В работе изучается проблема диагностики меланомы кожи на основе дерматоскопических изображений с использованием современных компьютерных технологий. В частности, рассмотрена задача классификации дерматоскопических изображений с использованием сверточных нейронных сетей для получения предварительных диагнозов меланомы кожи. Описаны основные открытые источники, на основе которых могут создаваться наборы изображений для обучения сетей и их тестирования. Отмечены проблемы, возникающие при создании набора данных для обучения нейронной сети, пути решения проблем, связанных с несбалансированностью имеющихся наборов данных. Предложены два варианта архитектуры нейронной сети для решения задачи классификации дерматоскопических изображений: простая сверточная сеть и сеть, построенная на основе архитектуры Inception. Описаны основные метрики, используемые для проверки качества диагностики в медицинских задачах. Проведено сравнение результатов, полученных с помощью предложенных сетей, и обоснован выбор Inception как обеспечивающей большую чувствительность при определении меланомы. Выполнено тестирование созданных сетей с использованием собственной базы данных дерматоскопических изображений, проведен анализ возможных причин отличия результатов тестового и валидационного наборов изображений и обоснована необходимость дальнейшей аугментации данных при обучении. Предложены средства дополнительной аугментации данных, интегрированные в архитектуру сети на стадии обучения. Выполнено сравнение полученных с помощью аугментации результатов и показано значительное улучшение чувствительности сети при работе с тестовым набором изображений.
Наука и техника
2026. — Выпуск 1
Содержание:
Одним из ключевых рабочих диапазонов для беспроводной связи является диапазон очень высоких частот (ОВЧ). Этот диапазон частот подходит для различных применений, таких как наземная мобильная связь, FM/телевещание, любительская радиосвязь и т. д. Следовательно, важно изучить конструкции антенн, которые подходят для этого диапазона. В данной работе основное внимание уделяется проектированию дипольной складной антенны на частоте 100 МГц. Были проведены моделирование, изготовление и тестирование. В статье представлена новая модель, а также реализация сложенной дипольной антенны, которая оптимизирована для применения в военной технике в диапазоне ОВЧ (30–300 МГц). В предложенной антенне измерены резонансная частота 98 МГц, коэффициент отражения –28 дБ и коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) 1,07, что полностью соответствует как результатам моделирования, так и теоретическим данным. Кроме того, предлагаемая антенна демонстрирует широкую рабочую полосу пропускания 12 МГц, сохраняя при этом компактность, что позволяет использовать ее в транспортных средствах (~2,9 м). Сочетания улучшенного согласования импеданса, стабильной полосы пропускания и возможности изготовления в полевых условиях являются характеристиками, которые отличают рассматриваемую антенну от традиционных конструкций сложенных диполей, используемых в диапазоне ОВЧ. Проведен сравнительный анализ графиков S11, на которых отображены результаты моделирования и изготовления. Характеристики сложенной дипольной антенны сопоставимы с характеристиками обычной дипольной антенны, и для ее проектирования и оценки можно использовать программное обеспечение HFSS. Проведенные исследования показывают, что результаты моделирования коэффициента отражения для сложенной дипольной антенны хорошо согласуются с полученными данными.
Ключевые слова
В статье рассмотрены проведенные исследования по формированию композиционного порошка для плазменного напыления. Разработка новых композиций на базе известных керамических порошковых материалов связана с возрастающими требованиями по совершенствованию свойств у плазменных износостойких покрытий, поскольку только в порошковых композитах могут одновременно существовать соединения элементов с разным физическим и химическим составом, позволяющие улучшать свойства у формируемых на их базе плазменных покрытий. В технологиях создания плазменных покрытий на базе никеля для дальнейшего улучшения эксплуатационных свойств в данные системы вводят углерод и бор, способствующие образованию карбидных и боридных фаз, повышающие вязкость разрушения, время ползучести, период длительной прочности. Эти фазы более термостабильны в сравнении с γ-фазами и к тому же при температурах, превышающих границы растворимости, у высокодисперсных γ´-выделений увеличивают прочностные характеристики жаропрочных никелевых сплавов. Упрочнение карбидными включениями особенно значимо при эксплуатационных температурах, превышающих 1500 К, когда количественные показатели у γ-фазы в сплавах значительно уменьшаются. В проведенных ранее исследованиях порошок B4C наносился как отдельные покрытия или использовался в качестве усиления в композитных керамических покрытиях, которые показали улучшенные механические и термодинамические свойства. Присутствие B4C в различных композиционных покрытиях из порошков B4C – NiCrAlY – Al2O3, B4C – Al – W, Al – B4C и B4C – Ni улучшило микротвердость, устойчивость к коррозии, прочностные характеристики границы раздела карбид–металл, а также повысило износостойкость. Разработаны композиционные материалы на основе систем металл–хром–алюминий–иттрий (М-кролей), упрочненных неметаллическими фазами. На основе проведенных исследований влияния соотношения количества компонентов в порошковом композите, режимов гранулирования и сфероидизации на кинетику формирования композиционного материала разработан оптимальный состав порошка Al2O3 – TiO2 – В4С (Ni) – Ni – Cr – Al – Y – Ta, у которого при сохранении прочностных характеристик физико-механические и триботехнические характеристики по сравнению с аналогами возросли: твердость – в 1,2 раза, интенсивность износа – в 1,3 раза при трении со смазкой и в 1,4 раза при сухом трении. Таким образом, предложенный способ получения композиционного материала позволяет повысить износостойкость покрытий в условиях высокотемпературной коррозии.
