Journal articles on the topic 'Алгоритм генетичний'

Запропоновано новий квантовий генетичний алгоритм (QGA) із можливістю його практичної реалізації на квантовому комп’ютері. Заборона квантового клонування не дозволяє реалізувати традиційний еволюційний процес, тому використовується гібридна класично-квантова архітектура для QGA. Всі генетичні оператори реалізуються засобами квантового комп’ютера, а допоміжні обчислення, такі як розрахунок функції пристосованості та пошуку найкращої особини популяції, реалізовано на класичному комп’ютері. Для генерації наступних поколінь популяції застосовується томографія квантових станів – відновлення амплітуд квантового стану кубіта за результатами вимірювання його квантового ансамблю.

В статті розглядається модель інформаційної системи e-learning. Мета статті – розробка моделі інформаційної системи e-learning, в якій для пошуку оптимальної структури буде використано апарат генетичних алгоритмів. Базою для створення програмної моделі є математична модель інформаційних взаємозв’язків системи електронного навчання, розгорнутої на гіперконвергентному сервері. Результати. Представлено розроблений програмний комплекс із поясненням запуску при наявності виконавчого файлу. Наведено інтерфейс використання програми відповідними зображеннями. Також надано типовий алгоритм використання програми із вводом початкових даних, збереженням їх у базы даних. Для синтезу інформаційної системи e-learning було досліджено переваги та недоліки генетичного алгоритму. В результаті виведені переваги та недоліки притаманні створеному алгоритму, які також притаманні генетичним алгоритмам взагалі. Висновки. Розроблена програма дозволить підвисити ефективність використання базової гіперконвергентної мережі, а, отже, і підвисити якість функціонування системи e-learning в цілому. Це є необхідною складовою створення такої системи в умовах обмеженого бюджету університету.

Запропоновано алгоритм послідовного аналізу варіантів (ПАВ) для вирішення задачі розподілу віртуальних машин по фізичним серверам у центрах обробки даних. Визначено набір елімінуючих тестів і правил алгоритму ПАВ. Приведено результати експериментальних досліджень для задач різної розмірності. Проведено порівняння запропонованого алгоритму з евристичними і генетичним алгоритмами. Оцінено часові витрати роботи алгоритму ПАВ в залежності від розмірності задачі. Дано рекомендації щодо використання алгоритму ПАВ. Для задач, де необхідна висока точність розподілу, краще використовувати алгоритм ПАВ, оскільки він знаходить оптимальне рішення, тоді як евристичні та еволюційні алгоритми дозволяють швидко отримати ефективне рішення. Швидкість роботи евристичних і еволюційних алгоритмів істотно не залежить від розмірності задачі, проте якість їх рішень поступається алгоритму ПАВ.

Мета: удосконалити діагностичний алгоритм та об’єм дослідження пацієнтів із туберкульозною емпіємою плеври та встановити фактори, які призводять до міні-інвазивного торакохірургічного (VTS, VATS) лікування. Матеріали і методи. Представлено сучасні методи діагностики туберкульозної емпієми плеври, торакоскопічні методи верифікації туберкульозу плеври, емпієми плеври та методи міні-інвазивного хірургічного лікування. Результати. Удосконалено та впроваджено в практику охорони здоров’я для ранньої діагностики туберкульозної емпієми плеври діагностичний алгоритм. Впроваджено цитологічний та молекулярно-генетичний методи верифікації туберкульозної емпієми плеври, методи удосконаленого спеціального обстеження хворих на емпієму плеври та методи біопсії під контролем УЗД, плеврографії, спіральної комп’ютерної томографії із контрастуванням, торакоцентезу та відеоторакоскопії у пацієнтів на різних етапах амбулаторно-поліклінічних та стаціонарних закладів. Висновки. Для діагностики туберкульозної емпієми плеври у доклінічній фазі на сучасному етапі велике значення має пункційна біопсія плеври з бактеріологічними та цитологічними дослідженнями, міні-інвазивна відеоторакоскопія з біопсією горбиків плеври, патогістологічне дослідження казеозних виразок, некрозів та підозрілих на туберкульоз бронхолегеневих фістул.

В даній роботі наводяться результати дослідження ефективності операторної модифікації генетичного алгоритму при розв’язувані задач пошуку глобального мінімуму функцій двох змінних. Для цього розроблено на мові програмування Python програмний модуль, який реалізує запропонований алгоритм, формує певну статистичну інформацію і дозволяє візуалізувати роботу алгоритму. На основі отриманої інформації проведено аналіз ефективності роботи як програми так і самого алгоритму в порівнянні з класичним генетичним алгоритмом і зроблено висновок про ефективність запропонованого операторного алгоритму.

Постановка проблеми. Регламентування надання медичної допомоги дітям з розладами психіки спектру аутизму, які асоційовані з мутаціями/поліморфізмами генів ензи- мів циклу фолієвої кислоти, потребувало розробки відповідного алгоритму надання медичної допомоги. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Генетичний дефіцит фолатного циклу – поширений в популяції генетичний розлад, пов'язаний з порушення процесів метилювання ДНК і гіпергомоцистеїнемією, має різні клінічні прояви протягом різних періодів онтогенезу, зумовлюючи розвиток аутизму у дітей раннього віку. Дані, що містяться у цьому протоколі, базуються на результатах мета-аналізів і систематичних оглядів рандомізованих контро- льованих досліджень, власне рандомізованих контрольованих клінічних досліджень та неран- домізованих контрольованих досліджень, опублікованих в міжнародних наукометричних базах даних рецензованих періодичних видань PubMed, Embase, SCOPUS. Інформація, наведена в про- токолі, значною мірою ґрунтується на даних, наведених і систематизованих в науковій моно- графії (Мальцев Д.В. Розлади спектру аутизму у дітей з дефіцитом фолатного циклу, 2016). Формулювання мети. Мета надання медичної допомоги полягає в забезпеченні прогресу в психічному розвитку та усуненні проявів аутистичності в дитини шляхом забезпечення ней- ропротекторного і нейрорегенераторного ефектів застосовуваних терапевтичних втручань. Виклад основного матеріалу. Нейропротекторний ефект полягає в усуненні або пригніченні механізмів пошкодження ЦНС, – здебільшого імунозалежних процесів (системного запалення, опортуністичних та умовно патогенних інфекцій, антинейронального автоімунітету та ін.). Нейрорегенерація є наслідком активації обміну речовин в ЦНС завдяки ноотропній терапії лі- карських засобів та стимуляції ремієлінізації при проведенні імуноглобулінотерапії. Медична допомога надається етапно, ступінчасто, згідно з сучасним розумінням патогенезу хвороби. Основний препарат – в/в імуноглобулін людини, який має комплексний позитивний вплив на стан ЦНС дітей з розладами спектру аутизму завдяки протизапальному, імуномодулюючо- му, антимікробному та ремієлінізуючому впливам. Протягом курсу терапії, цей препарат поєднують з антимікробними, ноотропними, гепато- та імунотропними ліками, засобами де- токсикації та метаболічної підтримки в певній послідовності згідно з сучасним розумінням патогенезу хвороби і результатами параклінічних лабораторних досліджень, що отримують при катамнестичному спостереженні дитини. Висновки та перспективи подальших до- сліджень. При оцінці ефективності проведеного лікування і визначенні потреби в подальшій терапії згідно протоколу, враховують комплекс чинників, включаючи динаміку психічних роз- ладів за шкалами оцінки важкості розладів спектру аутизму, динаміку скорочення обсягів зон порушеної мієлінізації на МР-знімках головного мозку, зміни біоелектричної активності кори головного мозку на ЕЕГ, відновлення роботи ШКТ за клінічними даними та результатами копрограми, результати лабораторних параклінічних тестів, включаючи ознаки нормалізації імунного статусу, пригнічення автоімунітету до нейронів та зменшення/усунення аномаль- ного мікробного навантаження на організм дитини.

Проаналізовано існуючі способи вирішення задач багатокритеріальної оптимізації в контексті побудови розкладів, а саме: метод логічного програмування з обмеженнями, метод імітації відпалу, метод розфарбовування графу, метод імітаційного моделювання, метод генетичного алгоритму. Досліджено чинні методи побудови та оптимізації планів відновлювальної терапії пацієнтів медичних закладів. Окреслено переваги генетичних алгоритмів відносно інших методів та обґрунтовано доцільність їх використання в задачі багатокритеріальної оптимізації розкладу функціонування медичних установ. на підстаі проведеного дослідження побудовано модель представлення розкладу медичних закладів у вигляді, придатному для використання алгоритмом; визначено структуру хромосоми для задачі; розроблено методи побудови опорного розкладу для подальшої оптимізації з використанням скінченного автомата; наведено еволюційні оператори перетворення розкладу для збільшення його відповідності поставленим критеріям якості. Для оцінки прогресу процесу оптимізації запропоновано використати агрегований критерій, заснований на штрафах за порушення обмежень, накладених на розклад. Подано критерії зупинки роботи алгоритму за умови досягнення глобального оптимального рішення. Розроблено метод багатокритеріальної оптимізації розкладів функціонування медичних установ, заснований на використанні генетичних алгоритмів.

