Архив семинаров

1. Оптимизация параметров тонких пленок NbN и VN с целью увеличения квантовой эффективности сверхпроводниковых однофотонных детекторов в среднем ИК диапазоне

- Золотов Филипп Игоревич

Активное развитие квантовых технологий требует совершенствования соответствующих электронных и оптических компонентов. Одними из главных компонентов технологий, основанных на квантах света, являются источники и детекторы фотонов. Основой сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD), одного из наиболее перспективных типов детекторов ИК фотонов, являются сверхтонкие пленки различных сверхпроводящих материалов. Исследование посвящено увеличению квантовой эффективности SSPD посредством оптимизации процесса роста сверхтонких сверхпроводниковых пленок.

2. Интегральный квантовый генератор случайных чисел

- Проходцов Алексей Игоревич

Работа посвящена исследованию и разработке интегрального квантового генератора случайных чисел, который является важным компонентом интенсивно развивающейся квантовой системы связи, в которой обеспечивается защищенность информации на физическом уровне. Большинство существующих таких генераторов реализованы на объёмных оптических или оптоволоконных компонентах, из-за больших размеров которых их трудно интегрировать в более сложные системы, что серьезно снижает масштабируемость. Кроме того, объёмные оптические и оптоволоконные компоненты часто имеют проблемы с температурной нестабильностью и требуют юстировку каждого компонента, что ограничивает их использование в реальных системах связи. Интегральная реализация квантового генератора случайных чисел позволит не только уменьшить размеры устройства и решить выше перечисленные проблемы, но и использовать его в более сложных системах квантовой связи.

3. Разработка и анализ методов пространственного сложения сигналов передающей антенной решетки сверхкоротких импульсов

- Конов Кирилл Игоревич

Работа посвящена разработке и анализу методов пространственного сложения сигналов передающей антенной решетки сверхкоротких импульсов для решения задач радиолокации, навигации и связи. Разработана методика численного построения лучей в рамках геометрического приближения с выбором переменной интегрирования на каждом шаге. Процедура реализована на C++ и Python. Разработана методика управления УБЛ ЛЭФАР, основанная на методе парциальных диаграмм Вудворда-Лоусена. Отличием методики является рассмотрение трех базисных функций, записанных для решетки, состоящей из дискретных излучателей. Получены аналитические зависимости амплитудного и фазового распределений сигналов на излучателях от заданного угла минимизации УБЛ, что позволяет реализовать адаптивное управление в режиме реального времени для цифровых ЛЭФАР. Проведено моделирование прохождения сверхкоротких импульсов через частно-дисперсные среды. Исследованы изменения спектра и формы сигнала.

1. Разработка метода надежностно-ориентированного проектирования радиотехнических устройств для систем лазерной дальнометрии

- Зотов Андрей Николаевич

Работа посвящена повышению качества проектирования радиотехнических устройств (РТУ) систем лазерной дальнометрии за счет внедрения в процесс проектирования системы поддержки принятия решений, учитывающей специфику надежностно-ориентированной разработки РТУ лазерных систем. Поставлены и решены задачи внедрения в метод проектирования этапов, позволяющих разработчику самому проводить контроль показателей надежности и вносить целесообразные изменения для повышения этих показателей. Приведена реализация метода для этапа разработки электрических схем и проектирования печатных плат. Разработанный метод позволил снизить количество ошибок, допущенных на этапе проектирования, что выделяет больше времени на доводку устройств.

2. Разработка метода оценки надежности радиотехнических устройств космической аппаратуры с учетом влияния системы менеджмента качества

- Королев Павел Сергеевич

За последнее десятилетие резко возросли риски проектов, связанные с предоставлением услуг космической связи. В ходе исследования выявлено, что одной из ключевых причин являются отказы радиотехнических устройств (РУ) космической аппаратуры в течение срока активного существования непилотируемых автоматических космических аппаратов (АКА) на геостационарных орбитах. Другой причиной является недостоверность используемых методов оценивания показателей надежности (безотказности) из-за не учета ключевых факторов, являющихся неотъемлемой частью этапов проектирования и производства. Для решения выявленной проблемы предложена методика оценки «коэффициента качества производства», повышающая достоверность его значения; метод оценки единичных показателей надежности (безотказности), повышающий точность расчетных способов; и разработанное программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс оценки «коэффициента качества производства», уменьшить трудозатраты и сократить расходы на дополнительные испытания радиотехнических устройств.

3. Исследование протоколов для беспроводных IoT устройств и методов обработки информации

- Ануфриенко Александр Юрьевич

Доклад посвящен основным результатам, полученным в рамках диссертационной работы, включая основные направления исследований, позволяющих объединить преимущества облачной обработки данных и обработки на конечных устройствах. Это позволяет значительно снизить объемы передаваемой и хранимой информации. Представлена модель IoT системы, учитывающая параметры и условия применения системы. Предложен и обоснован метод и алгоритм детектирования событий на конечных устройствах для произвольных входных сигналов, включая выбор элементной базы. Также представлен метод и алгоритм сокращения вычислительных ресурсов устройств детектирования событий, работающих на арифметике с фиксированной точкой в условиях ограниченной разрядности.

1. Автоматизация проектирования сетей на кристалле с использованием высокоуровневого моделирования

- Американов Александр Александрович

Работа посвящена исследованию и автоматизации высокоуровневого моделирования сетей на кристалле (СтнК). Проведен анализ основных этапов проектирования СтнК, в результате чего продемонстрирована высокая значимость этапа высокоуровневого моделирования и его влияние на весь процесс проектирования. Показана необходимость разработки единой инфраструктуры, которая обеспечила бы автоматизацию процесса выбора высокоуровневых моделей, их множественного запуска и подбора параметров в зависимости от требований моделируемой СтнК. Для внедрения в единую инфраструктуру были выбраны и модифицированы следующие модели: NocModel 2.0, TOPAZ, Noxim, UOCNS. Проведена апробация разработанной инфраструктуры на примере исследования новых топологий и алгоритмов маршрутизации в них; показано, что за счет применения предложенного подхода и реализации принципа сквозного проектирования достигается ускорение процесса моделирования и повышение его точности.

2. Автоматизация низкоуровневого моделирования сетей на кристалле

- Лежнев Евгений Владимирович

Проведен анализ принципов моделирования сетей на кристалле (СтнК) и обоснована необходимость низкоуровневого моделирования для получения точных характеристик СтнК. Показана возможность проведения независимого моделирования отдельных частей СтнК (подсистемы связи, вычислительных узлов, интерфейсных модулей, маршрутизаторов и т.д.). Модифицированы модели СтнК NetMaker и BookSim и обеспечена возможность проводить моделирование СтнК с подсистемой связи на основе любых топологий. Показано, что в соответствии с топологическим подходом к проектированию СтнК для оценки характеристик достаточно промоделировать подсистему связи, поскольку ее пропускная способность оказывает определяющее влияние на производительность всей сети в целом. Проведена апробация разработанной HDL модели на примере анализа подсистем связи СтнК на основе различных топологий. Продемонстрировано преимущество использования циркулянтных топологий в качестве основы для проектирования СтнК.

3. Исследование методов кластеризации кардиологической информации

- Зимина Екатерина Юрьевна

В работе рассматривается система поддержки принятия решений врача, которая автоматизирует его деятельность путем анализа медицинских данных человека, в результате которого дается оценка состояния его здоровья и наличия признаков различных заболеваний. Разработана автоматизированная система на основе методов кластеризации медицинских данных. Обсуждаются возможные варианты внедрения полученных результатов.

1. Многоэлементные сверхпроводниковые однофотонные детекторы ИК диапазона

- Мошкова Мария Александровна

Работа посвящена созданию высокоэффективных сверхпроводниковых мультиэлементных детекторов одиночных ИК фотонов. Для этого была разработана технология изготовления детекторов, основанная на использовании сверхпроводниковых пленок с увеличенной степенью разупорядоченности, созданы и исследованы детекторы с различными топологиями. Полученное значение квантовой эффективности детектора составило 86% на длине волны 1550 нм, что на данный момент является рекордным результатом. Проведено исследование и измерение всех основных характеристик детектора (вероятности темновых отсчетов и каскадного переключения, временного разрешения, максимальной скорости счета фотонов, спектральной чувствительности) и продемонстрирована возможность восстановления статистики излучения источников с помощью такого устройства. Для создания сверхпроводниковых детекторов одиночных фотонов с увеличенной входной апертурой, были созданы устройства на основе мультиэлементных детекторов с многомодовым волокном в качестве оптического ввода излучения, исследованы и измерены их основные параметры. Лучшее значение системной квантовой эффективности детектора, сопряженного с многомодовым волокном, составило ~50% на длине волны 900 нм.

