Скачати повний текст

Розроблено формалізовані описи компартментів лісових екосистем у вигляді ієрархічної структури. Удосконалено процедуру створення формалізованих описів шляхом доповнення описів природних екосистем складовими, що характеризують фактори забруднення. На підставі формалізованих описів побудовано процедуру формування математичних моделей внутрішніх процесів міграції радіонуклідів у лісових екосистемах (без змін їх загальної схеми) та між її компарментами. Запропоновано інформаційно-довідникову систему "Полинь", інтегровану з системою числового аналізу математичних задач "DSR Open Lab 1.0" для автоматизації побудови математичних моделей та аналізу відповідності результатів математичного моделювання міграції радіонуклідів реальним даним радіологічного моніторингу, прогнозування накопичення радіонуклідів окремими компартментами лісових екосистем.

  Скачати повний текст

У дисертації теоретично обґрунтовано, практично розроблено та експериментально перевірено методику змішаного навчання усного японського мовлення студентів освітнього рівня «бакалавр».Обґрунтовано й розроблено підсистему завдань і вправ для навчання усного японського мовлення за системою змішаного навчання, що реалізується в межах чотирьох основних («Face-to-Face Driver», модель почергового розподілу форм роботи, «зміна робочих зон» та «перевернута аудиторія») та трьох допоміжних («Flex», «Online Lab», «Self-Blend») моделей.18Розроблено модель авторської методики (у двох варіантах – з використанням під час очних занять елементів мікронавчання (мікропошуку) та без них) навчання усного японського мовлення майбутніх філологів.У ході експерименту встановлено ефективність авторської методики у цілому. Перевага моделей, де використовувався мікропошук, не підтвердилася. Однаково ефективними виявилися результати в групах, що навчалися за моделями з мікропошуком та без мікропошуку. Достовірність результатів експерименту було доведено за допомогою статистичного методу Манна-Уїтні. Сформульовано методичні рекомендації щодо змішаного навчання майбутніх філологів усного японського мовлення за авторською методикою.^UThe dissertation represents a theoretical substantiation, practical development and experimental checkup of the methodology of teaching oral Japanese speech to students who study for the qualification of Bachelor's degree.The paper defines the technology of blended learning of Japanese oral speech as a systematic use of methods and techniques of face-to-face, distance, online and interactive learning – the ones optimal for learning and adequate in order to achieve educational goals. The advantages, key approaches and principles of blended learning of oral Japanese speech (communicative, competence-oriented, linguistic and linguocultural) are formulated in the paper. Theoretical and methodological bases of formation of competences in oral Japanese speech of future philologists (in particular, definition and component structure of competence in speaking and competence in listening in Japanese) are elaborated. Linguistic principles of teaching oral Japanese to future philologists are formulated, while also indicating typological phonetic, lexical and grammatical features of Japanese that cause interlingual interference, as well as culturally marked paraverbal means of communication. It is noted that the theoretical basis of teaching speech consists of functional types of monologues and dialogues of conversational, educational scientific and journalistic styles; their structural features, pragmatics, verbal and nonverbal means are also indicated. The psychological basis of teaching oral Japanese speech is also elaborated.The blended learning of oral Japanese speech is organized within seven models, of which four are basic and three are auxiliary. The Face-to-Face Driver model, the Activities Rotation model, the Working Space Rotation model, and the Flipped Classroom model are used as the basic ones in the given order, which is determined according to years of study and levels of language knowledge. The Face-to-Face Driver model is aimed at first-year students studying Japanese at the A1 level. The Activities Rotation model is designed for second-year students studying Japanese at the A2 level. The Working Space Rotation model is aimed at third-year students studying Japanese at level B1. The subjects of study within the Flipped Classroom model are fourth-year students studying Japanese at B2 level. It is noted that three more models – Flex, Online Lab and Self-Blend models – are auxiliary and aimed at the partial achievement of individual learning objectives. Such platforms as Google Classroom, Memrise, Kahoot! and YouTube are the most optimal for distance and online instruction of oral Japanese speech aimed at future philologists.

