Научные исследования на кафедре ведутся в нескольких направлениях. Перечислим основные.
За последнее десятилетие сотрудниками кафедры под руководством доцента, к.т.н. Тюхова Б.П. внесен определенный вклад в развитие новых информационных технологий, базирующихся на фундаментальных результатах в области искусственного интеллекта - методах и концептуальных объектно-ориентированных языках (КООЯ) представления знаний 5-го поколения. Эти методы не имеют аналогов по теоретической обоснованности, выразительности, мощности механизмов вывода и возможностям концептуального моделирования сложных динамических предметных областей широкого класса.
Данные результаты позволили приступить к реализации языков, созданию соответствующего инструментария и технологий в новом классе систем - систем, основанных на знаниях (СОЗ).
Результаты получили положительный отзыв на международном совещании "New Technologies in Control System - 94", отмечены I-й Премией Российской ассоциации искусственного интеллекта за фундаментальные исследования (1995 г., Г.С. Плесневич), одобрены на 2-м Международном симпозиуме "Интеллектуальные системы" (1996 г.).
В рамках разрабатываемого направления получены студенческие гранты (1996 и 1997 гг.) по теме "Разработка трансляторов КООЯ" (I место на СНТК МГИЭМ-96, призеры Международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", Крым, 1996 г.).
Доцент кафедры, к.т.н., с.н.с А.Ю Истратов разрабатывает теорию искусственных нейронных сетей.
Теория искусственных нейронных сетей - одно из молодых, наиболее перспективных направлений информатики, объединяющее совокупность высокопроизводительных параллельных вычислительных процедур, "имитирующих" работу мозга человека. Возможности нейросетевой технологии позволяют реализовывать решение любой задачи из различных отраслей экономики и областей деятельности человеческого общества. Но наиболее эффективно с помощью искусственных нейронных сетей решаются задачи высокой вычислительной сложности, а также трудно формализуемые и не формализуемые, нередко неразрешимые средствами традиционной вычислительной техники.
К ним относятся:
распознавание и анализ образов, сцен (т.е. произвольных комбинаций образов) и ситуаций, например, финансовый анализ временных данных, анализ изображений в медицине, анализ спутниковой метеорологической информации и т.п.;
поиск оптимальных решений задач, описываемых сложным деревом целей, например - прокладка трафика вычислительных и телекоммуникационных сетей, игра в шахматы, принятие решений в экспертных системах и т.п.;
изучение и прогноз временной эволюции сложных многофакторных систем, включающих в себя экономические и социологические системы, системы управления и пр.;
поведенческие решения в робототехнике.
Современные нейросетевые технологиии относятся к одному из мощнейших направлений информационной индустрии. В 2001 году в мире было внедрено более 1 млн. прикладных разработок с использованием нейронных сетей. Практически все швейцарские банки и ряд других крупных банков мира применяют нейросетевые предсказатели. Крупнейшие автомобильные концерны, в частности, "Форд", "Рено" уже эксплуатируют нейросетевые автоматизированные системы. В космонавтике, авиастроении, сети Internet, медицине, экономике и др. областях и отраслях науки и техники бурными темпами внедряются нейросетевые приложения.
Сегодня нейросетевые технологии прочно вошли в повседневную жизнь. Например, одно из основных требований к современным квалифицированным маркетологам (наиболее дефицитной специальности на российском рынке) - знание и умение обращения с аппаратом нейронных сетей. Появившийся в продаже пылесос фирмы "Самсунг" с нейросетевым блоком управления произвел настоящий фурор в области бытовой техники; а заверения президента компании "Майкрософт" Билла Гейтца о том, что в ближайшем будущем 90% операционной системы компьютера будет реализовано на нейросетевой основе, указывает на широкие перспективы этого направления.
Лаборатория под руководством А.Ю. Истратова работает над данной проблематикой, начиная с 1994 года. За это время кроме фундаментальных исследований по этому направлению решены и реализованы следующие прикладные задачи:
система управления автономным транспортным средством (по заказу НЦ нейрокомпьютеров РАН) (в том числе подсистемы технического зрения, прокладки маршрута и исполнительная) - III-е место на выставке "Нейрокомпьютеры и их применение", Москва, 1996 г.;
система обнаружения целей в зоне обзора беспилотного летательного аппарата (по заказу ГосНИИАС);
система управления движением беспилотного летательного аппарата (по заказу ГосНИИАС);
система управления трафиком в телекоммуникационных сетях (по заказу АО РОСТЕЛЕКОМ);
система классификации сейсмической информации (распознавание землетрясений и взрывов) (по заказу НЦ "СИНАПС");
система распознавания дорожной информации (по заказу фирмы "Тойота");
система распределения вновь поступивших товаров по торговым точкам (по заказу ТД "Русь");
система прогнозируемого набора персонала для приема заказов на оказание услуг (по заказу АОЗТ "Пицца на дом");
система медицинской диагностики (по заказу МГБ № 52).