2. Исследование долговечности полиимидных подложек гибких печатных плат РЭА космического применения

- Жадов Алексей Дмитриевич

Работа посвящена исследованию долговечности полиимидных подложек гибких печатных плат радиоэлектронной аппаратуры космического применения и разработке методики прогнозирования длительности их эксплуатации для высокоорбитальных околоземных космических аппаратов и планетарной миссии на Юпитер в 2026 году. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования электропроводности полиимида под действием электронного излучения в вакууме, и создана физическая полуэмпирическая модель для описания кинетики электропроводности полиимида. Итогом работы является методика прогнозирования долговечности полиимидных подложек гибких печатных плат космического применения в натурных условиях эксплуатации на основе созданной полуэмпирической модели.

3. Квантовый размерный эффект в сверхпроводниках

- Седов Егор Андреевич

В середине прошлого века было продемонстрировано, что с уменьшением размеров сверхпроводящих структур, например, толщины тонкой плёнки, её критическая температура Тс сдвигается на некоторую величину, однако, общепринятой теории, объясняющей данный эффект до настоящего времени нет. В 70-х годах В.Л. Гинзбург выдвинул предположение, что температура перехода достаточно чистой и гладкой плёнки сверхпроводника будет точно такой же, как и в объёмном теле, которое так и не было проверено, и вопрос о природе этого эффекта всё ещё остаётся открытым. В настоящей работе для исследования данного эффекта был выбран алюминий, в связи с тем, что зависимость Tс пленки от ее толщины весьма предсказуема, и увеличивается с уменьшением размеров. Были изготовлены поликристаллические плёнки, размеры кристаллитов в которых сопоставимы с толщиной плёнки и квазимонокристаллические эпитаксиальные образцы с атомарно гладкой поверхностью на различных подложках. Предположительно, эффект, обусловленный разупорядоченностью в плёнках, а также поверхностью или подложкой, не имеет доминирующей роли конкретно в нашем случае, так как плёнки алюминия имеют высокое качество, а их толщины выходят далеко за пределы сверхтонких объектов, в которых поверхностные явления начинают играть решающую роль. В результате проведенного исследования было обнаружено увеличение Тс и в эпитаксиальных плёнках алюминия.

1. Методы защищенной передачи данных для низкоресурсных вычислительных устройств

- Семенов Александр Михайлович

Руководитель: Нестеренко Алексей Юрьевич

В работе исследуется модель, описывающая осцилляции взаимодействующих микропузырьковых контрастных агентов под воздействием внешнего ультразвукового поля. Контрастные агенты используются в разнообразных приложениях современной ультразвуковой медицины, связанных с ультразвуковой визуализацией кровеносной системы, избирательным контрастированием и направленным трансфером препаратов. Установлено, что в модели реализуются все основные типы динамики: периодический, квазипериодический, хаотический, гиперхаотический. Описано два феноменологических сценария рождения гиперхаотических аттракторов, и показана их численная реализация в исследуемой модели. Также продемнострирована возможность синхронизации осцилляций двух контрастных агентов. Рассмотрены вопросы трансверасальной устойчивости синхронных режимов и устойчивости синхронных аттракторов к возмущениям, разрушающим симметрию. Показана возможность разрушения синхронизации и потери трансверасльной устойчивости без разрушения симметрии.

2. Разработка способов получения металлических нанопроволок сложного состава на основе ядерных мембран, исследование их морфологии и структуры

- Долуденко Илья Михайлович

Руководитель: Бондаренко Геннадий Германович

Работа направлена на изучение и сравнение способов получения на основе ядерных мембран массивов наноструктур (нанопроволок), изучение особенностей процесса электроосаждения различных типов нанопроволок, а также их морфологии и структуры. Особое внимание в работе обращено на кинетические процессы создания наноструктур, изучение скорости роста и возможности получения массивов нанопроволок, максимально однородных по топографии и составу. Исследованы процессы получения наноструктур из магнитных сплавов на основе железа (железо-никель, железо-кобальт) и гетероструктур с чередованием слоёв различного состава – в частности, из немагнитных и магнитных материалов. Исследование морфологии и кристаллической структуры получаемых объектов выполнено методами растровой электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии. Выявлены особенности заполнения металлами пор матриц, отработаны режимы получения сплавов и гетероструктурных нанопроволок, отработаны методики исследования получаемых структур при их электронно микроскопическом анализе, получены зависимости морфологии, структуры и геометрии нанопроволок от режимов роста. Частично проведены теоретические расчеты кинетики протекания процессов. Полученные в результате работы данные могут быть использованы при создании как массивов нанопроволок, так и отдельных наночастиц для применения их в наноэлектронике, сенсорике, спинтронике и гибкой электронике.

3. Исследование повреждаемости поверхностных слоев и образования модифицированных кристаллических структур в сплавах на основе железа, алюминия и меди при импульсном пучково-плазменном и лазерном воздействиях

- Епифанов Никита Андреевич

Руководитель: Бондаренко Геннадий Германович

Работа направлена на исследование повреждаемости и образования модифицированных кристаллических структур в сплавах на основе алюминия, меди и железа при высокоэнергетических пучково-плазменных, а также лазерных воздействиях. Большая часть работы посвящена изучению повреждаемости и структурно-фазовых изменений поверхностных слоев исследуемых сплавов при облучении импульсными потоками ионов, плазмы и лазерного излучения. Исследованы процессы, генерируемые облучением в т.н. «потеющих» Al-Li и Al-Li-Mg сплавах, керамических оксидных покрытиях на основе Al₂O₃, сплавах на основе Fe (стали ферритного и ферритно-мартенситного класса), а также в сплавах на основе меди. Для облучения образцов сплавов использованы установки типа «Плазменный фокус» и лазерная установка. Анализ и исследования облученных материалов были проведены с применением следующих методик: оптическая микроскопия, растровая электронная микроскопия, атомно-эмиссионная спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия, рентгеноспектральный анализ, численное моделирование распределения температуры. Полученные в работе результаты представляют научный и практический интерес в плане их возможного применения в ряде отраслей промышленности: в ядерной энергетике, в электротехнике, радиотехнике и электронной промышленности. Апробированная в работе методика модифицирования структурно-фазового состояния поверхностных слоев исследованных материалов с использованием мощных энергетических воздействий представляется перспективной для разработки новых импульсных радиационных технологий обработки материалов с целью изменения их поверхностных свойств и создания соединений с новыми свойствами.

1. Технология создания микрополосковых резонаторов на основе сверхтонких сверхпроводящих пленок

- Давыдченко Михаил Александрович

Руководитель: Гольцман Григорий Наумович

Представлены данные о полосе преобразования металлического болометра на основе пленки Nb, осажденной поверх Sp подложки, способного работать в широком диапазоне температур от 77 до 300 К. Выбор комбинации Nb/Sp, обусловлен хорошей теплопроводностью интерфейса пленка/подложка в этой паре и достаточным температурным коэффициентом сопротивления, который определяет чувствительность детектора.

2. Экспериментальное исследование зонной структуры одиночных углеродных нанотрубок в неравновесных системах

- Матюшкин Яков Евгеньевич

Руководитель: Гольцман Григорий Наумович

Представлены результаты последних экспериментов по взаимодействию одиночных углеродных нанотрубок с циркулярно поляризованным терагерцовым излучением. Существуют теоретические работы, в которых описывается резонансный фотоотклик, связанный с интерференцией плазменных волн в полевых транзисторах на основе графена. В проведенном эксперименте также наблюдалась интерференция плазменных волн в коммерчески доступном графене, но плазменные волны в нем быстро затухали, из-за чего детектор работал в нерезонансном режиме. Грубые оценки по модели Друде показывают, что время релаксации, а, следовательно, и длина затухания плазменных волн в одиночных трубках на порядок выше, чем в графене. Кроме того, существует множество работ, в которых демонстрируется фотоотклик в полевых транзисторах на основе углеродных нанотрубок. Вышеизложенное побудило нас исследовать

фотоотклик полевых транзисторов на основе одиночных УНТ на циркулярно поляризованное ТГц излучение разной хиральности. Модель Качаровского предсказывает, что в транзисторных детекторах с асимметричной антенной фотоотклик на циркулярно поляризованное излучение разной хиральности должен сильно отличаться (вплоть до смены знака) при легировании канала транзистора электронами (это связано с интерференцией плазменных волн). Нам удалось экспериментально продемонстрировать этот эффект, потдвердить модель, и показать, что УНТ можно использовать для поляризационно- и фазо- чувствительного детектирования ТГц излучения.

3. Квантовая томография сверхпроводникового однофотонного детектора

- Полякова Маргарита Игоревна

Руководитель: Гольцман Григорий Наумович

Функциональность сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD) основана на локальном подавлении сверхпроводящего параметра порядка при поглощении фотонов, вызывая изменение сопротивления, которое может быть преобразовано в записываемый сигнал электрического напряжения. Горячие пятна, возникающие в результате поглощения фотонов, являются ключевым звеном в работе SSPD. В работе представлен протокол квантовой томографии детектора, позволяющий без неоднозначности измерить эффективность двухпятенного обнаружения и извлечь длину взаимодействия горячих пятен сверхпроводникового однофотонного детектора с внутренней эффективностью обнаружения, равной единице. Также идентифицируется значительный паразитный вклад в измеренную двухпятенную эффективность, связанный с эффектом схемы смещения, и показан способ исключения этого вклада во время постобработки данных и непосредственно в эксперименте.