Актуальність теми зумовлюється стрімким розвитком процесів, які потребують швидкого реагування на нетипові зміни для їх подальшого коригування, поки ціна наслідків є низькою. Задача виявлення таких нетипових змін називається задачею скринінгу, особливу групу серед яких складають засновані на аналізі планарних зображень задачі, які виникають, наприклад, при медичній діагностиці, дистанційному зондуванні Землі, метереології тощо. Автоматизація скринінгу дозволяє з більшою ефективністю вирішувати проблеми підвищення продуктивності діяльності людини-оператора, підвищити рентабельність відповідних процесів. Таким чином, має місце протиріччя між широкими можливостями щодо забезпечення достовірності рішення задачі автоматизованого скринінгу нейромережевими методами з одного боку, та обмеженістю існуючих методів отримання наборів анотованих даних для навчання глибинних нейронних мереж.Метою дослідження є підвищення достовірності класифікації та сегментації планарних зображень в системах автоматизованого скринінгу шляхом розробки нейромережевих моделей і методів.Для досягнення мети дослідження необхідно вирішити такі завдання:провести аналіз проблем автоматизованого скринінгу, показати переваги та недоліки нейромережевого підходу, та обґрунтувати напрямки досліджень;розробити параметричну модель набору даних, зокрема з частково-помилковими анотаціями, які характерні для реальних задач автоматизованого скринінгу;розробити модель нейронної мережі та методи навчання й передбачення для аналізу планарних зображень;розробити інструментальні засоби, які реалізують розроблені нейромережеві моделі та методи, та виконати апробацію і впровадження теоретичних результатів при вирішенні завдань автоматизованого скринінгу.Об'єктом дослідження є процеси аналізу планарних зображень в системах автоматизованого скринінгу.Предмет дослідження - нейромережеві моделі та методи класифікації і сегментації планарних зображень в задачах автоматизованого скринінгу. У рамках виконаних досліджень отримано такі наукові результати:вперше запропоновано параметричну формалізацію моделі набору даних із частково-помилковими анотаціями, які характерні для реальних задач автоматизованого скринінгу, що дозволило розробити метод генерації навчальних, тестових та валідаційних наборів даних;удосконалено} метод генерації наборів даних на основі параметричної моделі, що за рахунок генерації анотацій: частково-помилкових для тренувальної вибірки та достовірних - для тестової, що дало можливість підвищити ефективність тестування нейромережевих методів сегментації та класифікації в задачах автоматизованого скринінгу;удосконалено модель згорткової нейронної мережі шляхом додавання додаткового декодера класифікації з шаром нормалізації, що дало змогу побудувати методи багатозадачного навчання та передбачення результатів нейронної мережі, що вирішує задач сегментації та класифікації одночасно;удосконалено методи багатозадачного навчання та передбачення на основі удосконаленої моделі згорткових нейронних мереж шляхом об'єднання класифікації та сегментації і введення обмеження другого роду (зверху) при обчисленні функції втрат сегментації, що дозволило підвищити достовірність сегментації та класифікації в задачах автоматизованого скринінгу.Результати дисертаційної роботи впроваджено: в програмний продукт SafetyRadar компанії VITech Lab, програмні продукти компанії “ПЛАНЕТА ЮГ” та в науково-дослідні роботи кафедри Інформаційних систем Інституту Комп'ютерних систем Одеського національного політехнічного університету та в навчальний процес кафедри Інформаційних систем Інституту Комп'ютерних систем Одеського національного політехнічного університету.^UThe relevance of the topic is due to the rapid development of processes that require fast response to atypical changes for further adjustment, while the cost of consequences is low. The task of detecting such atypical changes is called screening, a special group of which consists of tasks based on the analysis of planar images, which arise, for example, in medical diagnostics, remote sensing of the Earth, meteorology, and more. Automation of screening allows to solve problems of increase of productivity of activity of the human operator with greater efficiency, to increase the profitability of the corresponding processes.There is a contradiction between the wide possibilities for ensuring the reliability of the solution of the problem of automated screening by neural network methods on the one hand, and the limitations of existing methods of obtaining sets of annotated data for training deep neural networks on the other.The aim of this work is to increase the precision of classification and segmentation of planar images in automated screening systems with the development of new neural-network-based models and methods.To achieve the aim of