Опубликовано более 10 статей в отечественных и зарубежных журналах, среди них: "Автоматика и телемеханика", "Теория и системы управления", "Зарубежная радиоэлектроника", "Известия вузов. Приборостроение", "Нейрокомпьютер", "Информационные технологии", "Электросвязь", "IEEE Transactions on Neural Networks", "Neurocomputers: design and applications"; сделано более 60 докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях и семинарах; ежегодно организуется и проводится Всероссийская конференция "Нейрокомпьютеры и их применение" (А.Ю. Истратов - руководитель секции). Многие из полученных результатов внедрены или находятся в стадии внедрения. Готовится монография по теоретическим и прикладным аспектам проектирования интеллектуальных систем на нейросетевых структурах. В 2002 году издательством "Научлиттехиздат" (Москва) выпущена книга "Основы программирования на языке С/С++" (409 с., авторы: Истратов А.Ю., Агеев Д.А., Захарова Н.Ф., Ильиченкова З.В.), где в качестве примеров нашли отражение многие фрагменты из реализованных нейросетевых систем. По результатам НИР защищено две диссертации на соискание степени кандидата технических наук, готовятся к защите несколько других работ. Студенты, работающие по данной тематике, неоднократно становились лауреатами всероссийских конкурсов на лучшую студенческую работу. Можно отметить следующих лауреатов:
Ильиченкову З.В., 1994 г. - II-е место Всероссийского конкурса на лучшую студенческую работу под эгидой Министерства образования РФ (название работы "Прокладка маршрута автономного транспортного робота с помощью нейронной сети Хопфилда");
Агеева Д.А., 1995 г. - III-е место открытого конкурса МГИЭТ на лучшую работу студентов, аспирантов и молодых специалистов г. Москвы (название работы "Использование нейроподобной эластичной сети для планирования маршрута");
Агеева Д.А., 1996 г. - I-е место Всероссийского конкурса на лучшую студенческую работу под эгидой Министерства образования РФ (название работы "Нейросетевая реализация системы определения оптимального маршрута для АТР");
Подрябинникова А.А., 1999 г. - III-е место Всероссийского конкурса на лучшую студенческую работу под эгидой Министерства образования РФ (название работы "Применение нейронной сети с разделяемыми весами для распознавания визуальных изображений").
В обеспечение учебного процесса подготовлен цикл лекций с лабораторным практикумом по дисциплинам "Основы теории искусственных нейронных сетей" (190 ч.), "Применение нейрокомпьютеров в военно-промышленной индустрии" (72 ч.), "Применение нейросетевых технологий в экономике и бизнесе" (144 ч.)
Доцент кафедры, к.т.н., с.н.с. Андрей Анатольевич Внуков - область научных интересов - распределенная синхронная и асинхронная параллельно-поточная обработка данных в технических системах (систолические алгоритмы, транспьютерная технология).
Систолические алгоритмы применены в задачах робототехники, транспьютерная технология - в интеллектуальных системах при построении аппаратно-программных комплексов: цифрового гидропривода, графического интерфейса, модели системы динамических объектов, адаптивного электромеханического привода, манипуляционного робота. В работах разработана конфигурация аппаратных ресурсов и распределение на нее алгоритмов вычислений и коммуникации.
Результаты НИР публикуются и используются в лекциях и практических занятиях 2, 3, 5 курса ФПМ в дисциплинах "Основы ЭВМ, комплексов и систем" и "Транспьютерная технология".
Деловые игры являются новым направлением в учебном процессе института и внедряются в него с декабря 1997 года. С самого начала было решено внедрить современные научные и методические разработки в учебный процесс, использовать современную деловую игру "НиксдорфДЕЛЬТА", свободно распространяемую в России в рамках Программы Фонда Хайнца Никсдорфа (Германия), а затем после достижения успехов в ее освоении приступить к сотрудничеству с Фондом в разработке новых деловых игр.
Деловая сетевая компьютерная игра коллективного типа "НиксдорфДЕЛЬТА" (система имитационного моделирования управления предприятием) обучает управлению предприятием и помогает вырабатывать навыки стратегического управления предприятием в современных условиях рыночной конкуренции. В ее основе лежит математическая модель свободного рынка с целью максимального приближения к реальной экономической модели. Основная идея игры - свободная конкуренция между несколькими командами игроков. Задачей каждой из 2-6 конкурирующих фирм, производящих и продающих до 3 продуктов на 4 рынках, является принятие экономически оправданных решений по всем важным вопросам предпринимательской деятельности (ценообразования, инвестиций, закупок, складского хранения, обеспечения качества, работы с кадрами и др.) с учетом положения каждого предприятия на рынке.
Программное обеспечение состоит из двух модулей: руководителя и участника.
