. В работе исследованы возможности двумерных сигналов рассеяния, служащими входными данными для обратной задачи извлечения пространственной длины корреляции lc и величины флуктуации δn субъядерных изменений показателя преломления с использованием современных подходов глубокого обучения. Вывод аналитических выражений, связывающих азимутальноразрешенные сигналы с lc и δn, оказывается невыполнимой задачей, поэтому применена методология, основанная исключительно на данных. Реализован конвейер регрессии на основе Vision Transformer, проведена его оценка на 198 численно смоделированных паттернах рассеяния, сгенерированных из ядерных моделей, охватывающих диапазон внутренних структурных параметров. Получено высокое соответствие между истинными и предсказанными значениями для обоих параметров, при этом средние абсолютные процентные ошибки для lc равны 6,2 %, а для δn — 9,8 %. Примечательно, что достигнутые показатели представляют собой существенное улучшение по сравнению с предыдущими методами на основе сверточных нейронных сетей и находятся ниже минимального относительного расстояния между соседними значениями параметров в исследованном наборе данных. Представленные результаты подтвердили, что архитектура Vision Transformer предлагает перспективный путь для извлечения информации, закодированной в двумерных данных оптического рассеяния, обеспечивая значительно более высокую точность, чем традиционные подходы на основе сверточных нейронных сетей для количественной характеристики хроматина.

Введение. Современные распределенные робототехнические системы на базе Robot Operating System 2 (ROS 2) критически зависят от качества сетевой среды. Однако при использовании беспроводных каналов связи (Wi-Fi, LoRa, 4G/5G) возникают деградации: потери пакетов, рост джиттера и микро-обрывы. Стандартные механизмы Data Distribution Service (DDS) предоставляют метрики качества обслуживания (Quality of Service, QoS), но не определяют прикладную логику адаптации. В данной работе решается проблема обеспечения непрерывности управления роботом в условиях нестабильного канала связи за счет разработки интеллектуального слоя отказоустойчивости. Метод. Предложена архитектура DDS-aware, интегрирующая компоненты QoS Monitor и Policy Engine. Методология базируется на онлайн-мониторинге событий DDS (DeadlineMissed, LivelinessChanged) и статистическом анализе окна доставки сообщений. Разработан алгоритм классификации состояния связи (конечный автомат) и механизмы смягчения последствий: двухпутевая доставка команд (primary/backup) с дедупликацией по серийным номерам и динамическая приоритизация трафика. Экспериментальная проверка проводилась на Linux-стенде с использованием tc netem для прецизионной эмуляции сетевых деградаций (10 % потери, задержка и джиттер, микро-обрывы) при частоте обмена 50 Гц. Основные результаты. Сравнительный анализ показал превосходство предложенного метода (Proposed) над стандартным подходом (Baseline). В сценарии с 10 % потерями пакетов коэффициент доставки команд DR_c увеличился с 99,81 % до 100 %, а p95 задержки снизилась с 115,52 мс до 3,51 мс. В условиях микро-обрывов предложенное решение полностью устранило провалы управления, снизив максимальное время блокировки T_(blk, max) с 1,052 с до 0 с. Система продемонстрировала стабильное время восстановления T_rex около 5 с, обусловленное политикой предотвращения осцилляций (hold-down). Обсуждение. Результаты подтверждают, что прикладное резервирование трафика и использование событийного анализа DDS позволяют компенсировать недостатки физического уровня связи без модификации ядра ROS 2. В отличие от стандартных методов, предложенный подход разделяет классы трафика, что гарантирует доставку критических команд управления даже при экстремальной деградации телеметрии. Ограничением метода является необходимость предварительной конфигурации профилей QoS, однако это компенсируется высокой переносимостью решения между различными реализациями ROS Middleware (Fast DDS, Cyclone DDS). Разработанная архитектура закладывает основу для создания самовосстанавливающихся коммуникационных сред в критически важных робототехнических приложениях. Робототехнические системы, работающие в динамичных и особенно беспроводных средах, подвержены деградации связи (потери пакетов, рост задержек, джиттер, кратковременные обрывы), что приводит к снижению качества телеметрии и к временным провалам доставки команд управления. В ROS 2 обмен данными реализован поверх DDS, который предоставляет политики QoS и события QoS, однако не задает прикладную политику отказоустойчивости. Предложен DDS-aware слой отказоустойчивой коммуникации для ROS 2, включающий монитор QoS и модуль мониторинга качества обслуживания, классифицирующий состояние связи и запускающий меры смягчения: приоритизации команд, адаптацию потоков телеметрии и переключение между заранее подготовленными профилями QoS. Представлена воспроизводимая методика оценки в условиях искусственно внесенных ухудшений канала связи.