1. Теоретическое исследование явлений, связанных с эффектом близости в контакте сверхпроводника с необычными магнетиками

Докладчик: Яговцев Владимир Олегович
Научный руководитель: Пугач Наталия Григорьевна

В работе исследуются структуры со сверхпроводящими и ферромагнитными слоями, в которых в качестве ферромагнетиков используются нетипичные ферромагнетики, например, ферромагнетики со спиральной намагниченностью или ферромагнитные изоляторы. Основным изучаемым явлением является обратный эффект близости в структурах сверхпроводник-ферромагнетик или ферромагнитный изолятор. В частности, планируется провести расчет плотности состояний электронов и сверхпроводящего тока в структурах с данными слоями, например, в болометрах или спиновых вентилях. Кроме того, рассчитывается наведенная в сверхпроводнике в результате обратного эффекта близости намагниченность, предсказанная в работе Волкова, Бержере и Эфетова. Модель является аналитической, в основе лежит транспортное уравнение Узаделя c граничными условиями для сильно спин-поляризованных ферромагнетиков, записанное группой Эшрига. Актуальность работы связана с актуальностью исследования структур, в которых присутствуют изучаемые в работе бислои сверхпроводник-ферромагнетик. Как упоминалось ранее, это болометры и спиновые вентили. Болометры можно применять для изучения реликтового излучения, а спиновые вентили могут играть роль транзисторов в элементной базе сверхпроводящей спинтроники, которая в перспективе может использоваться для создания вычислительных машин на физических принципах, отличных от классической полупроводниковой электроники.

2. Разработка методики определения реологических характеристик сверхпластичных материалов

Докладчик: Захарьев Иван Юрьевич
Научный руководитель: Аксенов Сергей Алексеевич

Работа посвящена задаче идентификации реологических характеристик сверхпластичных материалов с помощью механических испытаний по формовке листовой заготовки в цилиндрическую матрицу. Данная информация необходима при проектировании технологических процессов сверхпластической газовой формовки, применяемых для производства полых деталей, востребованных, в первую очередь, в авиастроении. Деформационное поведение материала в таких процессах схоже с поведением неньютоновской жидкости и описывается реологическими константами, значения которых определяется с помощью механических испытаний. Испытания по формовке листовых образцов позволяют реализовать в материале напряженное состояние, характерное для условий формоизменения в промышленных технологических процессах. В работе предложена методика, позволяющая по результатам таких испытаний определять значения реологических характеристик. Методологическую основу исследования составляет вычислительный эксперимент, проводимый с использованием метода конечных элементов. При моделировании варьировались механические свойства материала, режимы давления, геометрические размеры оснастки. Анализ полученных результатов позволил выявить закономерности, связывающие измеряемые геометрические параметры образца в ходе испытания. Эти закономерности использованы при построении полуаналитической модели, использование которой в процедуре обратного анализа легло в основу предложенной методики. Методика реализована в форме компьютерной программы и использована для определения реологических констант, описывающих поведение ряда промышленных алюминиевых сплавов при сверхпластической формовке.

1. Исследование долговечности полиимидных подложек гибких печатных плат РЭА космического применения

Докладчик: Жадов Алексей Дмитриевич
Научный руководитель: Тютнев Андрей Павлович

Работа посвящена исследованию до  лговечности полиимидных подложек гибких печатных плат радиоэлектронной аппаратуры космического применения и разработке методики прогнозирования длительности их эксплуатации для высокоорбитальных околоземных космических аппаратов и планетарной миссии на Юпитер в 2026 году. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования электропроводности полиимида под действием электронного излучения в вакууме, и создана физическая полуэмпирическая модель для описания кинетики электропроводности полиимида. Итогом работы является методика прогнозирования долговечности полиимидных подложек гибких печатных плат космического применения в натурных условиях эксплуатации на основе созданной полуэмпирической модели.

2. Исследование и разработка замедляющих систем для приборов и устройств терагерцового диапазона

Докладчик: Пресняков Семен Андреевич
Научный руководитель: Кравченко Наталья Павловна

В ходе работы над диссертацией рассматривались различные конструкции замедляющих систем для построения приборов в субмиллиметровом диапазоне. На основе замедляющих систем различных типов анализировалась возможность реализации лампы бегущей волны (ЛБВ) для работы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Анализ моделей замедляющих систем и секций приборов на их основе проводились с использованием метода эквивалентных систем и волноводно-резонаторной модели. Кроме того, рассматривалась возможность использования плазмы в качестве заполнителя. Проводились исследования возможности применения терагерцового диапазона электромагнитных волн в различных областях, в том числе биомедицинских целях. Были проведены работы по созданию модели для оценки воздействия терагерцовых волн на биологические ткани (сетчатку глаза).

3. Исследование микроволновых частотно-селективных устройств на основе грибовидных метаматериалов

Докладчик: Скуридин Андрей Андреевич
Научный руководитель: Елизаров Андрей Альбертович

В докладе будут представлены основные результаты диссертационного исследования по итогам двух лет обучения в аспирантуре. Основной акцент будет сделан на полученных за это время результатах, также будет уделено внимание ещё не реализованным аспектам исследования. Будут представлены результаты моделирования частотно-селективных устройств на грибовидных метаматериалах, предназначенных для решения различных задач, в частности: чувствительный элемент, волноводная нагрузка и волноводный фильтр. Результаты исследования доложены на международных конференциях и опубликованы в рецензируемом журнале.

1. Разработка и реализация защищенной системы репликации машины состояний для управления журналами в распределенной системе в открытых сетях

Докладчик: Зуев Егор Дмитриевич
Научный руководитель: Восков Леонид Сергеевич

В настоящее время широко используются распределенные системы. Большинство этих систем должны синхронизировать свои изменения между участниками (т.е. узлами). Хорошим примером являются распределенные базы данных. Способ синхронизации данных (т.е. последовательность, порядок, согласованность и т.д.) зависит от алгоритма консенсуса, который решает проблему, связанную с достижением соглашения об определенной ценности между участниками. Одной из проблем, связанных с алгоритмом консенсуса, является проверка принятого решения о некотором значении, которая также известна как византийская проблема отказоустойчивости (BFT), обусловленной тем, что определенный участник (узел) может начать действовать как вредоносный узел и привести распределенную систему к неправильному соглашению и, как следствие, к неправильному состоянию. В докладе описывается способ достижения консенсуса определенной распределенной системы с византийской гарантией отказоустойчивости (BFT) на основе использования асимметричной криптографии и консенсусного алгоритма «Mokka». Экспериментальные результаты и тесты показывают, что предлагаемый подход работает с той же скоростью, что и RAFT, без ухудшения качества и обеспечивает функции безопасности, сопоставимые с классическими консенсусными алгоритмами.

2. Технологические аспекты массовой межмашинной связи широкого покрытия с использованием множества радиотехнологий

Докладчик: Тюрликова Александра Андреевна
Научный руководитель: Кучерявый Евгений Андреевич

Важность сбора большого количества данных об окружающем нас мире растет с каждым днем. Тенденции современного мира диктуют свои правила сбора информации. Необходимо чтобы важные данные, будь то количество свободных мест на парковке, показания датчиков дыма в помещениях или данные с камер наблюдения, доходили до нужных служб и людей своевременно и быстро. Этот факт стимулирует разработку решений для беспроводного сбора данных (телеметрии) и выводит на рынок новые устройства. Взаимодействие устройств между собой происходит за счет массовой межмашинной связи (M2M). В данной диссертации проводится анализ различных вариантов построения массовой M2M широкого покрытия с использованием множества радиотехнологий (LoRaWAN, NB-IoT и др.). Например, объединение беспилотного летательного аппарата с функцией беспроводной зарядки устройств и базовой станции LoRaWAN в одной стати. Целью работы является выявление наиболее эффективных вариантов построения таких систем с учетом комбинирования существующих технологий для реализации различных задач из широкого диапазона отраслей.

3. Автоматизация проектирования сетей на кристалле с использованием высокоуровневого моделирования

Докладчик: Американов Александр Александрович
Научный руководитель: Романов Александр Юрьевич

Работа посвящена исследованию и автоматизации высокоуровневого моделирования сетей на кристалле (СтнК). Проведен анализ основных этапов проектирования СтнК, в результате чего продемонстрирована высокая значимость этапа высокоуровневого моделирования и его влияние на весь процесс проектирования. Показана необходимость разработки единой инфраструктуры, которая обеспечила бы автоматизацию процесса выбора высокоуровневых моделей, их множественного запуска и подбора параметров в зависимости от требований моделируемой СтнК. Для внедрения в единую инфраструктуру были выбраны и модифицированы следующие модели: NocModel 2.0, TOPAZ, Noxim, UOCNS. Проведена апробация разработанной инфраструктуры на примере исследования новых топологий и алгоритмов маршрутизации в них; показано, что за счет применения предложенного подхода и реализации принципа сквозного проектирования достигается ускорение процесса моделирования и повышение его точности.

