Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1188
Статья научная
В настоящее время компании все более активно внедряют автономные системы искусственного интеллекта для управления корпорациями. В этой статье представлен прототип модели принятия легитимных и этичных решений автономными системами ИИ при управлении корпорациями, выпущенный по лицензии MIT (https://github.com/iboard-project/prototype). Основная цель этого прототипа — облегчить внедрение автономных систем управления корпорациями для использования в промышленных условиях и предоставить исследователям для оценки общую структуру разработки и внедрения таких систем. Прототип включает в себя демонстрацию основных принципов разработки вычислительного права, выделенного операционного контекста, контролируемой генерации синтетических данных, расчета стратегии и принятия решения, а также презентации и коммуникации принятого управленческого решения.
Бесплатно
Статья научная
В статье раскрываются особенности школьного курса стереометрии для классов физико-математического профиля в контексте обучения математической деятельности.
Бесплатно
Процедуры оптимального голосования в многоэкспертных бинарных системах
Статья научная
Рассматриваются два подхода для построения оптимальной многоэкспертной би- нарной системы голосования. В первом случае решение достигается при известных зна- чениях условных вероятностей принятия решений отдельными экспертами. Во втором случае оптимизация выполняется при неизвестных значениях условных вероятностей в режиме статистических испытаний. Оптимизация основывается на выборе оптималь- ного числа экспертов, принимающих ту или иную гипотезу. Показано, что решение системы в режиме статистических испытаний асимптотически приближается к точно- му решению, когда известны значения условных вероятностей экспертов.
Бесплатно
Проявление эффекта аномальной диффузии в поровых жидкостях
Статья научная
Влияние размера пор на характер процесса переноса вещества в пористых материалах исследовано методами ЯМР на примере заполненной водой и деканом плотноупакованной гранулярной пористой среды, образованной стеклянными шариками. Релаксация протонной намагниченности в однородном и градиентном магнитном поле изучалась с использованием импульсной последовательности Карра-Парселла- Мейбума-Гилла (КПМГ) с переменным временным промежутком t между импульсами. Обнаружено, что при размерах пор меньше 10 мкм скорость поперечной релаксации протонной намагниченности содержит слагаемое, линейно возрастающее с ростом t, а при размерах пор больше 10 мкм эта зависимость становится квадратичной, как в обычной объёмной жидкости. Дано теоретическое объяснение этого эффекта. Показано, что при размерах пор меньше 10 мкм перенос вещества осуществляется в режиме сверхдиффузии. При этом молекулы перемещаются вдоль поверхности шариков в результате кратковременных прыжков в объём жидкости («bulk mediated surface diffusion»).
Бесплатно
Пучково-плазменные технологии переработки целлюлозы и лигнинов
Статья научная
Рассмотрена возможность применения неравновесной низкотемпературной плазмы для обработки биополимеров (целлюлозы, лигнина и его производных). Разработаны следующие методики, основанные на плазменно-стимулированных процессах: - деструкция твердых порошков биополимеров в электронно-пучковой плазме (ЭПП), генерируемой при инжекции электронного пучка в плотные газообразные среды; - функционализация полисахаридных материалов и лигнинов в гибридной плазме (ГП), которая генерируется при инжекции электронного пучка в ВЧ газоразрядную плазму. При ЭПП-стимулированной деструкции целлюлозы наблюдалось образование олигосахаридов с молекулярной массой 800-2000 Да и степенью полимеризации, варьирующейся от димеров до гептамеров, также показана частичная деструкция лигниновых порошков. Обработка ЭПП и ГП полисахаридных губок изменяла морфологию поверхностей, улучшала гидрофильность и приводила к образованию химически активных полярных кислородсодержащих групп. В ГП была выполнена прививка белка крови тромбина и молочной кислоты на поверхность из целлюлозных губок, гидролизованного лигнина и лигносульфонатов соответственно.
Бесплатно
Пучково-плазменные технологии получения хитоолигосахаридов с фитостимулирующими свойствами
Статья научная
Экспериментально исследована возможность получения хитоолигосахаридов с помощью электронно-пучковой плазмы (ЭПП) и подтверждение их фитостимулирующей активности. В этом случае наблюдается пороговый характер зависимости, связывающей степень деструкции полимера с длительностью пучково-плазменного воздействия, что позволяет оптимизировать процесс обработки и исключить непроизводительные энергозатраты. Низкомолекулярные водорастворимые продукты ЭПП-деструкции хитозана обладают свойствами стимуляторов роста растений.