Введение. Представлена структура генеративно-состязательной сети на основе трансформера, предназначенная для моделирования и воспроизведения сложных поведенческих паттернов, связанных с манипуляциями учетными записями в средах кибербезопасности. Разработана модель генерации реалистичных синтетических моделей поведения пользователей, имитирующих вредоносные действия, при одновременном обеспечении конфиденциальности данных, что создает этическую и контролируемую основу для разработки механизмов защиты на базе искусственного интеллекта. Метод. Предлагаемая архитектура объединяет прогрессивное состязательное обучение, сопоставление признаков и гибридную нормализацию для стабилизации обучения и повышения точности. Трансформаторный кодировщик фиксирует долгосрочные временные зависимости в данных о поведении, а многомасштабный дискриминатор внимания выявляет манипулятивные паттерны в различных временных масштабах. Конвейер предварительной обработки с адаптацией к шуму и протокол комплексной оценки аутентичности улучшают согласованность синтетических последовательностей с аутентичной статистикой поведения. Основные результаты. Модель превосходит рекуррентные нейронные базовые показатели в экспериментальной оценке, достигая расстояния Fréchet Inception Distance 18,3, точности 0,82 и воспроизводимости 0,76, наряду с повышенной стабильностью обучения (37 %) и улучшенным охватом поведения (29 %). Использование метрик расстояния t-distributed Stochastic Neighbor Embedding и Mahalanobis distance для визуализации данных показывает, что 89 % реальных и сгенерированных поведений были одинаковыми. Это означает, что имитация была очень точной, а синхронизация — очень стабильной. Обсуждение. Создана устойчивая структура искусственного интеллекта для моделирования поведения, что способствует развитию адаптивных систем кибербезопасности, обученных на основе состязательных методов. Структура подчеркивает необходимость этического управления, ответственного использования искусственного интеллекта и поведенческой биометрии для снижения рисков двойного назначения, которые сопутствуют генеративным технологиям в современной киберзащите.

Введение. Представлена система автоматического распознавания устной речи для ливвиковского наречия карельского языка в условиях переключения кодов между карельским и русским языками. Выполнено исследование методов автоматического распознавания билингвальной речи. С целью повышения точности распознавания разработана методика аугментации текстовых данных, включающая в себя частичный перевод и синтез словоформ с внутрисловным переключением кода. Метод. Применено акустическое моделирование путем дообучения предобученной многоязычной модели Wav2Vec2-BERT 2.0 на материале двух предварительно собранных баз данных общим объемом 7,5 ч. Дообучение осуществлялось с использованием фреймворка Transformers. При построении языковой модели для решения проблемы нехватки текстовых данных с переключением кода был применен метод аугментации, основанный на частичном автоматическом переводе карельских текстов на русский язык с последующей генерацией словоформ с внутрисловным переключением кода по лингвистическим правилам. На основе разработанных правил сгенерирован список слов с внутрисловным переключением кода для использования при создании модели языка. В ходе экспериментов сравнивались различные конфигурации языковой модели, различающиеся количеством итераций текстовой аугментации (от 1 до 5), содержанием словаря (базовый и включающий все сгенерированные формы), а также интерполяцией с русской языковой моделью. Основные результаты. Проведенные эксперименты показали, что использование полного словаря, включающего сгенерированные гибридные словоформы, дает устойчивое улучшение результатов. Дополнительное снижение количества неправильно распознанных слов до 25,82 % на отладочной и 29 % на тестовой частях базы данных было достигнуто при линейной интерполяции карельской языковой модели с русской (коэффициент интерполяции 0,7). Обсуждение. Выполненные эксперименты подтверждают эффективность разработанной методики создания системы распознавания билингвальной речи. В частности, рекомендуется комбинировать дообучение многоязычных акустических моделей, текстовую аугментацию с морфологическими правилами и интерполяцию языковых моделей. Предложенный подход может быть применен для создания систем распознавания речи для других малоресурсных языков России в условиях несбалансированного двуязычия.

