Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 4.
-
ИССЛЕДОВАНИЕ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ МЕМРИСТИВНЫХ CROSS-POINT СТРУКТУР ДЛЯ НЕЙРОМОРФНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Р.В. Томинов , З. Е. Вакулов , В.И. Варганов , И.О. Игнатьева , В. А. Смирнов200-2072025-12-30Аннотация ▼Показаны результаты многоуровневого резистивного переключения и синаптической пластичности нейроноподобного мемристивного cross-point на основе нанокристаллической пленки оксида цинка. Показано, что при изменении амплитуды и длительности входных импульсов мемристивный cross-point демонстрирует 6 резистивных состояний с сопротивлением от 4,27×105 Ом до 8,34×107 Ом. Показано, что энергия переключения некоторых синаптических уровней составляет единицы пикоджоулей, что перспективно для создания компактных маломощных нейроморфных систем. Так, показано, что нанокристаллические пленки ZnO обладают синаптической пластичностью, т.е. при приложении импульсов напряжения различной амплитуды и длительности могут переключаться в широком диапазоне синаптических уровней. Изготовленный мемристивный cross-point демонстрируют парно-импульсную потенциацию PPF при tp от 1 мс до 10 мс и парно-импульсную депрессию PPD при tp от 50 мс до 100 мс. Анализ полученных экспериментальных результатов исследования PPF и PPD показал, что увеличение количества импульсов с 10 до 90 приводит к увеличению постсинаптического тока EPSC от 32 мкА до 73 мкА для tp = 1 мс, от 31 мкА до 59 мкА для
tp = 5 мс, от 31 мкА до 48 мкА для tp = 10 мс, а также уменьшению EPSC от 30 мкА до 25 мкА для tp = 50 мс, от 30 мкА до 17 мкА для tp = 70 мс, от 30 мкА до 5 мкА для tp = 100 мс. Из полученных результатов следует, что чем короче интервал между импульсами, тем выше индекс PPF, поэтому можно сделать вывод, что изготовленная мемристивный cross-point на основе нанокристаллических пленок ZnO имитирует кратковременную пластичность биологического синапса, в котором пластичность PPF и PPD определяется концентрацией ионов Ca+ и который играет ключевую роль во многих биологических функциях мозга, таких как локализация источника звука, распознавание образов, ассоциативное обучение, фильтрация ненужной информации. Полученные результаты могут быть использованы для аппаратной реализации нейронных сетей, нейроморфных структур робототехнических комплексов, протезов и систем искусственного интеллекта -
МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ С РОБОТИЗИРОВАННЫМИ СИСТЕМАМИ
Н.М. Чернышов , И. К. Романова-Большакова2025-04-27Аннотация ▼Целью исследования является разработка методики идентификации и определения место-
положения объектов в условиях низкой видимости и возможного изменения их формы, с акцентом
на извлечение деталей, созданных методом селективного лазерного спекания (SLS), из порошковой
среды. В работе рассматриваются два принципиально разных подхода к формированию алгорит-
мов управления роботизированным манипулятором. Первый подход, доверительный, основан на
предположении о минимальном смещении объекта в процессе манипуляций. Манипулятор дви-
жется по траектории, рассчитанной на основе предварительной трехмерной модели, без коррек-
ции до момента захвата. Этот метод отличается высокой скоростью выполнения операции и
минимальными вычислительными затратами. Однако он сопряжен с рисками: деформация объ-
екта из-за сопротивления среды, смещение детали при контакте с инструментом, а также не-
возможность захвата при значительных отклонениях от номинального положения. Второй под-
ход, осторожный, предполагает поэтапное удаление слоев порошка для визуализации объекта и
корректировки траектории до захвата. Этот метод включает несколько этапов: удаление верх-
него слоя среды до частичного обнажения детали, анализ данных для уточнения положения объ-
екта, а также построение адаптивной траектории с учетом возможного смещения. Отдельное
внимание в статье уделено генерации данных для обучения нейронных сетей, которые использу-
ются для идентификации объектов в условиях зашумленности. Рассмотрены два метода искус-
ственного моделирования порошковых покрытий. Примитивный метод заключается в расшире-
нии вершин трехмерной модели вдоль нормалей с добавлением случайного шума. Усовершенство-
ванный метод предполагает дифференцированное распределение порошка с учетом локальной
кривизны поверхности. Последующие экспериментальные результаты показали, что обучение
нейронной сети с использованием реальных данных имеет низкую эффективность. Точность рас-
познавания составила 60–75%, что связано с малым объемом выборки и влиянием внешних факто-
ров, таких как освещение и помехи. В то же время использование синтетических данных, подго-
товленных по представленной в исследовании методике, позволило повысить точность распозна-
вания до 92%. Практическая значимость работы заключается в разработке методики поиска,
обнаружения и определения детали, погруженной в порошок, что может быть использовано для
автоматизации процессов постобработки на производствах, использующих селективное лазерное
спекание. Разработанные решения адаптированы для интеграции в роботизированные системы работающие в условиях ограниченной видимости. Предложенные методы могут быть масшта-
бированы на широкий спектр задач в аддитивном производстве и робототехнике, что делает их
перспективными для внедрения в промышленные процессы. -
БОРТОВАЯ АКТИВНО-ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ПОДВОДНОГО ВИДЕНИЯ ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ РАЗДЕЛА «ВОЗДУХ-ВОДА»
Ю. К. Грузевич , Ю.Н. Гордиенко , П. С. Альков , Д. В. Волков , М.С. Ходаковская2025-04-27Аннотация ▼Целью данной работы является создание системы обнаружения подводных объектов, пред-
назначенная для установки на надводные платформы (летательные аппараты или дистанционно
пилотируемые летательные аппараты). Системы такого типа могут применяться для решения
широкого спектра задач в различных областях народного хозяйства: поиск редких рыб и морских
млекопитающих, определение путей их миграции, диагностика и прокладка подводных трубопро-
водов и сетей волоконных кабелей, контроль загрязнения толщи морских вод, поиск затонувших
кораблей и археологических ценностей, проведение спасательных работ. Для решения данной за-
дачи был описан процесс распространения лазерного излучения до объекта через границу раздела
«воздух-вода», смоделирована взволнованная морская поверхность, предложен ряд математиче-
ских допущений и приближений. В практической части была разработана структурная схема
лазерной оптико-телевизионной активно-импульсной системы подводного видения, включающая в
себя приемный и передающий каналы, а также устройство управления, состоящее из блока обра-
ботки изображений и контроллера управления. В состав приемного канала вошел электронно-
оптический преобразователь III+ поколения, высокочувствительный в спектральном диапазоне
прозрачности морской воды. Основным элементом передающего канала является высокоэффек-
тивный импульсный лазер, излучающий в спектральном диапазоне прозрачности морской воды.
