Современное состояние научных исследований и технологий в промышленности
Not a member yet
490 research outputs found
Sort by
Менеджмент інноваційних проєктів на основі застосувань штучного інтелекту у турбулентному оточенні
Get PDFThe subject of this study is the management of innovative projects based on artificial intelligence (AI) in a turbulent environment, which is a particularly relevant situation for Ukraine due to its unique combination of challenges and opportunities. The full-scale invasion of Russia, economic instability in Ukraine, the outflow of personnel, and limited resources create a complex BANI environment (Brittle, Anxious, Nonlinear, Incomprehensible), which complicates traditional management approaches. The purpose of the study is to create a conceptual and mathematical model of effective management of innovative projects in the conditions of AI development and a turbulent BANI environment. At the same time, Ukraine demonstrates significant potential in the field of AI application, ranking second in the number of AI companies in Central and Eastern Europe according to the Ministry of Digital Transformation. The objectives of the study are to develop models for managing innovative projects in the context of digital transformation, covering the state administration "Diya", defence, medicine and education. AI allows you to predict risks, optimise resources and accelerate adaptation to changes, which is key to increasing competitiveness and resilience in war and post-conflict recovery. The relevance is also enhanced by the need to develop an ethical and legal framework for the use of AI, support start-up’s and create a national language model (LLM) that meets Ukraine's European integration aspirations. The product of the study is a conceptual and mathematical model for the management of innovative projects and products based on AI in a turbulent environment. A mathematical model is proposed that is aimed at practical application by Ukrainian companies to create innovative products and increase their competitiveness. This model includes basic principles such as customer orientation, values, flexibility, risk management, interdisciplinarity, experimentation, use of technology, sustainability and innovation culture. The research process covers several stages – studying global trends and specifics of the state of Ukraine, identifying key principles of effective innovation management, such as flexibility, risk management and technological integration. The results of the study include models that prove that AI increases the efficiency of innovation projects through automation, forecasting and optimisation of resources based on a value system. War conditions emphasise the importance of AI for battlefield analysis and logistics. Conclusions – the study confirms that AI-based innovation project management in the turbulent environment of Ukraine is not only relevant, but also strategically important for recovery and development. The conceptual and mathematical model, as a product of the study, provides a theoretical and practical basis for creating valuable innovations, and the results emphasise the potential of AI to save resources, adapt to change and increase resilience. Further research can deepen these aspects, contributing to Ukraine's innovative breakthrough.Предметом дослідження є менеджмент інноваційних проєктів на основі штучного інтелекту (ШІ) у турбулентному оточенні, що є надзвичайно актуальним для України станом через унікальне поєднання викликів і можливостей. Метою дослідження є створення концептуальної та математичної моделі ефективного управління інноваційними проєктами в умовах розвитку ШІ та турбулентного оточення. ШІ дозволяє прогнозувати ризики, оптимізувати ресурси і прискорювати адаптацію до змін, що є ключовим для підвищення конкурентоспроможності та стійкості в умовах війни та постконфліктного відновлення. Задачі дослідження охоплюють кілька етапів – вивчення глобальних трендів та особливостей стану України, визначення ключових принципів ефективного інноваційного менеджменту, таких як гнучкість, управління ризиками і технологічна інтеграція. Методи дослідження це аналіз останніх напрацювань, формування принципів управління, побудова та застосування концептуальної моделі створення цінностей інноваційних проєктів. Результати дослідження: розроблено концептуальну та математичну моделі менеджменту інноваційних проєктів та продуктів на основі ШІ в турбулентному оточенні. Концептуальна модель включає базові принципи такі як орієнтація на клієнта, цінності, гнучкість, управління ризиками, міждисциплінарність, експериментування, використання технологій, сталість і інноваційнійсть. Запропонована математична модель спрямована на практичне застосування українськими компаніями для створення інноваційних продуктів і підвищення їхньої конкурентоспроможності. Розроблені моделі доводять, що ШІ підвищує ефективність інноваційних проєктів через автоматизацію, прогнозування і оптимізацію ресурсів на основі системи цінностей. Умови війни підкреслюють значущість ШІ для аналізу поля бою та логістиці. Висновки. Дослідження підтверджує, що менеджмент інноваційних проєктів на основі ШІ в турбулентному оточенні України є не лише актуальним, але й стратегічно важливим для відновлення та розвитку. Концептуальна та математична моделі, як продукт дослідження, забезпечують теоретичну та практичну основу для створення цінних інновацій, а результати підкреслюють потенціал ШІ для економії ресурсів, адаптації до змін і підвищення стійкості. Подальші дослідження можуть поглибити ці аспекти, сприяючи інноваційному прориву України
Метод пошуку зображень на основі вмісту в багатовимірній моделі даних у масштабі великих даних