Введение. Исследованы методы фильтрации контуров трехмерных объектов в задачах геологического моделирования пласта с целью повышения эффективности анализа ресурсной базы. Решение поставленной задачи достигается путем применения математических аппаратов контурлет-преобразования, диффузии и контурного анализа для фильтрации контуров трехмерных изображений. Предлагаемый метод сочетает в себе преимущества многомасштабности и многонаправленности, учет локальной ориентации структур. Метод. Решение задачи фильтрации трехмерных изображений достигается путем комбинации математических методов для анализа трехмерного изображения. Сущность предлагаемого подхода состоит в применении непрореживающего контурлет-преобразования, анизотропной диффузии, управляемой структурным тензором и последующей локализации одновоксельных контуров за счет подавления немаксимумов и двойной пороговой фильтрации по гистерезису. Результатом фильтрации является отфильтрованное трехмерное изображение с толщиной контура в один воксел. Основные результаты. Предлагаемый метод показал удовлетворительные результаты работы на тестовых данных. Качество фильтрации контуров позволяет использовать предложенный метод для последующей идентификации контуров в трехмерных объектах. Обсуждение. Выполнено сравнение разработанного метода с трехмерными градиентными фильтрами, преобразованием Фурье и дискретным вейвлет-преобразованием. Метод применим в тех задачах, где создаваемая непрореживающим контурлетпреобразованием избыточность не оказывает существенного влияния на конечную цель. Областью развития метода видится учет специфики разных видов исследований, на основании которых создается трехмерная модель.

Автопромптинг — процесс автоматического подбора оптимизированных промптов к языковым моделям, который набирает популярность в связи с быстрым развитием промпт инжиниринга, обусловленного многочисленными исследованиями в области больших языковых моделей. В работе представлен DistillPrompt — новый метод автопромптинга на основе больших языковых моделей, использующий многоступенчатое внедрение информации о задаче в промпт с применением тренировочной выборки. Разработанный метод использует операции дистилляции, сжатия, агрегации для более глубокого исследования пространства промптов. DistillPrompt протестирован на различных наборах данных по задачам классификации и генерации текста с применением языковых моделей t-lite-instruct-2.1, gpt-3.5-turbo and gpt-4o-mini. Предложенный метод показывает в среднем значительный прирост метрик относительно текущих методов в данной области. Представленный подход является одним из самых эффективных вариантов автопромптинга на основе эволюционных алгоритмов.

