Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї

Пам’яті Почесного професора ВНТУ професора Вальдемара Вуйціка

Редакційна колегія — 2026-06-17

1 травня 2026 року відійшов у вічність видатний науковець, педагог і організатор науки, професор Люблінської Політехніки, почесний професор Вінницького національного технічного університету — професор Вальдемар Вуйцік.

Адаптивні політики оптимізації та деградації контенту для вебзастосунків в умовах нестабільних мереж

А.О. Приліпа — 2026-06-18

Розглянуто проблему забезпечення ефективної роботи комп’ютерних систем у вигляді PWA вебзастосунків в умовах обмежених і нестабільних мереж, де поряд із швидкодією критичною є завершеність операцій. Запропоновано підхід на основі адаптивних політик, у якому стан мережі визначає вибір стратегій для шляхів читання даних і запису операцій та керує кешуванням, офлайн-режимом і відкладеним виконанням. Проведено експериментальне порівняння базового варіанта та варіанта з адаптивними політиками за сценаріями з різними мережевими профілями. Отримані результати демонструють зниження затримок, зменшення мережевої вартості та підвищення завершеності операцій, зокрема в офлайн-умовах, що підтверджує ефективність запропонованого підходу для комп’ютерних систем, орієнтованих на роботу в умовах мережевих обмежень.

Інтелектуальна інформаційна система для завадостійкого декодування блокових турбо-кодів у розподілених обчислювальних системах

Є.О. Звуздецький — 2026-06-18

Розглядається задача зниження обчислювальної складності ітеративного декодування блокових турбо-кодів у розподілених гетерогенних обчислювальних системах. Запропоновано чотиришарову архітектуру інтелектуальної інформаційної системи (ІІС), що поєднує евристичну модифікацію алгоритму Чейза–Піндайя на основі імовірнісного сімплінгу Бернуллі, SNR-орієнтований планувальник зваженого найменшого навантаження та механізм відмовостійкості на рівні задачі без втрат даних. Перший шар системи виконує оцінювання відношення сигнал/шум і формує пріоритетну чергу SNR-анотованих кадрів. Другий шар реалізує планувальник WLL, що направляє обчислювально дорогі кадри до потужніших вузлів відповідно до їхньої зваженої поточної завантаженості. Третій шар містить масив stateless-декодерів, четвертий — впорядковує результати за порядковими номерами кадрів. Евристична модифікація замінює детерміноване перебирання тест-векторів на τ-вибірку з апостеріорного розподілу каналу, що адаптивно скорочує число звертань до алгоритму жорсткого декодування залежно від рівня завад. Імітаційне моделювання на кодах зі швидкостями R = 0,697 та R = 0,254 при відношенні Eb/N0 від 4,0 до 5,0 дБ показало одночасне зниження частоти помилок у кадрі на 15–83 % та середнього числа звертань до декодера Берлекемпа–Мессі на 15–26 % порівняно з базовим алгоритмом. Пропускна здатність ІІС зростає практично лінійно з кількістю вузлів: завантаження гетерогенного кластера з восьми вузлів перевищує 89 %. При відмові одного вузла усі задачі відновлюються без втрат даних із накладними витратами не більше 1,3 середнього часу декодування одного кадру. Запропонована архітектура орієнтована на впровадження у наземних станціях супутникового зв’язку, шлюзах сенсорних мереж та хмарних дата-центрах. Перспективи подальших досліджень — онлайн-адаптація параметрів методами навчання з підкріпленням та інтеграція з графовими нейронними декодерами для подальшого зниження частоти помилок у складних умовах.

Модель та метод оцінювання надійності зразка клавіатурного почерку для поведінкової автентифікації користувача

Д.П. Курніцький — 2026-06-18

Розглянуто задачу оцінювання надійності (якості) поточного зразка клавіатурного почерку (keystroke dynamics) у поведінкової автентифікації під час входу користувача. На відміну від робіт, що оптимізують рішення поведінкової автентифікації або злиття контексту й поведінки, у центрі дослідження — питання: «чи можна довіряти саме цьому зразку введення, щоб застосовувати поведінковий канал?» Запропоновано формальне означення надійності зразка як імовірнісної оцінки його придатності/корисності для біометричного зіставлення та наведено модель ознак деградації: повнота подій, ефективна довжина послідовності, варіативність таймінгів, індикатори автозаповнення/вставки, ознаки зміни пристрою й квантування часових міток. Розроблено метод інтегрального оцінювання надійності на основі логістичної моделі якості та показано, як надійність пов’язана зі зростанням помилок поведінкового верифікатора. Додатково розглянуто калібрування ймовірностей (Platt scaling, ізотонічна регресія, Bayesian binning) для перетворення «сирих» скорів у добре інтерпретовані ймовірності. Експериментальну перевірку виконано на відкритому еталонному датасеті DSL-StrongPassword (51 користувач, 400 введень пароля на користувача) із синтетичним моделюванням деградацій (втрата подій, укорочення послідовності, джиттер/квантування). Отримано, що відбір зразків за високими значеннями показника надійності підвищує якість поведінкового зіставлення (AUC зростає з 0.856 до 0.890 для підмножини зразків із q≥0.8 за покриття ≈53%), а також суттєво змінює профіль помилок, зменшуючи відмови для легітимних користувачів у «якісних» зразках. Наведено практичні рекомендації щодо порогів придатності та політик «використати/не використовувати» поведінковий канал у продакшн-системах.

Метод автоматизованої стандартизації назв метизів на основі LLM-моделі

В.Ю. Старжинський — 2026-06-18

У статті представлено метод автоматизованої стандартизації неструктурованих технічних назв метизної продукції на основі великих мовних моделей (LLM). Розглянуто архітектуру системи, що базується на локальному інференсі моделі Mistral-7B через сервер LM Studio, що забезпечує конфіденційність промислових даних. Проведено порівняльний аналіз методу «Instructor» із використанням Pydantic-валідації та авторського методу прямої JSON-серіалізації на основі Few-Shot Prompting. Результати експерименту демонструють, що прецизійне налаштування промптів та контекстне навчання дозволяють досягти 100% точності у формуванні назв згідно з міжнародними стандартами DIN/ISO та ДСТУ. Запропоноване рішення автоматизує процеси оновлення баз даних SQLite3, мінімізує «людський фактор» та забезпечує коректну багатомовну локалізацію технічної номенклатури.