Цел: Да представим алгоритъм, включващ задълбочени клинични, електрофизиологични и генетични изследвания, благодарение на който е поставена правилна диагноза на пациенти с болест на Stargardt и cone-rod дистрофии. Материал и методи: Представяме двама пациенти, на които са извършени пълен офталмологичен преглед, оптична кохерентна томография, фундусова автофлуоресценция и/или флуоресцеинова ангиография, компютърна периметрия и фулфилд и мултифокална електроретинография, чрез които е поставена клиничната диагноза, потвърдена и генетично. Резултати: Част от симптоматиката на пациентите с cone-rod дистрофия, както и някои от клиничните изследвания биха могли погрешно да се интерпретират като болест на Stargardt, но след задълбочени електрофизиологични изследвания, които показват намалена дифузна електрофизиологична активност на конусчетата и в по-малка степен на пръчиците, се налага ревизия на първоначалната клинична диагноза, потвърдена по-късно и генетично. Заключение: Задълбоченото клинично, електрофизиологично и генетично изследване на пациентите с наследствени ретинални дистрофии е от съществено значение за правилната диагноза и избора на терапевтично поведение. Представеният алгоритъм е полезен за диференциално-диагностичното разграничаване на различните видове наследствени ретинални дистрофии, което в някои случаи е много трудно и изисква диференциран подход.

Болестта на Гоше е рядка генетична болест, част от т.н. болести на натрупването, при които липсата или намалената активност на ензима глюкоцереброзидаза, води до натрупването на неразграден субстрат в лизозомите на клетките. Диагнозата на болестта се поставя на базата на редица клинични, лабораторни, генетични и образни изследвания. Златен стандарт в лечението на болестта на Гоше е ензим-заместващата терапия с Imiglucerase. Нова възможност за лечение представлява субстрат-редуциращата терапия с Eliglustat. Тъй като болестта на Гоше засяга различни органи и системи е необходимо пациентите да бъдат проследявани периодично от мултидисциплинарен екип от специалисти, с опит в наблюдението и терапията на заболяването.

Предметом вивчення в статті є метод знаходження інверсних псевдовипадкових блочних перестановок пікселів у зображенні. Метою є розробка "сліпого"методу знаходження інверсних псевдовипадкових блочних перестановок за допомогою генетичних алгоритмів. Завдання: провести аналіз факторів, що впливають на інверсні псевдовипадкові блочні перестановки на зображенні, розробити метод кодування перестановок в генетичних алгоритмах, обґрунтувати вибір цільової функції для оптимізації за допомогою генетичних алгоритмів. Використовуваними методами є: методи цифрової обробки зображень, теорії ймовірності, математичної статистики, криптографії та захисту інформації, математичний апарат теорії матриць. Отримані такі результати. Проведено аналіз факторів, що впливають на інверсні псевдовипадкові блочні перестановки на зображенні. Визначено фактори, що впливають на максимальний розмір блоку, при якому ще можливе знаходження інверсної перестановки. Розроблено метод знаходження інверсних псевдовипадкових блочних перестановок пікселів у пермутованому зображенні за допомогою генетичних алгоритмів. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному. Встановлено, що знаходження інверсних перестановок можливе лише при умові, що розмір блоку є менший за радіус кореляції зображення. Запропоновано ефективний спосіб кодування перестановок, при якому стандартні оператори генетичних алгоритмів будуть породжувати нові і тільки допустимі перестановки. Запропоновано у якості цільової функції використовувати суму квадратів градієнтів. Показано, що дана цільова функція має глобальний мінімум для коректної перестановки, що дозволяє знаходити інверсні блочні перестановки "всліпу" без додаткової апріорної інформації.

Висвітлено проблему контамінації (забруднення об’єктів біологічного походження чужорідною ДНК, яка може призвести до помилкових результатів і відповідно позначитися на результатах досудового розслідування), що виникає під час молекулярно-генетичних досліджень. Сформульовано поняття контамінації. Структуровано джерела її виникнення, виокремлено види. Наголошено на потенційно небезпечних джерелах виникнення контамінації. Описано способи її виявлення та запобігання їй. Запропоновано засоби контролю контамінації, що дають змогу запобігти отриманню псевдопозитивних і псевдонегативних результатів під час встановлення генетичних ознак людини. Розроблено алгоритми застосування методів запобігання виникненню контамінації, її виявлення та усунення, які, убачається, є ефективними інструментами для якісного опрацювання експертами-біологами об’єктів дослідження. Також розроблено рекомендації щодо заходів контролю виникнення контамінації до, під час і після молекулярно-генетичного дослідження.Ключові слова: контамінація; лабораторія; молекулярно-генетичне дослідження; дезоксирибонуклеїнова кислота.

У цьому огляді наведено дані про деякі генетичні чинники чоловічого безпліддя і розглянуто методи, що можуть бути використані для його діагностики. Серед генетичних чинників виділяють зміни генетичного апарату на рівні гена (мутації), хромосом (хромосомна аберація), тотальної ДНК (дисперсія хроматину і фрагментація ДНК). Окрім стандартних цитогенетичних методів обстеження, спермограми й ДНК-діагностики, існує ряд молекулярно-цитогенетичних методів, таких як FISH, TUNEL, SCSA, SCGE, SCD. Поглиблене вивчення сперми безплідних чоловіків на декількох рівнях організації генетичного матеріалу дозволить оцінити інформативність кожного методу окремо і в комплексі, а також розробити оптимальний алгоритм для проведення діагностики з метою вибору найбільш ефективного методу лікування чоловічого безпліддя.

В статті розглядається проблема побудови транспортних маршрутів ГВС. Пропонується метод вирішення даної задачі як задачі комівояжера за допомогою генетичного алгоритму. Проводиться аналіз існуючих методів рішення задачі комівояжера, з виявленням сильних та слабких сторін, а також обґрунтування причин використання генетичного алгоритму. Будується структура алгоритму для конкретної задачі і на прикладі автор рішає типову задачу за допомогою генетичного алгоритму. Здійснюється дослідження початкової конфігурації алгоритму для даної задачі та проводиться аналіз досліджень для виявлення оптимальної. В результаті автор робить висновок, що використання евристичного генетичного алгоритму є доцільним в задачах з великою кількістю вхідних даних, де рішення точними методами перебору займає недопустимо багато часу і не може використовуватись на практиці.

На сьогодні спостерігається тенденція збільшення складності математичних і формальних моделей реальних систем і процесів управління. Це пов’язано з необхідністю підвищення адекватності цих моделей та врахування якомога більшої кількості факторів, які впливають на процеси прийняття рішень. Традиційні методи побудови моделей не приводять до задовільних результатів, коли описання проблеми, що підлягає вирішенню, с самого початку є неточним і неповним. Прагнення отримати всю вичерпну інформацію для побудови точної математичної моделі скільки-небудь складної реальної ситуації може привести лише до втрати часу та коштів, оскільки це може бути в принципі неможливо. До недавнього часу при проектуванні і дослідженні систем автоматизованого управління і систем інтелектуальної підтримки процесів підготовки і прийняття рішень використовувалися два великі класи математичних моделей і методів: один з них представлений детермінованими, а другий ймовірними моделями. Сьогодні відбувається бурхливий розвиток і все більш широке застосування в різних областях третього, абсолютно нового класу моделей і методів, заснованих на принципах теорії нечітких множин. Набув розвитку такий новий напрямок, як м’які обчислення, за допомогою яких стало можливим оптимізувати нечіткі моделі. Використання методів оптимізації дозволило будувати адекватні моделі процесів і систем навіть при достатньо грубій початковій нечіткій моделі. Однак у системах, заснованих на нечіткому підході, особливо при великій кількості змінних, практично неможливо врахувати синергізм, що може виникати при сумісній появі деяких конкретних значень окремих змінних, та неможливо забезпечити облік відмінностей у важливості факторів, що впливають на прийняття рішення. Зокрема в даній роботі генетичні алгоритми використано як оптимізаційні методи, що дозволяють мінімізувати відстань між бажаним та модельним результатом логічного висновку. На основі генетичних алгоритмів навчання нечітких регресійних моделей розроблено інтелектуальну систему підтримки прийняття рішень при діагностуванні параметрів режимів зрошення. Таку систему впроваджено у процес визначення строків та норм поливу при зрошенні овочевих культур сімейства пасльонових. Розроблена система підтримки прийняття рішень дозволяє в залежності від вибору режиму зрошення визначати потребу рослин у воді і або отримувати високі врожаї на фоні раціонального використання води, або заощаджувати водні ресурси при певних втратах врожаю, що з економічної точки зору є доцільним в порівнянні з витратами на подачу додаткових об’ємів поливної води для досягнення максимальних врожаїв

Актуальним питанням на сьогодні залишається збереження екологічно чистих територій, а також не менш важливим є питання прогнозування повеней і паводків на території України. Для вирішення цього питання запропоновано метод моделювання стану ґрунтів, шляхом застосування штучних нейронних мереж, а також система інтелектуальної підтримки прийняття рішень за результатами прогнозування рівня води в річках. В основу комп'ютерної системи покладено спеціалізоване програмне забезпечення, що ґрунтується на методі побудови математичних моделей на принципах генетичних алгоритмів. Використання ідей генетичних алгоритмів до побудови математичних моделей дає змогу не тільки вибрати оптимальну за структурою адекватну модель, але й значно зменшити число обчислень під час перебору моделей.