Введение. Современные системы мгновенного обмена сообщениями обрабатывают большие объемы коротких текстов, для которых критично время доставки. В таких условиях становится актуальной автоматическая модерация токсичного контента. Примитивные методы, основанные на ключевых словах и ручной проверке, плохо справляются со значительной нагрузкой, многоязычными сообщениями и сложностью контекста. Модели обработки естественного языка, основанные на трансформерах, позволяют более точно определять токсичность, однако их использование в децентрализованных системах обмена сообщениями, таких как протокол расширяемого обмена сообщениями и присутствия (Extensible Messaging and Presence Protocol, XMPP), затруднено высокой вычислительной стоимостью и асинхронным характером запросов. Метод. Предложена система модерации сообщений в XMPP-сетях, состоящая из плагина сервера OpenFire, внешнего сервиса инференса, поддерживающего выполнение на центральном процессоре (Central Processing Unit, CPU) и графическом процессоре (Graphics Processing Unit, GPU), и метода адаптивного батчинга (Adaptive CrossDomain Batching, ACDB). Плагин осуществляет перехват сообщений на уровне обработки пакетов и передает их во внешний сервис инференса для определения токсичности. Предложенный метод адаптивного батчинга динамически подстраивает размер батча в зависимости от текущей нагрузки, состояния очереди и фактического времени выполнения инференса на GPU. Основные результаты. Эксперименты проводились на CPU и GPU конфигурациях с текстами сообщений различной длины, соответствующими типичным чат-сообщениям. Полученные результаты показывают, что использование GPU позволяет значительно ускорить инференс — до 28 раз (по сравнению с CPU) и снизить общую задержку до 9 раз. Сравнительная оценка по отношению к базовым решениям со статическим батчингом в различных сценариях трафика показывает, что ACDB динамически адаптирует размеры батчей в диапазоне от 3 до 25 в зависимости от условий нагрузки, снижая задержку на 52–59 % по сравнению со статическими конфигурациями с крупными батчами при сохранении 85–94 % их пропускной способности. Обсуждение. Представленный подход ориентирован на реальные условия работы федеративных XMPP-сетей, в которых сообщения поступают асинхронно и неравномерно. В отличие от решений, рассчитанных на централизованные системы с предсказуемым трафиком, данная архитектура обеспечивает устойчивую и масштабируемую модерацию сообщений в реальном времени без увеличения задержек доставки.

Введение. Анализ корпусов документов со сложными внутренними и междокументными связями требует не только поиска релевантных текстов, но и построения минимального, проверяемого и трассируемого набора фрагментов, достаточного для последующего вывода и цитирования. В работе предложен метод извлечения фрагментов для корпусов документов, в котором смысл фрагмента определяется его локальным содержанием, положением в структуре документа и системой ссылок на другие фрагменты. Метод. Разработанный метод основан на совместном представлении корпуса как дерева структурных единиц и ориентированного графа ссылок, а также на гибридном ранжировании, сочетающем лексический поиск, векторное сходство и ссылочный сигнал. Доказана монотонность и субмодулярность целевой функции, что позволяет применять жадные алгоритмы с известной аппроксимационной гарантией и выполнять бюджетированный отбор контекста для системы генерации с дополненным поиском (Retrieval-Augmented Generation, RAG). Дополнительновводится протокол оценки, разделяющий качество извлечения на уровне документов, фрагментов и цитат. Основные результаты. Представленный метод формально валидирован на тестах устойчивости к лексическому несовпадению и эффективности бюджетного отбора по сравнению с простыми стратегиями. Для содержательной иллюстрации эффективности метода использованы примеры из юридического домена. Обсуждение. Метод может использоваться как слой извлечения для RAG-систем в задачах построения вопросно-ответных систем, поиска доказательств, нормативного комплаенса и анализа больших структурно связанных корпусов.

