Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї

Архітектурні особливості реалізації системи підтримки прийняття рішень в управлінні урожайністю зернових культур

2026-01-10T11:54:44+02:00

Стаття презентує архітектурні рішення для реалізації системи підтримки прийняття рішень в управлінні урожайністю зернових культур. Основною метою є інтеграція даних БПЛА з історичними та поточними ГІС-даними для забезпечення адаптивного прогнозування урожайності в реальному часі. Запропонована мікросервісна архітектура складається із трьох функціональних рівнів: прийому даних, обробки та аналітики, моделювання та рішень. Ключовою особливістю є використання асинхронної комунікації через брокер повідомлень Apache Kafka, що забезпечує слабку зв'язаність компонентів та високу пропускну здатність. Розроблено сервіс моніторингу ефективності агротехнічних рекомендацій, який відокремлює логіку прогнозування від логіки застосування бізнес-правил. Система включає математичні моделі перевірки умов ущільнення ґрунту та оцінки доцільності додаткових підживлень. Впровадження асинхронного підходу забезпечує відмовостійкість, масштабованість та незалежне оновлення сервісів. Технологічний стек включає Python, scikit-learn, PyTorch, Django, Kubernetes, PostgreSQL/PostGIS. Результатом є підтримка прийняття управлінських рішень щодо підвищення урожайності зернових культур в системі точного землеробства.

Інтелектуалізована система інтервальної гіпоксичної терапії з біозворотним контролем у реабілітації військових

2026-01-10T12:17:59+02:00

В умовах повномасштабної війни та постпандемічного періоду Україна стикається з безпрецедентним зростанням кількості пацієнтів із травмами, порушеннями опорно-рухового апарату, післяінсультними та постковідними станами. Однією з перспективних методик сучасної фізичної реабілітації є інтервальна гіпоксична терапія (ІГТ), яка здатна активізувати адаптаційні резерви організму, поліпшити метаболічні та нейрогуморальні процеси, стимулювати регенерацію та підвищити стійкість до навантажень. Однак в Україні на сьогодні майже відсутнє серійне виробництво апаратів ІГТ, що відповідають сучасним вимогам безпеки, адаптивності та інтеграції з біозворотним зв’язком.

Багаторівнева архітектура системи автоматичного керування БПЛА для здійснення пошукових місій за відеоаналізом та металодетекцією

2026-01-10T12:43:01+02:00

У статті представлено багаторівневу систему автоматичного керування місіями безпілотного літального апарата у задачах виявлення підозрілих предметів. Запропонована архітектура поєднує edge–ground–cloud обробку даних з бортової відеокамери та металодетектора, а також використання візуально-мовних моделей (ChatGPT-4.1 Vision, Gemini 2.5 Flash) для семантичної верифікації підозрілих предметів. На наземній станції виконується первинна детекція небезпечних предметів за допомогою YOLOv8 та аналіз сигналу металодетектора, після чого кадри з проміжною впевненістю надсилаються у хмару для додаткової перевірки VLM. На основі об’єднаної оцінки формується рішення про наявність небезпечного предмета, яке через MAVLink автоматично коригує місію БПЛА завдяки чому дрон переводиться з режиму AUTO в GUIDED, повертається за GPS-координатами підозри, виконує додаткове обстеження та після цього відновлює маршрут із збереженої точки. Експериментальні випробування на полігоні з макетами небезпечних предметів показали, що комбінування YOLOv8, металодетектора та VLM дозволяє досягти підвищення точності до ≈95,7% і збереженні роботи в режимі, близькому до реального часу (ефективно 5 кадрів/с). Наукова новизна роботи полягає в реалізації замкненого циклу «виявлення – семантична перевірка – автоматичне коригування місії» для БПЛА, що поєднує мультимодальне злиття даних і хмарні AI-моделі та знижує навантаження на оператора.

Методи та алгоритми поляризаційно-кореляційного картографування біомедичних зображень

2026-01-10T13:05:48+02:00

Представлено теорію нового методу поляризаційно-кореляційного відображення біомедичних зображень. Отримано алгоритми для визначення та цифрового «двоточкового» аналізу розподілених модуля і аргументу азимуту та еліптичності поляризаційно-кореляційних карт. Проведено комп’ютерне моделювання ефективності поляризаційно-кореляційного аналізу під час диференціації полікристалічних структур із різними рівнями двопроменезаломлення. Наведено приклад застосування методу для диференціації поляризаційно-кореляційних карт нативних гістологічних зрізів мозку з різними строками краніоцеребральної травми.

Мультиагентна система управління ігровим поселенням з експертною системою підбору поведінки ігрових персонажів

