SCI Библиотека

Анализ гиперспектральных изображений представляет большой интерес при изучении растений. В настоящее время такой анализ используется все более широко, поэтому создание методов обработки гиперспектральных изображений является актуальной задачей. В статье представлен конвейер для работы с гиперспектральными изображениями, который включает: предварительную обработку, базовый статистический анализ, визуализацию многоканального гиперспектрального изображения, а также решение задач классификации и кластеризации с применением методов машинного обучения. В текущей версии пакета программ реализованы следующие методы: построение доверительного интервала произвольного уровня для разницы выборочных средних; проверка сходства распределений интенсивности линий спектра для двух наборов гиперспектральных изображений на основе U-критерия Манна–Уитни и критерия согласия Пирсона; визуализация в двухмерном пространстве с применением методов понижения размерности PCA, ISOMAP и UMAP; классификация с использованием линейной или гребневой регрессии, случайного леса и градиентного бустинга; кластеризация образцов с помощью EM-алгоритма. Программный конвейер реализован на языке Python с использованием библиотек Pandas, NumPy, OpenCV, SciPy, Sklearn, Umap, CatBoost и Plotly. Исходный код доступен по адресу: https://github.com/igor2704/Hyperspectral_images. Данный конвейер был применен для идентификации пигмента меланина в оболочке зерен ячменя на базе гиперспектральных данных. Визуализация на основе методов PCA, UMAP и ISOMAP, а также использование алгоритмов кластеризации показали, что на базе гиперспектральных данных с высокой точностью можно провести линейное разделение образцов зерен с пигментацией и без нее. Анализ выявил статистически значимые различия в распределении медиан интенсивности для выборок изображений зерен с пигментом и без него. Таким образом, продемонстрировано, что с помощью гиперспектральных изображений с большой точностью можно определить наличие или отсутствие меланина в зернах ячменя. Созданный в данной работе гибкий и удобный инструмент позволит существенно повысить эффективность анализа гиперспектральных изображений.

Введение: многочисленные исследования говорят о том, что современные крупные нейронные сети, как правило, имеют избыточное количество параметров. Целью работы является обучение и оптимизация модели “ruBERT” для применения в информационных вопросно-ответных системах на русском языке. Научная новизна работы состоит в экспериментальном исследовании различных методов прореживания модели “ruBERT” при дообучении на наборе данных “SberQuAD”.
Методы: в настоящей работе используются методы обработки естественного языка, машинного обучения, прореживания искусственных нейронных сетей. Языковая модель была настроена и дообучена при помощи библиотек машинного обучения “Torch” и “Hugging Face”. Для обучения нейронных сетей использовался набор данных “SberQuAD”. Все эксперименты проводились при помощи сервисов “Google Colab” и “Google Cloud”.
Результаты: было обнаружено, что удаление ~54% от числа весов кодировщика модели “ruBERT” (~39 миллионов параметров) приводит к незначительным ухудшениям в результатах работы модели: с 67,31 до 63,28 для показателя EM и с 85,47 до 82,48 для показателя F-мера. Полученные результаты говорят о том, что модель “ruBERT” содержит избыточное количество весов для задачи “извлечение ответа на вопрос”. Для эффективного применения данной модели в информационных вопросно-ответных системах на русском языке необходимо проводить её компрессию и оптимизацию. Оптимизированная модель может работать на менее мощном оборудовании без значимых потерь в производительности, что приводит к уменьшению затрат на поддержание информационных вопросно-ответных систем, в которых применяется данная модель.