У результаті дослідження розроблено інтелектуальну систему підтримки прийняття рішень для діагностування цукрового діабету, яка базується на моделях машинного навчання. Розроблено модифікований генетичний метод оптимізації параметрів нейронної мережі. Модифікація простого генетичного алгоритму, яку реалізовано в рамках виконання проєкту, дозволяє пришвидшити виконання підбору параметрів навчання нейронних мереж і підвищити результуючий показник точності порівняно з базовою версією простого генетичного алгоритму, за рахунок модифікації оператора мутації, а також, зміненого підходу до вибору особин для схрещення. Розроблена модель призначена для застосування у сфері медичного обслуговування та дозволяє з певною точністю визначати наявність ризику захворюваності пацієн-та на цукровий діабет за клінічними показниками стану здоров’я. Результатом застосування даної моделі є зменшення ймовірності по-милки лікаря, підвищення впевненості лікаря в прийнятому рішенні при постановці діагнозу та більша кількість врятованих життів за рахунок постановки вірного та своєчасного діагнозу.

Конкурентоспроможність швидкісних пасажирських перевезень в Україні цілком залежить від швидкості впровадження компаніями-операторами логістичних принципів управління, які спираються на сучасні цифрові технології. Вирішення однієї з найважливіших тактичних задач управління швидкісними залізничними системами – задачі планування маршрутів швидкісних поїздів на полігоні, який являє собою розгалужену залізничну мережу, з метою максимізації пасажиропотоків і одночасної мінімізації експлуатаційних витрат, пов’язане зі значною обчислювальною складністю. Дослідження присвячено розробленню процедури оптимізації математичної моделі, яка становить собою цільову функцію, що відображає оптимізаційні критерії, та систему технологічних обмежень. Сформована процедура базується на застосуванні сучасного евристичного методу оптимізації – методу генетичних алгоритмів, який є складовою частиною таких сучасних напрямів, як штучний інтелект та м’які обчислення. Застосування генетичних алгоритмів надало можливість вирішення складної задачі планування маршрутів швидкісних поїздів на залізничному полігоні, яку можна класифікувати як задачу комбінаторної оптимізації великої розмірності. Сформовану процедуру було реалізовано у вигляді програмного забезпечення у середовищі Matlab. Ефективність цієї процедури було перевірено в ході моделювання, в результаті якого було отримано оптимальну схему маршрутів швидкісних поїздів на залізничному полігоні

У даній статті розглянуто низку концепцій, що використовуються в ігровому штучному інтелекті (скорочено "ігровий ШІ"). У цій роботі наведено методи, доступні для вирішення проблем у галузі ігрового ШІ. Розглянуто проблеми ігрового ШІ у широкому розумінні, що включає все, від простих закодованих шаблонів, до нейронних мереж та генетичних алгоритмів.

У даній статті розглянуто низку концепцій, що використовуються в ігровому штучному інтелекті (скорочено "ігровий ШІ"). У цій роботі наведено методи, доступні для вирішення проблем у галузі ігрового ШІ. Розглянуто проблеми ігрового ШІ у широкому розумінні, що включає все, від простих закодованих шаблонів, до нейронних мереж та генетичних алгоритмів.

The purpose of this article is to develop the necessary mathematical description of the method of the uncentered principal component analysis for the optimization of the genetic algorithm. A secondary goal is to evaluate the approximations for its application for HEP data analysis and to develop its program implementation for genetic algorithm together with a new operator based on the method of the uncentered principal components (UPCA-operator) and to check its efficiency on the example benchmark tests.

Обґрунтування. Результати п’яти мета-аналізів рандомізованих контрольованих клінічних досліджень свідчать про асоціацію генетичного дефіциту фолатного циклу (ГДФЦ) і розладів спектру аутизму (РАС) у дітей. В таких випадках формується імунодефіцит та імунна дисрегуляція, що знижує резистентність до деяких мікроорганізмів.Мета дослідження: вивчити структуру мікробного спектру у дітей з РАС, пов’язаними з ГДФЦ, згідно з накопиченою дотепер доказовою базою і вивчити асоціацію виявлених мікроорганізмів з показниками імунного статусу для покращення розуміння патогенезу енцефалопатії та удосконалення алгоритмів діагностики, моніторингу і лікування.Матеріали і методи. Ретроспективно проаналізовано медичні дані 225 дітей віком від 2 до 9 років з ГДФЦ, у яких відзначалися клінічні прояви за типом РАС (досліджувана група; ДГ; 183 хлопчиків і 42 дівчинки). До контрольної групи (КГ) віднесли 51 клінічно здорову дитину (37 хлопчиків та 14 дівчаток) аналогічного вікового розподілу, які не страждали на ГДФЦ. Спеціальне лабораторне обстеження дітей груп спостереження проводили з урахуванням сучасних уявлень щодо мікробного спектру у пацієнтів з РАС згідно з публікаціями в PubMed і Embase. Для вивчення асоціацій між досліджуваними показниками застосовували показник відношення шансів (odds ratio, OR) та 95% довірчий інтервал (95% СІ). Дослідження виконувалося як фрагмент науково-дослідної роботи на замовлення МОЗ України (№ держреєстрації 0121U107940).Результати та їх обговорення. TTV відзначався в 87%, HHV-7 – 79%, HHV-6 – 68%, EBV – 59%, Streptococcus pyogenes – 46%, Candida albicans – 41%, Borrelia – 34%, Mycoplasma pneumoniae – 27%, Chlamydia pneumoniae – 26%, Yersinia enterocolitica – 23%, Toxoplasma gondii – 19%, перенесена природжена CMV нейроінфекція – 7%, наслідки HSV-1/2-нейро-інфекції – 5% випадків в ДГ (р<0,05; Z<Z0,05). HHV-6, HHV-7 та EBV були асоційовані з дефіцитами NK-, NKT- та СD8+ цитотоксичних Т-лімфоцитів. ТТV також був асоційований з дефіцитами NK- та NKT-лімфоцитів, однак не з дефіцитом СD8+ цитотоксичних Т-клітин. Стрептококова інфекція була пов’язана з гіпо- і дисімуноглобулінемією, а також – дефіцитом мієлопероксидази. Кандидоз був асоційований тільки з дефіцитом мієлопероксидази. Токсоплазмоз відзначався при дефіциті СD4+ Т-хелперів та комбінованих порушеннях імунітету. Наслідки природженої CMV-нейроінфекції мали місце тільки при комбінованих порушеннях імунітету. Висновки. Для дітей з РАС, асоційованими з ГДФЦ, характерним є специфічний мікробний спектр з переважанням інтрацелюлярних опортуністичних та умовно патогенних мікроорганізмів, який визначається особливостями порушень в імунному статусі, спровокованих ГДФЦ, що має визначати алгоритм раціонального мікробіологічногопошуку, оцінки імунного статусу, проведення антимікробного та імунотропного лікування.

