Архив статей журнала
Статья посвящена сравнению современных алгоритмов искусственных нейронных сетей, используемых для генерации 3D-моделей. Актуальность темы обусловлена растущим спросом на автоматизацию технологий создания 3D-моделей в различных областях, включающих игровую индустрию, дизайн, киноискусство, медицину. Целью работы является рассмотрение алгоритмов искусственных нейронных сетей для генерации трехмерных моделей с последующим акцентированием их преимуществ и недостатков, а также определение направлений для их возможного применения. В статье рассматриваются основные категории алгоритмов, включая воксельные подходы, методы, основанные на облаках точек, полигональные сетки, а также неявные поверхности. Особое внимание уделяется генеративно-состязательным сетям и нейронным полям излучения, которые демонстрируют высокое качество генерации и широкие возможности применения. Для каждого подхода описаны принципы работы, преимущества, ограничения и примеры использования. Методы исследования включают анализ научной литературы, сравнение подходов, используемых при генерации искусственными нейронными сетями, а также оценку качества генерации на основе публичных датасетов. Также рассматриваются вычислительные затраты, требования к данным и сложность реализации каждого алгоритма. Статья подчеркивает важность дальнейших исследований в этой области, включая разработку гибридных методов и улучшение существующих подходов.
Цель данного исследования заключается в разработке теории решения задач гарантированного нелинейного программирования, направленной на управление группой роботов-лаборантов. Присутствие мутагенных и канцерогенных веществ в рабочей среде подчеркивает необходимость регулярного мониторинга, включая анализ проб воздуха в лаборатории. Это создает потребность в использовании специализированных групп роботов-лаборантов, которые будут выполнять различные задачи на разных устройствах в разные промежутки времени. Поскольку ошибки в действиях этих роботов могут вызвать серьезные последствия, требуется разработка новых алгоритмов управления для повышения их точности. При значительных колебаниях времени работы роботов-лаборантов наблюдается замедление роста экономической эффективности при увеличении частоты отбора проб, и на определенном уровне частоты дальнейшее увеличение становится менее заметным. В условиях значительных изменений времени работы роботов-лаборантов целевая функция имеет нелинейный характер. Поэтому задачи оптимизации времени работы роботов-лаборантов относятся к классу нелинейных задач. Методы используют имитационное моделирование, теорию оптимального управления, статистику. В работе развиты теоретические основы решения задач нелинейного программирования с эквивалентной детерминированной задачей. Итогом исследования является разработка концепции функционирования коллектива роботов, учитывающая условия безопасности химико-технологических процессов.
Целью данного исследования являлось изучение алгоритмов расчета калориметрической температуры горения различных видов в условиях доменной плавки. В работе представлены результаты численного моделирования процессов сгорания, включая сравнительный анализ различных типов топлива и динамику горения в доменной печи. Выполнен расчёт низшей температуры сгорания топлива, при которой происходит преобразование продуктов горения в газообразное состояние и их удаление вместе с дымом. На основании имеющихся данных определены коэффициенты перерасчёта расхода воздуха, требующегося для полного сгорания единицы топлива. Установлено, что в условиях дефицита кислорода происходит неполное сгорание топлива, что приводит к его перерасходу и снижению экономических показателей, это актуально для доменных печей, которые составляют до 70% от общего расхода теплоносителей на металлургических предприятиях с полным циклом. Выявлена целесообразность применения попутного нефтяного газа в доменных печах предприятий черной металлургии с точки зрения повышения энергоэффективности и экологичности. Для определения калориметрической температуры горения топлива произведено сравнение численных методов итерации и интерполяции с созданием математической модели, которая позволяет повысить экономические показатели за счёт точности расчетов соотношения температуры, количества топлива и расхода воздуха в зоне горения. На основании эксперимента научно обоснована целесообразность применения газообразного топлива вместо твёрдого или жидкого. Разработанный численный метод реализован в комплексе программ для проведения вычислительного эксперимента с применением современных компьютерных технологий. Программа разработана с применением языка программирования С++ и кроссплатформенной среды Visual Studio, что гарантирует её работу на любой операционной системе. Наличие в программе существующей базы данных, содержащих основные химические показатели газообразного, жидкого или твёрдого топлива, позволяет автоматизировать процесс расчёта.