1. Экстремальные меры и их применение в управлении и криптографии

Научный руководитель: Хаметов Владимир Минирович
Докладчик: Нестеренко Александр Александрович

В докладе будет освещена проблема оптимальной остановки случайного блуждания с экспоненциальной функцией полезности. Для данной проблемы были найдены: i) явное решение уравнения Беллмана; ii) граница, отделяющая внутренность области остановки от области продолжения наблюдений; iii) оптимальное правило остановки.

2. Исследование преобразований векторных пространств над конечным полем в связи с приложениями в алгоритмах защиты информации

Докладчик: Малахов Станислав Сергеевич
Научный руководитель: Рожков Михаил Иванович

MDS матрицы широко используются в качестве рассеивающего примитива при реализации итеративного метода построения преобразований блочного типа в связи с задачами защиты информации. При этом матрицы с большим числом единичных и малым числом различных элементов вызывают особый интерес с точки зрения эффективной реализации матрично-векторных умножений в условиях ресурсных ограничений и являются предметом настоящего диссертационного исследования. В рамках исследования описывается новый метод проверки признака MDS у матриц над конечным полем и демонстрируется его применение на примере матриц специального вида порядка 8, содержащих большое число единиц и малое число различных элементов. Были получены теоретические и экспериментальные оценки вычислительной сложности предложенного метода, и с его помощью построены некоторые классы MDS матриц. Кроме того, для класса циркулянтных матриц были доказаны необходимые и достаточные условия би-регулярности. При этом би-регулярность матрицы является залогом свойства MDS. На основании полученных условий би-регулярности был разработан алгоритм, позволивший получить ряд циркулянтных би-регулярных матриц, не превосходящих порядка 31.

3. Methods of ensuring information security of blockchain technology

Докладчик: Фаур Назим Ахмад
Научный руководитель: Лось Алексей Борисович

Explore the attack surface of the Blockchain technology, with an emphasis on public Blockchains. Blockchain cryptographic constructs, the distributed architecture of the systems using Blockchain, and the Blockchain application context. The aim is to outline several attacks such as selfish mining, the 51% attack, Domain Name System (DNS) attacks, distributed denial-of-service (DDoS) attacks, consensus delay (due to selfish behavior or distributed denial-of-service attacks), Blockchain forks, orphaned and stale blocks, block ingestion, wallet thefts, smart contract attacks, and privacy attacks. the work will outline some effective defense measures taken by the Blockchain technology or proposed by researchers to mitigate the effects of these attacks and patch associated vulnerabilities.

1. Разработка методов и алгоритмов обнаружения маркеров нарушения углеводного обмена по ЭКГ при удаленном скрининге населения

Докладчик: Новиков Роман Сергеевич
Научный руководитель: Позин Борис Аронович

Сахарный диабет 2 типа (СД2) – заболевание, распространенное во всем мире (в том числе в России) и представляющее угрозу как для здоровья человека, так и для общества в целом.

Процесс развития нарушений углевродного обмена (НУО) в СД2 довольно длительный и незаметный для заболевающего. Как правило, пациент оценивает свое состояние на наличие НУО слишком поздно. Например, когда он уже длительное время страдает СД2. Для раннего выявления НУО периодически проводится скрининг населения  в группе риска. Однако существующие инструменты выявления признаков нарушения углеводного обмена (Инструменты) обладают недостатками (инвазивность, необходимость наличия лабораторного оборудования и квалифицированного персонала), препятствующим проведению массового скрининга вне городов.

Работа посвящена разработке и исследованию методов и алгоритмов для описания и анализа неинвазивного Инструмента, учитывающего и компенсирующего указанные выше недостатки путем обработки ЭКГ. В рамках работы проводится: описание проектного решения Инструмента на основе рекомендованных в стандартах алгоритмов определения нарушения углеводного обмена у пациента; синтез и анализ проектного решения неинвазивного Инструмента в условиях удаленнного скрининга.

2. Разработка системы неинвазивного мониторинга параметров крови

Докладчик: Чукарин Марк Игоревич
Научный руководитель: Юрин Александр Игоревич

Рассмотрены перспективы построения неинвазивного глюкометра на основе волоконно-оптического преобразователя, использующего излучение ближнего инфракрасного диапазона. Проведен сравнительный анализ существующих решений в данной области. Разработана модель будущего устройства на основе платы arduino. Исследован спектр поглощения раствора глюкозы в диапазоне 800-1050 нм.

3. Нелинейная динамика и бифуркации в моделях взаимодействующих микропузырьковых контрастных агентов

Докладчик: Гаращук Иван Русланович
Научный руководитель: Синельщиков Дмитрий Игоревич

В работе исследуются модель, описывающая осцилляции взаимодействующих микропузырьковых контрастных агентов под воздействием внешнего ультразвукового поля. Контрастные агенты используются в разнообразных приложениях современной ультразвуковой медицины, связанных с ультразвуковой визуализацией кровеносной системы, избирательным контрастированием и направленным трансфером препаратов. Установлено, что в модели реализуются все основные типы динамики: периодический, квазипериодический, хаотический, гиперхаотический. Описано два феноменологических сценария рождения гиперхаотических аттракторов, и показана их численная реализация в исследуемой модели. Также продемнострирована возможность синхронизации осцилляций двух контрастных агентов. Рассмотрены вопросы трансверасальной устойчивости синхронных режимов и устойчивости синхронных аттракторов к возмущениям, разрушающим симметрию. Показана возможность разрушения синхронизации и потери трансверасльной устойчивости без разрушения симметрии.

1. Ускорение операции объединения больших наборов данных в распределенных системах

Докладчик: Тырышкина Евгения Сергеевна
Научный руководитель: Саенко Владимир Степанович

Исследовательская работа посвящена задаче оптимизации операции объединения данных в распределенных системах хранения. На протяжении многих лет подходы к оптимизации запросов были заимствованы из традиционных баз данных и адаптированы к среде распределенных баз данных. Однако распределенные вычисления обладают уникальными характеристиками, которые часто создают как новые проблемы, так и новые возможности оптимизации. Одна из частых операций в задачах анализа данных — это операция объединения (слияния) данных. Несмотря на то, что эта задача широко изучается и постоянно предлагаются новые методы, в распределенной среде, особенно при работе с большими наборами данных, в некоторых случаях она все еще оказывается очень неэффективной. Первая проблема - вынужденная сортировка и перемещение данных, что увеличивает нагрузку на сеть, которая, несмотря на технический прогресс, остается одним из узких мест в кластерных системах. Вторая проблема заключается в ресурсных ограничения, таких как недостаточный объем оперативной памяти; таким образом, часть данных многократно записывается и считывается с диска, что, как и в случае с сетью, сильно замедляет обработку. Третья проблема вызвана особенностями данных, а именно тем, что некоторые значения в данных часто встречаются гораздо чаще, чем другие, что зачастую приводит к так называемому «перекосу» распределения данных в процессе обработки. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования в среде Apache Spark. Результатом работы является алгоритм, который может быть применен для реализации операции объединения данных.

2. Полимерные диэлектрики с контролируемой проводимостью для электроники космических аппаратов

Докладчик: Абрамешин Дмитрий Андреевич
Научный руководитель: Пожидаев Евгений Димитриевич

Тема диссертационной работы посвящена созданию полимерных диэлектриков с повышенной проводимостью для радиоэлектронных устройств космических аппаратов и связана с разработкой эффективных методов защиты этих устройств от электростатических разрядов, возникающих в результате внутренней электризации.

Разработана кинетическая модель и методика компьютерного моделирования радиационного заряжения диэлектриков с повышенной проводимостью для случая полной остановки электронов в облучаемом объеме, проведено само моделирование и для ряда полимеров определены величины суммарной темновой и радиационной проводимости диэлектриков, обеспечивающие сток накапливаемого электронного заряда и отсутствие физической возможности возникновения электростатических разрядов. Показано, что для всех исследованных полимерных материалов этому отвечает проводимость 10-10 Ом^-1·м^-1.

Разработаны схемотехнические модели утечек тока при замене традиционного диэлектрика печатной платы на диэлектрик с повышенной проводимостью у радиоэлектронных средств: гетеродина и широкополосного усилителя. Проведено моделирование в LT-spice рабочих характеристик этих радиоэлектронных устройств и определены величины проводимости композитных диэлектриков печатных плат, при которых начинают изменяться их рабочие характеристики. Показано, что для гетеродина это ниже 2·10-7 Ом^-1·м^-1, а для широкополосного усилителя - ниже 2·10-4 Ом^-1·м^-1. Результаты моделирования находятся в хорошем согласии с полученными экспериментальными данными.