2026-01-10T14:26:24+02:00

У статті розглядається новий підхід до моделювання інтелектуальної поведінки ігрових персонажів через мультиагентну систему, інтегровану з експертною системою для підбору поведінки. Внаслідок інтеграції цієї системи ігрові персонажі набувають здатності адаптувати свою поведінку відповідно до своїх індивідуальних характеристик і взаємодії з іншими персонажами. Для моделювання особистісних рис персонажів було розглянуто кілька відомих психологічних моделей, таких як FFM (The Five Factor Model), HEXACO та AD (Affiliation and Dominance Model). Після аналізу та порівняння моделей було прийнято рішення скомбінувати HEXACO та AD, оскільки це дозволяє одночасно детально моделювати індивідуальні характеристики ігрових персонажів і точно описувати їхні міжособистісні відносини. Для вибору поведінки ігрового персонажа розроблено систему балів, яка оцінює шаблони поведінки залежно від вхідних даних: настрою персонажа, його особистісних рис, типів взаємовідносин та знань про поведінку інших ігрових персонажів. Ці дані використовуються для обчислення загального балу кожного шаблону поведінки, що визначає дію персонажа. Обчислення здійснюється за допомогою складених матриць поведінкової відповідності, що дозволяють узгоджувати шаблони з характеристиками персонажа. Введення випадкової похибки забезпечує варіативність у поведінці ігрових персонажів і запобігає детермінації результатів. Система балів формалізована у вигляді математичної моделі, яка описує вплив кожного фактора на вибір поведінки за допомогою функцій обчислення балів та відповідних вагових коефіцієнтів. Для тестування експертної системи створено ігровий прототип на платформі Unity, де ігрові персонажі виконують завдання для підтримки життєдіяльності поселення. Вони самостійно обирають завдання, орієнтуючись на стан середовища та взаємодіють один з одним відповідно до підібраного експертною системою шаблону поведінки. Запропонований підхід дозволяє створити динамічне ігрове середовище з непередбачуваними діями ігрових персонажів, що залежатимуть від їхніх особистісних рис та міжособистісних відносин з іншими ігровими персонажами, що відкриває нові можливості для вдосконалення систем поведінки в іграх.

Інтелектуальна модель генерації адаптивних веб-селекторів на основі GNN

2026-01-10T14:55:52+02:00

У статті розглянуто проблему нестабільності DOM-селекторів, яка є однією з ключових причин появи flaky-тестів у сучасних системах автоматизованого тестування веб-ресурсів. Показано, що традиційні підходи до формування селекторів – як ручні, так і автоматизовані – не враховують глобальний контекст DOM-структури та є малоефективними у випадку динамічних змін інтерфейсу. Обґрунтовано доцільність використання графових нейронних мереж (GNN) як інструменту моделювання DOM-дерева у вигляді орієнтованого графа з урахуванням семантичних, атрибутивних та структурних ознак вузлів. Запропоновано теоретичну модель побудови адаптивних DOM-селекторів, що поєднує GNN з агентом прийняття рішень. Розроблено математичне подання DOM-графа, систему ознак вузлів (one-hot кодування тегів, бінарні атрибути id/class/data-testid, глибина, кількість нащадків, позиція серед сусідів), а також формалізовано метрики оцінювання селекторів: унікальність, точність, повнота, F1-міра та довжина. Сформовано функцію винагороди агента, яка оптимізує баланс між точністю, стабільністю та компактністю селектора. Показано, що поєднання графових репрезентацій DOM (Document object model) та механізму оптимізації рішень дає змогу створювати селектори, стійкі до структурних змін веб-сторінок, а також скорочує потребу у ручній підтримці тестів. Запропонована модель формує теоретичне підґрунтя для створення інтелектуальних систем автоматизованого тестування, здатних адаптувати локатори під час зміни DOM без необхідності повного аналізу інтерфейсу тестувальником.

Технології використання нейрогарнітур для протезування кінцівок

2026-01-10T15:11:51+02:00

У статті розглянуто сучасні підходи до використання нейрогарнітур та нейрокомп’ютерних інтерфейсів у системах протезування кінцівок. Актуальність дослідження зумовлена стрімким зростанням кількості людей з ампутаціями у світі та, зокрема, в Україні, що потребує ефективних технологій відновлення рухових функцій і підвищення якості життя. Показано, що традиційні міоелектричні протези мають обмеження, пов’язані з нестабільністю сигналів та складністю керування, особливо у випадках високих або двосторонніх ампутацій. Особливу увагу приділено нейрогарнітурам на основі електроенцефалографії, які забезпечують неінвазивне зчитування мозкової активності та дозволяють визначати намір руху безпосередньо на рівні моторної кори. Проаналізовано роль сенсомоторних ритмів у діапазонах μ- та β-хвиль, а також механізми ERD/ERS, що лежать в основі керування біонічними протезами. Окремо розглянуто можливості використання моторної уяви, потенціалів P300 та SSVEP для формування керуючих команд. У роботі узагальнено сучасні світові практики застосування нейрогарнітур у поєднанні з іншими технологіями нейропротезування, зокрема Targeted Muscle Reinnervation, Regenerative Peripheral Nerve Interface, імплантованими міоелектричними сенсорами та методами гібридних нейровимірювань. Показано, що інтеграція EEG із EMG, fNIRS або інвазивними нейроінтерфейсами суттєво підвищує точність, стабільність і природність керування протезами. Зроблено висновок, що нейрогарнітури є перспективним і доступним інструментом для створення інтелектуальних біонічних кінцівок нового покоління. Їх використання у гібридних системах керування відкриває можливості для індивідуалізованого протезування, скорочення періоду адаптації та розширення функціональних можливостей людей з ампутаціями.

Автоматизовані системи підбору імплантів колінного суглоба: огляд і перспективи

2026-01-10T15:45:06+02:00

В статті аналізується сучасний стан та перспективи розвитку автоматизованих систем для підбору імплантів колінного суглоба. Підкреслено важливість точного підбору імпланту для успішного ендопротезування, а також зростаючу роль технологій, таких як роботизовані хірургічні системи, інструменти на основі штучного інтелекту та машинного навчання, системи комп’ютерної хірургії та пацієнт-специфічні імпланти. Детально описано роботизовані системи, їхні характеристики та порівняльні аспекти. Розглянуто застосування штучного інтелекту та машинного навчання в прогнозуванні розмірів імплантів, 3D-плануванні та розробці пацієнт-специфічних імплантів. Окрему увагу приділено системам комп’ютерної хірургії поза робототехнікою, ролі передопераційного планування та 3D-моделювання. Наведено огляд новітніх технологій та майбутніх напрямків у цій галузі.

