Современные инновации, системы и технологии
Статьи журнала - Современные инновации, системы и технологии
Все статьи: 203
Алгоритмы вычисления оценок, основанных на минимизации ошибок при классификации объектов
Статья
В статье рассматривается актуальная проблема повышения точности классификации объектов в условиях дисбаланса и недостаточности исходных данных, что особенно характерно для медицинской диагностики. Авторы анализируют распределение реальных и синтетически расширенных классов, оценивают их влияние на результаты обучения классификационных моделей, включая логистическую регрессию, решающие деревья, случайный лес и метод опорных векторов (SVM). Исследование включает подробный обзор современных методов генерации синтетических данных, таких как SMOTE и генеративно-состязательные сети (GAN), а также анализ их эффективности при решении задач классификации. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие, что использование синтетически расширенных данных способствует повышению точности классификации, особенно для моделей логистической регрессии и случайного леса. Проведен детальный статистический анализ сходства между реальными и синтетическими объектами, оценка производительности моделей по ключевым метрикам (F1-score, Precision, Recall, Accuracy, ROC-AUC), а также выявлены классы, для которых синтетические данные наиболее эффективны. Статья содержит подробное описание математических основ и принципов работы применяемых алгоритмов, их преимущества и ограничения. В заключении отмечается, что предложенные гибридные модели на основе искусственного интеллекта позволяют достичь более высокой точности диагностики по сравнению с традиционными методами, а также повышают устойчивость и обобщающую способность моделей. Статья предназначена для специалистов в области искусственного интеллекта, машинного обучения, медицинской диагностики и анализа данных.
Бесплатно
Анализ алгоритмов для диагностики рака молочной железы с использованием медицинских изображений
Статья
Статья посвящена современным методам обнаружения и анализа изображений. Рассматривается алгоритм SSD (Single Shot Multibox Detector), который позволяет обнаруживать несколько объектов на изображении, а также такие передовые подходы, как Vision Transformers (ViT) и Generative Adversarial Networks (GAN). Принцип работы метода SSD разработан для анализа изображений и точного определения объектов, в то время как ViT делит изображение на части и обращает внимание на каждый участок. GAN используются для создания новых данных, которые по внешнему виду напоминают реальные. Статья также рассматривает традиционные и современные методы анализа медицинских изображений, включая сегментацию, фильтрацию и методы глубокого обучения. Применение алгоритмов машинного обучения, таких как CNN, SVM и другие, позволяет достичь высокой точности при анализе изображений, а передовые методы, такие как U-Net и YOLO, активно используются в медицине для выявления органов или патологических изменений. Кроме того, в статье рассматриваются алгоритмы и методы, используемые для анализа медицинских изображений, включая сегментацию, обнаружение объектов и восстановление изображений. Современные технологии и подходы, в частности, Vision Transformer (ViT) и другие современные архитектуры, обеспечивают высокую эффективность, что позволяет сделать анализ медицинских изображений более быстрым и точным.
Бесплатно
Анализ возможностей волоконотделения в существующих параметрах профиля зубьев дисковой пилы
Статья
В данной статье показаны способности захвата хлопкового волокна профилями зубьев пильного диска. Определены рабочие параметры между зубьями. Изучен процесс ударного воздействия семян хлопчатника на зубья пилы и определена закономерность действия силы удара на зуб пилы и показатели жесткости оболочки семян.
Бесплатно
Статья
Предложен алгоритм выявления сверхпотребления электрической энергии в электросетях низкого напряжения. В основе исследования лежит системный подход, основанный на комплексе методов интеллектуального сбора и обработки информации. Для извлечения, сжатия, выборки, анализа и представления данных использована технология Data Mining. Методом экспертных оценок определены основополагающие критерии влияния на исследуемый процесс. Выполнена обработка массива данных путем деления их на кластеры. Предложен анализ исследуемого процесса методом дерева принятия решений, на базе статистического пакета IBM SPSS Statistics. В ходе проделанной работы из большого массива данных извлечены элементы, отвечающих установленным критериям отбора. Получен алгоритм, применимый для анализа поведенческого потребления электроэнергии, позволяющий отслеживать количественные и качественные показатели сверхпотребления электроэнергии, в процессе производственной деятельности исследуемого объекта, на выбранном временном интервале. Применение данного алгоритма позволило оптимизировать процесс решения проблемы неконтролируемого использование энергоресурсов путем выявления незаконной предпринимательской деятельности, в частности майнинга криптовалюты.