Собранный прибор прошел полевые испытания, в результате которых стало понятно, что обна-
ружение и распознавание подводных целей с борта летательного аппарата через границу раздела
«воздух-вода» по сформированному изображению возможно, предельная дальность обнаружения
и распознавание подводных целей активно-импульсной системы подводного видения с борта ле-
тательного аппарата через границу раздела «воздух-вода» в основном определяется: затуханием
оптического излучения в морской воде и мощностью подсвечивающего лазерного импульсного из-
лучения, При этом, отличительной особенностью работы активно-импульсной системы подвод-
ного видения является то, что увеличение дальности обнаружения и распознавания практически
прямо пропорционально до определенного уровня мощности лазерного излучения, а дальнейшее
увеличение мощности приводит к незначительному увеличению дальности -
АКУСТООПТИЧЕСКИЕ ДЕФЛЕКТОРЫ АКУСТООПТИЧЕСКОГО ЧАСТОТОМЕРА
А.В. Помазанов, Д. П. Волик , С. С. Шибаев2021-02-13Аннотация ▼Методы функциональной электроники, к которым относится и акустооптический
(АО) метод обработки радиосигналов, прочно занимают лидирующие позиции даже по
сравнению с методами цифровой обработки сигналов, когда требуется за минимальное
время в широкой полосе анализа с высокой точностью определить частотные и временные
параметры нескольких одновременно действующих на входе радиоприёмного устройства
сигналов. С развитием технологий и новых материалов их применение становится ещё
более актуальным так как по интегральному показателю, учитывающему потребляемую
мощность, габаритные размеры, массу акустооптические измерители занимают первые
места среди прочих типов измерителей параметров радиосигналов. Акустооптические
частотомеры как вид акустооптических измерителей параметров радиосигналов прочно
занимают своё место в технике оценки параметров радиосигналов благодаря уникальным
характеристикам – многосигнальность, разрешающая способность, сравнительно малые
массогабаритные характеристики и потребляемая электрическая мощность при прием-
лемом динамическом диапазоне входных радиосигналов и точности оценки частоты. Дан-
ные устройства способны практически мгновенно осуществлять перенос радиосигнала из
временной области в частотную и находят применение в системах пассивного радиокон-
троля, для которых важными параметрами являются не только диапазон рабочих час-
тот, частотное разрешение, точность измерения частоты и фазы анализируемых радио-
сигналов, а также энергопотребление, масса и габариты, которые становятся сущест-
венными при использовании радиотехнических измерителей в мобильных и космических
измерительных комплексах. По этой причине во многих странах мира акустооптические
частотомеры с успехом применяются в авиационной и космической технике. Технические
параметры АО частотомеров такие как полоса рабочих частот, неравномерность коэф-
фициента передачи до детекторного тракта, эффективность акустооптического взаи-
модействия и другие во многом определяются параметрами акустооптических дефлекто-
ров (АОД). Из всех конструктивных элементов АО частотомеров АОД является самым
дорогостоящим. С технологической точки зрения наряду с полупроводниковыми лазерами,
фотоприёмными устройствами АОД при изготовлении так же требуют применение вы-
соких технологий. Наряду с задачей разработки и изготовления АОД не маловажной и
технически достаточно сложной, что отражается на стоимости образцов АОД, являет-
ся задача разработки методов расчёта, контроля и измерения параметров АОД. Авторы
настоящей работы, являясь сотрудниками лаборатории «Нанофотоники и оптоэлектро-
ники» Южного федерального университета, решили задачу расчёта технических и техно-
логических параметров АОД двух диапазонов частот, разработали конструкторскую до-
кументацию, по которой были изготовлены образцы АОД, разработали методику испыта-
ний АОД на соответствие требуемым техническим параметрам, провели испытания, по
результатам которых осуществили корректировку параметров электродинамической
структуры АОД. Приводятся расчёт параметров и математическое моделирование элек-
тродинамической структуры АОД, методика измерения параметров АОД, структурная
схема измерительной установки, реализующей предложенный метод, результаты экспе-
риментальных исследований образцов АОД двух диапазонов частот. Показано, что кор-
ректировка электродинамической структуры позволяет в ограниченных пределах изме-
нять параметры АОД. Следовательно, с помощью лишь подстроечной ёмкости нельзя
согласовать полученные параметры с данными ТЗ, а необходимо выполнить корректиров-
ку топологии согласующей системы. Теоретические расчёты и моделирование были под-
тверждены результатами экспериментальных исследований, изготовленных в соответст-
вии с разработанной документацией образцов АОД.
1 - 4 из 4 результатов