На основе проведенных исследований разработана инженерная методика проверки работоспособности радиоэлектронных средств, выполненных на печатных платах с диэлектриком, обладающим повышенной проводимостью.

Показана возможность эффективного использования композитных диэлектриков с контролируемой повышенной проводимостью в радиоэлектронных устройствах космического применения для предотвращения возникновения электростатических разрядов, приводящих к их отказам в работе.

3. Исследование и разработка метода анализа биллионных массивов данных на основе механизма секционирования

Докладчик: Полищук Фёдор Сергеевич
Научный руководитель: Саенко Владимир Степанович

Работа посвящена исследованию проблемы обработки биллионных массивов данных. В настоящее время данная проблема становится всё более актуальной, так как большинство существующих на рынке инструментов устаревают и достигают своего логического предела, а обрабатываемые объёмы данных увеличиваются в геометрической прогрессии. Когда речь заходит о сотнях тысяч записей в секунду, из всех возможных готовых инструментов остаётся только продукт, который предоставляет компания Oracle. Но, как известно, Oracle является американской компанией, и использование её продуктов не попадает в существующий в современной России тренд на импортозамещение, который предполагает использование только программ, находящихся в Росреестре. В рамках диссертационного исследования выполнен критический обзор и анализ литературных данных, проведены экспериментальные исследования на примере реализации приказа Минкомсвязи РФ №573. Экспериментальная часть работы завершена, её результатом можно назвать продукт, который использует только открытое программное обеспечение и способен на обработку любого количества данных благодаря применению механизмов секционирования.

1. Моделирование движения капли в ограниченной геометрии

Докладчик: Гуськова Мария Сергеевна
Научный руководитель: Щур Лев Николаевич

Одномерный массив капель воды движется в узком и длинном канале с маслом. При небольшом отклонении хотя бы одной капли от центральной оси возникает неустойчивость. При такой постановке можно наблюдать различные эффекты: пелотона, выстраивание капель в зигзаг или поперечные блуждания и парные волны. В работе для решения уравнений Навье-Стокса используется метод решеточного уравнения Больцмана, для задач с разными жидкостями -- модель Шана-Чена, для взаимодействия потока и твердых частиц -- метод погруженной границы. Также для верификации выбранных методов проверены: формула Рэлея для частот собственных колебаний, формула Стокса для силы сопротивления шара в потоке и исследовано влияние симметрии и границ на динамику одной частицы.

2. Магнитные свойства вспененных структур

Докладчик: Клименкова Ольга Дмитриевна
Научный руководитель: Щур Лев Николаевич

С помощью генерации отрезков на плоскости численно моделируется двумерная пена. Изучаются магнитные свойства полученной двумерной пены. Пена представляет собой разреженную, но при этом механически жесткую конструкцию с минимальной плотностью, в сотни раз менее плотной чем обычные решетки. Спины Изинга помещаются на волокна пены, в полученной системе изучаются термодинамические параметры, такие как намагниченность, восприимчивость и др. В модели происходит переход от одномерного поведения к двумерному случайному поведению модели Изинга. Смоделированные магнитные свойства похожи на наблюдаемые в экспериментах с пенами палладия.

3. Исследование алгоритмов моделирования методом Монте-Карло

Докладчик: Фадеева Марина Александровна
Научный руководитель: Щур Лев Николаевич

В последнее время повысился интерес к исследованию свойств универсальности моделей статистической механики. Это обусловлено как развитием новых методов теоретических исследований, так и возможностью использования суперкомпьютерных систем с целью проведения прецизионного моделирования с целью проверки теоретических гипотез. Актуальность определяется необходимостью развития алгоритмов и методов моделирования, которые позволяют использовать всю мощь гибридных высокопроизводительных вычислительных систем. Таким образом, проект междисциплинарный – развитие методов и их применение для проверки теоретических гипотез. Научная новизна состоит в постановке задачи по комплексному использованию разработанных методов, их реализации в программном обеспечении и в проведении моделирования на суперкомпьютерных вычислительных системах. Ожидаемые результаты: разработка эффективных методов моделирования задач статистической механики, создание программного обеспечения для гибридных высокопроизводительных систем, проведении моделирования задач статистической механики.

1. Оптимизация проведения интервенций в экономических системах на основе решения задачи о настройке для стохастической полумарковской модели с дискретным временем

Докладчик: Новиков Даниил Андреевич
Научный руководитель: Шнурков Петр Викторович

Реализовано формальное построение стохастической модели, использующей идею управляющего воздействия, производимого в моменты выхода основного процесса из заданного допустимого подмножества множества состояний. По форме данная модель представляет собой управляемый марковский процесс с дискретным временем. Для указанной модели получено решение задачи оптимизации, основанное на результатах решения общей стохастической задачи о настройке. Обоснована актуальность и практическая значимость применения модели для описания  интервенций в экономике. Сделан обзор имеющихся отечественных и зарубежных исследований, в которых построены различные математические модели интервенций.

2. Применение методов анализа данных для повышения эффективности рекомендаций товаров и услуг на основе анализа истории покупок пользователей и товарной сетки предприятия

Докладчик: Солопченко Святослав Анатольевич
Научный руководитель: Топоркова Анна Станиславовна

Цель научного исследования – поиск возможностей использования методов работы с большими данными при анализе поведения пользователей интернет-магазинов, их предпочтений, истории покупок и товарной сетки магазина для персонализации рекомендаций товаров и услуг. Под персонализацией рекомендаций подразумевается поиск товаров и услуг, соответствующих интересам и истории покупок определенного пользователя. Работа содержит три раздела: первый раздел «Анализ предметной области и постановка задачи исследований» включает анализ рынка онлайн-торговли, описание существующих методов и алгоритмов, применяемых для рекомендаций товаров и услуг на онлайн-площадках, с указанием их достоинств и недостатков; второй раздел «Метод персональных рекомендаций товаров и услуг на онлайн-площадках» посвящен требованиям к системе рекомендаций товаров и услуг, основанных на анализе покупок и интересах пользователей; третий (заключительный) раздел «Практическая реализация системы рекомендаций товаров и услуг» посвящен описанию программно-аппаратных средств и алгоритмов для реализации модулей сбора, хранения информации и анализа данных  о покупках и интересах пользователя с целью создания системы персональных рекомендаций. Ожидается, что разработанный в рамках диссертации алгоритм, повысит качество рекомендаций, а сравнительный анализ работы алгоритма с другими известными алгоритмами рекомендаций позволит это качество оценить. Актуальность работы заключается в поиске возможности написания более совершенного алгоритма рекомендаций. В настоящее время в соответствии с учебным планом завершен 1 раздел работы и ведется работа по 2 разделу, а именно сбор и определение требований к системе персонализации рекомендаций товаров и услуг.

3. Исследование дисперсии резонансных замедляющих систем с пролетным каналом, заполненным плазмой

Докладчик: Касаткин Александр Дмитриевич
Научный руководитель: Кравченко Наталья Павловна

В работе рассматривается получение дисперсионных характеристик аксиально-симметричных замедляющих систем с пролетным каналом, заполненным плазмой. Использован метод эквивалентных систем для моделирования замедляющих структур пучково-плазменных приборов. Показана адекватность модели, путем сопоставления полученных результатов с известными экспериментальными данными. Разработана структура высокочастотного блока пучково-плазменной лампы бегущей волны и с помощью программы «Vega» произведена оценка параметров лампы. Использование плазмы позволяет расширить диапазон рабочих частот и увеличить мощность получаемого прибора.

1. Исследование и разработка методов противодействия малозаметным сетевым атакам при помощи SDN технологий

Докладчик: Ибодулаев Ибодуллоходжа Мансурходжаевич
Научный руководитель: Сухов Андрей Михайлович

Software-defined Networking (SDN) – новый подход к построению архитектуры компьютерных сетей. Уровень управления сетью и уровень передачи данных разделяются, а функции управления сетью переносятся с маршрутизаторов и коммутаторов на программные приложения, запущенные на отдельном сервере – контроллере. В структуре сети имеется ряд серверов с установленными гипервизероми, со своими отведенными задачами. Каждый из серверов подключен к openflow коммутатору (ofsw), а те подключены к шлюзу. Как видно уже из картинки каждый из сетевых узлов дублируется. Контроллер также представлен в виде виртуальной сущности и имеет две резервные реплики, которые объединяются оркестратором. Управление нагрузкой на сервера выполняется на двух уровнях: на уровне шлюза и на уровне SDN. Так как управление на уровне шлюза имеет не столь высокий уровень актуальности, да и задача относится к исследованию SDN, будем рассматривать непосредственно сам SDN.