Студенты МИЭМ активно и успешно участвуют в соревнованиях по деловой игре "НиксдорфДЕЛЬТА" в стенах института, в Московском региональном и Российском финалах. Она используется с 19 декабря 1997 года в учебном процессе для проведения плановых ("Программное обеспечение автоматизированных систем") и факультативных ("Основы деловых игр" и "Имитационная модель деловой игры Дельта") занятий со студентами 2-5 курсов ФПМ и ФЭМ.
За последние 3 года в 1998/1999, 1999/2000 и 2000/2001 учебных годах подготовлены команды МИЭМ, составленные из студентов ФПМ и ФЭМ, ставшие победителями в Московских региональных соревнованиях по деловой игре "НиксдорфДЕЛЬТА". Главный приз региональных конкурсов - одна путевка в Российский финал. В финале Российского конкурса в январе 2000 года команда МИЭМ заняла 3 место в своей финальной группе и вошла в число 6 лучших команд России, а в январе 2001 года заняла 1 место и стала Чемпионом России (С.А. Балабанов, А.В. Беляев, А.А. Жажин, тренер А.А. Внуков), завоевав главный приз - поездку в Германию. В соревнованиях на разных этапах участвовало 561 учебное заведение и более 7000 человек в 184 населенных пунктах 50 регионов России.
За всем этим стоит большая проделанная работа со студентами не только в учебном процессе института, но и по подготовке их к проведению деловой игры "НиксдорфДЕЛЬТА" и участию с докладами на VII и VIII Международных студенческих школах-семинарах в г. Судаке в 1999 и 2000 годах, участию в Летних школах молодых менеджеров Фонда Хайнца Никсдорфа в Летнем городке в Подмосковье в 1999 году, в Велегоже под Тулой в 2000 году, в Нижнем Новгороде в 2001 году и в научно-технических конференциях.
26 июня 2000 года на кафедре МОСОИиУ был создан Центр "Деловой игры", который в настоящее время превратился в общеинститутский центр. Он создан в целях улучшения качества образовательного процесса в МИЭМ, учитывая большие успехи студенческих команд МИЭМ в проводимых Фондом Хайнца Никсдорфа соревнованиях по деловой игре "НиксдорфДЕЛЬТА", большой интерес студентов к освоению этой игры и несомненную пользу включения экономических деловых игр в образовательный процесс.
Основными направлениями работы Центра "Деловой игры" являются направления, показанные на рисунке ниже.
Деловая сетевая компьютерная игра "НиксдорфТРАНСФОРМАЦИЯ" (имитационная модель общехозяйственного развития страны во время перехода от плановой к рыночной экономике) впервые появилась в России на Летних школах молодых менеджеров в 1999 и 2000 годах в качестве курса лекций и практических занятий, проведенных д-ром Р. Остеркампом (Германия). В 2000 году в этих занятиях со студентами принимали участие доценты кафедры МОСОИиУ С.М.Лавренов и А.А.Внуков, соответственно, в качестве ассистента руководителя занятий и участника студенческой группы.
Задача по созданию автоматизированной обучающей системы - деловой сетевой компьютерной игры успешно решена в 2000 году совместно: д-ром Р. Остеркампом (математическая модель, техническое задание), к.т.н. Ан.А. Внуковым и к.г.н. Ал.А. Внуковым (проект программного обеспечения), студентами ФПМ МИЭМ П.А. Лавренчуком, И.З. Ханиным, М.С. Томашевичем (реализация программ).
Программное обеспечение состоит из двух модулей:Руководителя и Участника.
Под руководством зав. кафедрой, проректора МИЭМ Г.П. Путилова осуществляется реализация проектаразвития единой образовательной информационной среды МИЭМ, направленной на дальнейшее совершенствование качества подготовки специалистов и организации учебного процесса. При этом особое внимание уделяется внедрению в образовательный процесс современных информационных технологий, созданию в вузе информационных систем управления вузом и оптимизации учебного процесса, широкому использованию отечественных и зарубежных периодических изданий и других оперативных источников научно-технической информации, обеспечив их наличие в корпоративной сети и библиотечных фондах вуза.
В рамках проводимых работ по внедрению в учебный процесс современных информационных технологий и новых форм обучения в МИЭМ созданы и развиваются информационно-образовательные среды по ряду специальностей, которые представляют собой совокупность объединенных посредством сетевых технологий программных и технических средств организационного, методического и математического обеспечения учебного процесса. Все виды занятий, а также расчетные, курсовые и дипломные работы поддерживаются современными пакетами программ: Mathematica, Spice, Statistica, MS Office и др. Проводится работа по автоматизации библиотеки МИЭМ на основе системы ИРБИС, разработанной ГПНТБ РФ. Создана и проходит опытную эксплуатацию инвариантная к дисциплинам система тестирования с обработкой результатов на сервере, позволяющая осуществлять текущий контроль знаний студентов.
В последнее время коллектив сотрудников МИЭМ под руководством Путилова Г.П. по заданию Министерства образования РФ участвует в научно-исследовательской работе "Разработка распределенной информационной системы для организации, проведения и анализа результатов единого государственного экзамена на федеральном и региональном уровнях".