this work, following tasks have to be solved:to analyze the problems of automated screening, to show the advantages and disadvantages of the neural network approach, and to substantiate the directions of research;develop a parametric model of the data set, in particular with partially erroneous annotations, which are typical for real automated screening tasks;to develop a model of a neural network and methods of training and prediction for the analysis of planar images;to develop tools that implement the developed neural network models and methods, and to test and implement theoretical results in solving problems of automated screening.The object of research is the process of analysis of planar images in automated screening systems.The subject of research is neural network models and methods of classification and segmentation of planar images in automated screening problems.The following scientific results were obtained within the framework of the performed research:for the first time a parametric formalization of the data set model with partially erroneous annotations, which are characteristic of real automated screening tasks, was proposed, which allowed developing a method of generating training, test, and validation data sets;improved the method of data set generation based on parametric model with the generation of annotations: partially erroneous for training samples and reliable - for test, which made it possible to increase the efficiency of testing neural network segmentation and classification methods in automated screening tasks;Improved the model of convolutional neural network by adding an additional classification decoder with a normalization layer, which made it possible to build methods of multitasking learning and prediction of neural network results, which solves segmentation and classification problems simultaneously;improved methods of multi-task learning and prediction based on an improved model of convolutional neural networks by combining classification and segmentation and the introduction constraint in calculating the segmentation loss function, which increased the precision of segmentation and classification in automated screening problems.The results of the dissertation are implemented: in the software product SafetyRadar of VITech Lab, software products of the company "PLANET SOUTH" and in research work of the Department of Information Systems of the Institute of Computer Systems of Odessa National Polytechnic University and in the educational process of the Department of Information Systems of the Institute of Computer Systems Odessa National Polytechnic University.

За результатами теоретичних та експериментальних досліджень запропонована та науково обґрунтована технологія шинкових виробів з підвищеної біологічної цінності з м'яса індика та нежирної свинини з вадами PSE. На підставі комплексних досліджень визначено та науково обґрунтовано основні чинники які забезпечують стабільність технологічного процесу та високу якість реструктурованих шинкових виробів – направлене використання поліфункціональної білкової композиції та застосування БЖЕ на її основі з високими функціонально-технологічними властивостями, збалансованим амінокислотним та жирнокислотним складом. Визначено, збалансовано та обґрунтовано амінокислотний склад білкової складової для емульсії у співвідношенні: білок Vepro 75 PSC : казеїнат натрію : маслянка, як 1:1:1. За критерієм оптимальності поліненасичених жирних кислот ώ-3 та ώ-6 як 1:9,82 для жирової складової обгрунтовано композиційне співвідношення індичого та свинячого жирів як 67:33. Встановлено, що використання БЖЕ в кількості 15 % в рецептурі реструктурованної шинки з м'яса індика та нежирної свинини, в тому числі з ознаками PSE, сприяє формуванню високого ступеня структурування м'ясопродуктів, покращенню органолептичних, фізико-хімічних, структурномеханічних характеристик продуктів та їх харчової та біологічної цінності. Теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено перспективність використання порошку соку батату у кількості 0,35 % в присутності 0,025 % стартової культури Staphylococcus carnosus з метою формування у реструктурованих шинкових виробах рожево-червоного забарвлення та уникнення використання хімічно небезпечного нітриту натрію. За розробленою рецептурою реструктурована шинка з м'яса індика та нежирної свинини відповідає сучасним положенням фізіології і біохімії харчування: співвідношення білку і жиру максимально наближене до 1:1, коефіцієнт утилітарності амінокислотного складу також наближається до 1, співвідношення ПНЖК:НЖК:МНЖК – 10:30:60.Ключові слова: м'ясо індика, нежирна свинина з вадами PSE, поліфункціональна білкова композиція, білково-жирова емульсія, порошок соку батату, реструктуровані шинкові вироби, біологічна цінність.