Клетки различных органов и систем осуществляют свои функции и межклеточные взаимодействия не в инертной среде, а в микроокружении тканевых жидкостей. Нарушения нормального дренажа тканевых жидкостей сопровождают лимфедему. Важный механизм регуляции ангиогенеза и васкулогенеза в подкожной клетчатке – выработка и рецепция факторов роста эндотелия сосудов в сочетании с регуляцией матриксных металлопротеиназ. Цель настоящего исследования: сравнительный анализ полиморфизма генов фактора роста эндотелия сосудов и его рецепторов вместе с генами матриксных металлопротеиназ при двух формах лимфедемы; анализ взаимосвязи полиморфизма этих генов с уровнем фактора роста эндотелия сосудов и матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов в сыворотке крови и пораженных тканях. Полиморфизм VEGF (rs699947, rs3025039), рецепторов к нему KDR (rs10020464, rs11133360), NRP2 (rs849530, rs849563, rs16837641), матриксных металлопротеиназ MMP2 (rs2438650), MMP3 (rs3025058), MMP9 (rs3918242), ингибитора металлопротеиназ Timp1 (rs6609533) и их комбинаций проанализирован методами анализа длин рестрикционных фрагментов и TaqMan RT-PCR. Уровень белков в сыворотке и тканевой жидкости определяли с использованием тест-систем ELISA. Показаны изменения частот распределения генотипов ММР2 при первичной и ММР3 при вторичной лимфедеме. Высокодостоверные различия частот генотипов NRP2 обнаружены при сравнении первичной и вторичной лимфедемы. Выявлены особенности распределения «комплексных» генотипов при первичной и вторичной лимфедеме. Корреляционный анализ показал взаимозависимость концентрации исследуемых белковых продуктов MMP, TIMP и VEGF и выраженные различия в структуре корреляционных матриц пациентов с обеими формами лимфедемы. Продемонстрировано, что при первичной лимфедеме выявляются генотипы, ассоциированные с низкими значениями MMP2 и TIMP2 в сыворотке крови и тканевой жидкости, а при вторичной лимфедеме – иные связи концентраций исследуемых белков с комбинированными генетическими признаками.

Предметом исследования является процесс сопровождения жизненного цикла сложных технических систем. Целью исследования является внедрение информационных технологий в процесс сопровождения жизненного цикла. В работе изложена концепция и математическая модель поддержки принятия решений задач сопровождения жизненного цикла сложных технических систем. Отмечено, что поддержка принятия решений должна рассматриваться на следующих взаимосвязанных уровнях: системы информационной поддержки жизненного цикла как источника информации о текущем состоянии образца; цифровой модели как источника информации о прогнозируемом состоянии образца; программного обеспечения компьютерного моделирования, выступающего в роли инструментального средства исследования образца с использованием цифровой модели; информационного обеспечения для обобщения, обработки и хранения промежуточных и итоговых данных об образце; функциональных модулей, обеспечивающих интеллектуальную поддержку и автоматизацию; задач сопровождения жизненного цикла, определяющих целевую функцию системы поддержки принятия решений.
Результаты: Представлены компоненты системы поддержки принятия решений и приведена их взаимосвязь. Показано, что внедрение системы поддержки принятия решений позволит решить следующие задачи сопровождения жизненного цикла: обоснование необходимости создания сложных технических систем; оценка результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; оценка реализации требований к сложным техническим системам; мониторинг и оценка эксплуатационных характеристик образца системы. Даны рекомендации по дальнейшему развитию систем поддержки принятия решений, касающиеся: внедрения отечественных CALS-систем и их интеграции с программным обеспечением компьютерного моделирования; унификации форматов представления данных и содержания информации о свойствах материалов и веществ для CAE- и CALS-систем; совершенствования нормативной и правовой документации по вопросам проведения цифровых испытаний сложных технических систем; интеграции центров коллективного пользования вычислительных ресурсов и компонентов системы поддержки принятия решений.

Рассматриваются вопросы преподавания робототехники в профессиональных образовательных организациях. Робототехника становится необходимой, актуальной и востребованной областью знаний; поэтому необходимо выстроить определенную методику профессионального обучения, чтобы более эффективно передавать свои умения и навыки обучающимся. Изучены вопросы применения педагогических технологий в преподавании робототехники в высших и средних профессиональных учебных заведениях, проанализированы наиболее актуальные вопросы преподавания робототехники, рассмотрены отличия в преподавании технических и гуманитарных дисциплин, изучены инновационные технологии, которые используются или могут быть использованы в преподавании робототехники.