В обработке естественно-языковой информации актуальна проблема выявления текстов определенной семантической направленности и определения их источников. Это требуется в анализе новостных потоков, чатов мессенджеров, социальных сетей, проверке документов на плагиат и других подобных задачах. Целью работы является обоснование концептуальной модели выявления в естественно-языковых потоках текстов определенной семантической направленности по формальным описаниям их источников. Анализ известных подходов показал потребность в собственном инструментарии для решения проблемы. В работе предлагается семантическую направленность задавать сценариями языка формальной грамматики гипотетического семантического объекта, сценарии представлять последовательностями характеристик семантического словаря и направленность текста определять семантической близостью сценарию. Бесконечность языка сценариев и отсутствие информации об исходном тексте исключают простой перебор, поэтому предполагаемый сценарий конструируется. Процесс организуется последовательным определением семантического сходства токенов текста характеристикам и их сборкой в предполагаемый сценарий, проверяемый на принадлежность языку. Для семантического сравнения текстов и сценариев сконструированы функции семантического подобия, общий и частный алгоритмы выявления текстов определенной семантической направленности. В общем алгоритме разбор сводится к построению вывода в формальной грамматике, для регулярных грамматик разбор выполняется системой переходов. Для ускорения сборка предполагаемого сценария совмещается с грамматическим разбором и используется механизм бек-трекинга. Точность алгоритмов определяется фактической близостью текстов сценариям. В работе приводится состав разработанного программного комплекса, тестирование которого подтверждает теоретические результаты. Исследование развивает фундаментальные основы математического моделирования естественно-языковой обработки и предлагает новые эффективные вычислительные алгоритмы для комплексов проблемно-ориентированных программ.
Статья посвящена анализу тональности текста (sentiment analysis) - области компьютерной лингвистики и интеллектуального анализа текста, направленной на извлечение субъективных мнений и эмоций из текстов. Целью исследования является выявление возможностей стандартных методов компьютерной лингвистики для определения тональности отзывов о работе торговых сетей. Основной задачей анализа тональности текста служит определение того, является ли данный текст позитивным, негативным или нейтральным. Рассматриваются различные названия и подходы к данной технологии, такие как мониторинг брендов и анализ социальных медиа, которые получили значительное развитие в последние годы благодаря росту популярности Интернета. В исследовании акцентируется внимание на методах классификации, включая подходы на основе правил и машинного обучения, где последняя категория охватывает современные методы глубокого обучения. Также представлено описание объекта исследования - массива отзывов о торговых сетях - с указанием на методику обработки и анализа данных. Одним из основных результатов является вывод, что необходима тщательная предварительная обработка данных с целью отсеивания дубликатов отзывов. В результате этого с помощью классических методов можно получить правильную классификацию отдельных предложений отзывов с точностью до 72%. Использованный в публикации метод группировки отзывов по соотношению положительных, отрицательных и нейтральных предложений позволяет довести точности определения тональности отзывов до 90%.
Статья посвящена проблеме оценки с помощью метода наименьших модулей неизвестных параметров регрессионных моделей с целочисленной функцией пол. Исследуется ситуация, когда зависимая переменная носит категориальный характер. Для включения в регрессионную модель категориальной переменной предварительно проводится ее маркировка (кодирование), состоящая в присвоении каждой категории уникального целого значения. Цель данной работы состоит в формализации в терминах аппарата частично целочисленного линейного программирования задачи идентификации не только неизвестных параметров регрессионной модели с целочисленной функцией пол, но и оптимальных маркеров категорий зависимой переменной. На примере решения задачи классификации семи видов животных доказана корректность разработанного математического аппарата. При этом сначала продемонстрировано, что при случайной маркировке категориальной переменной качество регрессии существенно меняется. Затем предложенным способом найдена оптимальная маркировка категорий зависимой переменной. Полученная модель, по которой было неверно классифицировано только 12 животных из 101, превзошла по качеству все построенные автором регрессии. Предложенный способ оценки параметров регрессионных моделей с автоматической идентификацией маркеров зависимой категориальной переменной может успешно применяться при решении задач классификации.