Моделювання процесу розпізнавання дерматологічних захворювань на зображенні засобами нечіткої логіки

2026-01-10T16:07:11+02:00

Розпізнавання дерматологічних захворювань на основі зображень є важливим завданням у сфері медичної діагностики. Традиційні методи аналізу зображень, зокрема на основі глибоких нейронних мереж, часто стикаються з проблемами в умовах низької якості вхідних даних та варіативності зовнішніх факторів, таких як освітлення або розмиття. У цій роботі розглянуто моделювання апарату нечіткої логіки для підвищення точності діагностики дерматологічних захворювань. Запропоновано модель, яка використовує нечіткі змінні та правила для обробки зображень, що дозволяє враховувати невизначеність та неповноту даних. Описано структуру контролера з модулем нечіткого логічного висновку, розроблено функції належності для ключових змінних, а також сформовано матрицю знань для прийняття рішень. Результати дослідження показують, що використання нечіткої логіки дозволяє значно підвищити точність та надійність процесу розпізнавання дерматологічних захворювань на зображенняx.

Розподіл задач на основі ШІ: порівняння розподілу на основі навичок з традиційними підходами

2026-01-11T16:27:57+02:00

У статті запропоновано практичне рішення для інтелектуального розподілу задач із використанням ШІ шляхом зіставлення навичок, необхідних для вирішення задачі, з навичками доступних агентів. Виконано його порівняльний аналіз з традиційними методами розподілу задач. Результати тестування підтверджують високу точність і адаптивність запропонованого підходу, що робить його придатним для сучасних компаній, які шукають просте у впровадженні та гнучке у використанні рішення.

Аспекти застосування магнетохімії в медицині

2026-01-10T17:10:03+02:00

Ефективність лікування за допомогою хімічних препаратів може бути покращена за допомогою цільової доставки до вогнища захворювання. Розробка методів визначення концентрації препаратів у вогнищі захворювання у процесі їх доставки є актуальним завданням. У цій роботі запропоновано та обґрунтовано новий метод визначення концентрації хімічних препаратів у біологічному середовищі на основі принципів магнетохімії. Метод дозволяє визначати концентрацію препарату в результаті вимірювання концентрації магнітних наночастинок, на яких закріплено заздалегідь відому кількість хімічного препарату. В результаті розрахунків та модельних експериментальних досліджень встановлено можливість використання акустомагнітного впливу на біологічне середовище для дистанційного високочутливого визначення концентрації магнітних наночастинок у локальних ділянках біологічної речовини.

Адаптивна стимуляція як метод зменшення фантомного болю в ампутованих кінцівках

2026-01-10T17:35:05+02:00

У статті здійснено комплексний аналіз нейробіологічних та фізіологічних механізмів формування фантомного болю після ампутації кінцівок, а також сучасних методів його зменшення, що базуються на різних видах стимуляції. Розглянуто багаторівневу природу фантомного болю, яка охоплює периферичну гіперзбудливість нервів кукси, спінальну сенситизацію та центральні механізми, зокрема кортикальну та таламокортикальну реорганізацію і феномен сенсомоторної невідповідності. Проаналізовано механізми дії неінвазивних когнітивних методів, таких як дзеркальна терапія та віртуальна реальність, методів фізичної та електричної стимуляції (TENS, вібраційна терапія, стимуляція периферичних нервів), а також інвазивних нейромодуляційних і хірургічних втручань, зокрема цільової м’язової та сенсорної реіннервації. Показано, що ефективність лікування фантомного болю визначається відповідністю обраного методу домінуючому патофізіологічному механізму у конкретного пацієнта. Запропоновано диференційований, механізм-орієнтований підхід до вибору методів стимуляції, що поєднує периферичні, спінальні та центральні стратегії впливу. Отримані узагальнення можуть бути використані для вибору методу й оптимізації реабілітації пацієнтів після ампутацій та розвитку сучасних біомедичних і нейромодуляційних систем.

Застосування глибоких нейронних мереж для аналізу оптичних зображень судинної сітківки у пацієнтів із цукровим діабетом

2026-01-10T18:02:09+02:00

У статті досліджено можливості застосування глибоких нейронних мереж для аналізу оптичних зображень судинної сітківки у пацієнтів із цукровим діабетом з метою підвищення точності автоматизованої діагностики діабетичної ретинопатії. Розглянуто сучасні підходи до обробки ретинальних зображень із використанням згорткових нейронних мереж, що забезпечують автоматичне виділення інформативних ознак судинних змін без ручного формування дескрипторів. Запропоновано методику оцінювання ефективності класифікації на основі показників точності, чутливості, специфічності та площі під ROC-кривою (ROC-AUC), а також проведено детальний ROC-аналіз із числовими розрахунками. Додатково виконано кореляційний аналіз між результатами роботи моделі та рівнем глікемії крові (HbA1c), що дозволило оцінити клінічну релевантність отриманих прогнозів. Отримані результати підтверджують високу діагностичну здатність глибоких нейронних мереж та доцільність їх використання як допоміжного інструменту у системах комп’ютеризованої підтримки прийняття медичних рішень.