Ключевые слова
В работе представлены результаты исследования влияния параметров электролитно-плазменной обработки (ЭПО) на структуру и свойства поверхностного слоя аустенитных коррозионностойких сталей AISI 304, AISI 316L и AISI 321, широко применяемых при производстве изделий медицинского назначения. В результате ЭПО на поверхности образцов из стали AISI 304 выделяются неоднородности в виде включений карбида хрома, размеры и количество которых уменьшаются с увеличением продолжительности обработки и практически не проявляются после 10 мин. Для сталей AISI 321 и AISI 316L ЭПО приводит преимущественно к сглаживанию поверхности за счет удаления микронеровностей без существенных изменений структуры. При этом на стали AISI 321 сохраняются мелкие равномерно распределенные частицы карбида титана размером до 4 мкм. Установленные особенности формирования структуры поверхности существенно влияют на шероховатость: ее наиболее интенсивное изменение наблюдается при продолжительности ЭПО 3–5 мин, после чего динамика снижается. Из-за наличия рельефа из карбидных включений значения шероховатости образцов из стали AISI 304 выше, чем образцов из сталей AISI 316 и AISI 321. При напряжениях 260–320 В параметры шероховатости остаются стабильными, однако при 340 В наблюдается ухудшение качества поверхности вследствие перехода в электролитно-разрядный режим. С увеличением продолжительности ЭПО потенциал коррозии всех исследованных коррозионностойких сталей смещается в положительную область, а плотность тока коррозии уменьшается в 6–7 раз. При этом наибольшие улучшения наблюдаются для стали AISI 316L – потенциал коррозии повышается с ~184 до ~98 мВ. Краевой угол смачивания после 1–3 мин обработки резко возрастает с ~58° до ~84°, после чего стабилизируется в диапазоне 85–88°, что указывает на повышение гидрофобности поверхности.
Ключевые слова
Цель работы – на основании анализа существующих методов расчета устойчивости откосов земляных плотин выявить и рекомендовать наиболее приемлемый для практического применения метод. В настоящее время расчеты устойчивости откосов земляных плотин выполняются главным образом известным методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Он разрабатывался многими исследователями, каждый из которых применял свои подходы к его реализации. В результате в настоящее время имеется целый ряд методов расчета устойчивости откосов земляных плотин, которые реализуют метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Перед проектировщиком стоит сложная задача выбора метода. Тем более что не существует достоверных данных по экспериментальной проверке указанных методов, так как провести подобного рода эксперимент с достаточной точностью практически невозможно. Выполнен сравнительный анализ наиболее известных методов расчета устойчивости откосов грунтовых плотин по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. Выделены наиболее известные формулы по определению коэффициента запаса устойчивости. Анализ выполненных сравнительных расчетов устойчивости откосов грунтовых плотин по вышеприведенным методам показал, что больших расхождений полученных результатов нет. Более низкие величины коэффициентов запаса устойчивости откоса получены по формуле Мейера – Ничипоровича – Бишопа. Формула Чугаева дает более высокие значения коэффициентов. Близки к ним результаты, полученные по формуле Крея. Данные, полученные по формуле Терцаги – Флорина, располагаются посредине. В целом разница не очень большая, несмотря на то что у авторов рассмотренных методов различные способы определения внутренних сил, действующих на отсеки. Это подтверждает правильность предложенного авторами метода, в котором внутренние силы не рассматриваются. На основании изложенного, а также с учетом ряда других факторов к практическому применению рекомендуется формула Терцаги – Флорина.