No full textThe subject of the study is the method and algorithms for content-based image retrieval within the Multidimensional Cube (MDC) model. The goal is to develop a search method based on image descriptor vectors and an algorithm that implements this method in both sequential and parallel versions for MDC. The research tasks include: defining requirements for the search method; analyzing the MDC model structure and defining the approach to the search method; developing search methods and algorithms for scenarios where the model is stored in RAM or in a relational database; integrating parallel computing into the algorithm; analyzing alternative models based on multidimensional trees, graphs, hashing, inverted indexing, quantization and inverted multi-index structures; developing evaluation metrics and conducting experiments to compare the efficiency of the MDC-based method with alternative search models. Methodology: analytical and comparative methods for search algorithm evaluation, modeling, and experimental verification were applied. Thread-level parallelism and hardware optimization methods were used, along with comparative analysis of model efficiency (KD-tree, Locality-Sensitive Hashing, Hierarchical Navigable Small World, Inverted File with Flat Compression, Inverted Multi-Index). Statistical methods were employed to assess results using recall, search time, and model construction time metrics. Experiments were conducted with both web-sourced and synthetic image descriptors, as well as load testing to evaluate the model’s throughput. Results: a new search method and the Wave-Search Algorithm were developed. Its parallel version achieves up to a 3x speedup. For top-10 and top-100 queries in a dataset of 1 million descriptors, MDC shows the best overall performance among the compared models based on the metrics and strong stability under load. Conclusions: the proposed search method and its implementation (Wave-Search Algorithm) efficiently utilize the MDC model’s structure for search tasks, outperforms alternative search models in terms of effectiveness, demonstrates robustness under load, and has significant potential for further development, including the use of hardware acceleration.Предметом роботи є метод і алгоритми пошуку зображень за вмістом у моделі багатовимірного куба (MDC). Мета дослідження – розробити метод пошуку зображень у моделі MDC на основі векторів дескрипторів зображень та алгоритму, що реалізує цей метод послідовної та паралельної версії. Завдання статті передбачають: формування вимог до методу пошуку; аналіз структури MDC та визначення підходу до методу пошуку; розроблення методу й алгоритмів пошуку за умови розміщення моделі в оперативній пам’яті та в реляційній базі даних; упровадження паралельних обчислень в алгоритмі пошуку; аналіз альтернативних моделей, основаних на багатовимірних деревах, графах, гешуванні, зворотному індексі, квантуванні та зворотному мультиіндексі; розроблення метрик і проведення експериментів для порівняння ефективності моделі MDC з альтернативними моделями пошуку. Методи дослідження: аналіз можливостей застосування паралельних обчислень на рівні потоків і оптимізацій за допомогою апаратного забезпечення; розроблення методу пошуку, послідовної та паралельної версій алгоритму його реалізації; аналіз сучасних моделей пошуку, зокрема KD-tree, Locality-sensitive hashing, Hierarchical Navigable Small World, Inverted File with Flat Compression, Inverted Multi-Index; експерименти з дескрипторами зображень з мережі Інтернет та штучно генерованими для визначення ефективності паралельної версії алгоритму та порівняння результативності пошуку зі згаданими моделями за метриками повноти, часу пошуку й часу створення; проведення експерименту з навантажувального тестування для оцінювання пропускної здатності моделі. Результати дослідження. Розроблено новий метод пошуку й алгоритм Wave-Search. Його паралельна версія пришвидшує виконання пошуку майже втричі; під час пошуку топ-10 і топ-100 результатів у сховищі з 1 млн дескрипторів MDC демонструє найкращі сумарні результати за метриками серед розглянутих моделей, має гарну продуктивність під навантаженням. Висновки: запропоновано метод пошуку й для його реалізації алгоритм Wave-Search, що ефективно використовує структуру MDC; модель багатовимірного куба перевищує показники ефективності альтернативних моделей пошуку, демонструє стабільність під навантаженням і має потенціал для подальшого розвитку із застосуванням апаратного прискорення
Дослідження методів штучного зору в системах внутрішньої навігації
Get PDFThe subject of this article is the development and implementation of computer vision methods that can be integrated into an indoor navigation system designed for individuals with visual impairments. The goal of the study is to enhance such a system with advanced object recognition capabilities in enclosed environments by combining modern technologies, including artificial intelligence, spatial analysis, voice control, and Bluetooth-based localization. To achieve this, a number of tasks were carried out. These included an analysis of the problem domain and justification of the study’s relevance, a comparison of existing solutions, and the development of a generalized model of the navigation system with a voice interface, enabling real-time search for locations and items. A specialized dataset was prepared, containing images of key obstacle classes typically encountered in indoor environments – such as shopping carts, barrier tape, forklifts, and people. A new two-stage object recognition method was proposed to detect these classes in complex scenes. Additionally, a comparative analysis of deep learning architectures for object detection was conducted, followed by experimental studies to assess training quality and system robustness. The research employed various image preprocessing methods – bilateral filtering, Gaussian blurring, enhancement of specific color channels, motion blur removal, and noise reduction using averaging filters – as well as neural network-based methods for data analysis