Інтелектуальна архітектура обробки даних для складних інформаційних систем: кейс-дослідження екологічних та енергетичних систем

А.М. Мельник — 2026-06-18

У статті запропоновано інтелектуальну архітектуру обробки даних для складних екологічних та енергетичних систем, що функціонують в умовах високої динамічності, гетерогенності джерел і значних обсягів інформаційних потоків. Архітектура поєднує distributed computing, edge/cloud infrastructure, IoT, потокову аналітику та AI/ML-моделі для інтеграції, нормалізації, синхронізації й інтелектуального аналізу даних у режимі реального часу. Особливістю підходу є включення інтелектуального методу виявлення аномалій у гетерогенних потокових даних. Метод ґрунтується на багатокомпонентному оцінюванні стану системи з урахуванням статистичних характеристик потоків, результатів AI/ML-моделей, контекстних правил, якості даних і часових затримок. Це дає змогу виявляти не лише порогові відхилення, а й складні аномальні стани, пов’язані з нетиповими комбінаціями параметрів, порушенням часової динаміки або невідповідністю доменним обмеженням. Практичне оцінювання виконано на прикладі системи екологічного моніторингу та smart grid-мережі. Результати підтвердили продуктивність, масштабованість, адаптивність і ефективність запропонованої архітектури в умовах високого навантаження, а також доцільність її використання для побудови інтелектуальних інформаційних систем реального часу.

Засоби інтелектуального оброблення даних для робототехнічних систем

А.В. Кожем’яко — 2026-06-18

Тематику статті присвячено дослідженню особливостей базових процедур навігаційного оброблення даних для автономного керування робототехнічних систем. Розглядаються такі процедури, як аналіз та класифікація об’єктів зовнішнього середовища для мобільного робота з орієнтацією на автономне керування, а саме, на реалізацію таких його властивостей, як автономність, адаптивність та мобільність. При цьому необхідною умовою є дотримання таких ключових показників, як компактність апаратної реалізації, надійність у складних умовах та захист від несанкціонованого втручання до програмного забезпечення. Для виявлення контрольних об’єктів та визначення їх місцеположення у даній роботі проаналізовано особливості матричного кореляційного оброблення зображень. Такий підхід дозволяє виявити наявність еталонних зображень на полі поточного зображення, а також визначити їх центри з подальшим фокусуванням зорового засобу мобільного робота. Класифікація знайдених об’єктів навігаційною системою мобільного робота необхідна для прийняття конкретних рішень стосовно його подальших дій, зокрема, для уникнення наявних перешкод. У даній роботі пропонується в якості класифікатора об’єктів використати нейроподібний класифікатор на базі лінійних дискримінантних функцій. Особливістю такого підходу є можливість задіяти альтернативний метод сортування у конкурентному шарі класифікатора, який реалізує модель конкуренції WTA (Winner Takes All). Регулярність структури розглянутих засобів інтелектуального оброблених даних для мобільних роботів передбачає компактну реалізацію у мікросхемах ПЛІС.

Інтелектуальні алгоритми формування та аналізу медичних зображень

Р.Ю. Чехместрук — 2026-06-17

У роботі розглянуто застосування інтелектуальних алгоритмів для аналізу та формування медичних зображень у задачах персоналізованої 3D-реконструкції анатомічних структур людини. Проаналізовано сучасні методи сегментації медичних зображень та визначено їх основні недоліки, зокрема недостатню точність при наявності шумів, артефактів і пошкоджених ділянок даних. Запропоновано метод реконструкції, що поєднує алгоритми глибокого навчання та принципи симетрії анатомічних структур. Проведено експериментальне дослідження та порівняння результатів із базовими методами. Отримані результати свідчать про підвищення точності реконструкції та покращення якості відновлення анатомічних структур. У ході дослідження було розроблено інтелектуальний метод персоналізованої 3D-реконструкції анатомічних структур, який поєднує алгоритми глибокого навчання, просторовий аналіз та симетричне відновлення пошкоджених областей. Запропонований метод базується на використанні нейронної мережі U-Net для сегментації медичних зображень та подальшому застосуванні геометричних принципів симетрії для реконструкції відсутніх ділянок структури. Проведене експериментальне дослідження підтвердило ефективність запропонованого методу. Отримані результати показали покращення показників Dice та IoU у порівнянні з класичними алгоритмами та стандартною U-Net сегментацією. Крім того, використання симетричного відновлення дозволило зменшити похибку реконструкції та покращити геометричну цілісність тривимірних моделей.

Ресурсно-усвідомлена адаптація при тестуванні для мобільного захисту від підміни облич в умовах обмежень SWAP

О.А. Стець — 2026-06-18

Моделі захисту від підміни обличь (FAS) для мобільної автентифікації стикаються зі складним розривом між навчанням і розгортанням: вони повинні залишатися стійкими до зміщення доменів (камера, освітлення, носій атаки), одночасно балансуючи між біометричною точністю та обмеженнями на швидкість, розмір моделі та енергоспоживання (SWAP). Існуючі методи адаптації під час тестування покращують точність у міждоменних сценаріях, але ігнорують ресурсні обмеження пристрою, а ще критичніше – можуть катастрофічно деградувати, коли вихідний та цільовий домени суттєво відрізняються. Ми пропонуємо ресурсно-усвідомлену адаптацію при тестуванні (RA-TTA), яка оновлює лише афінні параметри нормалізації, компактний класифікаційний модуль і прототипи класів, і лише тоді, коли: (а) виявлено зміщення відносно каліброваної вихідної статистики; (б) псевдо-мітки проходять надійнісну фільтрацію за впевненістю та узгодженістю аугментацій; (в) бюджетний контролер типу token-bucket дозволяє адаптацію в межах жорстких обмежень за швидкістю та енергоспоживанням. На моделі MobileNetV3-Small (1 М параметрів) з одним вихідним доменом, оціненій на наборах даних OULU-NPU та Replay-Attack, RA-TTA забезпечує відносне зниження ACER на 25% (4.83% проти 6.47%) у внутрішньодоменних умовах, та зберігає поведінку вихідної моделі при екстремальному міждоменному зміщенні (43.70% на OULU до Replay-Attack), тоді як Tent деградує на 5.7% ACER. Профіль виконання моделі є придатним для розгортання – 1.61 мс/3.04 мДж на Samsung Galaxy S25, 3.83 мс/3.95 мДж на A56, 5.94 мс/6.27 мДж на A17, при розмірі 3.84 МБ – але міждоменна точність на такому масштабі моделі є нижчою за поріг для розгортання в реальних продуктах із безпекокритичною автентифікацією. Внеском є саме механізм адаптації безпеки, а не рекордна точність; досягнення точності продуктового рівня на такій архітектурі потребує багатоджерельного навчання, що не стосується проблеми, яку розглядає ця стаття.