Ключевые слова
Цель статьи – исследовать теорию и практику совершенствования индустриального производства органической продукции в Республике Беларусь. Достижению поставленной цели способствовало решение следующих задач: изучить теоретические основы и институциональные условия органического производства в Республике Беларусь, выявить факторы перехода к индустриальному производству органической продукции в нашей стране, рассмотреть направления и формы международного сотрудничества в области органического производства. В качестве материалов для написания статьи использованы научные труды отечественных и зарубежных ученых последних лет, результаты научно-исследовательских работ, выполняемых авторами. Применялись системный и институциональный подходы, анализ и синтез. В результате в статье показана система стимулирования отечественных производителей органической продукции, раскрыта динамика и перспективы развития внутреннего рынка органической продукции, выявлены сдерживающие факторы развития индустриального производства и обращения органической продукции, раскрыты причины нестабильной динамики практического интереса к органическому производству в Республике Беларусь. Показано влияние на переход к «зеленому» использованию природных ресурсов членства нашей страны в региональных объединениях, а также отмечены перспективы международного сотрудничества в области органического производства
Ключевые слова
Статья посвящена разработке методического обеспечения системы управления энергетической безопасностью Республики Беларусь. Актуальность исследования обусловлена фундаментальной ролью энергетической безопасности как компонента национальной безопасности, особенно для стран с высокой импортной зависимостью в условиях геополитической нестабильности. Проведен анализ эволюции концепции энергетической безопасности, выделяя ресурсно-ориентированный, геополитический, рыночный и комплексный подходы, и на их основе предложено собственное авторское определение энергетической безопасности. В работе систематизированы основные категории угроз энергетической безопасности (геополитические, экономические, технологические, природно-климатические, социальные) и проанализированы ключевые концептуальные модели ее обеспечения («4А», устойчивости и надежности, энергетического суверенитета). С учетом уникального положения Республики Беларусь, характеризующегося высокой импортной зависимостью, вводом в эксплуатацию Белорусской атомной электростанции (АЭС) и членством в ЕАЭС, обосновывается необходимость построения гибридной многоуровневой модели управления энергетической безопасностью, которая включает организационный, аналитический, методический и практический этапы. Сформулирован комплекс приоритетных мер для укрепления энергетической безопасности страны, включающий технологическую модернизацию и цифровизацию топливно-энергетического комплекса (ТЭК), диверсификацию топливно-энергетического баланса с акцентом на АЭС и возобновляемые источники энергии (ВИЭ), повышение энергоэффективности, создание стратегических резервов и усиление международного сотрудничества в рамках ЕАЭС.
Ключевые слова
В статье разработана аналитическая модель оценки эффективности контрмер активизации «зеленого» экономического развития предприятий, базирующаяся на низкоуглеродной энергетике. Выявлены проблемы глобального изменения климата, исследование которых аргументирует приоритетное развитие и использование низкоуглеродной энергии для сокращения выбросов углерода и стимулирования «зеленого» экономического роста. В работе разработана методика оценки потенциала «зеленого» развития различных отраслей промышленности, основанная на методе энтропийного веса и модели Уивера–Томаса. Предлагаемая модель протестирована на статистических данных потенциала «зеленого» развития различных отраслей промышленности провинции Хэйлунцзян (КНР). Во-первых, исследование показало, что основными источниками выбросов углекислого газа в Хэйлунцзяне являются горнодобывающая, обрабатывающая, строительная, энергетическая отрасли промышленности, а выбросы углекислого газа демонстрируют постоянную тенденцию роста из-за долгосрочной зависимости от угля и нефти. Во-вторых, установлено, что выбросы углерода имеют тенденцию роста из-за большого удельного веса в использовании угля и нефти в энергетике. В-третьих, индустрия автомобилей и специализированного оборудования была определена как ведущая «зеленая» отрасль провинции. В-четвертых, исследование свидетельствует, что повышение энергоэффективности промышленности, продвижение высоких технологий утилизации углерода и развитие возобновляемых источников энергии являются ключевыми драйверами сокращения компаниями выбросов углерода. Изложенное выше позволяет констатировать, что предлагаемая аналитическая модель исследований эффективности контрмер активизации «зеленого» экономического развития предприятий создает теоретическую основу для разработки правительством и предприятиями эффективных стратегий «зеленого» развития и инструментов баланса между экономическим ростом и экологической их ответственностью.