and statistical evaluation approaches. The results demonstrate that the proposed method significantly improves object detection performance on real-world images, achieving an average intersection-over-union (IoU) of 68% and a confidence level of 69%, which is 79% and 89% higher, respectively, compared to baseline recognition results on noisy inputs. However, the findings also revealed the necessity of integrating additional sensors, such as LiDAR, to reliably detect low-contrast or reflective obstacles like glass storefronts, which are difficult to identify using computer vision alone. Conclusions. The study confirms that the proposed two-stage preprocessing, and recognition pipeline significantly enhances navigation system performance for users with visual impairments, while also highlighting the importance of combining vision-based methods with complementary sensing technologies to ensure safe and reliable operation in complex indoor environments.Предметом статті є методи комп’ютерного зору, які можуть бути імплементовані у систему навігації в приміщенні для людей з вадами зору. Метою цього дослідження є розробка та впровадження методів штучного зору, орієнтованих на розпізнавання перешкод у закритому просторі, у пропоновану систему внутрішньої навігації для людей з вадами зору, яка інтегрує сучасні технології штучного інтелекту, голосового керування, просторового аналізу та Bluetooth-навігації. Для досягнення мети були вирішені такі завдання: виконано аналіз проблемної області, включаючи обґрунтування актуальності теми, порівняння існуючих рішень; запропоновано узагальнену модель системи з описом передбачених модулів; запропоновано новий метод розпізнавання основних класів перешкод, які можуть зустрітися в торгових залах (люди, візки, навантажувачі, обмежувальна стрічка) за допомогою вдосконаленого методу двоетапного розпізнавання об’єктів; проведено порівняльний аналіз архітектур глибокого навчання для задач розпізнавання об’єктів; виконано експериментальні дослідження для оцінки якості навчання. Використані методи: попередньої обробки зображення (білатеріальна фільтрація, гаусівське розміття, підвищення насиченості певного каналу зображення, видалення розміття рухом, видалення шумів алгоритмом усереднення), нейромережеві методи аналізу вхідних даних, методи статистичних досліджень. Результат: запропонований метод показав хороші результати на реальних тестових зображеннях. (досягнуто: IoU = 68% і достовірність = 69% в середньому, що в середньому на 79% і 89% більше, ніж вихідні зображення з шумом). Була виявлена необхідність розширення системи додатковими інструментами (наприклад, лідарами) для виявлення важко помітних перешкод типу дзеркальних вітрин. Висновки. Спираючись на проведений аналіз, запропонований двохетапний метод препроцессингу значно покращує якість розпізнавання. Пропонованій системі потрібні додаткові датчики, оскільки не всі об'єкти можуть бути розпізнані за допомогою методів комп'ютерного зору
Порівняльний аналіз алгоритмів узгодження модальностей у мультимодальних трансформерах для синтеза звуку
No full textSubject matter: this research focuses on the use of multimodal transformers for high-quality sound synthesis. By integrating heterogeneous data sources such as audio, text, images, and video, it aims to address the inherent challenges of accurate modality alignment. Goal: the primary goal is to conduct a comprehensive analysis of various modality alignment algorithms in order to assess their effectiveness, computational efficiency, and practical applicability in sound synthesis tasks. Tasks: the core tasks include investigating feature projection, contrastive learning, cross-attention mechanisms, and dynamic time warping for modality alignment; evaluating alignment accuracy, computational overhead, and robustness under diverse operational conditions; and benchmarking performance using standardized datasets and metrics such as Cross-Modal Retrieval Accuracy (CMRA), Mean Reciprocal Rank (MRR), and Normalized Discounted Cumulative Gain (NDCG). Methods: the study adopts both quantitative and qualitative approaches. Quantitative methods entail empirical evaluations of alignment precision and computational cost, whereas qualitative analysis focuses on the perceptual quality of synthesized audio. Standardized data preprocessing and evaluation protocols ensure reliability and reproducibility of the findings. Results: the analysis reveals that contrastive learning and cross-attention mechanisms achieve high alignment precision but demand considerable computational resources. Feature projection and dynamic time warping offer greater efficiency at the expense of some fine-grained detail. Hybrid approaches, combining the strengths of these methods, show potential for balanced performance across varied use cases. Conclusions: this research deepens understanding of how multimodal transformers can advance robust and efficient sound synthesis. By clarifying the benefits and limitations of each alignment strategy, it provides a foundation for developing adaptive systems that tailor alignment methods to specific data characteristics. Future work could extend these insights by exploring real-time applications and broadening the range of input modalities.