Бесплатно
Пылевые звуковые солитоны у поверхности Луны
Статья научная
Приведено описание плазменно-пылевой системы в приповерхностном слое освещен- ной части Луны, которая включает в себя фотоэлектроны, электроны и ионы солнечно- го ветра, а также заряженные пылевые частицы. Рассмотрены пылевые звуковые соли- тоны в приповерхностной лунной плазме. Показано, что при их описании следует учи- тывать эффект захвата электронов потенциальными стенками, существование которых обусловлено положительным электростатическим потенциалом солитона. Определены области возможных чисел Маха и амплитуд солитонов. Найдены солитонные решения для различных высот над лунной поверхностью. Показано, что солитоны у поверх- ности Луны могут обладать довольно большими амплитудами, что дает возможность наблюдать их в рамках будущих лунных миссий «Луна-25» и «Луна-27».
Бесплатно
Пятый инвариант линий тока для осесимметричных закрученных течений газа
Статья научная
Для осесимметричных изоэнергетических течений идеального газа с закруткой в окружном направлении, которые могут быть небаротропными и вихревыми, наряду с известными четырьмя инвариантами линий тока показано существование пятого инварианта. Этот новый инвариант линий тока представляет собой комбинацию давления с компонентами скорости и завихренности. В частном случае нулевой окружной скорости новый инвариант совпадает с известным инвариантом Крокко для незакрученных течений.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрен важный вариант классической проблемы Борсука о разбиении множеств на части меньшего диаметра. Речь идет об оценке числа х(n, b) равного минимальному количеству цветов, в которые можно так раскрасить произвольное множество единичного диаметра в n-мерном евклидовом пространстве, чтобы расстояние между одноцветными точками было строго меньше b. Приведены нижние оценки величины х(n, b(n)) при различном поведении b(n).
Бесплатно
Развитие научных исследований на факультете общей и прикладной физики МФТИ в Долгопрудном
Статья обзорная
На факультете общей и прикладной физики (ФОПФ) МФТИ создан международ- ный Научно-Образовательный Центр (НОЦ) «Бионанофизика», научные исследования в котором сконцентрированы на двух прорывных направлениях: молекулярной биофи- зике и физике наноструктурированных материалов. «Мозговым ядром» НОЦ является факультетско-базовая кафедра физики и технологии наноструктур (ФТН), на которой обучаются около 80 студентов ФОПФ. В работе НОЦ «Бионанофизика» и кафедры ФТН принимают участие ведущие российские специалисты, а также крупные учёные из научных центров Германии, Франции, США, Японии. Лаборатории НОЦ распола- гаются в Долгопрудном. В лаборатории профессора Киотского университета (Япония) и выпускника ФОПФ К.И. Агладзе изучаются молекулярные процессы в сердечных клетках и методы создания искусственных фрагментов сердечной ткани, которые мо- гут быть использованы как импланты для замены повреждённых участков сердца. В лаборатории профессора Г. Бюльдта - директора Института комплексных систем в Юлихе (Германия), разрабатываются новые методы экспрессии и кристаллизации мем- бранных белков, что чрезвычайно важно для понимания процессов старения организма, развития в нем тяжёлых заболеваний и разработки методов их лечения. Параллельно с быстрым оснащением лабораторий НОЦ современным оборудованием, студенты и аспи- ранты кафедры ФТН стажируются в Юлихе, Гренобле, Далласе, Киото, Копенгагене, приобретённые там практические навыки сразу применяются в их исследовательской работе в МФТИ. Успешное развитие НОЦ «Бионанофизика» и кафедры ФТН ФОПФ позволяет надеяться на расширение тематики научных исследований.
Бесплатно
Разложение весов на интерпретируемые компоненты и их связь сo статистиками слоя нормализации
Статья научная
В линейных пространствах существует определенный порог, описывающий уровень шума или уровень случайной корреляции. Линейные слои нейросетевых моделей, векторы (фичи) которых работают на взаимодействие с определенными фичами данных, также подвержены данному эффекту. Это позволяет OOD данным демонстрировать активации в пределах дисперсии обучающего домена в слоях нормализации (BatchNorm). Для оценки уровня случайного срабатывания используется декомпозиция матрицы весов линейного слоя на интерпретируемые компоненты: сигнальную (𝑊Δ) и шумовую (𝑊𝑟𝑎𝑛𝑑), основанная на границах распределении Марченко – Пастура. Эксперименты на ResNet-50 (обученная за счет ArcFace на MS1Mv3) с OOD-данными (COCO) показывают, что: (1) Взаимодействие обучающих данных с 𝑊Δ значимо выше, чем с 𝑊𝑟𝑎𝑛𝑑; (2) Распределение активаций OOD-данных при взаимодействии с 𝑊𝑟𝑎𝑛𝑑 и 𝑊Δ статистически неразличимо, что соответствует уровню случайного срабатывания. Мы заключаем, что 𝑊𝑟𝑎𝑛𝑑 служит эффективным индикатором порога случайной активации.