Актуальність теми дослідження. На сучасному етапі розвитку інформаційних систем та технологій, які базуються на математичних моделях теорії штучного інтелекту (методах та схемах алгоритмічних дерев класифікації), виникає принципова проблема вузької спеціалізації наявних підходів та методів у соціально-економічних, екологічних та інших системах первинного аналізу та обробки великих масивів інформації. Задачі, які об’єднуються тематикою розпізнавання образів, дуже різноманітні та виникають у сучасному світі в усіх сферах економіки та соціального контенту діяльності людини, що приводить до необхідності побудови та дослідження математичних моделей відповідних систем. На сьогодні немає універсального підходу до їх розв’язання, запропоновано декілька досить загальних теорій та підходів, що дозволяють вирішувати багато типів (класів) задач, але їх прикладні застосування відрізняються досить великою чутливістю до специфіки самої задачі або предметної області застосування. Представлена робота присвячена проблемі моделей логічних та алгоритмічних дерев класифікації (схем ЛДК/АДК), пропонує оцінку складності структур алгоритмічних дерев (моделей дерев класифікації), які складаються з незалежних та автономних алгоритмів класифікації і будуть являти собою певною мірою новий алгоритм розпізнавання (зрозуміло, що синтезований із відомих схем, алгоритмів та методів). Постановка проблеми. Нині актуальні різні підходи до побудови систем розпізнавання у вигляді дерев класифікації (ЛДК/АДК), причому інтерес до методів розпізнавання, які використовують дерева класифікації, викликаний багатьма корисними властивостями, якими вони володіють. З одного боку, складність класу функцій розпізнавання у вигляді моделей дерев класифікації, при визначених умовах, не перевищують складності класу лінійних функцій роз-пізнавання (простішого з відомих). З іншого – функції розпізнавання у вигляді дерев класифікації дозволяють виділити в процесі класифікації як причинно-наслідкові зв’язки (та однозначно врахувати їх у подальшому), так і фактори випадковості або невизначеності, тобто врахувати одночасно і функціональні, і стохастичні відношення між властивостями та поведінкою всієї системи. При цьому відомо, що процес класифікації нових, таких, що досі не зустрічалися, об’єктів світу багатьох тварин і людей (за винятком об’єктів, інформація про які передається генетичним шляхом (наслідковим), а також в деяких інших випадках), відбувається за так званим логічним деревом рішень (у зв‘язку з нейромережевою концепцією). Зрозуміло, що доцільно не розробляти новий алгоритм, а запропонувати деяку концепцію раціонального використання вже накопиченого потенціалу алгоритмів та методів класифікації у вигляді моделей алгоритмічних дерев класифікації (структур АДК). Саме тому ця робота має намір хоча б частково подолати ці обмеження та присвячена оцінці складності процедури побудови моделей алгоритмічних (логічних) дерев класифікації в галузі задач розпізнавання. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У дослідженні розглянуті останні наукові публікації у відкритому доступі, які присвячені загальній проблемі підходів, методів, алгоритмів та схем розпізнавання (моделей ЛДК/АДК) дискретних об’єктів (дискретних зображень) у задачах розпізнавання образів (теорії штучного інтелекту). Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Можливість простого та економного методу побудови моделі алгоритмічного дерева класифікації (або структур АДК/ЛДК) та оцінка складності такої процедури (моделі структури АДК/ЛДК) на основі початкових масивів дискретної інформації великого об’єму. Постановка завдання. Дослідження актуального питання складності загальної процедури побудови алгоритмічного дерева класифікації (моделі АДК) на основі концепції поетапної селекції наборів незалежних алгоритмів класифікації (можливих їх різнотипних множин та сполучень), яке для заданої початкової навчальної вибірки (масиву дискретної інформації) будує деревоподібну структуру (модель класифікації АДК), з набору алгоритмів оцінених на кожному кроці схеми побудови моделі за даною початковою вибіркою. Виклад основного матеріалу. Пропонується оцінка складності процедури побудови алгоритмічного дерева класифікації для довільного випадку (для умов слабкого та сильного розділення класів навчальної вибірки). Розв’язок цього питання має принциповий характер, щодо питань оцінки структурної складності моделей класифікації (у вигляді деревоподібних конструкцій), структур АДК дискретних об’єктів для широкого класу прикладних задач класифікації та розпізнавання в плані розробки перспективних схем та методів їх фінальної оптимізації (мінімізації) конструкції. Це дослідження має актуальність не лише для конструкцій алгоритмічних дерев класифікації, але й дозволяє розширити саму схему оцінки складності і на загальний випадок структур логічних дерев класифікації. Висновки відповідно до статті. Досліджені питання структурної складності конструкцій ЛДК/АДК, запропонована верхня оцінка складності для процедури побудови алгоритмічного дерева класифікації в умовах слабкого та сильного розділення класів початкової навчальної вибірки.

A class of genetic algorithms for solving the 2D Strip Packing Problem is investigated. The theoretical analysis of the complexity of implementing decoders MERA and BLF is done. Original implementations of these MERA and BLF decoders enhanced with a number of heuristic optimizations are proposed. Genetic algorithm for solving the 2D Strip Packing Problem for special cases (allowed/forbidden objects rotation by 90°) with the use of MERA/BLF decoders is proposed. Extensive computational experiments with well-known instances are performed to analyze different configurations of basic parameters of proposed genetic algorithm. The comparison of the obtained algorithm with other known algorithms is given.

На сучасному етапі розвитку світового виробництва проблема створення і управління великими складними територіально-розподіленими системами зайняла центральне місце як в науці, так і в розвитку суспільства. Зазвичай великі складні розподілені системи вимагають для своєї діяльності великих пулів ресурсів-матеріальних, людських, фінансових, енергетичних, адекватне управління котрими неможливо без застосування інтелектуальних інформаційних технологій. Одною із основних тенденцій розвитку інформаційних технологій та інформаційних систем є проблема інтеграції зазначених технологій та систем з існуючими та майбутніми виробничими та соціально-економічними структурами і відповідними системами управління. В роботі представлені результати розробки і впровадження комплексу інформаційних технологій для оптимізації управління складними розподіленими системами в контексті обраного критерію мінімізації вартості витратної частини бюджету. Методологія досліджень базується на основі теорії систем та системного аналізу, гібридних генетичних алгоритмів, теорії нечітких множин, методу групового урахування аргументів. Наведені результати верифікації запропонованих інформаційних технологій на об’ектах різних предметних областей – агровиробництва, енергетичної галузі, логістики. Процент оптимізації витратної частини виробничого або процесного циклу знаходиться в інтервалі від 4,6% до 28%.

Наведено результати дослідження генотипів сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) із використанням молекулярних маркерів на підстаі генетичного поліморфізму довжини інтронів генів дефензинів PsDef1-4. Виявлено високу інформативність маркерів на підстаі інтрону гена PsDef2 (IPL-PsDef2) для дослідження внутрішньовидового поліморфізму в сосни звичайної. Встановлено межі осередка інфекції кореневої губки (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.) в сосновому насадженні за допомогою полімеразно-ланцюгової реакції (ПЛР) із використанням видоспецифічних праймерів. Проведено ДНК-профілювання модельних дерев способом електрофоретичного розділення ампліконів IPL-PsDef2 маркерів. За результатами поліморфізму довжини інтронів генів дефензинів здійснено кластеризацію генотипів сосни звичайної із використанням алгоритму UPGMA. на підстаі дендрограми виділено два кластери генотипів зі 100 % бутстреп підтримкою, які відрізняються за стійкістю до кореневої губки. Методом К-середніх визначено значущість кожного з ампліконів для диференціації генотипів сосни на групи. Виявлено амплікони, які можуть бути генетичними маркерами для оцінки потенційної стійкості генотипів сосни звичайної до кореневої губки. Отримані дані щодо поліморфізму локусів генів дефензинів, а також результати кластерного аналізу вказують на перспективність використання IPL-PsDef2 маркерів для генотипування сосни звичайної.

Аналізуються найбільш поширені засоби та підходи до моделювання поведінки агентів в інформаційно-комунікаційних системах. Зокрема розглянуті таки засоби як агентне моделювання, штучні нейронні мережі, нечітка логіка, генетичні алгоритми, підходи, засновані на знаннях, ланцюги Маркова і ін. Крім класичних засобів та підходів розглянуто також нові прикладні методи, а саме: людино-центрована система, аналіз відео, накопичувач даних, що керується даними, динамічні чинники. В результаті проведеного аналізу отримані висновки про поточний стан питань моделювання поведінки людини. Визначено, що існує значна кількість підходів, і всі вони мають свої переваги і недоліки. Тому неможливо визначити оптимальний підхід до моделювання поведінки людини, але можна визначити мету, для якої застосування того чи іншого підходу може бути рекомендовано. В роботі наведена схема з інформацією, із зазначенням можливих рішень для подолання обмежень різних підходів. Аналіз цих даних показав, що агентно-орієнтований підхід вирішує більшість проблем і знімає обмеження, характерні для інших методологій. Це підтверджується тим фактом, що агентне моделювання є гнучким підходом, який широко використовується в багатьох контекстах моделювання поведінки людини

У статті висвітлено проблему використання методів оптимізації конструкцій інженерами, які практикують. Розглянуто сфери ефективного застосування методів оптимізації під час проєктування будівельних конструкцій: розробку будівельних конструкцій принципово нового типу, проєктування споруд для використання у незвичайних умовах, удосконалення багатосерійних конструкцій, а також проєктування об’єктів дуже високої одиничної вартості. Обґрунтовано доцільність постановки та розв’язку задач оптимального проєктування металевих конструкцій, виготовлених із холодногнутих профілів. Для металевих конструкцій, що виготовляються з застосуванням тонкостінних холодногнутих профілів, основним сенсом рішення задач оптимізації є їхня висока повторюваність. Такі конструкції стали популярними у будівництві малоповерхових комерційних, легких промислових та сільськогосподарських споруд з невеликими прольотами, а їх виробництво побудовано на принципах виготовлення масового індустріального продукту. Наведено постановки задач пошуку оптимальних проєктних рішень стержневих конструкцій із холодногнутих профілів. Сформульовано задачу оптимізації розмірів поперечних перерізів стержневих елементів із холодногнутих профілів, задачу пошуку оптимальної форми холодногнутого профілю, задачу побудови оптимального сортаментного ряду холодногнутих профілів заданого типу, а також задачу пошуку оптимальних параметрів стержневих конструкцій каркасів будівель, виготовлених із холодногнутих профілів. Запропоновано генетичні алгоритми як метод розв’язку задач оптимального проєктування конструкцій із холодногнутих профілів. Наведено огляд праць у галузі оптимального проєктування стержневих конструкцій із холодногнутих профілів.