Предметом дослідження є застосування мультимодальних трансформерів для високоякісного синтезу звуку. Завдяки залученню гетерогенних джерел даних, зокрема аудіо, тексту, зображень і відео, воно покликане вирішувати основні труднощі, пов’язані з точною узгодженістю модальностей. Мета статті полягає в проведенні всебічного аналізу різноманітних алгоритмів узгодження модальностей для оцінювання їх ефективності, обчислювальної продуктивності та доцільності використання для завдань синтезу звуку. Завдання: дослідження проєкції ознак, контрастного навчання, механізмів крос-уваги та динамічного часового вирівнювання для узгодження модальностей; оцінювання точності узгодження, обчислювального навантаження та стійкості алгоритмів у різних умовах використання; проведення бенчмаркінгу на базі стандартизованих наборів даних і метрик, зокрема Cross-Modal Retrieval Accuracy (CMRA), Mean Reciprocal Rank (MRR) і Normalized Discounted Cumulative Gain (NDCG). Методи. У дослідженні застосовуються кількісні та якісні підходи. Кількісні методи передбачають емпіричні перевірки точності узгодження та обчислювальних витрат, тоді як якісні методи орієнтовані на оцінювання впливу стратегій узгодження на сприйняття синтезованого аудіо. Використання стандартизованих протоколів оброблення даних і оцінювання забезпечує надійність і відтворюваність результатів. Результати. Аналіз свідчить про те, що контрастне навчання та крос-увага забезпечують високу точність узгодження, однак вимагають суттєвих обчислювальних ресурсів. Водночас проєкція ознак і динамічне часовге вирівнювання пропонують вищу ефективність ціною деякої втрати деталізації. Гібридні підходи, що поєднують переваги цих методів, здатні збалансувати точність і продуктивність залежно від сценарію застосування. Висновки. Це дослідження поглиблює розуміння того, як мультимодальні трансформери можуть забезпечувати більш надійний та ефективний синтез звуку. Визначаючи переваги й обмеження кожного підходу до узгодження, воно формує базис для розроблення адаптивних систем, які динамічно налаштовують методи узгодження з огляду на характеристики вхідних даних. У перспективі можливим напрямом є інтеграція цих підходів у режимі реального часу та розширення кола задіяних модальностей
Вплив вібрацій різального інструмента на якість поверхні обрізаних листових матеріалів та методи їх мінімізації
Get PDFThe subject of the study is the influence of cutting tool vibrations on the surface quality of cut sheet materials during mechanical processing, as well as the analysis of the mechanisms of vibration occurrence and the development of methods for their minimization to increase the efficiency of technological operations in mechanical engineering. The purpose of the work is to develop scientifically based approaches to predicting the resource of cutting tools and optimizing cutting modes by reducing vibration loads, which will allow to improve the quality of surface processing of sheet materials, reduce production costs and prevent processing defects. Tasks: assessment of the vibration characteristics of the tool depending on the cutting modes and the degree of wear; analysis of the influence of vibrations on surface roughness and defects (waviness, microcracks); development and testing of vibration minimization methods, including damping systems and ultrasonic vibrations; determination of optimal processing conditions for various materials. Methods: experimental analysis using accelerometers for three-axis vibration monitoring; profilometry and microscopy for surface quality assessment; stochastic modeling of tool wear based on statistical data; testing of damping systems (elastic couplings, dampers) and ultrasonic vibrations (20–30 kHz); comparative analysis of the effectiveness of lubricating and cooling fluids. Research results: it was found that vibrations along the X axis have the greatest impact on the formation of surface defects, especially with increasing cutting depth and tool wear; ultrasonic vibrations (22 kHz, amplitude 10 μm) reduce friction and stabilize the cutting process, improving the quality of machined surfaces; damping systems effectively reduce the amplitude of vibrations at critical frequencies (up to 1.5 kHz); the use of water as a coolant turned out to be more effective than copper oil, reducing surface irregularities; an improved model of an end mill with damping elements was developed, which reduces vibration loads and defects when processing thin-sheet materials. Conclusions: the conducted studies show that vibration monitoring is an effective tool for diagnosing the condition of the cutting tool and optimizing the cutting process; the integration of damping systems and ultrasonic vibrations allows you to significantly reduce vibration effects, improve the surface quality of sheet materials and extend the tool life, which contributes to the economic efficiency of production and minimizing processing defects.Предметом дослідження є вплив вібрацій різального інструмента на якість поверхні обрізаних листових матеріалів у процесі механічного оброблення, а також аналіз механізмів виникнення коливань і розроблення методів їх мінімізації для підвищення ефективності технологічних операцій у машинобудуванні. Мета роботи – обґрунтувати наукові підходи до прогнозування ресурсу різального інструмента й оптимізації режимів різання способом зменшення вібраційних навантажень, що дасть змогу підвищити якість обробки поверхні листових матеріалів, знизити виробничі витрати та запобігти дефектам обробки. Завдання: оцінити вібраційні властивості інструмента залежно від режимів різання та ступеня зносу; проаналізувати вплив коливань на шорсткість і дефекти поверхні (хвилястість, мікротріщини); розробити та протестувати методи мінімізації вібрацій, зокрема демпфувальні системи й ультразвукові коливання; визначити оптимальні умови оброблення для різних матеріалів. Методи: експериментальний аналіз із застосуванням акселерометрів для тривісного моніторингу вібрацій; профілометрія та мікроскопія з метою оцінювання якості поверхні; стохастичне моделювання зносу інструмента на основі статистичних показників; тестування демпфувальних систем (пружні муфти, демпфери) та ультразвукових коливань (20–30 кГц); порівняльний аналіз ефективності змащувально-охолоджувальних рідин. Результати дослідження: встановлено, що вібрації по осі мають найбільший вплив на формування дефектів поверхні, особливо внаслідок збільшення глибини різання та зносу інструмента; ультразвукові коливання (22 кГц, амплітуда 10 мкм) знижують тертя та стабілізують процес різання, покращуючи якість оброблених поверхонь; демпфувальні системи ефективно зменшують амплітуду коливань у критичних частотах (до 1,5 кГц); використання води як ЗОР виявилося ефективнішим за мастило для міді, оскільки знижує нерівності поверхні; розроблена вдосконалена модель торцевої фрези з демпфувальними елементами зменшує вібраційні навантаження та дефекти під час оброблення тонколистових матеріалів. Висновки: з досліджень випливає, що моніторинг вібрацій є ефективним інструментом для діагностики стану різального інструмента й оптимізації процесу різання; інтеграція демпфувальних систем і ультразвукових коливань дає змогу значно знизити вібраційні впливи, підвищити якість поверхні листових матеріалів і подовжити ресурс інструмента, що сприяє економічній ефективності виробництва та мінімізації дефектів обробки