Введение: в условиях быстро развивающихся технологических трендов и повышающейся потребности в эффективном управлении базами данных, статья представляет практическую реализацию перехода от устаревшей системы управления базами данных Foxpro к мощной и гибкой СУБД PostgreSQL. Основное внимание уделяется разработке функционала, который автоматически генерирует отчеты в формате PDF с использованием инструмента LibreOffice Base. Цель исследования: изучение и демонстрация эффективной переходной технологии от устаревшей СУБД Foxpro к современной СУБД PostgreSQL, а также разработка механизма генерации автоматических отчетов в формате PDF с использованием LibreOffice Base. Методы и средства: исследование и реализация переходной технологии выполняются с использованием СУБД PostgreSQL, а генерация отчетов в формате PDF осуществляется через инструмент LibreOffice Base.
Результаты: результаты исследования включают в себя успешный переход от Foxpro к PostgreSQL, а также разработку функционала для автоматической генерации отчетов в формате PDF с помощью LibreOffice Base для повышения эффективности управления базами данных и снижения затрат на лицензирование программного обеспечения, обеспечивая надежность и безопасность данных. Практическая значимость: главной практической значимостью реализованной технологии является полная совместимость двух разных систем: базы данных, предоставляющей обширные средства, и платформы для аналитики. Представлены причины и преимущества интеграции этих систем, а также их применение при решении конкретных задач. Рассматриваются возможности оптимизации управления данными и увеличения качества принимаемых решений. Обсуждение: при решении задачи обеспечения перехода рассмотрен весь процесс на конкретном проекте с использованием СУБД PostgreSQL и инструмента LibreOffice Base для создания баз данных и генерации отчетов. Дальнейшие исследования могут быть направлены на улучшение аналитики больших объемов данных из нескольких баз данных и повышение качества управленческих решений, основанных на интеграции этих систем.

В статье дается анализ вышедшей в начале 2023 г. в серии «Новейшие исследования по истории России» издательства «Центрполиграф» книги российского историка, специалиста в области изучения противостояния спецслужб России и Японии к.и.н. А. Г. Зорихина. Принципиально важным представляется сбалансированный взгляд автора на роль японских спецслужб на принятие стратегических военных и политических решений японского руководства в изучаемый период. Книга является примером исследования отечественного историка, выполненного с использованием не только российских, но и японских архивных материалов, а также с привлечением близких по тематике источников из России, Японии, США и Польши. Большинство приводимых документов вводятся в научный оборот впервые.

Онкологические заболевания молочной железы – одна из ведущих причин смертности у женщин. Рак молочной железы относится к числу распространенных мультифакториальных полигенных заболеваний, реализующихся в результате сочетанного взаимодействия генетических и средовых факторов. Наиболее часто встречаются люминальные опухоли. Люминальный подтип В рака молочной железы характеризуется худшим прогнозом и ранними рецидивами. Для изучения генетических факторов риска развития злокачественных новообразований молочной железы необходимо определить полиморфные варианты генов, играющих важную роль в канцерогенезе, к числу которых относятся гены репарации ДНК и системы антиоксидантной защиты. Изучены ассоциации полиморфизмов генов hOGG1 (rs1052133), APEX1 (rs1130409), XPD (rs13181), SOD2 (rs4880) и CAT (rs1001179) у 313 некурящих пациенток в постменопаузе с диагнозом люминального подтипа В Her2-негативного рака молочной железы. В контрольную группу вошли 233 здоровые некурящие женщины в постменопаузе. Зарегистрированы с поправкой на возраст статистически значимые ассоциации полиморфных вариантов генов XPD (rs13181) и APEX1 (rs1130409) с риском развития люминального подтипа В Her2-негативного рака молочной железы в лог-аддитивной модели наследования, гена CAT (rs1001179) – в доминантной модели (OR = 1.41; CI 95 %: 1.08–1.85; Padj = 0.011; OR = 1.39; CI 95 %: 1.07–1.81; Padj = 0.013 и OR = 1.70; CI 95 %: 1.19–2.43; Padj = 0.004 соответственно). В группе женщин пожилого возраста (60–74 года) выявлена ассоциация вариантов гена CAT (rs1001179) с риском развития рака молочной железы в лог-аддитивной модели наследования (OR = 1.87; CI 95 %: 1.22–2.85; Padj = 0.0024). С помощью MDR-анализа найдена оптимальная статистически значимая 3-локусная модель межгенных взаимодействий при развитии онкозаболеваний молочной железы люминального подтипа В. MDR-анализ показал также тесное взаимодействие и взаимное усиление эффектов между локусами APEX1 и SOD2 и независимость эффектов данных локусов от эффекта локуса САТ при формировании люминального подтипа В рака молочной железы.

