Современные проблемы информатики и управления. Рубрика в журнале - Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании»
Статья научная
The fundamentals of the construction and development of the fifth and sixth industrial revolutions (I5.0 / I6.0) are considered as the development of the results of the Industry 4.0 (I4.0) project applying models of intelligent cognitive robotics, quantum software engineering, quantum intelligent control and friendly ship interfaces such as "brain - computer", "human-robot". The issues of constructing physical laws of intelligent control of robotic sociotechnical systems based on the laws of information and thermodynamic distribution of criteria for stability, controllability and robustness are discussed. The extracted quantum information makes it possible to form an additional "social" thermodynamic control force hidden in the information exchange between agents of a multicomponent sociotechnical system.
Бесплатно
Статья научная
International project Industry 4.0 (based on intelligent cognitive robotics and Internet of Things (IoT) as forth industrial revolution) together with Quantum Software Engineering and Quantum intelligent control implementations (as the third quantum revolution) open new possibilities for the development “wise Industry 5.0” with practically unbounded information resources (based on a new end-to-end information technology of quantum soft computing and small quantum computers for Quantum Internet of Things). A exible manufacturing system (FMS) involving several robots with different capabilities in a shop oor layout context [1-3]. This use case is composed of an automatic production system and a set of manual workstations where the operator can be assisted by cobotic arms for assembly tasks. In this article we consider autonomous and smarm robots with different intelligent and cognitive levels for Industry 4.0 with the application of embedded quantum intelligent controllers as model background of Industry 5.0.
Бесплатно
«Brain - computer» interface (BCI). Pt I: classical technology
Статья научная
In traditional BCI techniques, different types of signal acquisition may be used, depending on the application. In this paper we have chosen to treat a complex EEG-EMG-based solution for the control of an artificial arm because only the results offered by motor imaginary solution are not satisfying excepting the fact that electroencephalogram signals present a lower amplitude in comparison with the EMG signals because of limited number of mental commands that can be accessed at the same time through the BCI interface and which must be combined with physical commands, such as facial gestures that can also be recognized and mapped to predefined sequences of keystrokes. This makes it impossible to generate sequences that involve complex movements on a group of servomotors in real time being necessary to record the motion intention generated by each group of muscles to replicate the movement of the human arm. This makes it impossible to generate sequences that involve complex movements on a group of servomotors in real time being necessary to record the motion intention generated by each group of muscles to replicate the movement of the human arm. The EEG solution is also useful in limitation of human error produced by mental workload due to the capacity of recognizing the mental states that produced by the drowsiness state signalized by the increase of blink rate.
Бесплатно
Статья научная
Глубокое машинное обучение (ГМО) достигло значительных результатов во многих задачах с большими объемами данных и обобщением в непосредственной близости от обучающих данных. Для многих важных реальных приложений эти требования невыполнимы, и для преодоления возникающих проблем и «патологических» логических парадоксов требуются дополнительные предварительные знания в предметной области. В частности, изучение физических моделей для управления на основе моделей требует надежной экстраполяции из меньшего количества выборок, которые часто собираются в режиме онлайн (в реальном времени), а ошибки модели могут привести к серьезным повреждениям системы. На наглядных примерах рассматривается эффективность метода машинного обучения (МО) с учетом физики (лагранжевых и гамильтоновых нейронных сетей) при изучении модели динамики в пространстве состояний автономного объекта управления (ОУ).
Бесплатно
Выбор последовательности шагов для алгоритма сортировки Шелла
Статья научная
В работе приведены результаты эмпирического исследования нескольких последовательностей шагов для алгоритма сортировки Шелла. Показана достаточно высокая эффективность таких последовательностей в сравнении с другими, хорошо известными последовательностями.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается развитие новых видов интеллектуальной когнитивной робототехники с учетом возрастающих потребностей применения роботизированных социотехнических систем в промышленных / непромышленных сферах (особенно для применения в катастрофических ситуациях типа техногенных аварий или коронавирус) и развития квантовых сквозных ИТ. Промышленная революция «Индустрия 4.0» и третья квантовая революция «Квантовая программная инженерия» предопределили развитие нового направления - интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами как основы проекта «Индустрия 5.0». Одной из основных проблем стала необходимость исследования взаимодействия человека-оператора с роботом и перераспределения зон ответственности между роботами в коллективе (толпе - swarm) роботов, человеком - оператором и роботом, а также выявления предельных возможностей допустимой работоспособности (Affordance / Kansei / Kawaii Engineering) роботов в различных проблемно-ориентированных областях. Проведен анализ развития моделей роботизированных социотехнических систем и построения образовательных процессов с нестандартной логикой подготовки ИТ-специалистов нового поколения в условиях стремительного разрыва между образовательными процессами и требованиями к базовым знаний в области квантовых сквозных ИТ. Представлена методология, разработанная в ЛИТ им. М.Г. Мещерякова ОИЯИ, по подготовки ИТ-специалистов нового поколения для управления физическими экспериментами, квантового интеллектуального управления физическими установками в мегасайнс проектах типа NICA, роботов - беспилотников радиационного контроля окружающей среды и др.