Діагностика тромбофілії та патогенетичне лікування її клінічних проявів супроводжується рядом труднощів, що зумовлено без- або малосимптомним перебігом хвороби та недостатньою обізнаністю лікарів щодо критеріїв діагностики цієї патології. Мета – підвищення рівня діагностики і вибору адекватного лікування пацієнтів з тромбофілією, ускладненою гострим інфарктом міокарда, шляхом детального аналізу та клініко-лабораторного розбору власного клінічного випадку. Матеріал і методи. Системний аналіз, бібліосемантика та аналіз випадку захворювання конкретного пацієнта з тромбофілією, дослідження генетичного поліморфізму, асоційованого з тромбофілією. Пошук джерел здійснювався за допомогою науково-статистичної бази даних медичної інформації PubMed-NCBI. Результати. При відсутності чітких причинних факторів високого ризику розвитку гострого інфаркту міокарда (стенозуючого атеросклерозу) та при наявності рецидивних тромбозів різної локалізації пацієнтам показане обов’язкове обстеження з метою підтвердження (виключення) вродженої або набутої тромбофілії, що в подальшому визначає програму профілактики повторних епізодів спонтанного тромбозу. З цією метою було проведено дослідження генетичного поліморфізму, асоційованого з ризиком тромбофілії, у хворого з рецидивними венозними (ілеофеморальним) та артеріальними (коронарним) тромбозами. Прогностично найнесприятливішою була наявність у хворого поліморфізму алелів 4G/4G гена серпін-1 (РАІ-1), який є антагоністом тканинного активатора плазміногену і сприяє зниженню фібринолітичної активності крові, що підвищує ризик коронарних порушень в 1,3 раза. Одночасно у хворого діагностовано поліморфізм алелів С/Т гена ITGA2 (інтегрину альфа-2), який відповідає за функцію тромбоцитарного рецептора до колагену і сприяє збільшенню швидкості адгезії тромбоцитів, що підвищує ризик інфаркту міокарда в 2,8 раза. Також важливо вказати на таку особливість генетичних порушень у даного пацієнта, як поліморфізм алелів G/T гена F13, для якого характерне зниження фактора VIII згортання крові, що в кінцевому результаті призводить до зменшення ризику венозного тромбозу, але на фоні антикоагулянтної терапії цей ризик може суттєво зростати (12–20 %). Отримані результати обґрунтували переведення хворого з прийому ксарелто на довготривале вживання прямих низькомолекулярних гепаринів (фондапаринукс). Висновки. У хворих з діагностованою тромбофілією необхідно використовувати персоніфікований підхід до вибору антитромботичних засобів лікування та профілактики повторних тромбозів шляхом визначення у пацієнта певного поліморфізму генів та форми тромбофілії.

У роботі наведена запропонована структура логі-стичної компоненти системи управління великимисільськогосподарськими підприємствами. За рахунокорганізації логістичної компоненти за модульнимпринципом оптимізується процес вбудовування її взагальну структуру ERP-системи. Всі задачі, що ви-рішуються, розбиті на класи в залежності від етапуїх реалізації. В якості математичного апарату длявирішення завдань логістичної компоненти пропону-ються: апарат нечітких множин, генетичні алгори-тми, методи оптимального послідовно-паралельногоупорядкування робіт у системах із неідентичнимиоб'єктами. The work presents the proposed structure of logistic system components control major agricultural producing enterprises. Due to the organization of the logistics components of the modular design is optimized process of embedding it into the overall structure of the ERP-system. All tasks are divided into classes depending on the stage of their implementation. As a mathematical methods to solve logistic tasks components are available apparatus of fuzzy sets, genetic algorithms, methods of optimal sequential-parallel ordering works in systems with non-identical objects.

Klymenko V., Drobova N.Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease with a multiple organ type of lesion and life-threatening respiratory disorder. The purpose of the study was to improve medical care for patients with CF by treatment individualization according to the prediction of the respiratory tract complications development. The study involved 42 children with CF. Patients were divided into 2 groups: main (with bronchiectasis) and control (without bronchiectasis) group. One hundred twelve clinical and paraclinical indices were analyzed. After that thelogistic regression method with step-by-step incorporation of predictors was used to analyze the features and to select meaningful criteria for prognosis. The mathematicalmodel for predicting bronchiectasisdevelopment in children with CF was created. It should help to make an individual algorithm for treatment using non-specific research methods in order to prevent the progression of morphological changes in the respiratory tract in patients with CF.Key words: children, cystic fibrosis, bronchiectasis, mathematical model, predicting. РезюмеПРОГНОЗУВАННЯ РИЗИКУ РОЗВИТКУ БРОНХІЕКТАЗІВ У ДІТЕЙ З МУКОВІСЦИДОЗОМ Кліменко В., Дробова Н.Муковісцидоз (МВ) - це генетичне захворювання з поліорганним характером патології та життєво-небезпечним ураженням респіраторної системи. Метою дослідження було удосконалення надання медичної допомоги хворим на МВ шляхом індивідуалізації терапії з урахуванням прогнозу розвитку бронхоектазів. Обстежено 42 дитини з діагнозом МВ. Пацієнти були розділені на 2 групи: головна (з бронхоектазами) та контрольна (без бронхоектазів). Проаналізовано 112 клініко-параклінічних показників. За допомогою методу логістичної регресії з покроковим включенням предикторів для аналізу функцій та вибору значущих критеріїв було створено математичну модель для прогнозування розвитку бронхоектазів у дітей із МВ. Модель дозволить своєчасно за допомогою неспецифічних методів дослідження складати індивідуальний алгоритм лікування хворого з метою попереджання прогресування морфологічних змін респіраторного тракту.Ключові слова: діти, муковісцидоз, бронхоектази, математична модель, прогнозування. РезюмеПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКА РАЗВИТИЯ БРОНХОЭКТАЗОВ У ДЕТЕЙ С МУКОВИСЦИДОЗОМКлименко В., Дробова Н.Муковисцидоз (МВ) - генетическое заболевание с полиорганным характером патологии и жизнеугрожающим поражением респираторной системы. Целью исследования стало усовершенствование оказания медицинской помощи больным МВ путем индивидуализации терапии с учетом прогноза развития осложнений со стороны респираторного тракта. Обследовано 42 ребенка с диагнозом МВ. Пациенты разделены на 2 группы: основная (с бронхоэктазами) и контрольная (без бронхоэктазов). Проанализировано 112 показателей. С помощью метода логистической регрессии с пошаговым включением предикторов для анализа функций и выбора значимых критериев была создана математическая модель для прогнозирования развития бронхоэктазов у детей с МВ. Модель позволяет своевременно с помощью неспецифических методов исследования составлять индивидуальный алгоритм лечения больного с целью предотвращения прогрессирования морфологических изменений респираторного тракта у больных МВ.Ключевые слова: дети, муковисцидоз, бронхоэктазы, математическая модель, прогнозирование.

