ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ

The paper presents a thermodynamic model reflecting interrelation of information and energy characteristics  pertaining to the  process of an intellectual  sensor  system  operation.  Sequence of parameter transformations has been analyzed in the process of sensor control while using the sensor with self-generation and without it. It has been shown that while executing high-accuracy control data amount is determined by relative accuracy algorithm and while carrying out rough control of physical values the given parameter depends on relative accuracy square. The paper contains a dependence of enthropy efficiency value of sensor control on its relative error. Evaluation of energy complexity pertaining to the execution of the given procedure has been analyzed for thermodynamic model of sensor data processing. The paper proposes a thermodynamic model where an input signal is realized in the form of separate energy abrupt changes and reveals the possibilities to reduce energy complexity of data process in the sensor controlПредставлена термодинамическая модель, отображающая связь информационных и энергетических характеристик процесса функционирования интеллектуальной сенсорной системы. Проанализирована последовательность преобразования параметров в процессе сенсорного контроля для случая использования сенсора с самогенерацией и сенсора без самогенерации. Показано, что при высокоточном контроле количество информации определяется логарифмом относительной точности, а при сравнительно грубом контроле физических величин данный параметр зависит от квадрата относительной точности. Представлена зависимость величины энтропийной эффективности процедуры сенсорного контроля от его относительной погрешности. Для термодинамической модели обработки сенсорной информации проанализирована оценка энергетической сложности выполнения данной процедуры. Представлена также термодинамическая модель, в которой входной сигнал реализуется в виде отдельных энергетических скачков, и показаны возможности снижения энергетической сложности информационного процесса в сенсорном контроле

ЭПИСТЕМОЛОГИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ НАУЧНОГО ПОИСКА

The paper studies problems pertaining to development of intellectual scientific search systems from the point of view of epistemology as a science on knowledge, its functioning and development. The most important epistemological postulates are determined in the paper and these postulates serve as a basis for an analysis of intellectual technologies of creative search and knowledge formation. Using a systematic approach to study of intellectual technologies of the innovation search the paper considers division of knowledge system in its components – properties of an object to be investigated (separate knowledge clusters). The mentioned approach and adopted biophysical analogies in the investigation of the intellectual technology on knowledge formation have made it possible to identify one of the key epistemology problems in respect of intellectual systems that is an initial uncertainty of scientific search purpose. In this connection a structure of value-orientated knowledge search in the intellectual medium is determined in the paper. The paper also analyzes process pertaining to transformation of value orientation of scientific search into its purposeful development. A role of intellectual systems of scientific search concerning knowledge synthesis of various cognate practices is considered in the paper. The paper proposes a variant pertaining to creation of generalized information image of the studied phenomenon in the intellectual medium on the basis of frame models of knowledge systems from various cognate practices.Рассмотрены проблемы создания интеллектуальных систем научного поиска с точки зрения эпистемологии как науки о знаниях, их функционировании и развитии. Определены важнейшие эпистемологические начала, на которых базируется анализ интеллектных технологий творческого поиска и формирования знаний. На основе системного подхода к изучению интеллектных технологий инновационного поиска рассмотрено членение системы знаний на ее составляющие – свойства объекта исследования (отдельные кластеры знаний). Указанный подход и принятые биофизические аналогии в исследовании интеллектной технологии формирования знаний позволили выделить одну из ключевых проблем эпистемологии интеллектуальных систем – начальную неопределенность цели научного поиска. В связи с этим определена структура ценностноориентированного поиска знаний в интеллектуальной среде и проанализирован процесс преобразования ценностной ориентации научного поиска в его целенаправленное развитие. Рассмотрена роль интеллектуальных систем научного поиска в вопросах синтеза знаний различных практик когнитологии. Предложен вариант создания обобщенного информационного образа изучаемого явления в интеллектуальной среде на основе фреймовых моделей систем знания из различных когнитивных практик

ЗНАЧЕНИЕ ФАКТОРА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ЦЕЛИ В ИНТЕЛЛЕКТНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НАУЧНОГО ПОИСКА

The main peculiar feature of an intellectual system orientated to formulation of original scientific hypothesis, non-trivial technical solutions is an initial target ambiguity of creative search. Process concerning creation of new knowledge in such system presuppose chaotic steps directed on hypothesis synthesis and their improvement, cancellation of non-productive searching methods and advancement of new scientific theories. Formation of new knowledge which generally has random character at the initial stage gradually becomes more ordered, motivated to obtain a concrete result due to development of searching process. Both components of the intellectual medium (a human being and a machine) have so to speak an equilibrium in their actions, actively interacting and supplementing each other in the most creative procedures of hypothesis synthesis. Role difference resides in that a computer provides its formal logical and information resource for solution selection, and a researcher is assigned to carry out an additional task that is to take decisions about correctness of scientific hypothesisОсновной особенностью интеллектуальной системы, ориентированной на создание оригинальных научных гипотез, нетривиальных технических решений, является начальная неопределенность цели творческого поиска. Процесс создания нового знания в такой системе – это хаотичные шаги по синтезу гипотез и их совершенствованию, отмене непродуктивных путей поиска и выдвижению новых научных теорий. Формирование новых знаний, которое на начальных шагах носит случайный характер, по мере развития поискового процесса становится все более упорядоченным, нацеленным на получение конкретного результата. В наиболее творческих процедурах синтеза гипотез, их наполнения и обогащения оба компонента интеллектуальной среды (человек и машина) выступают «на равных», активно взаимодействуя и дополняя друг друга. Различия ролей в поисковом процессе заключаются в том, что компьютер предоставляет свой формальный логико-информационный ресурс для выбора решений, а исследователю отведена дополнительная задача – принятия решений о правильности научных гипотез

СЕНСОРНЫЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИТА НА ОСНОВЕ НАНОТРУБОК И НАНОУСОВ

The paper presents results of investigations and modeling of adsorption–sensory interactions of carbon nano-material with dangerous gases and explosives. The design of nano-sensor molecular sieves is described. New directions in the field of the molecular sieve application are considered in the paper. Представлены результаты исследования и моделирования адсорбционно-сенсорных взаимодействий углеродного наноматериала с опасными газами и взрывчатыми материалами. Описана конструкция наносенсорных молекулярных сит. Рассмотрены новые направления в области применения молекулярных сит

ЦЕЛОСТНОСТЬ ЗНАНИЯ В МЕТОДОЛОГИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ НАУЧНОГО ПОИСКА

The paper analyzes a category of knowledge integrity in philosophical and methodological conception of the intellectual technology. Relationship of knowledge integrity and its uncertainty in the methodology of intellectual scientific research is considered in the paper. The paper  reveals a role of purpose uncertainty of intellectual research process in formation of knowledge integrity properties. An analysis of integrity notion functioning has been executed while considering a problem on relationship of general and partial components. The paper shows changes in the given relationship while making transition from value-orientated research process to purpose-orientated scientific investigation. Determination of diffusion, differentiated and integrated knowledge integrity is shown at various stages of intellectual scientific research.Проанализирована категория целостности знания в философско-методологическом представлении интеллектной технологии. Рассмотрено соотношение целостности знания и его неопределенности в методологии интеллектного научного поиска. Показана роль неопределенности цели интеллектного поискового процесса в формировании свойства целостности знания. Выполнен анализ функционирования понятия целостности в структуре научного знания при рассмотрении проблемы соотношения целого и части. Выявлено изменение данного соотношения при переходе от ценностно-ориентированного поискового процесса к целенаправленному научному исследованию. Показано выделение диффузной, дифференцированной и интегрированной целостности знания на разных этапах интеллектного научного поиска.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НАНОМАТЕРИАЛОВ

The paper presents recognition results of nanomaterial structure and sensory properties while using a developed optical «electronic eye» (e-eye) «ISON-4» and an intelligent self-learning system «ISNM» with the purpose of non-invasive fast prediction of structurе, properties and quality in respect of nanomaterial production  during their synthesis and high-precision control of micro-nanosensory device manufacturing process.Представлены результаты распознавания cтруктуры и свойств наноматериалов с использованием разработанного оптического «электронного глаза» (е-глаз) «ИСОН-4» и интеллектуальной самообучающейся системы «ИСНМ» с целью неинвазивного быстрого прогнозирования структуры, свойств и качества производства наноматериалов в процессе их синтеза, для высокоточного контроля при производстве микронаносенсорных устройств

AB-INITIO МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ СВЕРХТОНКИХ ПЛЕНОК ОКСИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СЕНСОРНЫХ НАНОСИСТЕМ

Ab-Initio simulation of electronic features of sensoring nanomaterials based on rare earth oxides has been made by the example of yttrium oxide. The simulation method for thin films of nanometer scale consisted in the simulation of the material layer of the thickness equal to unit crystal cell size has been proposed within the VASP simulation package. The atomic bond breakdown in the crystal along one of the coordinate axes is simulated by the increase of a distance between the atomic layers along this axis up to values at which the value of free energy is stabilized. It has been found that the valence and conductivity bands are not revealed explicitly and the band gap is not formed in the hyperfine rare earth oxide film (at the film thickness close to 1 nm). In fact the hyperfine rare earth oxide film loses dielectric properties which were exhibited clear enough in continuum.Выполнено Ab-Initio моделирование электронных свойств сенсорных наноматериалов на основе редкоземельных оксидов (например, оксида иттрия). Предложен способ моделирования тонких пленок нанометрового масштаба в программном пакете VASP, заключающийся в имитации слоя материала с толщиной, равной размеру элементарной кристаллической ячейки. Разрыв атомных связей в кристалле по одной из координатных осей имитируется путем увеличения расстояния между атомными слоями по этой оси до значений, при которых стабилизируется величина свободной энергии. Установлено, что в сверхтонкой пленке редкоземельного оксида (при толщине пленки, близкой к 1 нм) валентная зона и зона проводимости явно не выявляются, запрещенная зона не формируется. Фактически тонкая пленка оксида редкоземельного элемента в области наномасштаба теряет диэлектрические свойства, которые достаточно отчетливо проявляются в континууме

THERMODYNAMIC MODEL OF INTELLECTUAL SENSOR SYSTEM OPERATION

The paper presents a thermodynamic model reflecting interrelation of information and energy characteristics  pertaining to the  process of an intellectual  sensor  system  operation.  Sequence of parameter transformations has been analyzed in the process of sensor control while using the sensor with self-generation and without it. It has been shown that while executing high-accuracy control data amount is determined by relative accuracy algorithm and while carrying out rough control of physical values the given parameter depends on relative accuracy square. The paper contains a dependence of enthropy efficiency value of sensor control on its relative error. Evaluation of energy complexity pertaining to the execution of the given procedure has been analyzed for thermodynamic model of sensor data processing. The paper proposes a thermodynamic model where an input signal is realized in the form of separate energy abrupt changes and reveals the possibilities to reduce energy complexity of data process in the sensor contro

SENSORY MOLECULAR SIEVES ON BASIS OF NANO-TUBES AND NANO-WHISKERS

The paper presents results of investigations and modeling of adsorption–sensory interactions of carbon nano-material with dangerous gases and explosives. The design of nano-sensor molecular sieves is described. New directions in the field of the molecular sieve application are considered in the paper