Особливості використання EXPLAINABLE AI у біомедичній обробці зображень: прозорість та інтерпретованість моделей

2026-01-10T18:55:25+02:00

Штучний інтелект (ШІ) глибоко інтегрувався в численні наукові галузі, включаючи біомедичну обробку зображень і сигналів. Зростаючий інтерес до цієї галузі призвів до сплеску досліджень, про що свідчить різке зростання наукової активності. Використовуючи великі і різноманітні набори біомедичних даних, моделі машинного навчання і глибокого навчання трансформували різноманітні завдання - такі як моделювання, сегментація, реєстрація, класифікація і синтез - часто перевершуючи ефективність традиційних методів.

Тим не менш, основна проблема залишається: складність перекладу результатів, отриманих за допомогою ШІ, в клінічно або біологічно значущі рішення, що обмежує практичну корисність цих моделей. Пояснюваний ШІ (Explainable AI, XAI) прагне подолати цю прогалину, покращуючи інтерпретованість систем ШІ та пропонуючи прозорі пояснення їхніх рішень. Для вирішення цієї проблеми розробляється все більше підходів, і інтерес до цієї теми в науковому співтоваристві продовжує зростати.

Біофізичне обґрунтування мікроконтролерного модуля до персоналізованих тактильних навігаційних систем для осіб з вадами зору

2026-01-10T20:31:13+02:00

У роботі представлено підхід до побудови персональної навігаційної системи для осіб з порушеннями зору, що базується на поєднанні методів комп’ютерного зору та тактильного зворотного зв’язку. Запропоновано архітектуру системи, яка використовує смартфон сенсорну платформу та модифіковану перчатку з вібраційними моторами як засіб подачі просторової інформації. Розглянуто біофізичні основи тактильного сприйняття, на основі яких сформульовано вимоги до частотного діапазону, місця розташування моторів та структури вібросигналу. Запропонована система є масштабованою, енергоефективною та придатною до щоденного використання в умовах обмеженої інфраструктури.

Гібридний підхід на основі методів аналізу ієрархій та дерева рішень для обгрунтування тактики лікування пацієнтів з атопічним дерматитом

2026-01-10T21:04:34+02:00

У статті розглянуто проблему вибору тактики лікування пацієнтів з атопічним дерматитом, яка є багатокритеріальною та залежить від клінічних, індивідуальних і соціальних факторів. Запропоновано гібридний підхід, що поєднує метод аналізу ієрархій (AHP) для визначення ваг значущості критеріїв лікування та дерево рішень для моделювання можливих сценаріїв терапії та їх результатів. Модель дозволяє систематизувати процес прийняття рішень, враховувати невизначеність клінічної відповіді та персональні пріоритети пацієнта. Крім того, для задачі диференціальної діагностики форм атопічного дерматиту використано алгоритм XGBoost на основі аналізу 175 історій хвороб, що забезпечив високу точність класифікації (97,14%). Запропонований підхід сприяє підвищенню обґрунтованості та персоналізації терапевтичних рішень і може бути використаний як основа для систем підтримки клінічного рішення в дерматології.

Натурні 3D–моделі як ефективний інструмент для відпрацювання навичок риноендоскопічних втручань

2026-01-10T22:16:11+02:00

У статті представлено підхід до створення та використання натурних 3D-друкованих анатомічних моделей для відпрацювання навичок риноендоскопічних втручань. Описано методику отримання та сегментації томографічних даних, формування позрізових моделей та їх подальше прототипування засобами адитивних технологій. Особливу увагу приділено оцінці ефективності моделей у навчальному процесі, включно з можливістю об’єктивного вимірювання хірургічних навичок за допомогою стандартизованих методик на кшталт OSATS. Наведено результати досліджень, які підтверджують зменшення часу виконання процедур, підвищення точності маніпуляцій та зростання рівня підготовленості лікарів-отоларингологів. Обговорюються переваги персоніфікованих 3D-моделей, їх роль у симуляційному навчанні та перспективи впровадження у клінічну практику.

Пошук підходів до оптимізації вибору дієти та стилю життя для пацієнтів з атопічним дерматитом

2026-01-10T22:42:30+02:00

У статті розглянуто проблему індивідуального підбору раціону та способу життя для пацієнтів з атопічним дерматитом з метою зниження ризику загострень та вираженості запальних процесів шкіри. На основі аналізу сучасних наукових джерел визначено ключові нутрієнти (омега-3 жирні кислоти, вітамін D, антиоксиданти) та немедикаментозні фактори (пробіотики, техніки зниження стресу, фізична активність), що можуть впливати на стан шкірного бар'єру та рівень запалення. Запропоновано математичну модель оптимізації, у якій компоненти харчування і поведінкові фактори представлені як змінні з різним внеском у «ризик запалення». Використання методу лінійного програмування дозволило визначити комбінацію факторів, яка мінімізує умовний індекс запалення при одночасному забезпеченні необхідного рівня корисних нутрієнтів. Результати моделювання показали, що найбільший вплив на зниження запальних проявів мають стрес-редукційні практики (медитація, прогулянки), тоді як роль дієтичних компонентів оптимізується шляхом підтримання достатнього, але не надмірного їх рівня. Запропонований підхід може бути використаний як основа для розробки персоналізованих рекомендацій щодо способу життя та харчування для пацієнтів з атопічним дерматитом.