Предмет: Методы повышения эффективности турбокодов. Цель работы: Оценка эффективности комбинированного кода, построенного на основе турбокода при выборочном дополнительном кодировании бит его кодового слова. Методология проведения исследований: Оценка эффективности осуществлялась на основании результатов декодирования при разном значении вероятности появления ошибочного бита в канале передачи данных рВ. В исследованиях использовался вариант построения турбокода на основе систематического сверточного кода. Предложена методика повышения эффективности выборочного кодирования путем умножения значений бит, подвергшихся и не подвергшихся дополнительному кодированию на различные коэффициенты. Результаты исследований: При дополнительном кодировании одного бита кодового слова турбокода зафиксировано снижение вероятности появления ошибочного бита в декодированном информационном сообщении pD: при рВ=10-1 в 1,34 раза, при рВ=10-2 в 1,78 раза, при рВ=10-3 в 2,18 раза. Изменение числа бит кодового слова турбокода, подвергшихся дополнительному кодированию, позволяет в широких пределах варьировать корректирующую способность кода. Предложенный метод повышения эффективности комбинированного кода показал свою действенность. При использовании данного метода для случая дополнительного кодирования трех информационных бит кодового слова снижение pD составило: 1,07 раза при рВ=10-1, 2,76 раза при рВ=10-2, 5,27 раза при рВ=10-3. Область применения результатов: Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы при проектировании и построении разнообразных систем передачи и обработки данных. Разработанный программный тренажер, моделирующий работу комбинированного кода, может быть применен как в научных, так и в учебных целях.

Выводы: В публикации рассмотрен метод повышения эффективности турбокода путем создания на его основе комбинированного кода. Повышение эффективности выражается как в росте корректирующей способности кода, так и в возможности гибкой адаптации параметров кода к изменениям состояния канала передачи данных.

Летом 2023 г. вышел в свет учебник «Экономика Японии», подготовленный известным российским японоведом И. Л. Тимониной. Как отмечает сама автор, она ставила своей целью написание не просто учебника, содержащего материал по экономике Японии, а «учебника-навигатора», дающего читателю инструментарий для изучения современной японской экономики. Этот инструментарий представлен ссылками на научную литературу и информационно-статистические источники, методическими материалами, в которых приводится методика расчетов базовых экономических показателей, даются определения ключевых терминов и понятий, излагаются теоретические подходы к изучению различных экономических процессов. Побуждению студентов к самостоятельной работе служат и «домашние задания» - рубрики «Для тех, кто хочет узнать подробнее…» и «Задание», помещенные в конце каждой главы. Сжатые, лаконичные Резюме - это тоже своего рода «навигатор», облегчающий читателям «передвижение» по емкому и объемному материалу учебника. Что касается содержания учебника, то в нем нашли отражение практически все важнейшие процессы и явления современной японской экономики, и в целом оно дает читателю достаточно полное представление о масштабах и качестве экономического потенциала Японии, особенностях организации экономической жизни страны, ее позициях в мировой экономике и т. д. Очевидно, что написание учебника «Экономика Японии» потребовало от автора немалых усилий. Ведь собрать, обработать, структурировать и логически изложить такой огромный объем материала, ориентируясь при этом на строго определенный порядок подачи материала, - задача, требующая не только высокого профессионализма, но и огромного трудолюбия. Но эти усилия оказались полностью оправданы. Подготовленный И. Л. Тимониной учебник написан на уровне, который позволяет охарактеризовать его не только как добротный учебный материал, но и как высокопрофессиональную научную работу. Нет сомнений, что он будет востребован не только студентами и преподавателями, но и научными работниками, изучающими проблемы современной экономики.