Год издания: 2025
Ключевые слова: киберфизические системы, искусственный интеллект, отказоустойчивость, мониторинг окружающей среды, Технологии умной пыли, техногенное воздействие, интеллектуальные технологии, датчики и сенсоры, анализ данных, экологическая безопасность, устойчивое развитие, мультиагентная система
Аннотация: Проект рассматривает актуальные вызовы, связанные с интеграцией вычислительных и физических процессов в современных киберфизических системах (КФС). КФС играют ключевую роль в отслеживании и управлении физическими процессами через обратные связи, что позволяет оценивать влияние этих процессов друг на друга. Примеры таких решений вклПоказать полностьюючают мониторинг выбросов газов и взвешенных частиц на тепловых электростанциях (ТЭЦ). С учетом растущих требований к оценке антропогенного воздействия на экосистемы, особенно в контексте перехода к низкоуглеродным технологиям, необходимо внедрять новые управленческие контуры и петли обратной связи в существующие КФС. Например, технологии секвестрации углерода требуют учета взаимодействия с природными экосистемами, что усложняет формирование устойчивых обратных связей. Научная проблема, которую решает проект, заключается в отсутствии четких механизмов для формализации контуров обратной связи между физическими, вычислительными и естественными процессами. Решение этой проблемы предполагает создание модельно-алгоритмического обеспечения с использованием технологий искусственного интеллекта, что позволит повысить устойчивость КФС. Одним из показателей отказоустойчивости КФС является количество контуров управления и петель обратной связи. Связь между физическими и вычислительными процессами считается стабильной благодаря развитым технологиям обратной связи. Масштабирование КФС требует интеграции новых контуров управления, включая управление естественными процессами, что требует применения нечеткой логики и разработки биоинспирированных алгоритмов. Заявленное научное исследование носит проактивный характер и направлено на формирование модельно-алгоритмического обеспечения перспективной мультиагентной технологии. Научная новизна исследования состоит в получении методологических подходов в управлении / принятии решения роем – роевый интеллект, как развитие раздела теории искусственного интеллекта; также в обосновании решения частных теоретических и модельно-практических задач, связанных с формированием мультиконтурной киберфизической системы. На текущем этапе модельная абстракция роя рассматривается как группа частиц без активного управления, типа smart dust (умная пыль). Это позволит исследовать коммуникационные технологии частиц роя в различных форматах взаимодействия и формализовать методы межмашинного взаимодействия. На основе модели взаимодействия частиц будет разработана методика оценки распространения частиц в окружающей среде объекта-источника эмиссии. Разработка различных сценариев распространения частиц позволит создать эмпирическую базу для оценки планировочных решений по размещению объектов компенсационной инфраструктуры. Понимание меры антропогенного воздействия объектов эмиссии с учетом компенсационных мер, позволит реализовать методологическую модификацию алгоритма сравнительной экономической эффективности объекта в пользу экологической эффективности наряду с другими источниками антропогенной эмиссии. Научная новизна исследования заключается в комплексном изучении алгоритмов мультиагентных систем и технологий роевого интеллекта для управления физическими, вычислительными и естественными процессами в глобальных киберфизических системах, направленных на сокращение углеродного следа.