ЗУМ-варіоптичні системи оптоелектронних датчиків

2026-01-11T00:35:53+02:00

Основна увага в цій статті приділяється застосуванню елементів адаптивної оптики у варіооптичних системах оптоелектронних сенсорів. Метою є забезпечення варіосистем змінними значеннями їх зовнішніх параксіальних параметрів та характеристик за умови нерухомості компонентів системи. Розроблено основи попереднього проектування оптичних систем автофокусування, зум-афокальних та зум-релейних систем, які дозволяють синтезувати такі системи з урахуванням вимог до їх зовнішніх характеристик та параметрів. Представлено результати досліджень двокомпонентних варіосистем цих типів з використанням рідинних варіолінз, що функціонують на ефекті електрозмочування або на використанні еластомерної мембрани, форма якої регулюється зовнішнім механічним тиском. Це продукти Corning® Varioptic®. Optotune®. Дослідження систем автофокусування, зум-афокальних систем типу Galileo та Kepler, а також оптичних систем з зум-релейним керуванням показали вплив робочих діапазонів оптичної сили варіолінз та діаметрів їх апертур на їх зовнішні параксіальні параметри та розмір їхнього поля зору. Показано, що можливо створювати зум-оптичні системи всіх вищезгаданих типів, використовуючи лише дві рідкі варіолінзи. Також показано вплив функціональних параметрів цих рідких варіолінз на розміри оптичних систем. Матеріали статті адресовані фахівцям, які створюють зум-оптичні системи оптоелектронних датчиків.

Аналіз методів та біомедичних систем поляризаційної інтроскопії дегідратованих плівок біологічних рідин

2026-01-11T01:15:32+02:00

В статті проаналізовано відомі методи поляризаційної інтроскопії дегідратованих плівок біологічних рідни на основі Джонс-матричного підходу при діагностиці патологій біологічних тканин організму людини. Виконано порівняння їх діагностичних характеристик з урахуванням застосованого аналізу для формування ознак виміряних мап. Показано можливості методів інтелектуального аналізу, реалізованих в зазначених системах, їх переваги та недоліки.

Сучасні підходи до кількісної оцінки щільності трабекулярної тканини хребців у клінічній практиці

2026-01-11T01:27:50+02:00

У статті представлено аналіз підходів до застосування наявних клінічних систем конвенційної рентгенівської комп’ютерної томографії (КТ) для поглибленого аналізу кісткового статусу пацієнтів на предмет наявності системних остеопоротичних змін у хребті. Наведено результати досліджень наявних технологічних трендів остеологічної діагностики, які дозволяють розширити діагностичні можливості КТ-систем у напрямку контролю втрати кісткової маси. Одним з рішень цієї задачі є створення спеціалізованих програмних засобів обчислення морфометричних параметрів трабекулярних структур тіл хребців, які базуються на фундаментальних дослідженнях у галузях гістології та мікро-КТ.

Аналіз сучасних підходів до оцінювання впливу мікроклімату на функціональний стан людини

2026-01-11T15:46:10+02:00

У статті здійснено огляд і системний аналіз сучасних підходів до оцінювання впливу мікроклімату приміщень на функціональний стан людини. Розглянуто мікроклімат як багатофакторну систему, що включає параметри теплового середовища та якості повітря, а також проаналізовано їхній опосередкований вплив на фізіологічний, психологічний і когнітивний стан людини. Узагальнено методи оцінювання функціонального стану, зокрема суб’єктивні (опитувальники теплового відчуття, комфорту та прийнятності), об’єктивні (фізіологічні показники терморегуляції, серцево-судинної та нервової систем) і продуктивні (когнітивні тести). Детально розглянуто математичні моделі теплового комфорту, зокрема модель прогнозованої середньої оцінки PMV/PPD та адаптивні моделі, що застосовуються в міжнародних стандартах. Проведено критичний аналіз їхніх обмежень, пов’язаних з усередненим підходом, неврахуванням індивідуальної різноманітності та складністю застосування в приміщеннях змішаного типу. Окреслено перспективні напрями розвитку, що базуються на персоналізованих моделях із використанням алгоритмів машинного навчання та натільних сенсорів, а також на інтегрованому врахуванні теплового комфорту і якості повітря. Отримані узагальнення можуть бути використані для вдосконалення систем керування мікрокліматом і підвищення комфорту, здоров’я та когнітивної продуктивності людини в робочих та побутових приміщеннях.

Оптимізація енергоспоживання в центрах даних на основі онтологічного підходу

2026-01-11T12:29:18+02:00

Статтю присвячено розробці та обґрунтуванню онтологічного підходу до оптимізації енергоспоживання дата-центрів в умовах зростаючої складності їх обчислювальної та інженерної інфраструктури. Проаналізовано обмеження традиційних методів оптимізації, зумовлені недостатнім урахуванням семантичних залежностей між компонентами дата-центру, режимами їх роботи та політиками керування. Запропоновано прикладну онтологію предметної області, яка забезпечує формалізоване представлення знань про структуру дата-центру, обчислювальні ресурси, інженерні системи, навантаження та показники енергетичної ефективності. У роботі виконано семантичну декомпозицію предметної області на взаємопов’язані підсистеми, визначено підмножину базових понять і відношень загальної онтологічної моделі та обґрунтовано їх використання в задачі оптимізації енергоспоживання. Запропоновано загальну схему онтологічного підходу, що реалізує замкнений цикл «дані – знання – оптимізація – керування» та забезпечує інтеграцію онтології з математичними моделями і програмними засобами керування. Отримані результати створюють теоретичне та методологічне підґрунтя для побудови інтелектуальних систем керування енергоспоживанням дата-центрів і можуть бути використані при проєктуванні енергоефективних та екологічно сталих обчислювальних інфраструктур.