Формування зображень з використанням адаптивного суперсемплінгу із перекриттям тайлів

Й.Й. Білинський — 2026-06-18

. У статті запропоновано новий метод адаптивного суперсемплінгу з перекриттям тайлів (AOTSS). Метод базується на розбитті зображення на квадратні тайли з додатковою зоною перекриття, що усуває артефакти на межах суміжних обчислювальних блоків. Для плавного переходу між тайлами використовується кубічна вагова функція змішування. Адаптивний розподіл обчислювальних ресурсів реалізується через функцію складності, яка враховує градієнт інтенсивності, варіацію глибини сцени та щільність країв. Кількість субпіксельних вибірок автоматично збільшується у складних ділянках і зменшується у однорідних зонах, що знижує загальне обчислювальне навантаження. Математична модель підтверджує, що похибка зменшується обернено пропорційно кореню з кількості семплів, а тайловий артефакт усувається зі зростанням ширини перекриття. Порівняльний аналіз із методами MSAA, SSAA та TAA демонструє переваги запропонованого підходу за співвідношенням якості та продуктивності. Метод є перспективним для інтеграції у GPU-орієнтовані пайплайни рендерингу реального часу.

Нова архітектура програмної системи для високореалістичного та високопродуктивного рендерингу 3D-зображень

Є.К. Завальнюк — 2026-06-18

У статті запропоновано нову архітектуру системи 3D-рендерингу. Проаналізовано переваги та недоліки наявних систем візуалізації, таких як Eevee, Cycles, BRDF Explorer, Mitsuba, Idx3d, V-Ray, RenderMan, UnrealEngine. Обґрунтовано необхідність розробки нової архітектури системи рендерингу. Розглянуто особливості основних складових запропонованої архітектури. Описано підсистеми обробки вхідних даних, геометричних перетворень, визначення оптимальної кількості трикутників, що забезпечують високоефективну підготовку сцени до візуалізації. Досліджено особливості реалізації концепції гібридного рендерингу на основі поєднання підсистем растеризації, трасування променів і нейронного рендерингу. Особливу увагу приділено архітектурним блокам на основі запропонованих моделей відбивної здатності, методів нормалізації векторів, інтелектуальних методів 3D-рендерингу, інтеграція яких забезпечує підвищення продуктивності та реалістичності формування зображень у режимі реального часу. Побудовано структурну схему запропонованої системи 3D-рендерингу.

Вплив логарифмічної трансформації вхідних активацій у згорткових мережах на локалізацію ключових точок обличчя

А.М. Тарновський — 2026-06-18

У роботі розглянуто застосування в моделях згорткових нейронних мереж принципу логарифмічного сприйняття, згідно з яким реакція системи визначається відносними змінами сигналу. У межах цього підходу досліджено вплив логарифмічної трансформації вхідних активацій нейронів першого згорткового шару на точність локалізації ключових точок обличчя та стійкість моделі до варіацій яскравості зображень. Експериментальна перевірка на наборі даних WFLW з використанням архітектури ResNet-34 показала, що така трансформація не має значного впливу на точність локалізації ключових точок на зображеннях з нормальною яскравістю, однак дещо підвищує стійкість моделі до її зниження. Зокрема, встановлено, що застосування логарифмічної трансформації дозволяє знизити значення нормалізованої середньої похибки NME порівняно з базовою моделлю в середньому на 0,0019 при трикратному та на 0,0071 при шестикратному зменшенні яскравості. Отже, логарифмічна трансформація вхідних активацій може розглядатися як один з інструментів підвищення стійкості згорткових нейронних мереж до змін інтенсивності вхідних сигналів без ускладнення їхньої архітектури.

Адаптивний бот-консультант для систем електронної комерції на основі нейромережевої архітектури «ТРАНСФОРМЕР

О.К. Колесницький — 2026-06-17

У статті проведено комплексне дослідження проблеми автоматизації комунікації з клієнтами в сучасних системах електронної комерції. Визначено, що існуючі сценарні підходи до побудови чат-ботів вичерпали свій потенціал в умовах зростаючих вимог до персоналізації та оперативності обслуговування. Запропоновано нову інформаційну технологію створення інтелектуального бота-консультанта, що базується на гібридному поєднанні великих мовних моделей (LLM) архітектури «Трансформер» та методології RAG (Retrieval-Augmented Generation). Такий підхід дозволяє забезпечити генерацію природних відповідей з використанням актуальних даних про товари, що зберігаються у реляційній базі даних. Детально проаналізовано недоліки існуючих комерційних рішень та сформульовано переваги розробленої системи.

Оптико-геометричні особливості упаковок лікарських засобів у задачах автоматизованого розпізнавання зображень

Є.О. Дацок — 2026-06-17

У роботі проведено аналіз оптичних та геометричних особливостей упаковок лікарських засобів у задачах AI-розпізнавання. Розглянуто специфіку такої упаковки як складного об’єкта для автоматизованого аналізу зображень, зокрема вплив геометричних характеристик, відбивних поверхонь, дрібного тексту, багатомовного маркування та особливостей освітлення на якість розпізнавання. Проаналізовано обмеження класичних OCR-підходів у задачах розпізнавання медичної продукції, пов’язані з деформацією тексту на криволінійних поверхнях, відблисками, низьким контрастом та складною структурою зображень. Розглянуто практичні рекомендації щодо фотографування упаковок лікарських засобів для підвищення стабільності автоматизованого розпізнавання. Отримані результати показують, що оптичні характеристики зображень суттєво впливають на ефективність AI-аналізу та повинні враховуватися під час проєктування систем мультимодального розпізнавання.

Синтез та моделювання планарної антенної решітки патч-антен для бездоротових засобів інформаційно-вимірювальних систем

А.О. Семенов — 2026-06-17

У роботі здійснено синтез та модельне дослідження планарної антенної решітки на основі патч-антен для застосування у бездротових засобах інформаційно-вимірювальних систем. Було аналізовано актуальні тенденції розвитку мікросмужкових патч-антен, розглянуто їх конструктивні варіанти, підходи до мініатюризації та принципи формування антенних решіток для бездоротових засобів інформаційно-вимірювальних систем. Синтезовано та модельно досліджено одиничний елемент патч-антени на робочу частоту 2,4 ГГц. Сформульовано вимоги до планарної антенної решітки бездротових засобів інформаційно-вимірювальних систем і визначено ключові обмеження, пов’язані з діапазоном робочих частот, ефективністю, габаритами та електромагнітною сумісністю з іншими вузлами засобів. Запропоновано варіант компактної планарної антенної решітки, розроблено тривимірну модель патч-елемента та структуру її живлення. Чисельне дослідження виконано із застосуванням ANSYS Student 2025. У статті представлено результати синтезу та моделювання планарної антенної решітки патч-антен із коаксіальними фідерами розмірністю 8×8 елементів, розрахованої для роботи на частоті 2,4 ГГц. Отримано високий коефіцієнт підсилення 22,44 дБі та сформовано гостроспрямовану діаграму випромінювання з мінімальними бічними пелюстками, що забезпечує ефективну передачу сигналу. Дослідження показали робочу смугу пропускання близько 33 МГц та стабільність характеристик у межах цієї смуги. Підтверджено належне узгодження імпедансу (втрати на відбиття менше -10 дБ), що свідчить про високу ефективність передачі потужності.