2. Совершенствование процесса обслуживания в городских поликлиниках на основе адаптивных моделей прогнозирования потоков пациентов

Докладчик: Прокофьева Елизавета Сергеевна
Научный руководитель: Мальцева Светлана Валентиновна

Существующий уровень автоматизации обслуживания в сфере здравоохранения позволяет накапливать и обрабатывать большие массивы данных и использовать их для решения задач управления.

В работе решается проблема выбора рациональной структуры учреждения, обеспечивающей удовлетворение спроса на услуги при имеющихся ресурсных ограничениях. Предложен модернизированный метод типизации входного потока объекта на основе нечеткой кластеризации в рамках теории аддитивной регуляризации тематических моделей. Предложена модернизированная модель обслуживания пациентов на основе интеграции имитационной модели с моделями прогнозирования входных потоков пациентов. Практическое значение работы состоит в добавлении новых функциональных возможностей в комплексы программного инструментария, поддерживающего работу лечебные учреждений.

1. "Плазменные структуры и объемные сети каналов, как составляющие последовательного механизма инициации молнии в грозовых облака"

Докладчик: А.Ю. Костинский   

Доклад подготовлен по материалам диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук.

Специальность: 25.00.29 – физика атмосферы и гидросферы

Предзащита пройдена успешно 26 июня 2021 и защита запланирована на декабрь 2021 в совете.

Диссертационный совет Д 002.069.01 по следующим специальностям:

• 01.04.06 – акустика;
• 25.00.29 – физика атмосферы и гидросферы.

1. Воспроизводимость условных квантилей многомерных вероятностных распределений и ее применение в задачах математического моделирования

Докладчик: Мелкумова Лана Эдуардовна

Научный руководитель: Шатских Сергей Яковлевич

Доклад посвящен свойству условных квантилей многомерных вероятностных распределений, которое называется воспроизводимостью, и которое характерно для многих широко известных распределений, таких как гауссовское, логистическое, распределение Стьюдента, Парето и др. Свойство воспроизводимости заключается в том, что многомерная условная квантиль, проходящая через заданную точку, содержит в себе кривые, параметризованные условными квантилями маргинальных двумерных распределений, проходящие через ту же точку. Свойство воспроизводимости также имеет эквивалентную формулировку в терминах копул, что позволяет установить его связь с конструкциями на основе копул, имеющими ряд практических приложений. В докладе также обсуждается, как в случае воспроизводимости многомерную условную квантиль можно получить как решение дифференциального уравнения Пфаффа, построенного на основе двумерных маргинальных распределений исходного распределения. Часть доклада посвящена вопросу о том, как предположение о воспроизводимости в задачах математического моделирования может упростить процедуры оценки параметров и моделирования наблюдений, а также, как это предположение может использоваться для квантильной регрессии при построении оценок многомерных условных квантилей.

2. Разработка и исследование многомодульных систем с использованием решения автоматных уравнений, методов оптимизации и тестирования

Докладчик: Евтушенко Лариса Геннадьевна

Научный руководитель: Каперко Алексей Федорович

Доклад посвящен проблеме оптимизации многомодульных систем. Большинство современных сложных управляющих систем являются многомодульными, так как такая конструкция позволяет реализовывать более сложные функции за счет комбинации модулей, экономить ресурсы на перепроектировании и тестировании всей системы. Описав поведение некоторого объекта конечным автоматом, можно оптимизировать аппаратную/программную реализацию объекта, что в настоящее время становится все более актуальным, особенно для систем с ограниченными вычислительными возможностями. В данном докладе будет представлен оконный подход для оптимизации компонентов конечного автомата многомодульной системы, который заключается в построении в выбранном окне с бинарной композицией полных детерминированных автоматов, частичного автомата для хвостового компонента так, чтобы любая сокращенная форма этого частичного конечного автомата могла заменить хвостовой компонент, сохраняя поведение композиции. В многоэлементных системах представляется возможным выделять итеративно последовательность окон, т.е. выделить окно, провести оптимизацию хвостового компонента, а затем выделить еще одно окно, головным компонентом которого будет первое окно, а хвостовым – соседний последовательный модуль, который не был оптимизирован. В ряде случаев данная оптимизация позволяет значительно упростить соответствующую логическую схему. В докладе будут приведены результаты экспериментов по оптимизации композиций конечных автоматов при реализации в виде логических интегральных схем. В качестве расчетных параметров выбрано количество модулей адаптивной логики и максимальная рабочая частота схемы.

3. Разработка системы цифровой инвентаризации компьютерных сетей с использованием алгоритмов интеллектуальной обработки информации

Разработка системы цифровой инвентаризации компьютерных сетей с использованием алгоритмов интеллектуальной обработки информации

Докладчик: Драчев Григорий Александрович

Научный руководитель: Истратов Анатолий Юрьевич

Назначение системы цифровой инвентаризации - сбор информации о составе программных и аппаратных компонент произвольной сетевой вычислительной системы и динамический анализ изменений в ней. В докладе рассматриваются подходы к решению задач сбора и анализа инвентаризационных данных вычислительной системы, их использование для определения уязвимостей и отслеживания изменений в составе компонент. В их составе:

• Определение компонентов инвентаризации в произвольной сетевой вычислительной системе
• Обнаружение уязвимостей вычислительной системы и нарушения принятой политики информационной безопасности
• Выделение событий информационной безопасности
• Формирование инцидентов информационной безопасности

В результате решения поставленных задач получены следующие результаты:

• Предложены и разработаны инструментальные средства для определения и анализа программных и аппаратных компонент произвольной вычислительной системы. На основе полученных данных сформирован подход к моделированию поведения вычислительной системы.
• Определена зависимость уязвимостей сетевых вычислительных систем от состава компонент. Представлены модели угроз для произвольных вычислительных систем.
• Предложен алгоритм формирования событий информационной безопасности на базе журнальных сообщений компонент вычислительной системы. Разработан программный комплекс для формирования событий информационной безопасности.
• Сконструирован алгоритм синтеза инцидентов информационной безопасности из множества событий информационной безопасности с применением подходов машинного обучения.

В дальнейшем планируется проверить полученные результаты с помощью разработки вероятностных методов анализа инцидентов информационной безопасности.

1. Исследование и разработка метода расчета коэффициента усиления электрического поля на неоднородностях для материалов радиоэлектронных средств космических аппаратов

Докладчик:  Агапов Илья Игоревич

Научный руководитель:  Саенко Владимир Степанович

Доклад посвящен проблеме устойчивости космической бортовой аппаратуры к факторам внутренней электризации за счет методики проведения испытаний нанопроводящих диэлектриков на долговременное протекание через них электрического тока. Важность проведения таких испытаний обусловлена тем, что при достаточно высокой концентрации проводящей примеси в полимерном связующем такой композиционный материал проводит электрический ток и характеризуется высокой стабильностью этого тока. Предварительные исследования, выполненные по разработанной методике, показали, что при повышении силы тока, протекающего через образец нанопроводящего диэлектрика, наблюдаются эффекты, которые свидетельствуют об отсутствии такой стабильности. Задача заключается в объяснении механизма значительного снижения (до 10 и более раз) проводимости при протекании таких токов и на этой основе разработать физическую модель, позволяющую объяснить наблюдаемое явление.

2. Разработка модели оценки надежности топологий сетей доступа с использованием технологии виртуализации

Докладчик:  Шибаев Роман Владимирович

Научный руководитель:  Полесский Сергей Николаевич

В докладе рассматривается применимость методов оценки надежности программного обеспечения - ПО к программно-конфигурируемыми сетями - ПКС. Актуальность обусловлена появлением на рынке чрезвычайно усложненного, проприетарного, сетевого оборудования и современное состояние и тенденции развития компьютерных сетей, а именно, потенциал роста производительности, пропускной способности сетей и сложность управления. Аналитическая компания Gartner в исследовании Magic Quadrant for Data Center and Cloud Networking 2020, отмечало, что к 2023 году уже 10% компаний будут связаны непрерывной интеграций CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery по сравнение с текущим около 0%. Поэтому тенденция к расширению функционала видимости сети, сетевых политик, а также возможности управления сетью для поддержки рабочих нагрузок, расположенных в общедоступных облаках бескомпромиссна. Для реализации поставленной цели были выделены основные задачи и этапы, а именно обзор в области ПКС, описание применяемых методов и методик по расчету надежности ПКС, формирование и проектирование испытательного стенда (системы сетевой виртуализации для нагрузочного тестирования) для дальнейшей апробацией готовой модели. Разработка модели оценки надежности сетей позволит на ранних этапах определять «узкие» места сетевой топологии и на основе анализа трафика использоваться результаты проектными, научно-исследовательскими и эксплуатационными сетевыми организациями для создания управляемых корпоративных программно-конфигурируемых сетей.