Система та метод поляриметричного калібрування оптичних компонентів на основі мюллер-матричного підходу

2026-01-11T13:19:38+02:00

В статті розроблено метод калібрування оптичних компонентів на основі визначення та статистичного аналізу двовимірних розподілів похибок вимірювання матриць Мюллера, доповнений бінарною класифікацією. Наведено відповідну архітектуру системи Мюллер-матричного поляриметричного калібрування оптичних компонентів з блоком класифікаційного аналізу на основі порогового оброблення.

Теплові характеристики потужних лазерних діодів та ефективність пасивного тепловідведення для медичних лазерних систем

2026-01-11T13:37:49+02:00

У роботі досліджено теплові характеристики потужних лазерних діодів та оцінено ефективність пасивного тепловідведення для медичних лазерних систем. Проведено експериментальні вимірювання оптичної потужності та температури діодів різних довжин хвиль (810, 940, 975, 1064, 1470 нм) при різних робочих струмах. Виявлено залежність температурного дрейфу потужності від струму та довжини хвилі, а також ефективність конструктивних рішень із пасивним охолодженням і комбінованим охолодженням (пасивне охолодження та примусова конвекція повітря).

FPGA-реалізація хаотичного атрактора на основі структури з від’ємним опором за допомогою модифікованої моделі АНІЩЕНКА-АСТАХОВА

2026-01-11T13:56:20+02:00

У статті представлено просту та відтворювану апаратну реалізацію хаотичного атрактора на основі структури з від’ємним опором реалізованої за допомогою модифікованої моделі Аніщенка–Астахова на FPGA з одноцикловим інтегруванням методом Ейлера. На етапі підготовки виконано Python-моделювання для підбору параметрів та кроку інтегрування, що забезпечують стійкий хаотичний режим. Апаратно враховані нелінійності моделі хаотичного атрактора на основі структури з від’ємним опором. Системне тактування 50 МГц ділиться до робочих 5 МГц, що відповідає довгому критичному шляху комбінаторної схеми та спрощує timing-closure для навчально-демонстраційних цілей. Порівняння апаратних вибірок із еталонною програмною моделлю підтвердило характерні фазові портрети, стабільну латентність оновлення та збереження хаотичних властивостей за заявлених частот. Запропонована архітектура слугує «базовою лінією» для подальшого прискорення: часткового конвеєрування окремих операцій, підвищення розрядності й переходу до методів вищого порядку, а також для інтеграції з інтерфейсами збору даних в режимі реального часу.

Оцінка впливу факторів передачі на інформаційні сигнали у волоконно-оптичних лініях в складі бінарних провідників високовольтних ЛЕП

2026-01-11T16:07:27+02:00

В роботі розглянуто і приведено матеріали окремих досліджень, впливу факторів електричних полів та температури на оптичний світловий сигнал у волоконно-оптичних структурах ліній зв’язку, які працюють в складі ЛЕП (бінарний провідних, кабель ЛЕП із ВОЛЗ) та/або об’єднано та/або чи сумісно із лініями електропередачі високої напруги із підвісом ВОЛЗ до провідників ЛЕП безпосередньо.

Математична модель процесу поширення електричного потенціалу в тканинах поля хірургічного втручання та метод її ідентифікації на основі онтологічного підходу

2026-01-08T12:38:23+02:00

Статтю присвячено розробці та експериментальному дослідженню інформаційної технології інтраопераційного нейромоніторингу поворотного гортанного нерва, орієнтованої на зменшення ризику його інтраопераційного ушкодження під час хірургічних втручань на щитоподібній та паращитовидній залозах. Запропонований підхід базується на поєднанні онтологічного представлення предметної області, інтервального математичного моделювання поширення електричного потенціалу в тканинах операційного поля та методів інтелектуального аналізу інтраопераційних сигналів. Вперше розроблено інтервальну математичну модель поширення електричного потенціалу в тканинах операційної рани під час подразнення їх імпульсним електричним струмом та формування реакції на подразнення голосових зв'язок у вигляді акустичного сигналу, яка на відміну від існуючих моделює інтервальну відстань від точки подразнення до ПГН в залежності від амплітуди акустичного сигналу та амплітуди його головної спектральної складової, і забезпечує зниження ризику пошкодження ПНГ в процесі хірургічного втручання на щитоподібній залозі. Вперше розроблено метод ідентифікації інтервальної математичної моделі поширення електричного потенціалу в тканинах операційної рани та формування реакції на подразнення голосових зв'язок у вигляді акустичного сигналу, який на відміну від існуючих грунтується на поєднанні аналізу інтервальних даних та онтологічному підході, що у сукупності знижує час налаштування моделі під особливості тканин операційної рани пацієнта і забезпечує використання цієї моделі в програмно –апаратному комплексі для зниження ризику пошкодження ПГН.