Бесплатно
Статья научная
Представлен первый этап программного инструментария QSCIT (Quantum Soft Computational Intelligence Toolkit), основанный на технологии мягких вычислений - SCOptKB™, предназначенный для проектирования (на втором этапе) робастных баз знаний в самоорганизующихся интеллектуальных системах управления. Применение инструментария QCOptKB™ на технологии квантовых вычислений на втором этапе ИТ проектирования робастных систем управления рассмотрен в Части 2 на аналогичном примере интеллектуального управления давлением азота в криогенной установке испытательного стенда сверхпроводящих магнитов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципы и методы построения моделей квантового «сильного» вычислительного интеллекта на основе инструментария квантового глубокого обучения с применением квантовых нейронных сетей и квантового генетического алгоритма. Обсуждаются дополнительные особенности моделей квантового перцептрона и модели инженерии квантового глубокого обучения при применении инструментария оптимизации баз знаний интеллектуальных регуляторов на основе QCOptKBTM в задачах квантового интеллектуального управления роботизированными социотехническими системами в проектах «Индустрия 4.0 / 5.0 /6.0». Описание особенностей квантового глубокого обучения позволяет точнее и глубже освоить возможности инструментария QCOptKBTM, который включает в себя этапы обучения и извлечения (из исходных данных) сигнала обучения за счет инструментария SCOptKBTM на технологии мягких вычислений, и далее рассматривается как классические данные. За счет операторов квантовых вычислений классические данные кодируются кубитами, осуществляется оптимальный выбор квантовой корреляции между искомыми решениями и применением конструктивной интерференции извлекается искомый результат путем измерения. Таким образом, разработанный интеллектуальный инструментарий SCOptKBTM и QCOptKBTM включает принципы квантового глубокого обучения, и также как в случае технологии мягких вычислений, формирует оптимальную структуру теперь квантовой нейронной сети, а за счет применения квантового генетического алгоритма ускоряет поиск искомого решения.
Бесплатно
Применение метода эластичной ленты для поиска пути с минимальным перепадом энергии
Статья научная
В настоящей работе рассматривается задача поиска пути с минимальным перепадом энергии, которая возникает при анализе процессов перехода между различными структурными состояниями в системах с атомарной или молекулярной структурой. Один из способов нахождения указанного пути - использование метода эластичной ленты. В рамках работы приведена постановка задачи поиска пути, выполнены реализация и применение метода для модельных потенциалов, которые представляют собой различные энергетические профили. Проведено исследование влияния параметров метода на формирование путей и соответствующих энергетических профилей.
Бесплатно
Программа для управления оцифраторами CAEN XX42 для спектрометра «Комета»
Статья научная
В публикации рассматривается программа, предназначенная для управления многоканальными цифровыми регистраторами с частотой дискретизации 5 ГГц. Программа позволяет настраивать внутренние регистры в соответствии с требуемыми режимами работы и записывать накопленные данные в формате TDMS. При разработке использовалась среда NI LabVIEW 2020. Было проведено сравнение максимальной скорости набора для разных способов подключения - стандарт USB-2 по оптоволоконному кабелю в стандарте Sonet2. Это программное обеспечение успешно используется в ЛЯР ОИЯИ.
Бесплатно
Статья научная
В связи с желательностью отказа от использования импортного матобеспечения и перехода на отечественное или свободно распространяемое, было принято решение о переводе отечественной геоинформационной системы INTEGRO на кроссплатформенную поддержку. Поскольку изначально это приложение разрабатывалось для операционных систем Microsoft Windows, переход на кроссплатформенность сулил множество трудностей, которые предстояло преодолеть разработчикам. В статье описываются причины перехода на новую плагинную архитектуру, одно из преимуществ которой - возможность кроссплатформенной разработки, а также решение одной из проблем, встающей на пути к достижению цели.
Бесплатно
Статья научная
Введение понятия универсальной машины Тьюринга было положено в основу аксиоматики обработки информации, а само понятие «информация» введено как алгоритмическое определение носителя данных. Синтаксис алгоритмического представления информационных процессов стал базисом для систем сбора, обработки и представления данных для лица, принимающего решение. Однако переход образовательных процессов в ИТ от классических к квантовым представлениям столкнулся с рядом методологических трудностей, одна из которых - освоение физических представлений квантовой механики, квантовой теории информации и квантовой термодинамики. Релятивистская механика с представлениями метрик пространства - времени и интерпретацией релятивистских эффектов в квантовой теории информации только усилили трудности освоения и практической реализации проектов Индустрия 5.0 / 6.0. В результате разрыв между подготовкой ИТ-специалистов нового поколения существенно затянулся и потребовалось существенно пересмотреть сам образовательный процесс. В статье представлен опыт изложения основ описания и физической интерпретации квантовых процессов для ИТ-специалистов, разработчиков систем управления и робототехники, опираясь на представления классической стохастической механики и теории случайных процессов, вводя по мере необходимости дополнительные понятия и их формализованное представления, которые следуют из принятой классической формы.
Бесплатно