3. Исследование информационных характеристик естественных языков в связи с разработкой методов оценки защищенных информационных систем

Докладчик:  Малашина Анастасия Геннадьевна

Научный руководитель:  Лось Алексей Борисович

Важной характеристикой информационных систем и каналов связи является степень их защищенности. Для того чтобы оценить безопасность передачи информации, необходимо описать параметры различных моделей источников сообщения. Например, степень защищенности конкретной модели можно определить с помощью оценки доли шифрованной информации, которую возможно восстановить, используя уязвимости этой системы.
Целью работы является исследование возможности восстановления отдельных частей неизвестного текстового сообщения в канале связи в случаях, когда полное восстановление невозможно. В качестве основного метода исследования предлагается алгоритм частичного восстановления текста сообщений и рассматриваются его математические модели в различных случаях. Основной задачей моделирования является оценка эффективности предлагаемого алгоритма. На основе предложенного метода проводится построение теоретических и экспериментальных моделей процедуры частичного восстановления сообщений и рассмотрены возможные ситуации возникновения побочной информации о возможных вариантах неизвестных символов передаваемого сообщения.
Предлагаемый метод основан на предварительном создании статистических словарей текстовых отрезков коротких длин, выборе «ограниченных», то есть потенциально пригодных для восстановления, отрезков сообщения, построении всех возможных вариантов восстановления с использованием известной информации о возможных вариантах символов сообщения и отборе осмысленных вариантов восстановления по словарю. Для алгоритма определены критерий отбора «ограниченных» отрезков и критерий возможности восстановления отрезков, основанный на допустимой степени неопределенности истинного восстановления исходного текста. На основе проведенного моделирования получен ряд теоретических утверждений о математических свойствах предлагаемого алгоритма, включая вероятностные распределения числа осмысленных текстов и «ограниченных» отрезков сообщения. Количественные результаты эффективности алгоритма для русского языка позволяют определить оптимальные параметры процедуры восстановления.
Таким образом разрабатываемая процедура частичного восстановления отдельных отрезков сообщения характеризуется достаточной эффективностью в рамках рассматриваемых моделей источников сообщений. Результаты исследований могут быть использованы для развития методов анализа и синтеза современных алгоритмов защиты информации и разработки защищенных информационных систем.

1. Разработка кооперативных алгоритмов кэширования трафика для периферийных вычислений в сетях VANET

Докладчик:  Якименко Святослав Игоревич

Научный руководитель:  Кучерявый Евгений Андреевич

Доклад посвящен аспектам кооперативного кэширования трафика в автомобильных самоорганизующихся сетях (Vehicular ad-hoc networks, VANET). Кооперативность кэширования подразумевает систему кэширования на различных узлах, в том числе и участниках дорожного движения (on-board caching). Узлы VANET-сети как бы помогают друг другу, и запрошенный контент может находиться на любом из них, а не только на определенном удаленном сервере.  Новизна работы заключается в том, что кэширование рассматривается в разрезе концепции сети именованных данных NDN, а не TCP/IP, где на сетевом уровне традиционные пакеты с IP-адресами отправителя и получателя заменяют запрашивающие пакеты Interest и пакеты данных Data со новой структурой.  Нужный Data-пакет отправляется потребителю обратным путем относительно пути поиска и в соответствии с определенной политикой кэширования сохраняется или нет на транзитных узлах. Важно также, чтоб кэш был свежим и удалялся после определенного периода, так как, например, информация о пробках может меняться достаточно быстро. В данном докладе в симуляторе Icarus сравниваются традиционные политики кэширования (Leave Copy Everywhere, Leave Copy Down, Probability Caching). Действия по распространению информации в NDN имеют сходство с роевыми сценариями поиска еды в стае, поэтому для альтернативы традиционным политикам кэширования предлагается применить идеи роевого интеллекта: алгоритма пчелиной колонии, где нахождение необходимого пакета данных для пакета-запроса сопровождается аналогом «танца пчелы» - рассылкой на ближайшие узлы специального сообщения, включающего информацию о «свежести» найденного пакета Data (поле Freshness Period), в соответствии с которым узлы, не принимавшие участия в поиске, также принимают решение о кэшировании пакета, что потенциально увеличивает эффективность продвижением важной информации о дорожном движении ближе к её потребителям (edge caching). Разработанный алгоритм сравнивается с традиционными с точки зрения таких метрик, как вероятность попадания в кэш (Cache Hit), «протяженности» поиска контента (Stretch) и др.

2. Исследование и разработка метода измерения квантового выхода фотогенерации в материалах солнечной энергетики

Докладчик:  Астафьев Антон Викторович

Научный руководитель:  Тамеев Алексей Раисович

В разработке пленочных фотопроводников для фотодиодов и фотовольтаических устройств перспективными являются полимерные и органические соединения. Такие соединения позволяют формировать пленочные покрытия из жидких растворов с помощью продвинутых поливных технологий. Поиск пленкообразующих полимерных фотопроводников является актуальной задачей. Фотоэлектрические свойства полимерных материала обусловлены эффективностью поглощения фотонов, фотогенерации и транспортом носителей заряда в пленке. При исследовании материалов требуются физико-технические подходы, применимые к пленочным покрытиям. Электрографический метод, используемый в работе, к ним полностью применим.

Он позволяет выполнять прямые измерения квантовой эффективности фотогенерации (КЭФ) свободных электронов и дырок - одной из основных характеристик процесса фотогенерации. При этом метод не требует большого количества входных условий. В работе рассмотрен электрографический метод экспериментального определения КЭФ и представлена измерительная установка.

3. Исследование кинетики проводимости диэлектриков радиоэлектронных средств космических аппаратов при длительном вакуумировании

Докладчик:  Ашмарин Валентин Александрович

Научный руководитель:  Тютнев Андрей Павлович

Доклад посвящен проблеме исследования кинетики темновой электропроводности диэлектриков печатных плат при длительном вакуумировании и разработка методики их выбора для исключения физической возможности возникновения в этих диэлектриках электростатических разрядов при функционировании в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов. Важность проведения таких испытаний обусловлена тем, что электропроводность диэлектриков при длительной выдержке в вакууме разительно отличается от значений полученных в натурных условиях. Наши предварительные исследования показали, что снижение проводимости отечественного стеклотекстолита после длительного воздействия вакуума уменьшилось почти в 300 раз по сравнению с проводимостью исходного образца при той же комнатной температуре. При этом наблюдалось значительное изменение энергии активации проводимости.

1. Однофотонный детектор на основе сверхпроводниковых полосок микронной ширины

Докладчик:  Дрязгов Михаил Александрович

Научный руководитель:  Корнеев Александр Александрович

Сверхпроводящие однофотонные детекторы (Superconducting Single Photon Detector – SSPD) – известны уже два десятилетия, они отлично зарекомендовали себя для регистрации одиночных фотонов с хорошей чувствительностью (до 98%), быстрым временем отклика и пикосекундными временным разрешением. Описанные характеристики позволили SSPD стать основным инструментом для регистрации одиночных фотонов в целом ряде приложений, а также способствовали поиску способов их использования для определения числа фотонов в импульсе излучения, что актуально и востребовано для многих областей квантовой оптики.

До 2017 года считалось, что ширина сверхпроводящих полосок SSPD должна быть около 100 нм, однако в 2018 г. было экспериментально показано, что однофотонное детектирование возможно с помощью сверхпроводящих полосок микронной ширины. SSPD на основе таких полосок являются весьма перспективными для согласования с многомодовым волокном, так как обладают большей площадью и меньшей кинетической индуктивностью, и могут быть использованы для создания детектора с различением числа фотонов в импульсе излучения (PNR – Photon Number Resolving). Соединение нескольких SSPD последовательно или параллельно друг с другом позволяет получать амплитуды импульсов напряжения, зависящие от количества детекторов, одновременно перешедших в нормальное состояние (при условии, что каждый отдельный детектор поглощает один фотон).

В докладе рассматривается проблема обеспечения работоспособности SSPD на основе сверхпроводящих полосок микронной ширины и сравниваются используемые решения. Также сравниваются конфигурации, используемые для реализации PNR-детектора, по ряду параметров: число различаемых фотонов, влияние тепловых шумов, чувствительность к процессу изготовления. Детекторы были изготовлены из плёнок NbN с критическими температурами от 7.6 К до 8.9 К, поверхностным сопротивлением от 585 Ом/квадрат до 672 Ом/квадрат, шириной сверхпроводящих полосок от 0.3 мкм до 1 мкм, количеством последовательных секций от 5 до 11, максимальная достигнутая эффективность детектирования 30%, максимальное разрешимое число фотонов в оптическом импульсе 11.

2. Исследование электродинамических параметров частотно-селективных СВЧ устройств на гибких печатных платах

Докладчик:  Лаврухин Илья Романович

Научный руководитель:  Елизаров Андрей Альбертович

В настоящее время очень активно развивается область Internet of Things (Интернет вещей). Уже сейчас эта область охватила множество сфер человеческой деятельности: носимые устройства, бытовые электроприборы, системы умного дома, здравоохранение, общественный транспорт и т.д.