Быстрое развитие технологий искусственного интеллекта, а также широкое распространение облачных вычислений стимулируют внедрение интеллектуальных модулей в различные сферы. Однако включение систем искусственного интеллекта в состав распределённых программных систем сопровождается существенными затруднениями, связанными с отсутствием унифицированных подходов к их интеграции. Целью данной работы является разработка контекстно-ориентированной архитектуры интеграции систем искусственного интеллекта, обеспечивающей снижение сложности сопряжения интеллектуальных модулей с прикладной логикой распределённых программных систем. В работе проведён анализ существующих архитектурных решений, формализована модель интеграции с использованием отображений между задачами, операциями и моделями, а также предложен механизм описания задач в виде операторного графа. Также предложен подход к построению интеграционной архитектуры для систем искусственного интеллекта, основанный на использовании программного шлюза с поддержкой контекстно-ориентированного взаимодействия. Основным ключевым элементом решения является абстрактный слой операторов, который позволяет отделить описание задачи от конкретных моделей и тем самым существенно снизить связность системы. Предложенное решение ориентировано на поддержку моделей различных типов (языковых, визуальных и других) и обеспечивает прозрачную маршрутизацию запросов и возможность масштабирования в условиях распределённой вычислительной среды. В работе отдельно отмечено, что достижение соответствующих характеристик подхода возможно при реализации стандартизированного набора операторов. Представленный подход обеспечивает требуемую масштабируемость архитектуры интеграции систем искусственного интеллекта и может служить основой для построения универсальных интеграционных решений.
Цель исследования - разработка предложений по совершенствованию метрологического обеспечения на производстве и повышению качества измерений при внедрении автоматизации процесса измерений. Точность учета продукции, ее себестоимость, издержки производства зависят от качества измерительного процесса. Качество измерений определяет, как правило, метрологическое обеспечение на предприятии, включающее комплекс организационно-технических мероприятий, технических средств, правил и норм, обеспечивающих единство и требуемую точность измерений. Перспективным является комплексность решения вопросов улучшения материально-технической базы и разработки новых методических документов по выполнению требуемых измерений. В статье рассмотрена возможность улучшения технической и нормативно-методической базы метрологического обеспечения автозаправочных станций. Предложено применение подобранных электронных плотномеров и термометров, которое позволяет практически полностью исключить и сократить количество ошибок, связанных с «человеческим фактором», а также уменьшить время на выполнение измерений при отсутствии операции извлечения нефтепродукта из резервуара и повысить точность результатов. Представлены предложения по автоматизации процесса измерений путем использования системы измерений «Струна+», оценка пригодности которой подтверждена приведенными в работе результатами в процессе ее тестового использования. Улучшение материально-технической базы измерений потребовало введения предложений по дополнениям в эксплуатационную документацию, в том числе по нахождению и устранению несоответствий при применении автоматизированной системы измерений в рабочем режиме. Внедрение данной системы позволяет перевести автозаправочные станции на полностью автоматизированный коммерческий учет как при приемке, так и при отпуске нефтепродуктов.
В условиях глобализации и поликультурности общества вопросы этнокультурного воспитания приобретают особую актуальность, однако эффективные методы его реализации в современной образовательной системе требуют дальнейшего изучения. Целью данного исследования является определение сущности и структуры этнокультурного воспитания. В работе проанализированы научные статьи, посвященные вопросам этнокультурного воспитания в образовательной системе России, с использованием открытых электронных баз данных за 2015-2024 гг. Для анализа были отобраны 50 источников, 25 из которых указаны в списке литературы. Результаты исследования показывают, что этнокультурное воспитание рассматривается как многоаспектный процесс, включающий изучение истории, культуры, традиций и ценностей различных народов, с акцентом на формирование уважения к другим культурам, развитие эмпатии. В работе рассматривается этнокультурное воспитание в системе патриотического и гражданского воспитания. Обоснована актуальность этнокультурного воспитания в рамках современной системы образования. Рассматривается роль этнокультурного воспитания в формировании личности каждого ребенка. Отмечается, что важную роль в этнокультурном воспитании обучающихся играют не только образовательные учреждения, но и семья, а также учреждения дополнительного образования. Этнокультурное воспитание рассматривается как динамичная система, основанная на этнических ценностях и культурной идеологии. Рассматриваются особенности этнокультурного воспитания на различных этапах школьного образования. Также в статье выделена структура этнокультурного воспитания, включающая цели, задачи, компоненты, методы и принципы, описаны преимущества и специфические особенности реализации этнокультурного воспитания в поликультурном регионе на примере Республики Крым.