Розвиток людини, суспільства й економіки має спрямованість у майбутнє, що знайшло відображення у виникненні таких понять, як «передбачення», «прогноз». Прогнозування («наукове передбачення») – це та сторона пізнавальної діяльності суб’єкта, результатом якого є одержання знань про майбутні події.Моделі складних систем, таких як фінансові ринки, не завжди можуть давати однозначні рекомендації або прогноз.Серед факторів, що характеризують динаміку ринку та впливають на неї, є велика кількість даних нечислової природи, значення яких мають імовірнісну природу.Для подолання проблем, з якими доводиться зіштовхуватися при аналізі фінансової ситуації, робляться спроби застосування таких розділів сучасної фундаментальної й обчислювальної математики, як нейрокомп’ютери, теорія стохастичного моделювання (теорія хаосу) і теорія ризиків, теорія катастроф, синергетика й теорія систем, що самоорганізуються (включаючи генетичні алгоритми), теорія фракталів, нечіткі логіки й навіть віртуальна реальність.Правильне розуміння ситуації на ринку, аналіз його динаміки, прогнозування поводження ринку приводить до обґрунтованого прийняття рішень.Основна мета роботи полягала у розробці програмного забезпечення для дослідження динаміки й прогнозування курсу цінних паперів.Вiдповiдно до мети, було необхiдно вирiшити наступнi задачi:Розглянути основні підходи до аналізу ринку цінних паперів.Дослідити можливості програмного комплексу MetaTrader 4 по керуванню ринком цінних паперів.Проаналізувати можливості мови MQL 4 по створенню ринкових індикаторів і експертних систем аналізу ринку цінних паперів.Розробити й протестувати індикатор для аналізу динаміки курсів валют і експертну систему для короткочасного прогнозування й прийняття рішень на валютному ринку.Аналіз літератури з проблеми дослідження дозволив виділити наступні суттєві характеристики об’єкта дослідження:валютний ринок Forex має високу ліквідність;відсутність обмежень за часом роботи забезпечує неперервність процесу дослідження;децентралізованість забезпечує незалежність від локальних геополітичних факторів;велика кількість учасників ринку дозволяє абстрагуватися від індивідуальних особливостей гравців;об’єкт дослідження являє собою складну систему з великою кількістю нелінійних зв’язків.Виділені властивості валютного ринку дозволяють розглядати його як динамічну систему, що може бути проаналізована. Прогноз стану системи є актуальною проблемою, безпосередньо пов’язану з отриманням прибутку.Розгляд алгоритмів отримання якісних і кількісних характеристик ринку засобами фундаментального, технічного та комп’ютерного аналізу дозволив зробити наступні висновки:1. На практиці можна знайти випадки, коли кожен з представлених підходів до аналізу ринку дасть прийнятний результат. Для трейдерів, що не є ринкоутворювачами, найбільш прийнятним є комп’ютерний індикаторний аналіз з автотрейдингом за короткочасними прогнозами.2. Автоматичні індикатори є ефективним засобом графічного аналізу часових рядів, надаючи трейдеру можливість прийняття обґрунтованого рішення.3. При розробці експертної системи для робочого місця трейдера необхідно розрізняти поняття «прогнозування руху цін на ринку», з одного боку, та «ігрові робочі гіпотези», зважені за ймовірністю подій, з іншого.4. Критеріями вибору трейдингової системи є підтримка великого набору індикаторів і експертів, можливість розширення системи компонентами користувача, наявність вбудованої мови програмування та локалізація.В результаті дослідження було створено експертну систему, призначену для автоматичного ведення торгів на ринку цінних паперів. Експертна система реалізована засобами мови програмування MQL 4, що вбудована в термінал MetaTrader 4.Розгляд підходів до написання технічних індикаторів та експертних систем для підтримки прийняття рішень на основі аналізу динаміки курсу цінних паперів та короткочасного прогнозування дозволило зробити наступні висновки:Мова програмування MQL 4 має всі необхідні інструменти для забезпечення якісного технічного аналізу курсу валют.Можливість написання та тестування експертів в торговій системі MetaTrader дозволяє користувачу створити систему торгівлі, що приносить прибуток.Аналіз присутніх на ринку торгових систем виявив типові помилки в написанні експертних систем, що були враховані при розробці власного автотрейдингового експерта.Подальший розвиток даної роботи планується у напрямку дослідження динаміки валютних ринків з метою удосконалення алгоритмів прогнозування курсу та оптимізації роботи торгових експертних систем із застосування механізму нейронних мереж.

Розглянуто сутність основних понять і шляхів становлення та розвитку нового міждисциплінарного напряму наукових досліджень — соці- альної архетипіки (архетипів колективного несвідомого) як психологічного підґрунтя становлення та розвитку суспільства, його національно-культур- ної ідентичності. Розроблено візію стосовно архетипного взаємозв’язку між свідомістю ок- ремих особистостей і суспільною свідомістю загалом, впливу архетипів ко- лективного несвідомого на здатність людини до самовираження, самоствер- дження і набуття нового демократичного світогляду, на який здійснюють свій вплив як генетична спадщина людини, так і архетипи колективного не- свідомого, що позначають себе від дитячого віку. Розглянуто можливості теоретико-методичного конструювання “архети- пу української молоді”, починаючи з першооснов її життя. За основу такої реалізації взято вітчизняну аналітико-синтетичну модель “Універсального епохального циклу”. Згідно з цією моделлю життєвий шлях людини розгля- дається за періодами, сукупність яких, власне, й становить міні-модель “жит- тєвого циклу людини”. Означений підхід доповнюється особливостями та загальним змістом “архетипних складників”, що виявляють себе на кожному етапі життєвого шляху людини. У контексті підходу обґрунтовано доцільність створення каскадного про- цесу розробки і запровадження комп’ютерних ігор як інструменту моделю- вання розумових здібностей і психологічних якостей особистості на кожному етапі життєвого шляху людини. Метою ігор пропонується вибрати розвиток духовності, соціальності, патріотизму та інших важливих суспільних ціннос- тей особистості. Конструювання соціальних процесів пропонується здійс- нювати з урахуванням принципів спадкоємності, взаємозв’язку, конкретних умов життя і особливостей етапів соціалізації людини та їх спрямування на досягнення цілей розвитку суспільства і послідовного зростання складності завдань з використанням інноваційних методів їх вирішення у контексті ста- лого розвитку країни. Для розроблення такого “інтелектуального алгоритму” інноваційних тех- нологій, створення підґрунтя розвитку “архетипу української молоді” про- понується залучити фахівців різних галузей знань, які найбільш чутливі до розуміння глибинної (психосоціальної або архетипної) сутності молодіжної вікової когорти.

Досліджено важливу проблему ерозії ґрунтів. Виконано аналіз методів дослідження ерозійних процесів та головних чинників, що призводять до ерозії ґрунтового покриву сільськогосподарських земель. Визначено, що одним з основних чинників виникнення ерозії ґрунтів є рельєф місцевості, а саме такі його характеристики, як крутизна, експозиція і довжина схилів. Ці характеристики часто об'єднують і називають топографічним чинником, який найповніше відображає вплив рельєфу на ерозійні процеси. Запропоновано використовувати геоінформаційні технології для оцінювання ступеня еродованості земель. За даними топографічного знімання з допомогою пакету програм Surfer створено цифрову модель рельєфу ділянки фермерського господарства, що розташована в Рогатинському районі Івано-Франківської області. За результатами цифрового моделювання розроблено карти крутизни та експозиції схилів. На підставі цих карт за розробленими алгоритмами визначено довжини схилів для кожної точки цифрової моделі та складено карту ерозійного потенціалу, яка дає змогу виділити найбільш ерозійно небезпечні ділянки досліджуваної території. На підставі карт крутизни та експозиції схилів розроблено карту освітленості території. Ця карта також є важливим джерелом інформації про потенційно небезпечні з погляду поширення ерозійних процесів ділянки земної поверхні. Використовуючи можливості пакету програм Surfer, створено карти пластики рельєфу, на яких виділено опуклі та увігнуті форми земної поверхні. З опуклих форм рельєфу відбувається стікання води в увігнуті, де відбувається накопичення змитого ґрунту. Карти пластики рельєфу дають змогу докладніше проаналізувати прояви ерозійних процесів на досліджуваній території. Такі карти можуть бути використані під час оцінювання ділянок сільськогосподарського призначення та розроблення показників для визначення вартості землі. З усіх чинників ерозії найнебезпечнішими є зливові паводки, які поширені в Прикарпатті. Визначено, що на розподіл опадів по території великий вплив має її рельєф, експозиція схилів, висотне положення місцевості. Для розрахунку зливового стоку на підставі генетичної формули стоку розроблено алгоритм визначення об'єму паводкового стоку за ЦМР. Запропоновано застосовувати геоінформаційні технології для створення моделей ерозійних та гідрологічних процесів. Розроблені карти крутизни та експозиції схилів, ерозійного потенціалу та освітленості території, карти пластики рельєфу формують базу даних для здійснення комплексного моніторингу стану сільськогосподарських угідь, підвищення ефективності їх використання та охорони земель від впливу негативних процесів.

Актуальність теми дослідження. З огляду на те, що за останні десятиліття кількість нещасних випадків, збоїв обладнання, у тому числі нещасних випадків на вертольотах, становило понад десять, актуальною науково-практичною задачею являється діагностика і прогнозування змін стану авіаційного генератора. Постановка проблеми. Основна мета цієї роботи – розробка нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота з метою діагностики і подальшого прогнозування його стану, скорочуючи час обчислень і збільшуючи рівень достовірності результатів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема інформаційної діагностики авіаційної техніки описана в роботах, в яких застосовуються різні методи визначення несправностей авіаційної техніки. Використання нейронних мереж у вирішенні завдань управління динамічними системами вивчається вченими і дослідниками, робота яких демонструє високий потенціал об'єднання двох обчислювальних технологій – штучних нейронних мереж і генетичних алгоритмів для вирішення задач синтезу інтелектуальних систем керування. Виділення недосліджених частини загальної проблеми. Нині є безліч підходів до проблеми діагностики складних динамічних об'єктів, у тому числі авіаційного генератора вертольота, найбільш поширеним з яких є інформаційна діагностика, одним із методів якої є використання нейронних мереж. Використання нейронних мереж управління дозволяє істотно усунути математичні проблеми аналітичного синтезу та аналізу властивостей досліджуваного об'єкта. Це пояснюється тим, що якість процесів управління в нейронних системах багато в чому залежить від фундаментальних властивостей багатошарових нелінійних нейронних мереж, а не від аналітичних розрахованих оптимальних законів. Багатошарові нейронні мережі мають ряд переваг, що дозволяє їх використовувати в задачах управління динамічними об’єктами. Постановка завдання. Метою цієї роботи є створення нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота. Виклад основного матеріалу. При діагностуванні авіаційного генератора вертольота повинні враховуватися такі параметри: теплові параметри генератора, рівень шуму генератора, частота обертання генератора, опір ізоляції контурів ротора, струм зворотної послідовності, рівень вібрації генератора, биття валу генератора, відхилення напруги, коливання напруги, коефіцієнт несинусоїдальності кривої напруги, коефіцієнт n-й гармонійної складової напруги непарного (парного) порядку, коефіцієнти нульової послідовності, відхилення частоти імпульсної напруги. Водночас необхідно швидко обчислити вихідний стан генератора в поточному режимі роботи для даної функції. Найбільш оптимальним методом вирішення проблеми є використання нейронних мереж, що скоротить час обчислень, підвищить рівень надійності результатів. Висновки відповідно до статті. У статті виконано синтез нейрорегулятора прогнозу NN Prediction Controller для вирішення завдання автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота в реальних режимах роботи шляхом розробки моделі нейромережевої системи в Simulink програмного пакету MATLAB. Також встановлено, які параметри істотно впливають на якість регулювання та визначено оптимальні значення параметрів. Використання нейромережевої моделі для автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота забезпечило високу якість ідентифікації параметрів нейрорегулятора. Це дозволило вибрати оптимальні значення параметрів нейрорегулятора, що забезпечить високі динамічні характеристики системи діагностики стану авіаційного генератора вертольота.

