Intelligent Hardware-Software Processing of High-Frequency Scanning Data

The constant emission of polluting gases is causing an urgent need for timely detection of harmful gas mixtures in the atmosphere. A method and algorithm of the determining spectral composition of gas with a gas analyzer using an artificial neural network (ANN) were suggested in the article. A small closed gas dynamic system was designed and used as an experimental bench for collecting and quantifying gas concentrations for testing the proposed method. This device was based on AS7265x and BMP180 sensors connected in parallel to a 3.3 V compatible Arduino Uno board via QWIIC. Experimental tests were conducted with air from the laboratory room, carbon dioxide (CO2), and a mixture of pure oxygen (O2) with nitrogen (N2) in a 9:1 ratio. Three ANNs with one input, one hidden and one output layer were built. The ANN had 5, 10, and 20 hidden neurons, respectively. The dataset was divided into three parts: 70% for training, 15% for validation, and 15% for testing. The mean square error (MSE) error and regression were analyzed during training. Training, testing, and validation error analysis were performed to find the optimal iteration, and the MSE versus training iteration was plotted. The best indicators of training and construction were shown by the ANN with 5 (five) hidden layers, and 16 iterations are enough to train, test and verify this neural network. To test the obtained neural network, the program code was written in the MATLAB. The proposed scheme of the gas analyzer is operable and has a high accuracy of gas detection with a given error of 3%. The results of the study can be used in the development of an industrial gas analyzer for the detection of harmful gas mixtures

Enhancing cryptographic protection, authentication, and authorization in cellular networks: a comprehensive research study

This research article provides an extensive analysis of novel methods of cryptographic protection as well as advancements in authentication and authorization techniques within cellular networks. The aim is to explore recent literature and identify effective authentication and authorization methods, including high-speed data encryption. The significance of this study lies in the growing need for enhanced data security in scientific research. Therefore, the focus is on identifying suitable authentication and authorization schemes, including blockchain-based approaches for distributed mobile cloud computing. The research methodology includes observation, comparison, and abstraction, allowing for a comprehensive examination of advanced encryption schemes and algorithms. Topics covered in this article include multi-factor authentication, continuous authentication, identity-based cryptography for vehicle-to-vehicle (V2V) communication, secure blockchain-based authentication for fog computing, internet of things (IoT) device mutual authentication, authentication for wireless sensor networks based on blockchain, new secure authentication schemes for standard wireless telecommunications networks, and the security aspects of 4G and 5G cellular networks. Additionally, in the paper a differentiated authentication mechanism for heterogeneous 6G networks blockchain-based is discussed. The findings presented in this article hold practical value for organizations involved in scientific research and information security, particularly in encryption and protection of sensitive data

Розробка програмного забезпечення керування для самоорганізації розумних мобільних роботів

Maintaining a specific geometric formation during the movement is crucial for multiagent systems of mobile robots in various applications. Proper coordination can lead to reduced system costs, increased reliability and efficiency, and system adaptability and flexibility. This research proposes a novel movement coordination method for self-governing multiagent systems of intelligent mobile robots. The proposed method uses a leader-follower technique with a virtual leader to maintain a specific geometric structure. Additionally, the epsilon greedy algorithm is utilized to avoid loops. To reduce power consumption, it is proposed to turn on only a few robots' lidars at a time. They could drive all the robots in the group, allowing them to reach the goal without colliding with obstacles. Experiments on a complex map with nine robots were conducted to test the method's effectiveness. The success rate of the swarm reaching the target position and the number of steps needed were evaluated. Testing varied angular velocities of 1 to 20 degrees and linear velocities of 0.1 to 5.5 m/s. Results show the method effectively guides the robots without collisions. This method enables a group of self-governing multiagent systems of intelligent mobile robots to maintain a desired formation while avoiding obstacles and reducing power consumption. The results of the experimental study demonstrate the method's potential to be implemented in real-world missions and traffic management systems to increase efficiency and reduce costs. The proposed method can be utilized in military missions and traffic management systems, where maintaining a specific geometric formation is crucial. The method's ability to avoid obstacles and reduce power consumption can also lead to reduced costs and increased efficiency.Збереження певної геометричної форми під час руху має вирішальне значення для мультиагентних систем мобільних роботів у різних застосуваннях. Належна координація може призвести до зниження витрат на систему, підвищення надійності та ефективності, а також адаптивності та гнучкості системи. Це дослідження пропонує новий метод координації руху для самокерованих мультиагентних систем інтелектуальних мобільних роботів. Запропонований метод використовує техніку «лідер-слідувач» з віртуальним лідером для підтримки певної геометричної структури. Крім того, для уникнення циклів використовується жадібний алгоритм epsilon. Щоб зменшити енергоспоживання, пропонується вмикати лише кілька лідарів роботів одночасно. Вони могли керувати всіма роботами в групі, дозволяючи їм досягти мети, не стикаючись з перешкодами. Щоб перевірити ефективність методу, були проведені експерименти на складній карті з дев’ятьма роботами. Було оцінено рівень успіху досягнення рою цільової позиції та кількість необхідних кроків. Тестування змінюваних кутових швидкостей від 1 до 20 градусів і лінійних швидкостей від 0,1 до 5,5 м/с. Результати показують, що метод ефективно керує роботами без зіткнень. Цей метод дозволяє групі самокерованих мультиагентних систем інтелектуальних мобільних роботів підтримувати бажану форму, уникаючи перешкод і зменшуючи енергоспоживання. Результати експериментального дослідження демонструють потенціал методу для реалізації в реальних місіях і системах управління трафіком для підвищення ефективності та зниження витрат. Запропонований метод може бути використаний у військових місіях і системах управління дорожнім рухом, де підтримка певної геометричної форми є вирішальною. Здатність методу уникати перешкод і зменшувати споживання електроенергії також може призвести до зниження витрат і підвищення ефективності