Інтелектуальний контроль доступу у оптичну мережу 5G

О.О. Семенова — 2026-06-17

У статті досліджено актуальну проблему контролю доступу до ресурсів оптичної транспортної мережі п’ятого покоління (5G), яка є важливою складовою інфраструктури сучасних телекомунікаційних систем. В умовах стрімкого зростання кількості підключень, гетерогенності трафіку та динамічних змін навантаження традиційні алгоритми контролю доступу втрачають ефективність і не здатні забезпечити необхідний рівень точності. З метою підвищення гнучкості прийняття рішень у статті запропоновано використання нечіткої логіки для розробки інтелектуального контролера доступу, здатного працювати в умовах невизначеності та неповноти вхідних даних. Результати моделювання підтверджують переваги запропонованого підходу.

Шифрування інформації методом Гіла із використанням систем багатомісних ортогональних квазігруп над полем лишків

В.Д. Савчук — 2026-06-17

У роботі досліджено можливості вдосконалення класичного шифру Гілла шляхом використання систем багатомісних ортогональних квазігрупових операцій, побудованих над скінченними полями лишків простого порядку. Запропонований підхід базується на встановленні зв’язку між ортогональними n-арними квазігрупами та оборотними матрицями, що дозволяє формувати нові криптографічні перетворення для захисту інформації. Розглянуто теоретичні засади побудови таких структур, їх властивості та умови ортогональності. У статті доведено критерії існування оборотних матриць, елементи яких належать полю лишків та є ненульовими. На основі отриманих математичних результатів розроблено алгоритм побудови систем ортогональних лінійних n-арних квазігруп довільної розмірності. Запропонований алгоритм забезпечує однозначність розв’язку відповідних систем рівнянь, що є необхідною умовою коректного процесу шифрування та дешифрування повідомлень. Наведено приклад побудови системи п’яти ортогональних квазігруп арності п’ять над скінченною множиною лишків, що підтверджує практичну реалізованість запропонованого підходу. Окрему увагу приділено оцінюванню криптографічної стійкості розробленого методу. Показано, що кількість можливих ключових матриць стрімко зростає зі збільшенням їх розмірності, що істотно ускладнює проведення атак методом повного перебору. Використання множини матриць різної розмірності та випадкового порядку їх застосування додатково підвищує рівень захищеності системи. Отримані результати можуть бути використані під час розроблення сучасних блочних криптографічних алгоритмів, систем захисту даних та інформаційно-комунікаційних мереж.

Фреймворк загального тестування для розподілу задач на основі технологій штучного інтелекту

Р.В. Слободян — 2026-06-17

У статті запропоновано методику адверсарного тестування для оцінювання систем розподілу задач на основі штучного інтелекту. Розроблений підхід передбачає використання структурованих сценаріїв атак і суворих обмежень до формату вихідних даних з метою вимірювання стійкості системи до несанкціонованого розкриття інформації. Для перевірки запропонованої методики було досліджено AI-рішення з розподілу задач, реалізоване за допомогою Salesforce Agentforce Prompt Template на основі моделі ChatGPT 5, у контрольованому середовищі. У межах експерименту виконано декілька адверсарних сценаріїв у кількох категоріях атак. Отримані результати проаналізовано та узагальнено. Доведено, що застосування структурованого підходу до тестування дає змогу зменшити ризик витоку даних у системах підтримки прийняття рішень на основі штучного інтелекту.

Цифрова колориметрія та глибоке машинне навчання у діагностиці пошкоджень біотканин

С.М. Кватернюк — 2026-06-17

У статті виконано дослідження проблеми судово-медичної експертизи та клінічної дерматології – автоматизованого та об'єктивного встановлення давності поверхневих пошкоджень біологічних тканин на основі цифрових та мультиспектральних зображень. Традиційні емпіричні підходи, що базуються на візуальній оцінці динаміки колірних змін ушкоджених ділянок шкіри, демонструють критично низьку точність та надвисоку залежність від суб'єктивного досвіду експерта, оптичних характеристик освітлення і фізіологічних особливостей пацієнта. У роботі обґрунтовано та розроблено комплексну інноваційну парадигму, що концептуально об'єднує математичний апарат цифрової колориметрії у перцептивно рівномірному просторі CIELAB із передовими архітектурами глибокого машинного навчання. Деталізовано розроблено математичну модель нейро-нечіткої системи класифікації, яка ефективно моделює просторово-часову еволюцію травми, враховуючи нечіткість меж між стадіями деградації крові. Особливу увагу приділено впровадженню концепції фізично-інформованих нейронних мереж, що дозволяють інтегрувати систему диференціальних рівнянь у частинних похідних, які описують біохімічну кінетику розпаду гемоглобіну та дифузію білірубіну, безпосередньо у багатокомпонентну функцію втрат нейромережі. Здійснено глибокий аналіз використання передових архітектур семантичної сегментації для виокремлення складних спектрально-просторових ознак. Наведено оптимізований програмно-апаратний конвеєр для розгортання та ітеративного навчання моделей з використанням тензорних процесорів (TPU) у хмарному середовищі. На основі гіперспектрального аналізу доведено, що перехід від евристичних підходів до наскрізної регресії віку травми з урахуванням фізичних обмежень дозволяє суттєво знизити середню абсолютну похибку та вивести наукову доказовість судово-медичної експертизи на принципово новий рівень достовірності.

Лазерна система та метод трихвильового картографування та аналізу поляризаційних зображень біологічних шарів у диференціації фізіологічних станів біооб’єктів

Н.І. Заболотна — 2026-06-17

Удосконалено метод та лазерну систему поляризаційного картографування біологічних шарів за рахунок застосування багатохвильового підходу та багатопараметричного аналізу координатних розподілів азимутів і еліптичностей. На основі статистичного та автокореляційного аналізу виміряних мап гістологічних зрізів дерми шкіри (групи «папілома» та «меланома») визначено об'єктивні інформативні ознаки оптичної анізотропії. За отриманим комплексним масивом ознак виконано автоматичну бінарну класифікацію фізіологічних станів зразків на базі ансамблевого алгоритму машинного навчання Random Forest. Розширено функціональні можливості системи лазерної поляриметрії БТ за рахунок введення третього напівпровідникового лазера в блок поляризаційного опромінення в комплексі із модернізацією бінарного класифікатора при диференціації станів «меланома»-«папілома» дерми шкіри.