Бесплатно
Статья
С развитием железнодорожной индустрии, информатизацией общества и автоматизацией многих технологических процессов, появляется возможность создания системы автоматического управления, диагностики и безопасности движения локомотива. Одной из важнейших систем данного комплекса является система обнаружения объектов на железнодорожных путях, разрывов железнодорожного полотна и его поворотов. Подобная система может быть разработана в виде камеры, установленной на локомотиве, и систем обработки информации, находящихся на борту каждого подвижного состава, или глобальной системы осуществляющего удаленную обработку информации с нескольких локомотивов. Независимо от реализации системы существует необходимость создания блока обнаружения объектов на изображениях, приходящих с камер. Реализация данного блока возможна с использованием взаимодействующих между собой полносверточной и сверточных нейронных сетей и обучении на наборе данных, покрывающем различные ситуации, происходящие на железнодорожной полосе.
Бесплатно
Статья
В данной статье рассматриваются свойства шерстяных волокон, процессы их размягчения и состав веществ, используемых в качестве вспомогательного средства в этом процессе. Выполнено сравнение свойств волокон при смешивании с разными химическими веществами. Изучение процесса технологической подготовки производства одежды из нетканого материала на основе методики валяния позволило отнести этот процесс к классу сложных объектов и представить его как объект многопараметрической системы. В ходе исследований изучалось влияние слоев шерстяных волокон на физико-механические свойства войлока за счет использования шелковых и вискозных волокон. Параметрическое описание показывает, что в процессе производства линейные размеры полуфабриката и его толщина постоянно меняются.
Бесплатно
Анализ работоспособности линтерной машины с новой конструкцией междупильной прокладки
Статья
В статье предложена новая конструкция междупильной прокладки, позволяющей снизить массу пильного цилиндра линтерной машины до 1.5 кг. Приведены результаты экспериментальных исследований в производственных условиях новой конструкции модернизированной междупильной прокладки линтерной машины 5ЛП. Установлены основные технологические показатели линтерной машины 5ЛП с новой конструкцией прокладки при линтеровании опушенных семян и пильных дисков. В результате промышленных испытаний стальной прокладки линтерной машины 5ЛП установлено, что стальные прокладки отвечают требованиям технологического процесса линтерования. Кроме того, установлена производительность по семенам хлопка 550 кг/час, потребляемая мощность пильного цилиндра - 10.8 кВт, ожидаемая годовая экономическая эффективность для одной линтерной машины марки 5ЛП составляет 4.312 тыс. сум
Бесплатно
Анализ рисков внедрения технологий открытых программных интерфейсов в банковской сфере
Статья
Внедрение открытых программных интерфейсов в банковскую сферу в последние годы набирает все большую значимость, так как данная технология позволяет значительно автоматизировать ряд бизнес-процессов, увеличить количество обрабатываемых данных и качественно изменить модель обслуживания клиентов. Характер и категория передаваемых финансовых данных, а также существующая политическая обстановка, накладывают значительные обязательства на участников информационного обмена и требуют особо внимательного контроля со стороны регулятора. Центральным Банком России уже разработана Концепция внедрения открытых программных интерфейсов на финансовом рынке, в настоящий момент разрабатываются и уточняются стандарты информационного обмена между игроками. Опираясь на теоретическую базу, требования регулятора и опыт внедрения технологий открытых программных интерфейсов в российских банках, в статье анализируются предпосылки цифровой трансформации банков и переход к технологии открытых программных интерфейсов, разбираются принципы технологии и изучаются преимущества и перспективные направления ее внедрения в российские банки, формулируются и оцениваются возможные риски при внедрении технологии, составляется матрица рисков. В завершении статьи на основе анализа матрицы рисков, примерах существующих решений на российском рынке, предлагаются направления их минимизации.