Наукові дослідження стають ефективними тоді, коли природу подій чи явищ можна розглядати з єдиних позицій, виробити універсальний підхід до них, сформувати загальні закономірності. Більшість сучасних фундаментальних наукових проблем і високих технологій тісно пов’язані з явищами, які лежать на границях різних рівнів організації. Природничі та деякі з гуманітарних наук (економіка, соціологія, психологія) розробили концепції і методи для кожного із ієрархічних рівнів, але не володіють універсальними підходами для опису того, що відбувається між цими рівнями ієрархії. Неспівпадання ієрархічних рівнів різних наук – одна із головних перешкод для розвитку дійсної міждисциплінарності (синтезу різних наук) і побудови цілісної картини світу. Виникає проблема формування нового світогляду і нової мови.Теорія складних систем – це одна із вдалих спроб побудови такого синтезу на основі універсальних підходів і нової методології [1]. В російськомовній літературі частіше зустрічається термін “синергетика”, який, на наш погляд, означує більш вузьку теорію самоорганізації в системах різної природи [2].Мета роботи – привернути увагу до нових можливостей, що виникають при розв’язанні деяких задач, виходячи з уявлень нової науки.На жаль, теорія складності не має до сих пір чіткого математичного визначення і може бути охарактеризована рисами тих систем і типів динаміки, котрі являються предметом її вивчення. Серед них головними є:– Нестабільність: складні системи прагнуть мати багато можливих мод поведінки, між якими вони блукають в результаті малих змін параметрів, що управляють динамікою.– Неприводимість: складні системи виступають як єдине ціле і не можуть бути вивчені шляхом розбиття їх на частини, що розглядаються ізольовано. Тобто поведінка системи зумовлюється взаємодією складових, але редукція системи до її складових спотворює більшість аспектів, які притаманні системній індивідуальності.– Адаптивність: складні системи часто включають множину агентів, котрі приймають рішення і діють, виходячи із часткової інформації про систему в цілому і її оточення. Більш того, ці агенти можуть змінювати правила своєї поведінки на основі такої часткової інформації. Іншими словами, складні системи мають здібності черпати скриті закономірності із неповної інформації, навчатися на цих закономірностях і змінювати свою поведінку на основі нової поступаючої інформації.– Емерджентність (від існуючого до виникаючого): складні системи продукують неочікувану поведінку; фактично вони продукують патерни і властивості, котрі неможливо передбачити на основі знань властивостей їх складових, якщо розглядати їх ізольовано.Ці та деякі менш важливі характерні риси дозволяють відділити просте від складного, притаманного найбільш фундаментальним процесам, які мають місце як в природничих, так і в гуманітарних науках і створюють тим самим істинний базис міждисциплінарності. За останні 30–40 років в теорії складності було розроблено нові наукові методи, які дозволяють універсально описати складну динаміку, будь то в явищах турбулентності, або в поведінці електорату напередодні виборів.Оскільки більшість складних явищ і процесів в таких галузях як екологія, соціологія, економіка, політологія та ін. не існують в реальному світі, то лише поява сучасних ЕОМ і створення комп’ютерних моделей цих явищ дозволило вперше в історії науки проводити експерименти в цих галузях так, як це завжди робилось в природничих науках. Але комп’ютерне моделювання спричинило розвиток і нових теоретичних підходів: фрактальної геометрії і р-адичної математики, теорії хаосу і самоорганізованої критичності, нейроінформатики і квантових алгоритмів тощо. Теорія складності дозволяє переносити в нові галузі дослідження ідеї і підходи, які стали успішними в інших наукових дисциплінах, і більш рельєфно виявляти ті проблеми, з якими інші науки не стикалися. Узагальнюючому погляду з позицій теорії складності властиві більша евристична цінність при аналізі таких нетрадиційних явищ, як глобалізація, “економіка, що заснована на знаннях” (knowledge-based economy), національні і світові фінансові кризи, економічні катастрофи і ряд інших.Однією з інтригуючих проблем теорії є дослідження властивостей комплексних мережеподібних високотехнологічних і інтелектуально важливих систем [3]. Окрім суто наукових і технологічних причин підвищеної уваги до них є і суто прагматична. Справа в тому, що такі системи мають системоутворюючу компоненту, тобто їх структура і динаміка активно впливають на ті процеси, які ними контролюються. В [4] наводиться приклад, коли відмова двох силових ліній системи електромережі в штаті Орегон (США) 10 серпня 1996 року через каскад стимульованих відмов призвели до виходу із ладу електромережі в 11 американських штатах і 2 канадських провінціях і залишили без струму 7 млн. споживачів протягом 16 годин. Вірус Love Bug worm, яких атакував Інтернет 4 травня 2000 року і до сих пір блукає по мережі, приніс збитків на мільярди доларів.До таких систем відносяться Інтернет, як складна мережа роутерів і комп’ютерів, об’єднаних фізичними та радіозв’язками, WWW, як віртуальна мережа Web-сторінок, об’єднаних гіперпосиланнями (рис. 1). Розповсюдження епідемій, чуток та ідей в соціальних мережах, вірусів – в комп’ютерних, живі клітини, мережі супермаркетів, актори Голівуду – ось далеко не повний перелік мережеподібних структур. Більш того, останнє десятиліття розвитку економіки знань привело до зміни парадигми структурного, функціонального і стратегічного позиціонування сучасних підприємств. Вертикально інтегровані корпорації повсюдно витісняються розподіленими мережними структурами (так званими бізнес-мережами) [5]. Багато хто з них замість прямого виробництва сьогодні займаються системною інтеграцією. Тому дослідження структури та динаміки мережеподібних систем дозволить оптимізувати бізнес-процеси та створити умови для їх ефективного розвитку і захисту.Для побудови і дослідження моделей складних мережеподібних систем введені нові поняття і означення. Коротко опишемо тільки головні з них. Хай вузол i має ki кінців (зв’язків) і може приєднати (бути зв’язаним) з іншими вузлами ki. Відношення між числом Ei зв’язків, які реально існують, та їх повним числом ki(ki–1)/2 для найближчих сусідів називається коефіцієнтом кластеризації для вузла i:. Рис. 1. Структури мереж World-Wide Web (WWW) і Інтернету. На верхній панелі WWW представлена у вигляді направлених гіперпосилань (URL). На нижній зображено Інтернет, як систему фізично з’єднаних вузлів (роутерів та комп’ютерів). Загальний коефіцієнт кластеризації знаходиться шляхом осереднення його локальних значень для всієї мережі. Дослідження показують, що він суттєво відрізняється від одержаних для випадкових графів Ердаша-Рені [4]. Ймовірність П того, що новий вузол буде приєднано до вузла i, залежить від ki вузла i. Величина називається переважним приєднанням (preferential attachment). Оскільки не всі вузли мають однакову кількість зв’язків, останні характеризуються функцією розподілу P(k), яка дає ймовірність того, що випадково вибраний вузол має k зв’язків. Для складних мереж функція P(k) відрізняється від розподілу Пуассона, який мав би місце для випадкових графів. Для переважної більшості складних мереж спостерігається степенева залежність , де γ=1–3 і зумовлено природою мережі. Такі мережі виявляють властивості направленого графа (рис. 2). Рис. 2. Розподіл Web-сторінок в Інтернеті [4]. Pout – ймовірність того, що документ має k вихідних гіперпосилань, а Pin – відповідно вхідних, і γout=2,45, γin=2,1. Крім цього, складні системи виявляють процеси самоорганізації, змінюються з часом, виявляють неабияку стійкість відносно помилок та зовнішніх втручань.В складних системах мають місце колективні емерджентні процеси, наприклад синхронізації, які схожі на подібні в квантовій оптиці. На мові системи зв’язаних осциляторів це означає, що при деякій критичній силі взаємодії осциляторів невелика їх купка (кластер) мають однакові фази і амплітуди.В економіці, фінансовій діяльності, підприємництві здійснювати вибір, приймати рішення доводиться в умовах невизначеності, конфлікту та зумовленого ними ризику. З огляду на це управління ризиками є однією з найважливіших технологій сьогодення [2, 6].До недавніх часів вважалось, що в основі розрахунків, які так чи інакше мають відношення до оцінки ризиків лежить нормальний розподіл. Йому підпорядкована сума незалежних, однаково розподілених випадкових величин. З огляду на це ймовірність помітних відхилень від середнього значення мала. Статистика ж багатьох складних систем – аварій і катастроф, розломів земної кори, фондових ринків, трафіка Інтернету тощо – зумовлена довгим ланцюгом причинно-наслідкових зв’язків. Вона описується, як показано вище, степеневим розподілом, “хвіст” якого спадає значно повільніше від нормального (так званий “розподіл з тяжкими хвостами”). У випадку степеневої статистики великими відхиленнями знехтувати вже не можна. З рисунку 3 видно, наскільки добре описуються степеневою статистикою торнадо (1), повені (2), шквали (3) і землетруси (4) за кількістю жертв в них в США в ХХ столітті [2]. Рис. 3. Системи, які демонструють самоорганізовану критичність (а саме такі ми і розглядаємо), самі по собі прагнуть до критичного стану, в якому можливі зміни будь-якого масштабу.З точки зору передбачення цікавим є той факт, що різні катастрофічні явища можуть розвиватися за однаковими законами. Незадовго до катастрофи вони демонструють швидкий катастрофічний ріст, на який накладені коливання з прискоренням. Асимптотикою таких процесів перед катастрофою є так званий режим з загостренням, коли одна або декілька величин, що характеризують систему, за скінчений час зростають до нескінченності. Згладжена крива добре описується формулою,тобто для таких різних катастрофічних явищ ми маємо один і той же розв’язок рівнянь, котрих, на жаль, поки що не знаємо. Теорія складності дозволяє переглянути деякі з основних положень ризикології та вказати алгоритми прогнозування катастрофічних явищ [7].Ключові концепції традиційних моделей та аналітичних методів аналізу і управління капіталом все частіше натикаються на проблеми, які не мають ефективних розв’язків в рамках загальноприйнятих парадигм. Причина криється в тому, що класичні підходи розроблені для опису відносно стабільних систем, які знаходяться в положенні відносно стійкої рівноваги. За своєю суттю ці методи і підходи непридатні для опису і моделювання швидких змін, не передбачуваних стрибків і складних взаємодій окремих складових сучасного світового ринкового процесу. Стало ясно, що зміни у фінансовому світі протікають настільки інтенсивно, а їх якісні прояви бувають настільки неочікуваними, що для аналізу і прогнозування фінансових ринків вкрай необхідним став синтез нових аналітичних підходів [8].Теорія складних систем вводить нові для фінансових аналітиків поняття, такі як фазовий простір, атрактор, експонента Ляпунова, горизонт передбачення, фрактальний розмір тощо. Крім того, все частіше для передбачення складних динамічних рядів використовуються алгоритми нейрокомп’ютинга [9]. Нейронні мережі – це системи штучного інтелекту, які здатні до самонавчання в процесі розв’язку задач. Навчання зводиться до обробки мережею множини прикладів, які подаються на вхід. Для максимізації виходів нейронна мережа модифікує інтенсивність зв’язків між нейронами, з яких вона побудована, і таким чином самонавчається. Сучасні багатошарові нейронні мережі формують своє внутрішнє зображення задачі в так званих внутрішніх шарах. При цьому останні відіграють роль “детекторів вивчених властивостей”, оскільки активність патернів в них є кодування того, що мережа “думає” про властивості, які містяться на вході. Використання нейромереж і генетичних алгоритмів стає конкурентноздібним підходом при розв’язанні задач передбачення, класифікації, моделювання фінансових часових рядів, задач оптимізації в галузі фінансового аналізу та управляння ризиком. Детермінований хаос пропонує пояснення нерегулярної поведінки і аномалій в системах, котрі не є стохастичними за природою. Ця теорія має широкий вибір потужних методів, включаючи відтворення атрактора в лаговому фазовому просторі, обчислення показників Ляпунова, узагальнених розмірностей і ентропій, статистичні тести на нелінійність.Головна ідея застосування методів хаотичної динаміки до аналізу часових рядів полягає в тому, що основна структура хаотичної системи (атрактор динамічної системи) може бути відтворена через вимірювання тільки однієї змінної системи, фіксованої як динамічний ряд. В цьому випадку процедура реконструкції фазового простору і відтворення хаотичного атрактора системи при динамічному аналізі часового ряду зводиться до побудови так званого лагового простору. Реальний атрактор динамічної системи і атрактор, відтворений в лаговому просторі по часовому ряду при деяких умовах мають еквівалентні характеристики [8].На завершення звернемо увагу на дидактичні можливості теорії складності. Розвиток сучасного суспільства і поява нових проблем вказує на те, що треба мати не тільки (і навіть не стільки) експертів по деяким аспектам окремих стадій складних процесів (професіоналів в старому розумінні цього терміну), знадобляться спеціалісти “по розв’язуванню проблем”. А це означає, що істинна міждисциплінарність, яка заснована на теорії складності, набуває особливого значення. З огляду на сказане треба вчити не “предметам”, а “стилям мислення”. Тобто, міждисциплінарність можна розглядати як основу освіти 21-го століття.