Дизайн і методологія багатопараметричного фазового картографування мікроскопічних зображень плівок крові щурів у диференціальній діагностиці ступеня важкості сепсису

О.Г. Ушенко — 2026-06-17

У роботі розв’язано задачу диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису на основі аналізу мікроскопічних зображень плівок крові. Запропоновано метод багатопараметричного фазового картографування, що базується на статистичному аналізі розподілів фазових зсувів. Експериментально встановлено, що зі зростанням важкості патологічного процесу зменшуються середнє значення та дисперсія фазових розподілів, а асиметрія та ексцес зростають. Отримані результати підтверджують ефективність методу для кількісної оцінки ступеня патології. Оцінка ефективності методу показала високий рівень диференціації між групами. Зокрема, для параметрів асиметрії та ексцесу досягнуто відмінної якості діагностики (понад 90 % збалансованої точності), тоді як для середнього значення та дисперсії отримано хороші та задовільні показники залежно від порівнюваних груп. Це підтверджує високу інформативність статистичних параметрів фазових мап як діагностичних критеріїв. Отримані результати підтверджують ефективність застосування методу поляризаційно-фазового картографування для об’єктивної диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису та демонструють його чутливість до структурних змін у біологічних середовищах.

Лазерна система спектрально-селективної автофлуоресцентної поляриметрії полікристалічних плівок ексудату у моніторингу регенерації ран

В.Г. Житарюк — 2026-06-17

У даній роботі приведені основні методики спектрально-селективного картографування лазерно-індукованої флуоресценції полікристалічних шарів ексудату людини. Наведені експериментальні приклади реалізації методу картографування автофлуоресцентних мікроскопічних зображень плівок ексудату пацієнтів з різним ступенем регенерації хірургічних ран. У межах статистичного аналізу досліджено структуру мікроскопічних зображень власної флуоресценції полікристалічних плівок ексудату трьох груп пацієнтів з різним часом регенерації ран.Установлені найбільш чутливі до ступеня регенерації статистичні параметри мікроскопічних зображень лазерно-індукованої флуоресценції полікристалічних плівок ексудату.

Біомедична система фазометрії оптико-анізотропних мереж плівок синовіальної рідини для диференціація травматичних станів суглобів людини

М.М. Сльотов — 2026-06-17

У роботі розглянуто можливості застосування методу фазометрії лазерних зображень для дослідження оптико-анізотропної структури біологічних рідин, зокрема синовіальної рідини колінного суглоба людини. Обґрунтовано актуальність використання нових інформаційних параметрів для підвищення ефективності діагностики патологічних станів, оскільки традиційні методи лазерної поляриметрії є недостатньо чутливими для оптично тонких середовищ. Запропоновано підхід до формування координатних розподілів фазових зсувів у лазерних зображеннях, що дозволяє отримати фазові мапи полікристалічної структури синовіальної рідини. На основі аналізу таких мап встановлено, що статистичні характеристики фазових розподілів істотно відрізняються для різних типів патологічних станів колінного суглоба, зокрема ревматоїдного артриту, післяопераційного синовіїту та септичного артриту. Показано, що координатні розподіли фазових зсувів мають складну просторову структуру, а їх кількісні параметри можуть бути використані як інформативні діагностичні критерії. Виявлено характерні відмінності у діапазоні фазових флуктуацій та значеннях статистичних моментів, що забезпечує можливість диференціації патологій. Отримані результати підтверджують високу чутливість і специфічність методу фазометрії. Запропонований підхід може бути використаний для розробки нових біомедичних систем лазерної діагностики, орієнтованих на аналіз оптико-анізотропних структур біологічних рідин, та має перспективи впровадження у клінічну практику для підвищення точності діагностики травматичних і запальних захворювань суглобів

Цифрова багатопараметрична Мюллер-матрична мікроскопія плівок крові померлих і диференціальна діагностика віддалених наслідків COVID-19

В.Т. Бачинський — 2026-06-17

Наведено результати експериментальної апробації методу азимутально-інваріантної Мюллер-матричної мікроскопії полікристалічних плівок крові померлих з алгоритмічним відтворенням координатних розподілів циркулярного двопроменезаломлення (оптичної активності) надмолекулярних мереж. У рамках статистичного аналізу виявлено сукупність діагностичних маркерів (асиметрія і ексцес координатних розподілів циркулярного двопроменезаломлення), чутливих до змін полікристалічної структури надмолекулярних мереж плівок крові померлих з різною давністю COVID-19. Установлено діагностичну силу методу азимутально-інваріантної Мюллер-матричної мікроскопії полікристалічних плівок крові померлих на рівні 91%.

Система і алгоритми дифференціації мап деполяризації біологічних тканин загиблих з різним ступенем крововтрати

В.М. Склярчук — 2026-06-17

У роботі представлено результати дослідження координатних розподілів мап ступеня деполяризації (МСД) полікристалічних структур гістологічних зрізів біологічних тканин (прямий м’яз живота, шкіра, нирка, мозок) померлих з різним рівнем крововтрати. На основі розрахунку статистичних моментів 1-го – 4-го порядків проаналізовано величини та діапазони зміни показників МСД. Доведено високу ефективність та точність методу дифузної Мюллер-матричної поляриметрії у визначенні ступеня крововтрати, що відкриває нові можливості для об’єктивізації судово-медичної експертизи. Досліджено методом диференціального Мюллер-матричного картографування набор мап і гістограм розподілів випадкових значень ступеня деполяризації лазерного випромінювання форменими елементами крові полікристалічної складової гістологічних зрізів фібрилярних біологічних тканин померлих з різним ступенем крововтрати

Особливості проектування та оцінювання баз даних для медичних інформаційних систем

С.В. Костішин — 2026-06-18

У статті досліджено особливості проектування та оцінювання баз даних (БД) для медичних інформаційних систем (МІС). Розглянуто сучасну парадигму переходу до цифрових екосистем та роль стандартів HL7 FHIR і DICOM у забезпеченні інтероперабельності. Особливу увагу приділено математичному обґрунтуванню якості проектних рішень за допомогою метрик Холстеда, теорії масового обслуговування (модель M/M/1) та формули Кінгмана для аналізу продуктивності. Автором запропоновано методику розрахунку інтегрального показника якості БД, що враховує складність, швидкість, надійність та ефективність використання ресурсів. Визначено етапи проектування на основі DFD та ERD моделей, а також проаналізовано переваги гібридної архітектури, що поєднує реляційні та NoSQL рішення для захисту чутливих медичних даних згідно з законодавством України.