Оптимізація маршруту мобільного стоку в бездротовій сенсорній мережі з використанням евристичних алгоритмів
No full textThe subject of the study is a wireless sensor network (WSN) with a mobile sink. The purpose of the work is to improve the performance of the WSN, increase its lifetime and functionality by reducing the data transmission delay time in the process of polling routers by optimizing the mobile sink route using the most efficient algorithm. To achieve this goal, the following tasks must be performed: optimize the route of the WSN mobile stock by solving the traveling salesman problem using the branch and bound method and comparing the conditional average route length of a set of solutions without optimization and with optimization using the Robbins–Monroe procedure; conduct a comparative analysis of the exact solution of the traveling salesman problem obtained by the branch and bound method and the approximate solution obtained by heuristic methods; formulate practical recommendations for the selection of algorithms for optimizing the mobile flow route depending on the size of the sensor network. The following methods were used: simulation modeling, optimization methods, mathematical data processing. Results achieved. The solution of the mobile flow route optimization problem in BSM using heuristic algorithms was investigated in order to formulate practical recommendations for selecting mobile flow route optimization algorithms depending on the size of the sensor network. A comparative analysis was performed of the exact solution of the traveling salesman problem, performed using the branch and bound method, and the approximate solution, performed using heuristic methods. To obtain an approximate solution, two heuristic algorithms were implemented: the ant colony optimization (ACO) algorithm and the simulated annealing (SA) algorithm. These algorithms were implemented for the traveling salesman problem with specific coordinates for each problem. The effectiveness of the algorithms is evaluated on networks of various sizes, from 10 to 500 nodes. The simulation results show that ACO is highly effective on small and medium-sized networks (up to 50 nodes), providing shorter routes and faster computation times. SA is determined to be the best scalable on large networks (100 nodes and more), offering stable performance under high computational load. Conclusions. It has been demonstrated that introducing optimization in the selection of the mobile flow route in BSM leads to a reduction in the length of the mobile flow bypass contour in the range of 30–40% depending on the network size and the distances between routers. Reducing the polling time of routers in a sensor network leads to an increase in the residual power of power supplies, and thus extends the life of the network. It has been proven that the use of heuristic algorithms is only appropriate when a high speed of calculating a new mobile flow route is required. If the speed of calculating a new route is not critical, then it is better to use accurate calculation algorithms. For each algorithm, parameters must be selected depending on the task at hand, since these parameters affect the speed of the algorithm and can reduce the range of possible routes that can be obtained during calculations. The study proves the importance of individual parameter tuning of algorithms to improve the accuracy and adaptability of solutions in mobile flow routing tasks.Предметом дослідження є бездротова сенсорна мережа (БСМ) з мобільним стоком. Мета роботи – підвищити працездатність БСМ, збільшити тривалість її життя та функціювання завдяки зменшенню часу затримки передачі даних у процесі опитування маршрутизаторів унаслідок оптимізації маршруту мобільного стоку способом обрання найбільш ефективного алгоритму. Для досягнення окресленої мети необхідно виконати такі завдання: оптимізувати маршрут мобільного стоку БСМ за допомогою розв’язання задачі комівояжера методом гілок і меж та порівняння умовної середньої довжини маршруту множини рішень без оптимізації та з оптимізацією за допомогою процедури Роббінса – Монро; провести порівняльний аналіз точного розв’язку задачі комівояжера, отриманого методом гілок і меж, і наближеного рішення, отриманого евристичними методами; сформулювати практичні рекомендації щодо вибору алгоритмів оптимізації маршруту мобільного стоку залежно від розміру сенсорної мережі. Застосовано такі методи: імітаційне моделювання, методи оптимізації, математичне оброблення даних. Досягнуті результати. Досліджено розв’язання задачі оптимізації маршруту мобільного стоку в БСМ з використанням евристичних алгоритмів з метою формулювання практичних рекомендації щодо вибору алгоритмів оптимізації маршруту мобільного стоку залежно від розміру сенсорної мережі. Проведено порівняльний аналіз точного розв’язку задачі комівояжера, виконаного методом гілок і меж, і наближеного рішення, виконаного евристичними методами. Для отримання наближеного рішення реалізовано два евристичні алгоритми: мурашиний алгоритм (ACO) і алгоритм імітації