Керування даними часових рядів у системах розумного дому: баланс між аналітикою в реальному часі та зберіганням даних

2026-01-08T12:58:46+02:00

Стаття представляє новий підхід до управління даними часових рядів у системах розумного будинку, зосереджуючись на балансі між аналітикою в реальному часі та ефективним зберіганням історичних даних. Гібридна архітектура, яка поєднує Azure CosmosDB для обробки даних у реальному часі та Azure Synapse для аналітики історичних даних, демонструє значні переваги в продуктивності. Система досягає прискорення до 165 разів у виконанні аналітичних запитів (від 3,3 секунди до 20 мілісекунд для запитів агрегації часових рядів) при одночасному зменшенні кількості операцій читання в 17 разів. Впровадження оптимізаційних стратегій, таких як запис на основі зміни стану та інтервальне зберігання, значно зменшує обсяг даних при збереженні темпоральної цілісності даних. Система демонструє лінійну масштабованість, здатність обробляти до 1 мільйона операцій запису на секунду та досягає коефіцієнтів стиснення до 5:1 у CosmosDB та 10:1 у Synapse.

Метод пошуку і аналізу е-домішок та інших складників у продуктах харчування населення

2026-01-08T19:10:43+02:00

Дослідження присвячено розробленню формального методу та відповідної інтелектуальної ІТ-системи, що дозволяють споживачеві шляхом фотографування етикетки продукту автоматично визначити вміст харчових добавок (Е-домішок) та надати оцінку потенційних ризиків для здоров’я на основі даних EFSA та WHO. Для реалізації запропонованого підходу використано комбінацію методів обробки природної мови (NLP) для аналізу текстів етикеток, комп’ютерного зору (CV) для розпізнавання інгредієнтів та машинного навчання (ML) для класифікації їхньої небезпеки на основі даних EFSA та WHO. За результатами експериментальних досліджень показано, що система досягла точності 94% у розпізнаванні Е-домішок у тестовому наборі даних (10000 зображень). Виявлено, що 23% проаналізованих продуктів містять добавки з потенційною алергенністю (до прикладу, E320, E621). При цьому продукти з високим ступенем обробки мають відносно більшу кількість добавок, що повністю співвідноситься з результатами попередніх досліджень у сфері харчової токсикології Запропоновані метод і технологічні засоби його реалізації є перспективними для масового моніторингу якості продуктів харчування та інформування споживачів.

Мінімаксне спрощення кривих з гарантованою L∞-похибкою

2026-01-09T23:57:12+02:00

У цій роботі запропоновано метод спрощення/апроксимації кривих, який за фіксованого бюджету примітивів m мінімізує максимальну геометричну похибку (односторонню Hausdorff або евклідову відстань до сегментів). Ядро підходу: ми підбираємо мінімальне ε (граничне відхилення), використовуючи бінарний пошук і швидку перевірку: чи можна покрити послідовні точки відрізком так, щоб усі вони лежали в «смужці» шириною ε навколо цього відрізка. Додатково відрізки локально підлаштовуються так, щоб помилка всередині кожного з них була рівномірною й без великих «піків». Експерименти показують, що за однакового бюджету сегментів наш метод дає меншу максимальну похибку, ніж евристика Ramer–Douglas–Peucker. Подано чіткий протокол оцінювання та робочий Python-прототип.

Порогова оптимізація risk-based автентифікації під вартісні регуляторні обмеження PSD2

2026-01-10T00:33:08+02:00

У статті розглянуто задачу оптимізації порогових рішень у системах автентифікації на основі ризику (Risk-Based Authentication, RBA) з урахуванням вартісних обмежень регулятора PSD2. Запропоновано математичну модель прийняття рішень про дозвіл транзакції, додаткову перевірку (SCA) або відхилення на основі ризикового скору та вартості транзакції. Введено обмеження на value-fraud-rate – частку шахрайства за сумою серед дозволених транзакцій – відповідно до порогів PSD2 (0,13%, 0,06%, 0,01%)[1][2]. Розроблено алгоритм налаштування порогових значень для кожного вартісного діапазону транзакцій, що гарантує невихід за встановлені ліміти шахрайства. Проведено імітаційний експеримент на згенерованому датасеті транзакцій із ознаками ризику та мітками шахрайств. Результати показали, що запропонований підхід дозволяє забезпечити дотримання регуляторних вимог (value-fraud-rate не перевищує 0,13%/0,06%/0,01% у відповідних діапазонах сум) при значно більшій частці транзакцій, що проходять без додаткової аутентифікації, порівняно з базовими стратегіями. Проаналізовано вплив порогових налаштувань на частоту спрацювання SCA та рівень шахрайства, а також можливості практичного застосування розробленої методики в хмарних платформах банків та платіжних провайдерів (PSP) для підтримки трастової автентифікації транзакцій.

Підходи до управління перерозподілом паркувального попиту при зміні міської інфраструктури

2026-01-10T01:05:17+02:00

Інфраструктурні зміни в місті, створення пішохідних зон, реконструкція вулично-дорожньої мережі, зміна норм забудови та відкриття нових транспортних об’єктів —до призводять суттєвих просторових зрушень у паркувальному попиті. За відсутності належного планування це спричинює вторинні перевантаження прилеглих районів, збільшення часу пошуку місця (cruising), зростання локальних заторів та подальше погіршення екологічної ситуації. У статті проведено аналітичне дослідження сучасних підходів до оцінювання та перерозподілу паркувального попиту, зосереджене на статистичних моделях (гравітаційні моделі, регресійні залежності, поведінкові логіт-моделі) та інфраструктурних інструментах управління (зонування територій, паркувальні хаби, зміна пропозиції місць, тарифна політика).

