Выявлены свойства классических кодов Хэмминга, связанные с особенностями обнаружения ошибок, возникающих одновременно как в информационных, так и контрольных разрядах кодовых слов, что актуально во многих приложениях, например, при синтезе самопроверяемых и отказоустойчивых цифровых вычислительных устройств и систем. Доказано, что при устремлении числа информационных разрядов m к бесконечности число необнаруживаемых ошибок, возникающих в информационных и контрольных разрядах кодов Хэмминга одновременно, возрастает в 2k–1 раз (k — число контрольных разрядов), по сравнению с числом необнаруживаемых ошибок, возникающих только в информационных разрядах их кодовых слов. Также доказано, что при m→∞ показатель отношения числа необнаруживаемых ошибок, возникающих одновременно в информационных и контрольных разрядах, к числу необнаруживаемых ошибок, возникающих только в информационных разрядах, для кода Хэмминга с k+q контрольными разрядами увеличивается в 2q раз, по сравнению со значением для кода Хэмминга с k контрольными разрядами (здесь q — произвольное натуральное число). Установленные характеристики кодов Хэмминга целесообразно учитывать при синтезе самопроверяемых цифровых устройств. Приведены примеры учета установленных свойств кодов Хэмминга для синтеза схем встроенного контроля по методу логического дополнения.

Рассмотрены подходы к формулировке и решению задачи выбора конфигурации бортового комплекса космического аппарата (КА), обеспечивающего проведение автономной реконфигурации КА. Выделено два направления решения таких задач: на основе формализации марковского процесса принятия решений (Markov decision process, MDP) и с использованием динамического программирования и машинного обучения, и на основе учета структурно-функциональных зависимостей элементов бортового комплекса управления КА (бортовой аппаратуры) с применением общего логико-вероятностного подхода (включая машинное представление схемы функциональной целостности) и теории структурной динамики сложных систем. Подход на основе MDP представлен зарубежными авторами, которые рассматривают реконфигурацию в контексте планирования сеансов целевой аппаратуры КА. Подход на основе структурно-функциональных зависимостей формулируется, прежде всего, как синтез нового структурного состояния КА после возникновения отказа. При этом как отечественные, так и зарубежные авторы, независимо друг от друга приходят к специфической постановке задачи выбора конфигурации бортового комплекса, предполагая при этом, что выбор необходимой рациональной конфигурации осуществляется в заданных режимами функционирования КА условиях.

Решается задача построения архитектуры распределенной виртуальной машины. Предложена техническая реализация распределенной виртуальной машины, обеспечивающей построение инфокоммуникационной инфраструктуры на новых принципах. Передача данных между узлами сети при этом происходит как программное взаимодействие между отдельными узлами виртуальной машины, что позволяет разработчику приложений в рамках распределенной системы абстрагироваться от коммуникационного уровня. Предложены минимально достаточный набор инструкций виртуальной машины для обеспечения удаленного вызова функций, а также механизм расширения набора инструкций прикладными функциями. Отличительной особенностью архитектуры является использование объектно-ориентированного подхода для построения расширяемой среды выполнения байт-кода с возможностью обращения к объектам, расположенным удаленно на узлах сети. Подход применим в ряде практических задач, в частности, для построения распределенных интерактивных приложений, информационных систем, а также для организации коммуникации между робототехническими комплексами в роевых сценариях их применения.

Разработана единая информационно-аналитическая платформа (ЕИАП), представлен пример ее использования при синтезе цифрового пространства современного аэропорта с применением комплексов интеллектуальных транспортно-технологических средств (ИТТС). В основу разработки и применения ЕИАП положены конструктивное описание и практическая реализация системно-кибернетического подхода и методов проектирования, организации производства и проактивного управления эксплуатацией комплексов ИТТС в едином цифровом пространстве аэропорта на основе ЕИАП, киберфизических систем, интеллектуальных цифровых интерфейсов, которые отличаются от существующих аналогов наличием уникального универсального метаязыка для описания киберфизических систем и механизмов их взаимодействия на основе интеллектуальных интерфейсов, а также возможностью оперативной интеграции неограниченного числа киберфизических систем различных классов в одну „метакиберфизическую“ систему. На основе повсеместного внедрения комплексов ИТТС осуществлена цифровая трансформация служб и систем аэропорта в единую информационно-технологическую экосистему, в рамках которой в соответствующих службах и системах возможно перейти от специализированных монофункциональных интерфейсов к универсальным, от неформализованных, неструктурированных, неполных и недостоверных сведений — к структурированным, формализованным данным и информации. Кроме того, предлагаемая трансформация позволяет существенно сократить избыточные материальные и информационные связи, а также снизить влияние человеческого фактора на показатели безопасности и эффективности функционирования аэропорта.