відпалу (SA). Зазначені алгоритми було реалізовано для задачі комівояжера з конкретними координатами для кожної задачі. Ефективність алгоритмів оцінюється на мережах різного масштабу – від 10 до 500 вузлів. Результати моделювання демонструють, що ACO має високу ефективність на малих і середніх мережах (до 50 вузлів), забезпечуючи більш короткі маршрути та швидкий час обчислень. SA визначається кращою масштабованістю на великих мережах (100 вузлів і більше), пропонуючи стабільну продуктивність за високого обчислювального навантаження. Висновки. Продемонстровано, що введення оптимізації у виборі маршруту мобільного стоку в БСМ приводить до зменшення довжини контуру обходу мобільного стоку в діапазоні 30–40% залежно від розмірності мережі та відстаней між маршрутизаторами. Скорочення часу опитування маршрутизаторів у сенсорній мережі сприяє збільшенню залишкової потужності блоків живлення, а отже, продовжує тривалість життя мережі. Доведено, що використання евристичних алгоритмів доцільне тільки тоді, коли необхідна висока швидкість розрахунку нового маршруту мобільного стоку. Якщо швидкість розрахунку нового маршруту не є критичною, тоді краще використовувати точні алгоритми обчислення. Для кожного алгоритму потрібно підбирати параметри залежно від поставленого завдання, оскільки ці параметри впливають на швидкість роботи алгоритму й здатні зменшити діапазон можливих маршрутів, які можна отримати внаслідок розрахунків. Дослідження доводить значущість індивідуального налаштування параметрів алгоритмів для підвищення точності й адаптивності рішень у задачах маршрутизації мобільного стоку
Розроблення архітектури системи віддаленого доступу до навчального лабораторного обладнання з використанням автоматизованих рішень
Get PDFThe subject of the study is remote access to Raspberry Pi-based training equipment and remote desktop software. The purpose of the work is to analyze the means of remote control of equipment and develop the architecture of the system of remote access of students to laboratory equipment for the implementation of distance learning. The following tasks are solved in the article: the branches in which application of means of remote access is the most critical are analyzed, among which the special place is occupied by the educational branch; analysis of existing methods of organization of remote access to training equipment was carried out, advantages and disadvantages of each method were allocated; justification is being made for choosing a Raspberry Pi minicomputer as a hardware platform for building remote access systems; describes the architecture of a complex of technical solutions based on Raspberry Pi for remote control of educational laboratory equipment; implementation of applied system of temperature and humidity monitoring using developed approach is described. Research methods include comparative analysis of existing remote control technologies, prototyping and experimental testing of the developed system. The following results were obtained: the feasibility of using the remote desktop approach and AnyDesk software for organizing access was substantiated, a system based on the Raspberry Pi minicomputer for managing equipment and visualizing data was developed, an applied system for monitoring temperature and humidity using Raspberry Pi and AnyDesk was implemented. Conclusions: The proposed approach of using Raspberry Pi and remote desktop software allows students to effectively organize remote access to laboratory equipment from engineering disciplines during distance learning. This solution combines ease of implementation, interaction with real physical equipment and low cost compared to the use of industrial PLCs.Предметом дослідження є засоби віддаленого доступу до навчального обладнання на базі Raspberry Pi та програмне забезпечення віддаленого робочого столу. Мета роботи – аналіз засобів віддаленого керування обладнанням і розроблення архітектури системи віддаленого доступу студентів до лабораторного обладнання для реалізації дистанційного навчання. У статті розв’язуються конкретні завдання: проаналізовано галузі, у яких застосування засобів дистанційного доступу є найбільш критичним, зокрема особливе місце посідає освітня галузь; описано наявні методи організації віддаленого доступу до навчального обладнання, виокремлено переваги й недоліки кожного з методів; обґрунтовано вибір мінікомп’ютера Raspberry Pi як апаратної платформи для побудови систем дистанційного доступу; запропоновано архітектуру комплексу технічних рішень на базі Raspberry Pi для дистанційного управління освітнім лабораторним обладнанням; описано реалізацію прикладної системи моніторингу температури та вологості з використанням розробленого підходу. Методи дослідження передбачають порівняльний аналіз наявних технологій дистанційного керування, прототипування та експериментальне тестування розробленої системи. Досягнуто таких результатів: обґрунтовано доцільність використання підходу віддаленого робочого столу та програмного забезпечення AnyDesk для організації доступу; розроблено систему на базі мінікомп’ютера Raspberry Pi для управління обладнанням та візуалізації даних; реалізовано прикладну систему моніторингу температури й вологості з використанням Raspberry Pi та AnyDesk. Висновки. Запропонований підхід застосування Raspberry Pi та програмного забезпечення віддаленого робочого столу дає змогу студентам ефективно організувати віддалений доступ до лабораторного обладнання з інженерних дисциплін під час дистанційного навчання. Це рішення поєднує простоту реалізації, взаємодію з реальним фізичним обладнанням і низьку вартість порівняно з використанням промислових ПЛК
Узагальнена функціональна модель системи асистування людям із вадами зору