Дослідження включає узагальнення міжнародних досліджень, порівняльний аналіз ефективності моделей та побудову демонстраційного сценарію перерозподілу попиту для умовного міста з базовим зонуванням. Отримані результати свідчать, що поєднання аналітичних моделей із практичними інфраструктурними заходами дозволяє прогнозовано перенаправляти надлишковий попит, знижувати тиск на центральні райони та оптимізувати навантаження на міську транспортну систему.

Практична значущість роботи полягає у формуванні рекомендацій щодо проєктування реконструкцій, впровадження паркувальних хабів та застосування диференційованих тарифів з урахуванням просторової динаміки попиту. Запропонований підхід може бути використаний міськими адміністраціями, операторами паркування та фахівцями з транспортного планування для підвищення ефективності управління паркувальними ресурсами та підтримки стійкої міської мобільності.

Концепція віддзеркалення інформації в освітньому електронному інформаційному середовищі

2026-01-08T00:13:50+02:00

Стаття присвячена розробці концепції віддзеркалення інформації в межах освітнього електронного інформаційного середовища (ОЕІС) як інформаційної екосистеми. Досліджено адаптацію моделей віддзеркалення інформації та SAMR щодо для ефективного впровадження ідеології та інструментів електронного університету. Визначено основні засади побудови освітньої інформаційної екосистеми, зокрема автоматизації та цифровізації освітніх та управлінських процесів. Обґрунтовано, що поєднання теорії систем, концепції віддзеркалення інформації та сучасних управлінських теорій дозволяє формувати самоорганізовані освітні інституції та впроваджувати трансформаційні цифрові технології.

Застосування машинного навчання в контексті підготовки фахівців в сфері трансферу технологій та безпеки фінансових транзакціях

2026-01-08T09:39:55+02:00

Стаття присвячена актуальній проблемі виявлення шахрайських аномалій у фінансових транзакціях за допомогою методів машинного навчання. В умовах стрімкої цифрової трансформації фінансових систем та зростання обсягів транзакцій традиційні методи виявлення шахрайства стають неефективними, що підкреслює нагальну потребу впровадження автоматизованих та адаптивних рішень. Дослідження базується на поетапному підході, що включає підготовку та обробку даних, побудову та навчання моделей класифікації, а також оцінку їх ефективності. Було проведено порівняльний аналіз семи популярних алгоритмів машинного навчання: лінійної регресії, дерев рішень, випадкового лісу (Random Forest), нейронних мереж, градієнтного бустингу (Gradient Boosting), XGBoost та SVC. Ключові результати дослідження показали, що ансамблеві методи демонструють найвищу ефективність у виявленні шахрайства: Random Forest, Gradient Boosting та XGBoost виявилися найбільш доцільними для задач виявлення шахрайства, демонструючи стабільно високі результати. Це особливо важливо з огляду на типовий дисбаланс класів (невелика кількість шахрайських транзакцій порівняно з легітимними) у реальних фінансових даних. Ефективність моделей значно перевершує інші розглянуті алгоритми, що вказує на їхню здатність виявляти складні, неочевидні закономірності в даних. Було підтверджено критичну важливість правильного налаштування гіперпараметрів моделей та урахування дисбалансу класів для досягнення максимальної точності та повноти виявлення шахрайських транзакцій. Це дозволяє уникнути перенавчання на домінуючому класі та підвищити чутливість системи до рідкісних, але важливих шахрайських випадків. Практична значущість дослідження полягає в тому, що запропонований підхід дозволяє фінансовим установам значно підвищити операційну ефективність, мінімізувати фінансові втрати та зміцнити довіру клієнтів. Впровадження таких систем забезпечує комплексний та адаптивний захист фінансової системи у сучасному динамічному цифровому середовищі. Результати дослідження підтверджують ефективність машинного навчання як потужного інструменту для боротьби з фінансовим шахрайством.

Інформаційна система керування обліком студентів у гуртожитках

2026-01-08T10:15:15+02:00

Розроблено інформаційну систему керування обліком студентів у гуртожитках, яка призначена для автоматизації процесів управління студентськими гуртожитками, зокрема обліку, рейтингування та контролю проживання студентів. Проведений порівняльний аналіз існуючих систем показав відсутність в них можливостей ведення та автоматизації процесів рейтингування і фіксації порушень. Визначено функціональні та нефункціональні вимоги до розробленої інформаційної системи. На основі визначених вимог систему спроектовано за клієнт-серверною архітектурою, розроблено структуру клієнтської та серверної частин. Взаємодія між рівнями клієнт-серверної архітектури інформаційної системи побудована через API. В системі керування обліком студентів реалізовано функції авторизації користувачів, перегляду та редагування даних студентів, додавання нових студентів до бази даних та автоматизованого створення звітності та рейтингування. Для забезпечення контролю доступу до системи користувачам присвоюється певна роль із відповідними правами. Розроблено вебдодаток з використанням сучасних технологій, зокрема для клієнтської частини використано React, я для серверної – Node.js. Реалізована інтеграція з Google Drive API для завантаження та перегляду файлів з фіксацією порушень. Сувора автентифікація користувачів на рівні API відбувається засобами платформи Firebase Authentication. Виконане оцінювання витрат ресурсів показало, що на фазі розробки та розгортання системи необхідна підвищена увага до системно-інженерної діяльності розробників