Введение. Современные тенденции развития предприятий непосредственно связаны с активным внедрением информационных технологий (ИТ) во все сферы их функционирования. ИТ сегодня являются не только инструментом сбора, обработки и анализа данных, но и ведущим фактором обеспечения конкурентных преимуществ. На большинстве предприятий понимают необходимость и целесообразность формирования, поддержания, модернизации ИТ-инфраструктуры, которая включает аппаратное обеспечение, программное обеспечение и сеть, связывающая их в единую систему взаимодействия. В настоящее время значительное количество крупных и средних российских компаний нуждаются в модернизации ИТ-инфраструктуры. Это связано с процессами функционирования компаний, изменением объемов работ, продаж, поставок, количества сотрудников, взаимодействий со смежниками и др. При этом процессы модернизации ИТ-инфраструктуры существенно отстают от динамики изменения состояний компаний, что, как правило, приводит к неизбежным потерям. Вследствие износа элементов ИТ-инфраструктуры существенно возрастают затраты на поддержание их в работоспособном состоянии, на контроль технического состояния, техническое обслуживание и плановый и внеплановый ремонты. В этом случае возникает задача определения сроков модернизации элементов ИТ-инфраструктуры в части их замены. Традиционно данная задача решается при известных параметрах модернизации ИТ-инфраструктуры, таких как функция распределении времени безотказной работы ее элементов. В работе предложена модель определения сроков модернизации ИТ-инфраструктуры предприятий в условиях, когда исходная информация о наработках на отказ представлена малыми выборками. Научная новизна работы состоит в получении общего решения задачи определения сроков модернизации ИТ-инфраструктуры в условиях неполных данных. Метод. Оптимальный срок модернизации ИТ-инфраструктуры определяется из условия максимизации математического ожидания прибыли от ее функционирования. Математическое ожидание прибыли от функционирования ИТ-инфраструктуры находится по формуле полного математического ожидания по полной группе событий: события тождественного тому, что отказ элемента произошел (произойдет) после времени замены элемента и события тождественного тому, что отказ элемента произошел (произойдет) до времени замены. Основные результаты. Получены соотношения для математического ожидания прибыли при экспоненциальном распределении времени безотказной работы элемента ИТ-инфраструктуры, найдено оптимальное значение срока замены элемента, показано, что данное значение срока замены доставляет именно максимум величине средней прибыли. Получено соотношение для величины нижней оценки математического ожидания прибыли на множестве функций распределения с заданными моментами, равными моментам, определенным на основе исходной выборки времени безотказной работы. Сформулирована задача определения оптимального срока замены элемента ИТ-инфраструктуры как задача поиска максимума минимума математического ожидания прибыли, которая сведена к задаче нелинейного одномерного программирования. Работоспособность модели продемонстрирована на примере определения сроков модернизации диска в дисковом массиве на примере дискового массива HP EVAP6500, коммутатора TOPAZ Ethernet. Обсуждение. Полученные результаты могут быть использованы специалистами при оценке и оптимизации сроков модернизации ИТ-инфраструктуры.

Введение. Теоретическое определение коэффициента полезного действия (КПД) планетарных передач на стадии проектирования при заданном передаточном отношении позволяет сравнить различные схемы передач и выбрать наиболее рациональную, обеспечивающую необходимые кинематические характеристики и минимальные потери мощности. В работе рассматриваются вопросы теоретического определения КПД планетарных передач для электромеханических систем с распределенными параметрами при известной кинематической схеме, для установленных ведущих и ведомых звеньев, а также известным КПД зацепления реверсивного механизма. Представлен всесторонний анализ алгоритмов, разработанных для теоретической оценки КПД планетарных передач. Метод. Представлены инструменты для более точного и универсального определения КПД планетарных передач. Разработаны алгоритмы для теоретического определения КПД планетарных передач на стадии проектирования. Предложены две универсальные зависимости, которые позволяют оценить энергоэффективность различных кинематических схем планетарных передач, учитывая функции ведущего и ведомого звеньев. Основные результаты. Показано, что в планетарных передачах с ведущим водилом при выборе кинематической схемы и чисел зубьев колес для обеспечения заданного передаточного отношения необходимо стремиться к его положительному значению, что при равных условиях обеспечивает более высокий КПД и меньшую нагрузку на корпус редуктора. Для циклоидально-цевочных передач с двухвенцовым сателлитом с циклоидальным профилем зубьев центральное колесо, закрепляемое в корпусе, должно иметь большее число цевок, чем центральное колесо, устанавливаемое на ведомом валу. Метод применим для планетарных зубчатых и циклоидально-цевочных передач, работающих в редукторном и мультипликаторном режимах. Обсуждение. Полученные результаты вносят вклад в оптимизацию конструкции зубчатых передач, способствуют повышению энергосбережения и улучшению механического КПД в различных областях применения.

Исследована связь между эмоциональным состоянием водителя и маневрами транспортного средства. На основе системы глобального позиционирования данных с помощью углов Эйлера–Крылова вычислены угловые скорости и динамически определены границы маневров. Эмоции водителей распознавались по видеозаписям из салона автомобиля. Анализ проведен на 42 водителях (более 300 часов вождения). Предложен метод трехфазного представления: оценка эмоций до, во время и после маневра. По результатам кластерного анализа выявлены типичные паттерны эмоциональных реакций, в том числе нарастание гнева при разворотах и снижение позитивных эмоций во время маневров.