Останнім часом багато уваги приділяється вивченню генетичних механізмів формування хронічних захворювань органів дихання, а особливо ролі прозапальних клітинних протеїназ.Мета дослідження – дослідити поліморфізм гена матричних протеїназ (ММР) серед дітей із хронічним бронхітом. Матеріали і методи. У дослідження були включені зразки ДНК 30 дітей, хворих на хронічний бронхіт, та 100 здорових дітей групи контролю. Матеріалом для молекулярно-генетичного дослідження слугувала геномна ДНК. Результати досліджень та їх обговорення. Встановлено, що відсоток гетерозиготного генотипу для ММР9 (82A>G) був вищим серед здорових дітей (46,6 % порівняно з 23,3 % серед пацієнтів із хронічним бронхітом). Відзначено зростання питомої ваги гомозиготних носіїв А алеля гена ММР12 (82A4G) серед дітей із хронічним бронхітом. Порівняльне дослідження поліморфізму гена ММР12 показало зростання гомозиготних АА генотипів поліморфізму A82G гена матричних металопротеїназ ММР12.Висновки. Запальний процес відіграє ключову роль у патогенезі хронічних захворювань органів дихання. Дані, отримані нами, свідчать, що ММР12 сімейства матричних металопротеїназ, активно залучений у патогенезі хронічного бронхіту. Отримані результати генотипування та аналізу генетичної асоціації дозволяє розробити доступний практичному лікареві алгоритм виявлення груп ризику з високою ймовірністю розвитку хронічного бронхіту.

У роботі запропоновано новий спосіб кодування хромосом у генетичному алгоритмі для моделювання схем зворотних повних однорозрядних суматорів з функцією транзиту у базисі елементів Фредкіна. Отримані з допомогою такого підходу схеми мають кращі параметри затримки та кількості зайвих виходів (входів) порівняно з відомими аналогами, що демонструє ефективність та застосовність такого підходу.

Представлений клінічний випадок раптової серцевої смерті (РСС) вагітної жінки з вродженою нейросенсорною туговухістю та внутрішньоутробною загибеллю плоду. Проаналізована історія хвороби та результати патологоанатомічного дослідження 34-літньої вагітної з вродженою нейросенсорною туговухістю IV ступеня на фоні 41 тижня вагітності, анемії легкого ступеня, Rh-негативного типу крові без ізосенсибілізації, у якої наступила РСС, що призвела до раптової внутрішньоутробної загибелі плоду. Проаналізований випадок РСС вагітної з вродженою нейросенсорною туговухістю IV ст. показав її зв’язок з вродженим генетичним синдромом Джервелла - Ланге –Нільсена, але для встановлення остаточного діагнозу у раптово померлої молодої вагітної жінки з вродженою нейросенсорною туговухістю необхідно проведення комплексного молекулярно-генетичного дослідження, можливість проведення якого на даний час в Україні відсутня. Провокуючими факторами РСС при каналопатіях пов’язаних з синдромом Джервелла - Ланге –Нільсена можуть бути психоемоційні ситуації, різкі звукові подразники, фізичне перевантаження, прийом деяких лікарських засобів. Не зважаючи на рідкісність захворювання та малу вероятність розвитку РСС у вагітних з такою патологією, існує необхідність розробки та впровадження клінічного протоколу ведення вагітних з даною патологією та алгоритму дій медичного персоналу в випадку РСС.