^UIn the dissertation work the analytical review of scientific and technical and patent literature concerning a scientific and practical condition of researches of qualitative features of meat raw materials with various biological and physicochemical properties is carried out. The main problems related to the processing of different types of raw meat are substantiated and the influence of technological factors on the formation of quality indicators of restructured ham products of high biological value is considered. It is proved that an important aspect of management of technological processes of production of ham products of high biological value is a scientifically sound approach to determining the qualitative and quantitative composition, which determines their biological and nutritional value, taking into account the specifics of processes accompanied by the formation of the integrity of the structure of products due to functional and technological features of meat and protein-containing raw materials. The generalization of the data allowed to substantiate the scientific, technical, and economic prerequisites for the development of technology of restructured ham products of high biological value by using a multifunctional composition of animal proteins as a part of protein-fat emulsion and formulate a working hypothesis, tasks and choose areas of research. On the basis of complex researches the basic factors are defined and scientifically substantiated which ensure the stability of the technological process and high quality of restructured ham products - directed use of a multifunctional protein composition and the use of PFE based on it with high functional and technological properties, balanced amino acid and fatty acid composition. Defined, balanced and justified amino acid composition of the protein component for the emulsion in the ratio: protein Vepro 75 PSC: sodium caseinate: buttermilk, as 1: 1: 1. By the criterion of optimality of polyunsaturated fatty acids ώ-3 and ώ-6 as 1: 9.82 for the fat component, the compositional ratio of turkey and pork fats as 67:33 is substantiated. It was found that the use of PFE in the amount of 15% in the recipe of restructured ham from turkey meat and lean pork, including with signs of PSE, contributes to the formation of a high degree of structuring of meat products, improvement of organoleptic, physicochemical, structural and mechanical characteristics of products and their nutritional and biological value. The prospects of use are theoretically substantiated and experimentally confirmed sweet potato juice powder in quantity sweet potato juice powder in quantity 0.35% in the presence of 0.025% starting culture of Staphylococcus carnosus for the purpose of formation in the restructured ham products pink-red color and avoid the use of chemically dangerous sodium nitrite. According to research, it is established that the use of sweet potato juice powder FruitMax® in the amount of 0.35… 0.40% leads to more intense formation of nitroso pigments and, as a consequence, to a lower content of residual nitrite in the product and promotes the formation of an intense pink-red color inherent in meat products. It is proved that the identity of the content of nitroso pigments in the experimental samples, compared with the control, indicates the conversion of nitrate from vegetable raw materials nitrite-reducing microorganisms to nitrite, that interacts with meat myoglobin. As a result, NO-pigment is formed, which gives meat products a characteristic pink-red color. Mathematical models were obtained that adequately describe the dependence of color coordinates in the Lab system of experimental and control samples from NOpigment content (%) to total pigment (cm2 ) and FruitMax concentration (%).As a result of a comprehensive comparative assessment of the quality of samples of ham products, made using additional sources of protein and fat raw materials and sweet potato juice powder established their high nutritional and biological value. According to the developed recipe, the restructured turkey and lean pork ham corresponds to the modern provisions of physiology and biochemistry of nutrition: the ratio of protein and fat is as close as possible to 1: 1, the utilization coefficient of the amino acid composition is also close to 1, the ratio of PUFA: SFA: MUFA - 10:30:60. The theoretical and experimental research conducted in the dissertation allowed to development of scientific and practical recommendations for the implementation of the developed technology of restructured ham products with high nutritional value in production. Key words: turkey meat, lean pork with PSE defects, multifunctional protein composition, protein-fat emulsion, sweet potato juice powder, restructured ham products, biological value.