Get PDFSubject of the Research: The creation of an intelligent assistance system for people with visual impairments. Nowadays, the task of developing effective intelligent assistance systems that allow people with vision problems to achieve maximum independence is important and relevant, as existing systems have a number of drawbacks, such as limited autonomy, limited integration with other devices and systems, limited analysis of dynamic obstacles, and limited user feedback capabilities, which in most cases are restricted to voice guidance. Objective: The objective of this work is to create a generalized functional model of an intelligent assistance system for people with visual impairments, which has enhanced autonomy, integration with other devices and systems, the ability to analyze dynamic objects and predict their movement trajectory, and provide diverse feedback to the user. Tasks: To achieve the set objective, the following tasks were accomplished: a generalized functional model of the proposed intelligent assistance system for people with visual impairments was created; the functional dependencies of the components of the developed model were substantiated; a review of the basic modules of the proposed system model was conducted. Methods: The methods used include functional modeling methods and system analysis methods. Results: The following results were obtained: a functional model of an intelligent assistance system for people with visual impairments was proposed. This system surpasses existing analogs in a number of functional capabilities: detection of static and dynamic obstacles with prediction of dynamic obstacles’ movement trajectory, the ability to operate in various conditions (indoors, outdoors, in light or dark, in different weather conditions), support for integration with other systems and devices, and a high level of autonomy. Conclusions: The developed system model has enhanced autonomy, integration with other devices and systems, the ability to analyze dynamic objects and predict their movement trajectory, and provides diverse feedback to the user.Предметом дослідження є створення системи інтелектуального асистування для людей з вадами зору. У наш час завдання створення ефективних систем інтелектуального асистування, що дають змогу людям, які мають проблеми із зором, отримати максимальну незалежність, є важливою та актуальною, оскільки наявні системи мають низку недоліків, таких як обмежена автономність, обмежена інтеграція з іншими пристроями та системами, обмежений аналіз динамічних перешкод та обмежені можливості зворотного зв’язку з користувачем, які здебільшого зводяться лише до голосового супроводу. Метою роботи є створення узагальненої функціональної моделі системи інтелектуального асистування людям з вадами зору, яка має підвищену автономність, інтеграцію з іншими пристроями та системами, здатність аналізувати динамічні об’єкти та передбачувати траєкторію їхнього руху, забезпечувати різноманітний зворотний зв’язок з користувачем. Для досягнення поставленої мети були виконані такі завдання: створено узагальнену функціональну модель запропонованої системи інтелектуального асистування людям із вадами зору; обґрунтувано функціональні залежності складових модулів розробленої моделі; проаналізовано базові модулі запропонованої моделі системи. Упроваджені такі методи: функціональне моделювання, системний аналіз. Досягнуті результати: запропоновано функціональну модель системи інтелектуального асистування для людей з вадами. Ця система має переваги, якщо порівнювати з наявними аналогами за низкою функціональних можливостей: детектування статичних та динамічних перешкод із передбачення траєкторії руху динамічних перешкод, здатність роботи в різних умовах (у приміщенні, на вулиці, у світлий або темний час, за різних погодних умов), підтримка інтеграції інших систем та пристроїв, високий рівень автономності. Висновки: розробленій моделі системи властиві підвищена автономність, інтеграція з іншими пристроями та системами, здатність аналізувати динамічні об’єкти та передбачувати траєкторію їх руху, а також забезпечувати різноманітний зворотний зв’язок з користувачем
Забезпечення якісних показників фотополімерного 3D-друку за допомогою математичного моделювання і тестових моделей
Get PDFThe subject of the research in the article is the analysis of the influence of technological parameters of photopolymer printing on the appearance of defects in the printing process. Test models for analysis are used, which contain elements that are affected by changes in technological parameters. The purpose of the work is to determine the dependence between the technological parameters of photopolymer printing and the defects that arise because of printing using models for testing. The article addresses the following tasks: analysis of existing test models and determination of model elements and the influence of technological parameters on them. The methods used for the research are mathematical analysis in the form of univariate linear regression and the empirical method. This method consists in comparing and measuring the difference between individual test samples to obtain values that will later be used in regression analysis. The following results were obtained: the dependence of technological factors and their influence on the elements of the test model was determined, which consists in changing the physical dimensions of the test models. With insufficient exposure time, the dimensions of the model are reduced, and defects are created. When the exposure time increases, the dimensions of the model increase linearly, defects appear in the form of holes disappearing or their sizes changing. Conclusions: because of an experimental study, which consists in printing test models and their analysis with the help of linear one-factor regression, the dependence between the exposure time and the physical dimensions of the model was determined and confirmed. Then a method of studying the correspondence of dimensions depending on the exposure time using test models was proposed and mathematical modeling in the form of regression univariate analysis. In the following, it is proposed to determine the influence of the layer height on the exposure time. Further, it is proposed to determine the significance of individual technological factors among themselves and their influence on the defects obtained because of printing. Building a regression analysis model, determining the correlation of technological parameters and their influence on quality indicators. Determination of the coefficient of determination of the constructed model.