Особливості використання традиційних засобів аускультації легень для первинної діагностики

М.О. Кучер — 2026-06-18

Стаття присвячена аналізу проблематики використання традиційної аускультації як засобу первинної діагностики легень, а також ризикам, які її супроводжують. Досліджено ефективність такої клінічної практики, епідемічні особливості поширення легеневих хвороб в Україні, етапи впровадження та законодавча база цифрових засобів діагностики легеневих аномалій. Проведено розрахунки ефективності фізикальної аускультації за допомогою математичного моделювання, на основі гіпотетичній когорті використовуючи реальні значення чутливості та специфічності методу. Обґрунтовано наявність проблеми та необхідність її вирішення. Розглянуто можливе рішення через впровадження електронних стетоскопів з системами фільтрації та автоматизованого прийняття рішень. Проаналізовано наслідки і проблеми впровадження цифрових пристроїв на прикладі України та світу, а також визначено перспективність подальших розробок в цій сфері. Результати дослідження демонструють низьку точність діагностики і високу суб'єктивність традиційної аускультації і необхідність вирішення цієї проблеми.

Аналіз дихальних циклів при проведенні риноманометрії для визначення витривалості під час фізичних навантажень

А.О. Сокольцов — 2026-06-18

Аналіз особливостей використання згорткових нейронних мереж для класифікації кардіосигналів

І.В. Мисловський — 2026-06-18

У цій статті представлено огляд перспектив використання одновимірних згорткових нейронних мереж (1D CNN) для автоматизованої класифікації кардіосигналів. Проаналізовано ключові параметри ЕКГ-сигналу, необхідні для детекції патологій. Досліджено механіку роботи та архітектуру 1D CNN, висвітлено процес наскрізного навчання, який дозволяє мережі самостійно формувати приховані біомаркери без попереднього ручного маркування зубців P, Q, R, S, T. Зроблено порівняльний аналіз традиційних експертних систем та методів глибокого навчання, де обґрунтовано перевагу 1D CNN в умовах зашумлених даних та мобільного моніторингу. Класичні алгоритми створені для 12-канальних стаціонарних кардіографів у межах стаціонарів, натомість CNN дозволяють отримувати базову інформацію працюючи в одноканальному режимі(зі смарт-годинника чи фітнес-трекера) під час руху людини. Завдяки оптимізації та малим розміром, ці моделі можна розгортати безпосередньо на мікропроцесорах пристроїв, забезпечуючи постійний моніторинг серця 24/7 без необхідності підключення до інтернету.

Оцінка рівня небажаних навантажень у пневмотренажері RRG-100 засобами імітаційного моделювання в MATLAB

О.М. Дацок — 2026-06-18

У роботі представлено підхід до оцінки рівня небажаних навантажень у пневмотренажері RRG–100 засобами імітаційного моделювання в MATLAB шляхом розв'язання прямої задачі кінематики. Розроблено інтерактивний інтерфейс, що дозволяє вводити антропометричні дані користувача; імітувати кути згинання в суглобах. Побудовано геометрії пальця та траєкторії руху кінчика фаланги за допомогою функцій низькорівневої графіки. Визначено, що неспіввісність анатомічних та механічних осей пристрою призводить до виникнення небажаних навантажень. Запропонований підхід забезпечує базу для подальшої розробки систем індивідуального налаштування пневматичних тренажерів типу RRG-100. ля практичної валідації математичної моделі заплановано розробка програмно-апаратного комплексу на базі мікроконтролера Arduino Nano. Передбачається створення експериментальної схеми із застосуванням резистивних датчиків згину, закріплених на фалангах пальця, що дозволить здійснити експериментальне вимірювання кутів згинання та оцінити адекватність розробленої моделі.

Джонс-матрична реконструкція оптичної анізотропії плівок біологічних рідин в інтелектуалізованій системі поляризаційної інтроскопії при оцінюванні патологій

В.В. Шолота — 2026-06-18

В статті розглянуто метод Джонс-матричної поляризаційної реконструкції двовимірних розподілів лінійного та циркулярного дихроїзму дегідратованих плівок біологічних рідин на основі вимірювання інтенсивностей, покладений в основу оцінювання патологій в інтелектуалізованій системі поляризаційної інтроскопії. Застосовується багатопараметричний аналіз виміряних мап на основі вейвлет-перетворення, статистичного оброблення та нечітких класифікаційних моделей. Досягнуто підвищення достовірності оцінювання станів «норма»-«патологія» в системі за рахунок багатопараметричного інтелектуалізованого аналізу в порівнянні із аналогами на 1,5%-1,7% в залежності від масштабних коефіцієнтів вейвлет-перетворення.

Огляд та перспективи застосування брегівських оптичних сенсорів для оцінювання механічних властивостей нанокомпозитів в біоінженерії

І.В. Віштак — 2026-06-18

Оцінювання механічних властивостей нанокомпозитних матеріалів є важливою науково-технічною задачею у зв’язку з їх широким впровадженням у біомедичній інженерії, енергетиці, авіакосмічній та автомобільній галузях. Забезпечення достовірного контролю деформацій, напружень, модуля пружності та процесів пошкодження на мікро- і нанорівнях потребує застосування високочутливих методів неруйнівного моніторингу, сумісних з матеріальною структурою об’єкта. У статті виконано систематичний огляд сучасних досліджень, присвячених застосуванню брегґівських оптичних сенсорів (Fiber Bragg Gratings, FBG) для оцінювання механічних властивостей нанокомпозитів. Розглянуто фізичні принципи роботи FBG, механізми передавання деформації від нанокомпозитної матриці до оптичного волокна, а також методи інтеграції сенсорів у композиційні матеріали. Особливу увагу приділено порівняльному аналізу FBG, реалізованих у скляних та полімерних оптичних волокнах, з акцентом на механічну сумісність, чутливість та стабільність вимірювань. Проаналізовано можливості використання FBG для визначення деформацій, напружень, модуля Юнга, коефіцієнта Пуассона, а також для моніторингу ініціації та розвитку пошкоджень у нанокомпозитах. Показано, що брегґівські оптичні сенсори мають суттєві переваги порівняно з традиційними тензометричними методами, зокрема електромагнітну нечутливість, можливість мультиплексування та довготривалу метрологічну стабільність. Окремо розглянуто перспективи застосування FBG у медицині та біоінженерії, включно з in situ та in vivo моніторингом механічних властивостей біосумісних і біорозкладних нанокомпозитів. Визначено ключові напрями подальших досліджень, пов’язані з розвитком полімерних і функціоналізованих FBG, інтеграцією з методами розподіленого сенсорства та використанням цифрових двійників матеріалів.