Титан, як конструкційний матеріал володіє унікальними фізико-механічними властивостями. Однак для збільшення його експлуатаційних характеристик титанові сплави легуються різними елементами, у тому числі Бором, який утворює титаноматричні композити При цьому найкращою фазою для зміцнення титанових сплавів і титаноматричних композитів вважається моноборид титану, який знаходиться у термодинамічній рівновазі з фазою на основі титану, в якій розчинність бору мала. Метод плавильної металургії використовується рідко, але він цікавий тим, що дозволяє отримати високоефективнічисті матеріали традиційними і тому не надто затратним способом. Для підвищення характеристик міцності литих композитів слід поєднати зміцненння за рахунок твердого бориду з твердорозчинним зміцненням титанової матриці.З метою підвищення фізико-механічних властивостей сплаву Ti-TiB було розроблено технологічну схему отримання спрямовано-закристалізованого сплаву методом ЕПП та БЗП. Виходячи із діаграми стану Ti-B, було взято вихідні матеріали в кількостях, які відповідають евтектичному складу: 94,7 % Ті і 5,3 % ТіВ2. Методом мікрорентгеноспектрального аналізу встановлено, що хімічний склад включень витягнутої більш темної за кольором фази відповідає еквімолярному співвідношенню, що підтверджує повне протікання реакції взаємодії Ti з TiB2 і утворенню TiB.Мікроструктура сплаву в площині поперечного і повздовжнього перетину представляє собою матрицю із Ті з включеннями диборидної фази. Довжина диборидної фази в повздовжньому напрямку в 50–100 разів перевищує протяжність фази бориду в поперечному перетині зливку. Встановлено, що мікроструктура центральної частини зливку характеризується значно більшими за розмірами включеннями боридної фази, як в повздовжньому так і в поперечному перетинах. За допомогою кількісної металографії показано як змінюється кількість боридних включень, по площині, на 100 мкм2. Встановлено, що кількість включень боридної фази збільшується від центру до краю відливка. Встановлено, що в площині повздовжнього перетину кристалу зі збільшенням швидкості кристалізації кількість волокон зменшується, а їх розмір збільшується. У центральній же частині розмір включень закономірно зменшується, а їх кількість збільшується, що може бути пов'язано з більш інтенсивним перемішуванням розплаву в тонкому прошарку за рахунок індукційного нагрівання.Для значного збільшення температурного градієнта на фронті кристалізації, плавці піддавали пластину товщиною 2 мм із спрямовано закристалізованого з розплаву та прокатаного кристалу евтектичного сплаву та проводили нагрівання пучком 200 мкм в діаметрі. Таке переплавлення дозволило збільшити температурний градієнт приблизно 2 рази в порівнянні з зонною індукційною плавкою. Встановлено, що інтегральна мікротвердість композиту Ti-ТіВ практично не залежить від розміру боридних включень, а переважно визначається їх об'ємною долею в кристалі композиту та навантаженням на індентор.Встановлено, що з підвищенням швидкості деформування при однакових структурно-геометричних характеристиках композиту величина міцності зростає. Діаграма «напруження-деформація» практично має однаковий вигляд і спостерігається чотири характерні ділянки. З метою визначення механічних характеристик сплаву, у якому волокна орієнтовані переважно в одному напрямку, заготовку, отриману методом ЕПП, піддавали прокатуванню. Мікроструктура сплаву залишається волокнистою, тільки на відміну від закристалізованого, у якому волокна розташовуються хаотично, під час прокатування волокна повертаються переважно в напрямку прокатування. Встановлено, що максимальні значення міцності на 150–200 МПа вищі в порівнянні з непрокатаними з найбільш дрібними боридними включеннями. Під час випробування на міцність максимальне значення міцності збільшується в 2 і більше разів у порівнянні з чистим неармованим титаном і досягає 840–910 МПа.Встановлено вплив природи матричної фази та швидкості кристалізації на розміри та кількість волокон під час затвердіння розплаву квазібінарного евтектичного сплаву Ті-ТіВ. Досліджувалися кристали спрямовано закристалізовані в умовах безтигельної зонної плавки зі швидкістю охолодження 103о/с та порошки відцинтрово-розпилені, швидкість охолодження розплаву при отриманні яких складала 105о/с. По суті, у фізичному експерименті по розпиленню розплавів евтектичних сплавів LaB6-TiB2 та Ті-ТіВ реалізується подібність процесів теплопередачі від центру краплі до її поверхні, що дає змогу встановити переважний вплив природи матричної фази на процеси кристалізації. Аналіз мікроструктури порошків, отриманих методом відцентрового розпилення показав, що структура являє собою сіру матрицю, та щільно розташовані по всьому об'єму порошку значно більш дисперсні, в порівнянні з спрямовано-закристалізованим сплавом та хаотично орієнтовані включення темно- та світло-сірого кольору.