Предметом дослідження в статті є аналіз впливу технологічних параметрів фотополімерного друку на появу дефектів у процесі друку із використанням тестових моделей, що містять елементи, на яких позначається зміна технологічних параметрів. Мета роботи – визначення залежності між технологічними параметрами фотополімерного друку та дефектами, що виникають унаслідок друку з використанням моделей для тестування. У статті виконуються такі завдання: аналіз наявних тестових моделей і визначення елементів моделі та впливу на них технологічних параметрів. Методи, що впроваджуються: математичний аналіз у вигляді однофакторної лінійної регресії та емпіричний метод, що полягає в порівнянні та вимірюванні різниці між окремими тестовими зразками для отримання значень, які в подальшому використовуватимуться в регресійному аналізі. Досягнуті результати: визначено залежність технологічних факторів та їх вплив на елементи тестової моделі, що полягає в зміні фізичних розмірів тестових моделей, де за умови недостатнього часу експонування розміри моделі зменшуються та утворюються дефекти. У процесі збільшення часу експонування розміри моделі лінійно зростають, виникають дефекти у вигляді зникнення отворів або зміни їх розмірів. Висновки. У дослідженні, що передбачало друк тестових моделей та їх аналіз за допомогою лінійної однофакторної регресії, визначено та підтверджено залежність між часом експонування та фізичними розмірами моделі. Описано метод дослідження відповідності розмірів залежно від часу експонування з використанням тестових моделей і математичного моделювання у вигляді регресійного однофакторного аналізу. Надалі запропоновано визначити вплив висоти шару на час експонування та значущість окремих технологічних факторів, а також установити їх вплив на дефекти, що виникають унаслідок друку. Побудовано модель регресійного аналізу, визначено кореляції технологічних параметрів та їх вплив на показники якості. Установлено коефіцієнт детермінації побудованої моделі
Аналіз та моделювання методів управління роєм безпілотних літальних апаратів
Get PDFSubject matter: Description of existing management methods for an automated mobile system, particularly a swarm of bots. Goal: To conduct a comparative analysis of centralized, decentralized, and distributed management methods to identify their advantages and disadvantages. Tasks: To study various approaches to managing a swarm of bots, analyze their efficiency, reliability, and applicability in different fields. Methods: Theoretical analysis of existing approaches, modeling, and simulation to assess their performance and reliability. The research includes the use of genetic algorithms, swarm algorithms, and artificial potential fields for managing bot trajectories. Results: The conducted analysis shows that centralized methods provide high accuracy and coordination but have limited fault tolerance and scalability. Decentralized methods offer greater flexibility and robustness but may have coordination issues between nodes. Distributed methods provide high autonomy and adaptability but require a reliable communication infrastructure. Genetic algorithms and swarm algorithms are effective for planning bot trajectories but have high computational costs. Conclusions: The use of different management methods depends on the specific requirements and conditions of the task. Centralized methods are suitable for tasks where precision and coordination are important, decentralized methods for tasks requiring flexibility and robustness, and distributed methods for tasks needing autonomy and adaptability. Future research should focus on integrating different approaches to enhance the efficiency and reliability of bot swarm management systems.Предметом дослідження є методи управління для автоматизованої мобільної системи, зокрема роєм БпЛА. Мета роботи – порівняльний аналіз централізованих, децентралізованих і розподілених методів управління для виявлення їх переваг і недоліків. Завдання: аналіз різних підходів до управління роєм БпЛА, оцінювання їх ефективності, надійності та застосовності в різних галузях. Методи: теоретичний аналіз наявних підходів, моделювання й симуляція для оцінювання їх продуктивності та надійності. Дослідження передбачають використання генетичних алгоритмів, ройових алгоритмів і штучних потенційних полів для управління траєкторіями БпЛА. Результати. Проведений аналіз демонструє, що централізовані методи забезпечують високу точність і координацію, але їм притаманні обмежені стійкість до збоїв і масштабованість. Децентралізовані методи забезпечують більшу гнучкість та стійкість, проте вони можуть мати проблеми з координацією між вузлами. Розподілені методи надають високу автономію та адаптивність, але потребують надійної комунікаційної інфраструктури. Генетичні алгоритми та ройові алгоритми ефективні для планування траєкторій БпЛА, однак мають високі обчислювальні витрати. Висновки. Упровадження різних методів управління залежить від конкретних вимог та умов завдання. Централізовані методи ефективні для завдань, де важливі точність і координація, децентралізовані – для завдань, де необхідні гнучкість та стійкість, а розподілені – для завдань, що потребують автономності та адаптивності. Подальші дослідження мають зосередитися на інтеграції різних підходів для підвищення ефективності та надійності систем управління роєм ботів