Бесплатно
Анализ технологий применения БПЛА CE20 в составе беспилотных авиационных систем защиты растений
Статья
На основе современной практики применения беспилотных систем сельскохозяйственного назначения в статье представлен анализ технологий применения БПЛА CE20 в составе беспилотных авиационных систем защиты растений. Актуальность исследования определяется интенсивным развитием современных беспилотных технологий для защиты растений. При этом характеристики используемых БПЛА существенно влияют на эффективность применения данных систем в точном земледелии. В статье рассматривается БПЛА CE20 производства Wuxi Hanhe Aviation Technology Co., Ltd., Китай. Представленный анализ применения БПЛА CE20 в составе беспилотных авиационных систем защиты растений позволил выявить основные технические характеристики БПЛА и их взаимосвязи с агротехнологическими приемами. Это, в свою очередь, обеспечивает эффективную техническую поддержку для приложений беспилотных авиационных систем защиты растений в точном земледелии. Представлены результаты тестовых полетов БПЛА для заданной полосы обработки поля. Исследована эффективность распыления. Отмечается, что такие параметры, как равномерность осаждения капель и скорость проникновения капель, тесно связаны и зависят от параметров БПЛА. Отмечается, что в случаях применения других типов БПЛА необходимо выполнять систематические эксперименты для определения оптимальных сочетаний параметров.
Бесплатно
Статья
Наиболее частым случаем при анализе узлов левой щитовидной железы является наличие узлов щитовидной железы, которые никогда не были видны ранее. Однако, поскольку рентгеновская компьютерная томография (КТ) используется чаще для диагностики заболеваний щитовидной железы, обработка изображений нечасто применяется к стандартному машинному обучению из-за высокой плотности и артефактов, обнаруженных на КТ-снимках щитовидной железы. В итоговом разделе статьи предлагается сквозной подход на основе сверточной нейронной сети (CNN) для автоматического обнаружения и классификации различных типов узлов щитовидной железы. Эта рекомендуемая модель включает улучшенную сеть сегментации, которая эффективно разделяет области, в которых может быть обнаружен каждый узел, и метод обработки изображений, который оптимизирует эти области. Например, точность 98% была получена при точной категоризации случаев заболеваний путем изучения аберрантных модулей рентгеновских снимков. Согласно нашему исследованию, CNN может точно определять различные степени тяжести, вызванные узлами, расположенными в различных частях тела, тем самым предоставляя средство, с помощью которого эта процедура может выполняться автоматически, не требуя постоянного вмешательства человека. В целом, это исследование демонстрирует, как модели глубокого обучения могут использоваться для автоматического выявления и диагностики узлов щитовидной железы с использованием КТ-визуализации, что может повысить точность и эффективность диагностики заболеваний щитовидной железы.
Бесплатно
Антиоксидантная активность водных настоев плодов шиповника низковитаминных
Статья
Плоды шиповника находят применение в традиционной медицине и промышленности и в зависимости от содержания витаминов делятся на низко- и высоковитаминные. Современные исследования должны быть ориентированы на создание максимальной ценности продукта для потребителя. В этой работе параметры гидротермальной экстракции были адаптированы для условий домашнего приготовления шиповникового чая, а полученные настои исследованы на антиоксидантную активность (АОА) потенциометрическим методом. Показано, что увеличению АОА настоев способствуют уменьшение размера частиц плодов шиповника и увеличение температуры воды. В случае размера частиц 1,51–2,0 мм увеличение температуры заваривания с 50 до 100 ºС сопровождалось увеличением АОА настоев с 205,7 до 662,8 мкмоль-экв/г, что в процентном отношении характеризовалось приращением величины АОА на 222 %. В случае размера частиц 0,11–0,6 мм увеличение температуры заваривания с 50 до 100 ºС сопровождалось увеличением АОА настоев с 1010,5 до 1357,9 мкмоль-экв/г, что в процентном отношении характеризовалось приращением величины АОА на 34 %. Зависимость АОА водных настоев плодов шиповника от температуры заваривания описывается уравнением второго порядка с коэффициентом аппроксимации R2 > 0,97.