Рассматривается задача локализации отказов датчиков (акселерометра и гироскопа) беспилотного летательного аппарата типа „квадрокоптер“. Разработан алгоритм, обеспечивающий возможность детектирования и классификации отказов датчиков квадрокоптера с помощью методов машинного обучения. Для решения задачи использованы следующие методы машинного обучения: логистическая регрессия, метод случайного леса, LASSO и гребневая регрессии, а также эластичная сеть. Экспериментальные результаты, полученные в ходе компьютерного моделирования, подтверждают работоспособность предложенного алгоритма. Проведен сравнительный анализ используемых методов машинного обучения.

Приведены результаты исследования образцов древесины (сорт — сосна) при термическом воздействии в муфельной печи. Исследование выполнено путем измерения цветовых характеристик с использованием модели разложения цвета на RGB-составляющие. При термическом воздействии в древесине происходят изменения, обусловленные химическими и физическими процессами. Время и температура являются показателями степени термического повреждения. Экспериментально в системе RGB установлены зависимости изменения цветовых характеристик образцов древесины от температуры и времени воздействия. Предложен критерий контроля степени термических повреждений, разработан прибор для реализации метода. Прибор основан на датчике цвета TCS3472 и программируемом логическом контроллере. Полученные данные могут быть использованы при расследовании пожаров на объектах, выполненных из деревянных конструкций, при исследовании путей распространения пожара, а также контроля степени термических повреждений древесины при различных технологических процессах.

Исследована кинетика разрушения металлических изделий, выполненных c использованием технологий аддитивного производства, а именно селективным лазерным плавлением. Особенности процесса изготовления изделий данным методом приводят к образованию в материале различного рода структурных неоднородностей, которые, в свою очередь, влияют на прочностные характеристики. Использование метода акустической эмиссии при исследовании кинетики разрушения позволяет выявлять в материале зарождение процессов усталостного разрушения.

Цель исследования — разработка методики оценки минимального числа злокачественных клеток, распознаваемых по их спектрам диффузного отражения, полученным в ближней инфракрасной области (БИК) посредством компактной спектрометрической аппаратуры. В ходе исследования подготовлена культура клеток рака яичников для подкожного введения лабораторным мышам, для создания калибровочной шкалы приготовлены растворы с различной концентрацией таких клеток. Измерение БИК-спектров проводилось на живых лабораторных мышах (в заранее отмеченных точках) под анестезией до прокола и после введения клеточной культуры. Выявлены спектральные характеристики, чувствительные к изменению числа клеток в точке измерения (интенсивность пика, сдвиг базовой линии), и оценено минимальное надежно распознаваемое число клеток злокачественных опухолей по графику зависимости величины поглощения на длине волны 1200 нм от логарифма числа клеток в растворе.

Сложность интеграции систем автоматизированного проектирования, в частности CAD, и системы автоматизированного проектирования технологических процессов вызвана отсутствием между ними необходимой интероперабельности. Предложен метод параллельного формирования геометрической и параметрической модели детали, позволяющий обеспечить необходимую совместимость моделей. Метод основан на создании библиотеки параметрических моделей конструктивных элементов. Настройка элемента путем вывода параметров на экран автоматически приводит к настройке его геометрического образа с последующим присоединением к формирующемуся образу детали. Метод требует создания соответствующих библиотек конструктивных элементов и организации единого информационного пространства технологической подготовки производства. Предложенный метод сокращает время конструирования деталей и проектирования технологических процессов.

С целью обоснования возможности создания узкополосного излучения сверхпланковской интенсивности исследованы методы создания высокоинтенсивного теплового излучения с заданной полосой спектра. Разработан метод, основанный на принципиально новом подходе к созданию высокоинтенсивных лучистых тепловых потоков. Метод заключается в сжатии исходного спектра излучения до спектра заданной ширины. Согласно методу, энергию исходного сплошного оптического излучения переизлучают в заданном, более узком, диапазоне спектра, для чего используют модификацию излучающей поверхности в виде упорядоченной твердотельной микроструктуры, трансформирующей спектр исходного излучения. Модифицированная излучающая поверхность создается системой одинаковых выступающих из плоской поверхности структурных элементов заданной формы. Размеры элементов и расстояния между ними рассчитывают исходя из требуемых интенсивности генерируемого излучения и диапазона его частот. Установлена и показана возможность генерации узкополосного излучения, превышающего по интенсивности планковское излучение в несколько раз. Разработанный метод востребован в метрологии температурных и оптических измерений, в научных исследованиях и промышленности. Метод может быть использован для сбора энергии, в производстве высокоэффективных оптических источников в инфракрасном диапазоне, в ИК-спектроскопии и в лазерной оптике, а также при разработке и создании настраиваемых источников инфракрасного излучения и других эффективных приложений в области энергетики.