Критичний аналіз конструкцій дифузних випромінювачів на основі інтегруючої сфери

В.А. Шишкін — 2026-06-18

У статті виконано критичний аналіз і класифікацію сучасних дифузних випромінювачів на базі інтегруючої сфери, призначених для калібрування та валідації цифрових відеосистем і оптико-електронних приладів. Показано, що за спільного фізичного принципу дії — багаторазового дифузного розсіювання та просторового усереднення випромінювання — конструктивні реалізації таких систем суттєво відрізняються архітектурою та функціональними можливостями. Основну увагу приділено способам введення світла, конфігурації апертур, впливу конструкційних елементів на світлове тіло та застосуванню допоміжних і каскадних інтегруючих сфер для розширення динамічного діапазону. Окремо розглянуто спектрально та яскравісно керовані системи на основі багатоканальних світлодіодних модулів. Метою роботи є систематизація конструкцій інтегруючих сфер та оцінка їхньої придатності для різних метрологічних задач з урахуванням вимог до однорідності, спектральної стабільності та відтворюваності вимірювань.

Аналіз однорідності розподілу щільності потужності на виході багатомодового оптичного волокна

В.С. Лукасевич — 2026-06-18

Досліджено вплив радіуса вигину багатомодового волоконного світловода зі ступінчастим профілем показника заломлення на просторовий розподіл щільності потужності лазерного випромінювання на його виході. Для проведення експерименту розроблено термостабілізований лазерний модуль на основі трьох лазерних діодів з довжиною хвилі 1064 нм та систему введення випромінювання у багатомодове оптичне волокно типу 200/240/375 мкм. Дослідження проводилися для прямолінійного розташування волокна та при його вигині з діаметрами 30–70 мм. Встановлено, що вигин волоконного світловода спричиняє міжмодовий обмін енергією та зміну модового складу випромінювання, що проявляється у вирівнюванні просторового профілю інтенсивності. Показано, що оптимальний діаметр вигину для досліджуваного волокна становить 40–50 мм, за якого досягається компроміс між рівномірністю розподілу щільності потужності та збереженням вихідної потужності випромінювання. Виявлено, що кутові умови введення випромінювання та асиметрія торців волокна істотно впливають на форму вихідного профілю, однак вигин волокна знижує чутливість системи до цих факторів завдяки модовому перемішуванню.

Сучасна класифікація ультразвукових інформаційно-вимірювальних систем витрати газу

А.А. Стеценко — 2026-06-18

У роботі запропоновано нову класифікацію ультразвукових ІВС витрати газу, яка охоплює методи вимірювання, особливості побудови та етапи розвитку. Витратоміри пройшли три етапи за сорок років свого існування й на сьогодні перебувають на четвертому етапі свого розвитку. Кожне нове покоління вносило більш складні алгоритми обробки вимірювальної інформації та більш ефективні способи підключення до цифрових систем. Сучасні ультразвукові ІВС не мають рухомих частин, працюють з малими гідравлічними втратами в широкому динамічному діапазоні. Проте необхідна точність ультразвукових витратомірів суттєво залежить від параметрів газового потоку, методів вимірювання, умов експлуатації тощо. У цьому випадку для проєктування нових засобів необхідно виконати вибір багатьох складових ультразвукової ІВС витрати, але наявні класифікації, як правило, враховують лише окремі ознаки. При цьому недооцінюють рівень інтеграції, спосіб обробки даних і можливість системи до адаптації. Тому в нову класифікацію ввійшли відомі та внесені нові ознаки, до яких можна віднести комбіновані або гібридні витратоміри, що поєднують кілька інформативних параметрів, нормативні документи, інформаційно‑вимірювальні системи та інтелектуальні ІВС, сфери застосування тощо.

Гібридна архітектура системи інтеграції та обробки даних для задач моделювання та прогнозування стану навколишнього природного середовища

А.В. Пукас — 2026-06-18

У статті обґрунтовано та розроблено гібридну архітектуру системи інтеграції та обробки гетерогенних даних для задач екологічного моделювання та прогнозування стану навколишнього середовища. Проаналізовано недоліки традиційних монолітних та файло-орієнтованих підходів при роботі з математичними моделями прогнозування поширення шкідливих викидів, які унеможливлюють гнучку автоматизацію екологічного моделювання. Для подолання проблеми форматної та семантичної гетерогенності вхідних даних запропоновано трирівневу гібридну модель зберігання даних. Вона ефективно поєднує як знання-орієнтовану технологію у вигляді доменної онтології, реляційну СУБД із просторовим розширенням для топологічних запитів та об'єктне файлове сховище для артефактів. Запропоновано програмну систему, яка базується на сервісно-орієнтованій архітектурі з використанням контейнеризації у середовищі Kubernetes. Розроблено спеціалізовані сервіси-адаптери, що забезпечили безшовну інтеграцію обчислювальних препроцесорів модуля прогнозування у сучасне розподілене веб-середовище. Здійснено практичну реалізацію рішень у програмній системі, яка автоматизує повний цикл обчислень і надає інтерактивний геопросторовий інтерфейс для візуалізації полів концентрацій забруднювачів. Запропонований підхід створює надійне науково-технічне підґрунтя для управління екологічними ризиками, зокрема і на урбанізованих територіях.

Дискретно-неперервна стохастична модель ідентифікації екологічних станів навколишнього середовища

М.П. Дивак — 2026-06-18

В праці запропоновано підхід до побудови дискретно-неперервної стохастичної моделі для розв’язування задач оцінки екологічної безпеки навколишнього середовища. Розроблена марківська модель описує динаміку узагальненого екологічного показника у розширеному фазовому просторі шести екологічних макростанів, який поєднує поточний рівень забруднення та фазу його тренду для врахування інерційності системи. Запропоновано метод ідентифікації екологічних макростанів із використанням порогу чутливості для врахування похибок вимірювань, що дозволило відфільтрувати шум та надійно ідентифікувати переходи між станами екосистеми. Запропонований підхід дозволяє розрахувати стаціонарний розподіл і об'єктивно оцінити частку часу перебування екосистеми у критичних режимах, на відміну від традиційних підходів, що базуються на статичній фіксації поточних перевищень гранично допустимих норм. Верифікацію моделі проведено на експериментальних даних експериментальних вимірювань, отриманих на реальних транспортних вузлах м. Тернополя. На основі знайденого стаціонарного розподілу ймовірностей кількісно визначено профілі екологічного ризику, що дозволило встановити домінуючі стани для досліджуваних територій та визначити характеристики зовнішніх факторів впливу на навколишнє середовище. Розроблена математична модель забезпечує науково обґрунтовану базу для управління антропогенним навантаженням на навколишнє середовище та зниження екологічних ризиків.