Бесплатно
Разложение функции Softmax на основе CosFace для интерпретации и анализа динамики обучения
Статья научная
С ростом числа прикладных применений искусственного интеллекта задача интерпретации поведения нейронной сети становится актуальнее. Существуют подходы интерпретации модели на основании градиентов, с помощью Activation Patching, а также с использованием Sparse Autoencoder. В работе предлагается метод декомпозиции функции SoftMax в рамках функции потерь CosFace для задачи распознавания лиц. Данная декомпозиция позволит упростить описание процесса обучения модели. Ключевой вклад работы: (1) замена зависящего от данных SoftMax на фиксированные веса взаимодействия логитов, (2) устранение артефактов обучения прототипов через максимальный марджин (исключение градиента отталкивания от целевого прототипа) и использование «чистых» прототипов (исключение негативной компоненты и балансировка обновления). Доказательство сохранения точности (±0.5%) приводится на датасетах LFW, CFP-FP, AgeDB, IJB при упрощении анализа динамики обучения.
Бесплатно
Разработка 8-канальной антенной MIMO системы с двойной поляризацией для связи 5G
Статья научная
В статье представлены результаты проектирования и моделирования излучающих элементов для MIMO антенных систем диапазона и79 (4.85.0 ГГц), применимых в сетях 5G. Рассмотрены три конфигурации: единичный элемент, линейный массив 1 х 8 и MIMO массив 4 х 8. Оптимизация параметров по минимуму коэффициента отражения, таких как диаметр патча и директора, позволила улучшить согласование антенны. Моделирование проведено с использованием современных электромагнитных методов и охватывает анализ S-параметров, диаграмм направленности и характеристик поляризации.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Разработка автономного подводного робота-рыбы с биомиметическими движениями
Статья научная
Разработка подводных аппаратов традиционно использует движители с винтами, что вызывает ограничение в маневренности, энергоэффективности и заметности мобильных систем. Биомиметический подход — одна из возможных альтернатив пути развития отрасли подводных робототехнических комплексов, однако этот подход имеет большое количество проблем, связанных с компоновкой, движителями, обтекаемостью корпуса и режимами управления движением робота. В данной работе изложены основные этапы разработки и экспериментальной реализации автономного подводного робота-рыбы с биомиметическими движениями хвостового плавника. В работе также рассмотрены теоретические результаты одной обтекаемой формы корпуса. Приведены основные этапы разработки компоновочной схемы робототехнической системы, подбор технологий производства с необходимыми требованиями к точности изготовления деталей и сборка прототипа устройства. Представлен автономный робототехнический комплекс, готовый к натурным испытниям и экспериментам с алгоритмами управления и движения обтекаемого хвостового плавника.
Бесплатно
Разработка алгоритма укладки паллет на полностью автоматизированном складе
Статья научная
Решается задача трехмерной укладки коробок в паллету, относящаяся к классу NP-полных задач. Предложено несколько эвристических подходов к ее решению: на основе эвристик слоев и на основе генетического алгоритма. Предложен подход к оценке качества укладки на основе коэффициента перколяции и коэффициента устойчивости. Показана слабая зависимость качества укладки от точности задания размеров коробок.
Бесплатно
Разработка алгоритмов системы управления самолёта схемы «летающее крыло»
Статья научная
Рассматривается самолёт схемы «летающее крыло». Для анализа особенностей динамики самолёта данной схемы создана программно-математическая модель динамики самолёта в среде MATLAB/Simulink. Предложена методика выбора параметров системы путевого управления самолёта с позиции обеспечения близкой к минимальной величины потребной скорости отклонения расщепляющихся щитков (РЩ). Рассмотрены различные способы возможного снижения значений при расчётных воздействиях. Проведена оценка потерь аэродинамического качества при использовании РЩ как органа путевого управления.
Бесплатно
Разработка детекторов нейтронов для спектрометра Скан-3 в ОИЯИ
Статья научная
Для регистрации нейтронов, образующихся при столкновении сильно взаимодействующих частиц ускорителя НУКЛОТРОН с атомами мишени, в ЛФВЭ ОИЯИ создается прецизионный трехплечевой гибридный магнитный спектрометр «SCAN-3». Для решения этой задачи спектрометр будет содержать наборы многослойных детекторов нейтронов на основе блока сцинтилляционных пластин. Представляются процесс разработки многослойных детекторов нейтронов и результаты исследования прототипа нейтронного детектора, состоящего из 5 пластин сцинтиллятора. Прототип был исследован на космическом излучении и на пучке нейтронов со средней энергией 3.5 ГэВ.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты работы по созданию программного обеспечения, расширяю- щего возможности экономико-математического моделирования. Особенностью разра- ботки является моделирование в многопользовательском режиме с применением ап- парата недоопределенных вычислений. Исследования проводились на примере стра- ховой деятельности
Бесплатно