Бесплатно
Безопасность частной жизни человека при взаимодействии с генеративным искусственным интеллектом
Статья
В данной научной статье критически рассматривается сложная динамика неприкосновенности частной жизни в эпоху повсеместного использования Интернета, подчеркиваются растущие проблемы, связанные с генеративным искусственным интеллектом. С каждым годом появляется все больше возможностей для мошенничества в интернете, так как люди оставляют за собой большой цифровой след. Это помогает злоумышленникам собирать информацию о человеке и использовать ее в своих целях. Одним из способов мошенничества является применение нейронных сетей в незаконных схемах. Это говорит о том, что необходимо вырабатывать механизмы взаимодействия с искусственным интеллектом, которые позволят обезопасить человека от мошенничества и любого другого посягательства на частную жизнь. Исследование выступает за усиление мер безопасности, выходящих за рамки обычной практики "цифровой гигиены". В нем предлагаются стратегические подходы, включая всестороннюю переоценку присутствия в Сети и использование передовых инструментов для сокрытия персональных данных. В конечном счете, в статье подчеркивается важность осведомленности пользователей, непрерывного обучения новым технологиям и бдительных цифровых практик для укрепления кибербезопасности.
Бесплатно
Биометрические данные: новые возможности и риски
Статья
Рассматриваются вопросы защиты персональных данных при использовании биометрических технологий, так как независимо от того, сканируется ли кончик пальца, лицо или радужная оболочка глаза, собираемая информация является персональной информацией об идентифицируемом человеке. Проанализированы новые возможности биометрии и ее применение в различных сферах жизни, таких как финансы, медицина, безопасность и др., наиболее распространенным примером биометрических данных является фотография, используемая в паспорте, водительском удостоверении или медицинской карте. Проще говоря, изображение лица человека фиксируется и сохраняется, чтобы впоследствии сравнить его с другой фотографией или с живым человеком. Также статья охватывает риски, связанные с использованием биометрических данных, такие как возможность их утечки, фальсификации и злоупотребления не только при централизованном механизме доступа на различные объекты, но и на каждом отдельном объекте доступа. Представлены методы защиты биометрических данных, такие как шифрование и использование мультифакторной или двухфакторной аутентификации. Даны рекомендации по защите личной информации и контролю за ее использованием при развертывании любой технологии или услуги, использующей биометрические данные.
Бесплатно
Верификация математической модели технологического процесса индукционной пайки
Статья
Работа посвящена исследованию построения и верификации математической модели процесса нагрева элементов тонкостенного алюминиевого волноводного тракта при отработке технологической процедуры индукционной пайки. В статье проводится обзор метода математического моделирования технологического процесса индукционной пайки. Проведены сравнительные исследования моделей индукционной пайки волноводных трактов на предмет их соответствия реальному процессу в допустимых пределах. Выполнена экспериментальная проверка корректности выбранной математической модели технологического процесса индукционной пайки. В результате натурных и модельных экспериментов установлено, что реализованная математическая модель индукционного нагрева элементов сборки тонкостенных алюминиевых волноводных трактов космических летательных аппаратов с достаточно высокой степенью точности моделируют данный технологический процесс.
Бесплатно
Влияние безналичной электронной платежной системы на гиперинфляцию в Бангладеш
Статья
Увеличение электронных платежных методов, не связанных с использованием наличной валюты, преобразовало финансовые транзакции. Безналичные операции удобны, просты и быстры, среди прочих преимуществ. Более того, безналичные платежи оказывают влияние на управление валютой в Бангладеш. Практичность безналичных транзакций способствует увеличению скорости обращения денег. В обществе наблюдается снижение объемов наличных платежей, однако скорость обращения валюты значительно возрастает при использовании безналичных операций. Считается, что повышение емкости передачи денег может привести к гиперинфляционным последствиям. Цель данного исследования — выяснить, как безналичный метод оплаты влияет на гиперинфляцию. В исследовании использован аналитический подход и дополнительные данные, собранные с начала 2021 года по конец 2023 года через Бангладешский банк с использованием методов верификации. Методом исследования является множественный линейный регрессионный анализ. Результаты показали, что факторы, связанные с цифровой валютой, испытывают значительное негативное влияние; факторы, связанные с дебетовыми картами, кредитными картами, онлайн-банкингом и мобильным банкингом, имеют значительное положительное влияние; параметры, относящиеся к кредитным картам, оказывают незначительное неблагоприятное воздействие; а переменные, связанные с процентными ставками, имеют важное положительное влияние.
Бесплатно
Влияние свойств сырья на качество изделия
Статья
Целью данной статьи является изучение методов определения и прогнозирования драпируемости ткани. Драпируемость – одно из основных эстетических свойств ткани, которое необходимо учитывать при проектировании тканей с заданными свойствами, получая швейные изделия нужной формы и обеспечивая их эффективное производства. Анализ литературы выявил ряд результатов опытных способов образования драпируемости и необходимость учета новых сведений о характерных способах формирования складок и сборок. Проанализированы показатели производства текущих объемов шелковых и смешанных тканей, выбираемых для одежды, а также представлены результаты экспериментальных исследований.