^UTitanium as a structural material has unique physical and mechanical properties. However, to increase its performance, titanium alloys are alloyed with various elements, including boron, which forms titanium-matrix composites. The method of melting metallurgy is rarely used, but it is interesting because it allows you to get high-performance materials in the traditional and therefore not too expensive way.To increase the strength characteristics of cast composites, hard boride hardening should be combined with solid-soluble titanium matrix hardening.In order to improve the physical and mechanical properties of the Ti-TiB alloy, a technological scheme for obtaining a directional-crystallized alloy by the method of EPP and BZP was developed. Based on the Ti-B state diagram, the starting materials were taken in quantities corresponding to the eutectic composition: 94.7% Ti and 5.3% TiB2.The method of micro-X-ray spectral analysis showed that the chemical composition of the inclusions of the extracted darker phase corresponds to the equimolar ratio, which confirms the full course of the reaction of the interaction of Ti with TiB2 and the formation of TiB.The microstructure of the alloy in the plane of the transverse and longitudinal section is a matrix of Ti with inclusions of diboride phase. The length of the diboride phase in the longitudinal direction is 50–100 times longer than the length of the boride phase in the cross section of the ingot. It is established that the microstructure of the central part of the ingot is characterized by much larger inclusions of the boride phase, both in longitudinal and transverse sections.Quantitative metallography shows how the number of boride inclusions changes in the plane per 100 μm2. It is established that the number of boride phase inclusions increases from the center to the edge of the casting.It is established that in the plane of longitudinal section of the crystal with increasing crystallization rate the number of fibers decreases and their size increases. In the central part, the size of the inclusions naturally decreases, and their number increases, which may be due to more intensive mixing of the melt in a thin layer due to induction heating.To significantly increase the temperature gradient at the crystallization front, the fins were subjected to a 2 mm thick plate of directionally crystallized from the melt and rolled crystal eutectic alloy and heated with a beam 200 μm in diameter. This remelting allowed to increase the temperature gradient by about 2 times compared to the zone induction melting.It was found that the integral microhardness of Ti-TiB composite practically does not depend on the size of boride inclusions, but is mainly determined by their volume fraction in the composite crystal and the load on the indenter.It is established that with increasing deformation rate with the same structural and geometrical characteristics of the composite, the strength increases. The stress-strain diagram has almost the same appearance and there are four characteristic areas.In order to determine the mechanical characteristics of the alloy, in which the fibers are oriented mainly in one direction, the workpiece obtained by the EPP method was subjected to rolling. The microstructure of the alloy remains fibrous, only in contrast to the crystallized, in which the fibers are arranged chaotically, during rolling the fibers are rotated mainly in the rolling direction. It is established that the maximum strength values are 150–200 MPa higher in comparison with the unrolled ones with the smallest boride inclusions. During the strength test, the maximum value of strength increases by 2 times or more compared to pure non-reinforced titanium and reaches 840-910 MPa.The influence of the nature of the matrix phase and the rate of crystallization on the size and number of fibers during solidification of the melt of the quasi-binary eutectic alloy Ti-TiB is established. The investigated crystals were crystallized in the conditions of crucible-free zone melting with a cooling rate of 103 ° / s and centrifugal-spray powders, the cooling rate of the melt in the production of which was 105 ° / s. In fact, in the physical experiment of spraying melts of eutectic alloys LaB6-TiB2 and Ti-TiB, the similarity of heat transfer processes from the center of the drop to its surface is realized, which allows to establish the predominant influence of matrix phase nature on crystallization processes. Analysis of the microstructure of the powders obtained by centrifugal spraying showed that the structure is a gray matrix, and densely distributed throughout the volume of the powder is much more dispersed, compared with directional crystallized alloy and chaotically oriented inclusions of dark and light gray.