Изучение проблемы развития учебной самостоятельности необходимо и обусловлено требованиями к современным выпускникам профессиональных образовательных организаций. Данный теоретический обзор ставит целью проведение анализа научной литературы и выявление основных подходов к определению и концептуализации учебной самостоятельности в среднем профессиональном и высшем образовании. В рамках исследования проведен систематический обзор научных публикаций, посвященных проблеме учебной самостоятельности в среднем и высшем профессиональном образовании. В основу отбора источников положены принципы протокола PRISMA. Было проанализировано 286 источников за период с 2018 по 2025 г., из которых отобрано 32 релевантных критериям отбора. Выявлены основные модели формирования и развития учебной самостоятельности в среднем профессиональном и высшем образовании. Раскрыты основные подходы к рассмотрению структуры учебной самостоятельности, а также уточнены понятия, связанные с данным феноменом. Проведено сравнение близких по смыслу к учебной самостоятельности понятий: «познавательная самостоятельность», «профессиональная самостоятельность», «учебная автономия» и «самоактуализация». В итоге определены содержание и структура понятия «учебная самостоятельность» в контексте среднего профессионального и высшего образования. Выявлены основные проблемы при рассмотрении данного феномена и намечены дальнейшие направления исследований.
Данная статья посвящена исследованию ключевых аспектов и инструментов формирования ценностных ориентаций иностранных студентов посредством изучения архитектурного наследия Санкт-Петербурга, а также определению потенциала использования учебно-методического комплекса «Знакомство с Герценовским университетом». Материалы исследования основаны на анализе научных работ по проблематике, а также на анализе практической педагогической деятельности по обозначенным аспектам на базе Института художественного образования Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. Исследование проводится в теоретическом ключе, а методология опирается на анализ научного контекста, а также анализ данных, полученных в ходе работы с иностранными обучающимися и последующего обобщения проблемной ситуации. В результате проведенного исследования сформулированы положения об эффективных инструментах формирования ценностных ориентаций иностранных студентов. Определено, что одной из ключевых форм организации педагогической деятельности становится учебная экскурсия в рамках практических и лекционных занятий. Отмечена необходимость в разработке учебно-методического комплекса для работы с иностранными обучающимися с учетом поставленной проблемы и положений современной педагогической науки. Работа с предлагаемым учебно-методическим комплексом «Знакомство с Герценовским университетом» направлена на ускоренную адаптацию и интеграцию иностранных студентов в российской образовательной среде. Утверждается, что знакомство иностранных обучающихся с архитектурным наследием России необходимо осуществлять в соответствии с принципом культуросообразности. В качестве заключения отмечается, что процесс формирования ценностных ориентаций иностранных студентов через изучение архитектурного наследия Санкт-Петербурга влияет на становление инкультурированой и приобщенной к российской культуре личности студента.
Цель работы - показать научной общественности результаты реализации модели логопедического воздействия по формированию умения декодировать речевые высказывания с фразеологизмами у младших школьников с недоразвитием речи. В данной статье раскрыты результаты научного исследования, посвященного разработке и реализации модели логопедического воздействия по формированию умения декодировать речевые высказывания, содержащие фразеологизмы, у младших школьников с недоразвитием речи. Научному сообществу представлена не только сама разработанная модель логопедического воздействия, но и описание ее содержания, отражены структурные особенности разработанной модели, а также этапы работы. Автором были учтены и описаны особенности и сложность предлагаемого речевого материала, последовательность вступления обучающихся в коррекционный процесс, виды и содержание оказываемой помощи. Представленные результаты экспериментального обучения изложены как в качественном, так и в количественном аспектах. Автором не только была проведена систематизация всех допущенных ошибок и выявлена их типология, но и была осуществлена статистическая обработка математических данных исследования, которая подтверждает эффективность применения разработанной модели. Модель логопедического воздействия содержит три блока по формированию умений декодирования поверхностного, общего и глубинного смысла высказываний. Обучающиеся с недоразвитием речи проходят обучение по данной модели в соответствии с необходимым уровнем речеязыковых возможностей, дополняя свой уровень необходимым блоком по формированию умения декодировать речевые высказывания со скрытым смыслом, в составе которых есть фразеологизмы.