Антенны, микроволновые частотно-селективные устройства, к которым можно отнести резонаторные системы, датчики, сенсоры являются неотъемлемой частью беспроводных сетей. Ее сложность зависит от требований к радиопередатчику, а также от характеристик распространения окружающей среды. Для обычной радиосвязи на длинных и коротких волнах оказалось, что обычных антенн более чем достаточно для обеспечения желаемой производительности, минимизируя ограничения по стоимости и времени производства. С другой стороны, для сегодняшних и завтрашних устройств связи антенна/частотно-селективное устройство должны выполнять более одной задачи, то есть они должны работать на разных частотах, чтобы учитывать развивающиеся новые технологии и услуги, доступные пользователю. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при проектировании антенн/частотно-селективных устройств для носимых устройств, которые часто скрыты и имеют небольшие размеры и вес.

Кроме этого, в настоящее время на смену многослойным печатным платам, которые выполнены при помощи технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (Low Temperature Cofired Ceramic (LTCC)), приходят гибкие печатные платы, выполненные на основе жидкокристаллических полимеров (ЖКП).

Все аспекты, описанные ранее, приводят к возникновению необходимости использовать разного рода частотно-селективные устройства в тех случаях, когда гибкие деформации являются неотъемлемой частью эксплуатации.

В разных примерах использования возникает проблема физических деформаций нательных антенн, в том числе, RFID. В таких случаях есть вероятность не идентифицировать метку, что может повлечь за собой несоответствия при использовании данной технологии в какой-либо из сфер деятельности. Для решения этой проблемы нужен комплексный подход, а именно:

• разработка алгоритмов, которые позволяют считывать метки даже при самых экстремальных деформациях;

• разработка антенн таким образом, чтобы при физических деформациях оставалась высокая вероятность считывания той или иной метки.

Объектом исследования является частотно-селективные СВЧ устройства на гибких печатных платах.

Предметом исследования диссертации является изучение электродинамических параметров частотно-селективных СВЧ устройств на гибких печатных платах.

Цель: исследование физических и конструктивно-технологических особенностей гибких печатных плат для создания на их основе многофункциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию и улучшение электродинамических параметров частотно-селективных СВЧ устройств.

Научная новизна:

- разработка методики аналитического и численного анализа частотно-селективных СВЧ устройств при изгибах и деформациях их гибких подложек;

- разработка компьютерных моделей частотно-селективных СВЧ устройств, расположенных на криволинейных поверхностях различной формы;

- разработка многофункциональных и миниатюрных частотно-селективных СВЧ элементов, узлов и модулей с улучшенными электродинамическими параметрами и характеристиками.

1. Построение нелинейных биективных преобразований для построения алгоритмов защиты конфиденциальности данных в недоверенных средах

Докладчик: Фомин Денис Брониславович
Научный руководитель: Нестеренко Алексей Юрьевич

Для обработки все возрастающего объёма данных в последнее время все сильнее развиваются направления, связанные с обработкой данных на серверах поставщика услуг (облачные вычисления). Основной проблемой таких решений является обеспечение безопасности при обработке и хранении данных так как у поставщика услуг имеется физический доступ к оборудованию, что позволяет использовать больше количество методов нарушающих свойства безопасности обрабатываемой информации.Используемые в настоящее время алгоритмы имеют уязвимости, позволяющие строить методы анализа с использованием так называемой информации из побочных каналов утечки, в том числе и по времени выполнения. 

В работе предложены новые методы анализа, которые в настоящее время являются одними из самых эффективных, а также предложены новые виды конструкций преобразований гарантирующих невозможность их применения, предложены алгоритмы их построения, оценены их показатели безопасности, оценена трудоёмкость их реализаций.

2. Разработка методики сквозного проектирования маршрутизаторов для беспроводных сенсорных сетей для отслеживания технического состояния линий электропередач

Докладчик: Новиков Константин Викторович
Научный руководитель: Полесский Сергей Николаевич

Беспроводные сенсорные сети являются основополагающим звеном в стремительно развивающихся технологиях класса IoT (Интернет вещей). Для проектирования как беспроводных сенсорных сетей, так и составляющих их РЭС, применяют методологии проектирования, концептуально отличающиеся составом и порядком использования средств проектирования, сложностью исполнения, сложностью внедрения, материальными и временными затратами. Не все применяемые в настоящее время методики и методологии проектирования соответствуют ожиданиям современного производства. Актуальной проблемой является разработка и применение оптимальной методики проектирования в рамках определённой методологии, позволяющей ускорить процесс разработки в несколько раз благодаря использованию современных средств автоматизации проектирования, чётко структурированного состава и порядка используемых технических средств, и особого порядка построения электронных макетов на различных стадиях проектирования.

Данный доклад посвящён проблемам внедрения технологии беспроводных сенсорных сетей в существующие линии электропередач. Ставилась задача максимально в пределах имеющегося ресурса сократить время, необходимое для определения места повреждения и работы оперативно-выездной бригады по поиску и устранению неисправности. Кроме того, учитывалась возможность учета информации о повреждениях и их расположении, получаемой от сенсоров в беспроводной сети, при определении и проведении мероприятий по изменению топологии линии электропередач с целью локализации мест повреждения с сохранением электропитания её неповрежденных участков.

Проведённый анализ топологии сетей и применение математических методов оценки показателей надёжности, таких как среднее время простоя, время наработки на отказ, и вероятность безотказной работы, позволили обеспечить показатели надёжности разрабатываемой беспроводной сенсорной сети, превосходящие таковые у вышестоящей электрической сети, что снижает время простоя и приводит к повышению надёжности электроснабжения потребителей.

3. Получение гомогенных и гетерогенных металлических нанопроволок методом матричного синтеза, исследование кинетики их роста, структуры и физических свойств

Докладчик: Панов Дмитрий Вячеславович
Научный руководитель: Бондаренко Геннадий Германович

В последнее время активно развивается направление, связанное с использованием ядерных фильтров (трековых мембран) для создания металлических нанопроволок методом матричного, или шаблонного (темплейтного), синтеза. Трековые мембраны получают путем облучения тонких полимерных пленок тяжелыми ионами (ксенона, криптона, аргона) с энергией (1,5 – 2,0) МэВ/нуклон флюенсами (10⁶ - 10¹⁰) ион/см² для образования латентных треков, с дальнейшим травлением для получения пор. Варьируя режимы облучения и последующего травления, можно получать трековые мембраны с нанометровыми (от 3 нм) размерами пор при их концентрации от 10⁶ до 10¹⁰ см^-2. Суть метода матричного синтеза заключается в гальваническом (с помощью процесса электролиза) заполнении трековых областей матрицы (шаблона) атомами какого-либо металла. Образовавшиеся при матричном синтезе нанопроволоки могут быть использованы либо как наполнители в композитной структуре «металл-полимер», либо при удалении полимера как собственно металлические нанопроволоки. В последнем случае помимо гальванического заполнения трековых пор необходимо осадить металлическую пленку на одну из поверхностей матрицы.

В работе получены наноструктуры трех конфигураций на металлической подложке: цилиндрические нанопроволоки, нанопроволоки конической формы, структуры типа “сэндвич” (нанопроволоки, находящиеся между двумя слоями подложек), разработаны режимы получения нанопроволок и металлизации поверхности матрицы. В частности, при получении нанопроволок переменного сечения, имеющих коническую форму, был подобран оптимальный состав электролита с добавлением блескообразователя ЦКН-74, увеличивающего смачивание. Такие «острийные» структуры могут найти применение в качестве эмиттеров электронов или ионов.

Методами растровой электронной и атомно-силовой микроскопии выполнено исследование структуры полученных нанопроволок, проведено сравнение нанопроволок различных типов – цилиндрических, конических, и «сэндвичевых» - массивов нанопроволок между двумя металлическими поверхностями.

Предложена и реализована также методика синтеза трёхмерных сеток из нанопроволок внутри пор трековых мембран

При исследовании наноструктур кобальта с помощью метода рентгеноструктурного анализа обнаружено, что при изменении условий электроосаждения (потенциала осаждения, PH раствора) имеет место структурно фазовое превращение; например, увеличение pH раствора приводит к  переходу от гранецентрированной кубической к гексагональной решетке.

Установлено, что использование медных пленок с расположенными на них медными нанопроволоками значительно усиливает каталитический эффект при окислении окиси углерода. Выявлено, что наибольший эффект (возрастание степени окисления на 60–70%) достигается в случае цилиндрических нанопроволок. Эффект наблюдается при достаточно низких температурах 200–350°С. Таким образом, продемонстрирована возможность применения одномерных наноструктур в каталитическом окислении окиси углерода. Окисление СО чрезвычайно важно – например, в доочистке автомобильных выхлопных газов.