Бесплатно
Влияние сдвига распределения на точность сегментации объектов с помощью свёрточной нейронной сети
Статья
Нейронные сети широко используются для распознавания объектов в задачах компьютерного зрения. Снижение точности распознавания объектов при отклонении статистических параметров тестовой выборки от статистических параметров обучающей выборки известно как явление сдвига распределения. В настоящей работе исследуется влияние сдвига распределения на точность сегментации объектов на цифровых изображениях. Значительная часть существующих работ в данной области имитирует явление сдвига распределения за счет применения специальных эффектов к реальным цифровым изображениям. Такой подход ограничивает набор варьируемых параметров и сокращает возможности исследования сдвига распределения. Особенностью настоящей работы является синтез исходных цифровых изображений объектов простой геометрической формы для оценки влияния сдвига распределения на точность сегментации объектов. Предложенный подход позволяет получить больший контроль над процессом обучения и тестирования нейронной сети и охватить больший набор варьируемых параметров распределения. В качестве изменяемых параметров были выбраны ширина и высота фигуры, угол поворота фигур и всего изображения, цветовые компоненты изображения, накладываемый шум и степень взаимного перекрытия фигур.
Бесплатно
Влияния ультразвуковых волн на характеристики детектора излучения
Статья
В работе приведены результаты исследования полевых зависимостей потерь заряда кремниевых диффузионных детекторов, которые позволяют идентифицировать одиночные атомы и их скопления, выступающие в роли центров захвата носителей заряда. В электрических полях Е > 1470 В/cм происходит эффективное уменьшение процессов захвата, что проявляется в виде спрямления полевых зависимостей потерь заряда и в сужении спектральных линий. Воздействия – ультразвуковое поле интенсивностью I* = 0,4 Вт/cм2 и частотой f = 15 MГц, на образцы в течение времени t £ 45 минут, приводит к росту амплитуды сигнала. Установлено, что ультразвуковое воздействие приводит к уменьшению потери заряда, времени дрейфа и улучшению энергетического разрешения детекторов. Также следует отметить, что флуктуации рельефа примеси в объеме Si-p-типа сглаживаются после прохождения через него ультразвуковых волн малой мощности в течение длительного времени, о чем свидетельствует значительное уменьшение эффективного размера локальных скоплений дефектов.
Бесплатно
Вопросы разработки интеллектуальных информационных электроэнергетических систем
Статья
В статье осуществлен системный анализ функционирования существующих электроэнергетических систем. На основание результатов системного анализа выявлены проблемы и недостатки процессов функционирования электроэнергетических систем, для устранения которых предложено применение интеллектуальной информационной электроэнергетической системы. В данной работе сформированы принципы и требования к созданию и применению, а также разработана структура интеллектуальной информационной электроэнергетической системы, которая включает в свой состав подсистемы обеспечения, баз данных, знаний и функциональные блоки, и задачи. С использованием методов системного анализа и обработки информации разработаны структурная схема информационного обеспечения интеллектуальных информационных электроэнергетических систем.
Бесплатно
Выбор и обоснование ткани для разработки набора специальной одежды для прядильщиков
Статья
В статье на основе представленных научных работ в данной области приведены результаты по систематизации и анализу данных при разработке специальной одежды для прядильщиков. На основе результатов анализа литературных данных были определены виды специальной одежды в соответствии с их назначением. Разработана классификация специальной одежды по общим характеристикам, по признакам защиты и угроз. Сделаны выводы по систематизации и анализу данных при разработке специальной одежды для прядильщиков. Также в статье представлены основные аспекты решения проблем, связанных с разработкой специальной одежды для работников прядильных цехов, таких как фактор повышения производительности труда и защиты от повышенной влажности, пыли и температуры воздуха. В работе определено количество хлопкопрядильных кластеров и прядильных предприятий в республике, а также количество работников, задействованных в процессе прядения, что является важной информацией для разработки специальной одежды, позволяющей создавать оптимальные по комфортности условия труда.
Бесплатно