До питання оцінки стану ізоляції ротора гідрогенератора тепловізійним методом

В.В. Грабко — 2026-06-17

Стаття присвячена актуальній задачі відтворення теплового портрету обмоток полюсів ротора гідрогенератора в процесі його роботи. Враховуючи конструкцію гідрогенератора, складно визначати температуру обмоток ротора, який обертається в процесі роботи, традиційними методами. В даній роботі пропонується підхід, яким передбачається встановлення вздовж радіусу ротора лінійки інфрачервоних сенсорів з фіксацією напруги на виході кожного з сенсорів, яка є пропорційною вимірюваній температурі. В кожен момент часу в поле зору інфрачервоних сенсорів потрапляє лише один сегмент поверхні обмоток ротора. При повертанні ротора в поле зору сенсорів потрапляє інша частина поверхні його обмоток. Скануючи всю поверхню обмоток ротора протягом його повного оберту отримуємо тепловий портрет всієї поверхні обмоток ротора гідрогенератора. У разі локального підвищення температури по кожному пікселю, що визначається відповідним інфрачервоним сенсором, можливо оцінювати загальний тепловий стан обмоток. Не менш цікавою є задача виокремлення витка або декількох витків, що мають підвищену температуру, що обумовлено їхнім нагріванням внаслідок погіршення або пошкодження ізоляції. Розроблена математична модель, яка дозволяє математично представити один виток обмотки з підвищеною температурою, декілька витків або декілька полюсів з підвищеною температурою. Також приділена увага оцінюванню швидкості зростання температури у певній області підвищеної температури. Запропонована структура пристрою, який дозволяє ідентифікувати один виток з підвищеною температурою, що дозволяє експлуатаційному персоналу оперативно приймати рішення щодо роботоздатності гідрогенератора. Передбачено передавання сигналу значень температури кожного пікселя обмоток ротора в комп’ютер експлуатаційного персоналу для подальшого додаткового аналізу та накопичення інформації.

Моделювання резонансного генератора імпульсів на основі діода в системі формування наносекундних сигналів

М.П. Кунденко — 2026-06-17

У роботі представлено підхід до дослідження процесів формування наносекундних імпульсів у системі електромагнітного знезараження зернової маси на основі розробки узагальненої математичної моделі. Запропоновано структуру моделі у вигляді взаємопов’язаних функціональних блоків, що відтворюють роботу реальної установки, зокрема процеси формування вхідного сигналу, його перетворення в резонансному генераторі на основі нелінійного напівпровідникового діода та генерацію імпульсів наносекундної тривалості. У роботі використано методи теорії електричних кіл, математичного та чисельного моделювання, спектрального аналізу сигналів із застосуванням перетворення Фур’є, що дозволило дослідити часові та енергетичні характеристики імпульсів. Особливу увагу приділено врахуванню нелінійних властивостей діода та їх впливу на форму, тривалість і спектр сигналу. Запропонована модель забезпечує можливість комплексного аналізу процесів генерації, передачі та перетворення імпульсів, а також може бути використана як теоретична основа для оптимізації параметрів систем електромагнітного знезараження зернової продукції.

Автоматизоване енергоефективне керування процесами переробки залізних руд на базі багаторівневої інформаційно-вимірювальної системи з оптичними сенсорами

Д.В. Швець — 2026-06-17

У статті обґрунтовано принципи побудови багаторівневої інформаційно-вимірювальної системи для забезпечення детермінованого збору, транзакційної валідації та логічної абстракції промислової телеметрії. Метою дослідження є підвищення енергоефективності та якості автоматизованого керування процесом переробки залізорудної сировини шляхом розробки архітектури комплексної багаторівневої інформаційно-вимірювальної системи.

Запропонована архітектура інтегрує методи програмної інженерії на трьох рівнях управління. На периферійному рівні обґрунтовано застосування операційних систем реального часу для управління сенсорними вузлами та засобів машинного зору. Це гарантує детермінованість часу обробки апаратних переривань, мінімізує латентність і дозволяє виконувати фільтрацію цифрового шуму безпосередньо біля джерела даних. На рівні логічного керування запропоновано використання парадигми об'єктно-орієнтованого промислового програмування за стандартом IEC 61131-3. Формування шару апаратної абстракції забезпечує створення ієрархічних цифрових двійників агрегатів, що приховує низькорівневу специфіку обладнання та підвищує масштабованість коду. На рівні глобальної агрегації доведено перевагу спеціалізованих баз даних часових рядів. Впровадження механізмів попередньої валідації даних на етапі інгресії гарантує транзакційну цілісність записів. Це автоматично відкидає дублікати, запобігаючи інформаційним штормам тривог та спотворенню роботи предиктивних моделей. Розглянуто захист критичної інфраструктури гірничо-збагачувальних комбінатів через проєктування інформаційно-вимірювальної системи з урахуванням міжнародного стандарту кібербезпеки ISA/IEC 62443. Показано, що комплексна реалізація розробленої архітектури створює базис для переходу до проактивного адаптивного управління. Такий підхід стабілізує роботу технологічних агрегатів за наявності неконтрольованих збурень, дозволяє мінімізувати питомі витрати електроенергії на рудопідготовку та забезпечує підвищення якості залізорудного концентрату.

Двоканальна оптична система реєстрації сигналів рідкокристалічного сенсора газів

І.П. Кремер — 2026-06-17

Представлено принцип побудови двоканальної оптичної системи реєстрації сигналів рідкокристалічного сенсора газів із спектральним розділенням каналів. Архітектура запропонованої системи базується на просторовому та спектральному розділенні оптичного сигналу на два незалежних канали, що уможливлює одночасне отримання вимірювального та опорного сигналів від одного рідкокристалічного чутливого елемента без механічного перемикання або додаткових оптичних компонентів.

Вимірювальний канал (500–600 нм) реєструє зміни у смузі селективного відбивання рідкокристалічного чутливого елемента, спричинені взаємодією з аналізованим газовим середовищем. Зсув та зміна інтенсивності смуги відбивання є основним інформативним параметром відгуку сенсора. Опорний канал (800 нм) функціонує поза зоною селективного відбивання і забезпечує ефективну компенсацію нестабільності джерела освітлення, а також зовнішніх оптичних завад і флуктуацій фонового освітлення.

Диференціальний метод нормування сигналів застосовано для усунення мультиплікативної складової нестабільності джерела. Такий підхід підвищує відношення сигнал/шум у 7–13 разів порівняно з одноканальною схемою, що суттєво покращує загальну достовірність вимірювань, довготривалу стабільність та відтворюваність показань сенсора за змінних умов навколишнього середовища.

Розроблено математичну модель двоканальної системи з урахуванням спектральних характеристик рідкокристалічного чутливого елемента, чутливості фотоприймачів та шумових складових кожного каналу. Проведено числове моделювання для перевірки запропонованої моделі та оптимізації ключових параметрів системи. Визначено основні метрологічні характеристики: робочий діапазон 0–80 ppm, межа виявлення LOD ≈ 3,2 ppm за рівня шуму фотодіодів σₙ ≤ 0,5 %, відносна похибка вимірювання ≤ 2,5%. Отримані результати підтверджують ефективність двоканального підходу для підвищення чутливості, селективності та експлуатаційної стабільності оптичних газових сенсорів на основі рідких кристалів.