Розробка рецептури безглютенових макаронних виробів на основі багатогофакторного аналізу

The object of the study is the development of the formulation of gluten-free pasta using multivariate analysis. Celiac disease is a chronic disease characterized by damage to the small intestine mucosa by gluten, a plant protein found in cereals. Due to the growing incidence of celiac disease, it became necessary to provide patients with gluten-free products for life. One of the basic gluten-free products for people is pasta. Therefore, there is a need to expand the range of gluten-free pasta. This development of gluten-free pasta provides for the use of combined flour mixtures from cereals. According to the results of the study, comparison and analysis of 8 gluten-free pasta formulations developed and optimized using multivariate analysis, it was found that the sample G has the best organoleptic indicators. Based on the results of the “recipe-price” optimization of the sample G, the optimal ratios of pasta components in terms of the competitiveness of the final product were determined. It was found that the most balanced in organoleptic characteristics is gluten-free pasta (sample G) consisting of: corn flour – 33.51 %; rice flour – 22.24 %; xanthan gum – 2.94 %, water – 41.15 %, table salt – 0.09 %. The results of the study can be useful in the development of pasta, taking into account the characteristics of the raw materials used, for consumers focused on food without allergenic proteinsОб'єктом дослідження є рецептури безглютенових макаронних виробів з використанням багатофакторного аналізу. Целіакія – хронічне захворювання, що характеризується пошкодженням слизової оболонки тонкої кишки глютеном, рослинним білком, який міститься у злакових культурах. У зв'язку зі зростанням захворюваності на целіакію, виникла необхідність пожиттєвого забезпечення хворих безглютеновими продуктами. Одним із базових безглютенових продуктів для людей є макаронні вироби. Отже, виникає потреба у розширенні асортименту безглютенових макаронних виробів. У даній розробці безглютенових макаронних виробів передбачається використання комбінованих борошняних сумішей із зернових культур. За результатами дослідження, зіставлення та аналізу характеристик 8 розроблених та оптимізованих з використанням багатофакторного аналізу рецептур безглютенових макаронних виробів встановлено, що кращими органолептичними показниками володіє зразок № G. За результатами оптимізації «рецептура-ціна» зразка № G визначені оптимальні співвідношення компонентів макаронних виробів, з точки зору конкурентоспроможності кінцевого продукту. Встановлено, що найбільш збалансованими за своїми органолептичними характеристиками є безглютенові макаронні вироби (зразок № G), що складаються з: кукурудзяного борошна – 33,51 %; рисового борошна – 22,24 %; ксантанової камеді – 2,94 %, води – 41,15 %, кухонної солі – 0,09 %. Результати дослідження можуть бути корисними при розробці макаронних виробів, з урахуванням характеристик використовуваної сировини, для споживачів, орієнтованих на їжу без алергенних білкі