Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН

Сайт лаборатории.

Заведующий лабораторией – д.т.н., проф., Заслуженный деятель науки РФ, Тимофеев Адиль Васильевич – теория оптимального, робастного, адаптивного, интеллектуального и нейронного управления роботами, мехатронными и аэрокосмическими системами; модели виртуальной реальности и оптимизация баз знаний; теория полиномиальных гетерогенных нейронных сетей с самоорганизующейся архитектурой; методы синтеза многозначных решающих правил минимальной сложности для распознавания образов и диагностики состояний; модели генетического кода и генно-нейронные сети; мульти-агентные системы и технологии навигации, управления и интеллектуального анализа потоков информации в робототехнических, телекоммуникационных и GRID-сетях. tav@iias.spb.su

Общая численность – 10 сотрудников и 4 аспиранта.

Научные сотрудники и краткие наименования их работ

Главный научный сотрудник – д.т.н., проф., Заслуженный деятель науки РФ, Кулаков Феликс Михайлович – супервизорное управление роботами, автоматизация исследования мехатронных и робототехнических систем, виртуальная и дополненная реальность. kul@iias.spb.su
Д.ф.-м.н., с.н.с. Панина Гаянэ Юрьевна – шарнирные механизмы, геометрические модели и алгоритмы, комбинаторная геометрия, геометрия многогранников. lcher@iias.spb.su
Д.ф.-м.н., с.н.с. Косовская Татьяна Матвеевна – методы и алгоритмы (а также оценки их алгоритмической сложности) решения задач искусственного интеллекта (в частности, распознавания сложных изображений и сцен) на основе их описаний на языке исчисления предикатов. kosov@NK1022.spb.edu
М.н.с. Чернакова Светлана Эдуардовна – интеллектуальные технологии обучения роботов показом движений, виртуальная реальность, человеко-машинный интерфейс. chernakova@iias.spb.su

Аспиранты

Титов Виктор Викторович – нейросетевые модели и алгоритмы управления шагающим (стопоходящим) роботом. (Научный руководитель – проф. Тимофеев А.В.)

Гранты и проекты

Тимофеев А.В. Грант РФФИ № 09–08–00767–а "Моделирование поведения и анимация движений подвижных агентов"
Тимофеев А.В. Грант РФФИ–ГФЕН Китая № 10–08–91159–а “Исследование научных проблем интеллектуального управления магистральными транспортными средствами и мобильными роботами”
Тимофеев А.В. Проект № 1.6. «Разработка методов мульти-агентного управления и оптимизации мульти-фрактальных архитектур телекоммуникационных сетей для распределенной GRID-среды» Программы № 13 Президиума РАН "Проблема создания национальной научной распределенной информационно-вычислительной среды на основе развития GRID-технологий и современных телекоммуникационных сетей".

Учебные курсы

СПбГУАП, факультет нанотехнологий и интеллектуального управления, базовая кафедра “Нейроинформатика и робототехника”, кафедра «Информационных технологий в электромеханике и робототехнике»: "Основы робототехники", "Управление роботами и мехатронными системами" (Тимофеев А.В.).
СПбГУ, математико-механический факультет, кафедра информатики: «Нейроинформатика и нейронные сети». «Мировые информационные ресурсы» (Тимофеев А.В.), «Математическая логика», «Введение в искусственный интеллект» (Косовская Т.М.), кафедра геометрии: «Комбинаторика многогранников» (Панина Г.Ю.).
СПбГМТУ, «Математическая логика», «Теория алгоритмов», «Искусственный интеллект», «Дискретная математика» (Косовская Т.М.)
БГТУ “Военмех”, кафедра мехатроники и робототехники: «Управление роботами и робототехническими системами» (Тимофеев А.В.).
СПбГУ, факультет прикладной математики и процессов управления, филиал кафедры "Механика управляемого движения": "Автоматизация моделирования многомерных механических систем", "Основы управления мехатронными системами и роботами", "Технология виртуальной реальности в задачах управления", "Методы компьютерного моделирования мехатронных систем ", "Управление промышленными роботами на базе роботов FANUC" (Кулаков Ф.М.), "Интеллектуальные мехатронные системы", "Введение в современную робототехнику", "Телеуправление и обучение интеллектуальных мехатронных систем", "Информационные системы виртуальной реальности в мехатронике и робототехнике" (Чернакова С.Э.).
Шк. 566 (Алферовский лицей ФТШ) «Вычислительная геометрия» (Панина Г.Ю.), «Пространства модулей алгебраических кривых» (совместно с П. Зографом) (Панина Г.Ю.)
Физматклуб при ПОМИ. Спецсеминар (Панина Г.Ю.)
Летняя школа «Современная математика», Дубна «Целые точки в выпуклых многогранниках» (Панина Г.Ю.)
«Шарнирные механизмы». Спецсеминар физматклуба при ПОМИ (Панина Г.Ю.)

Участие в конференциях и выставках

XVIII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам (Санкт-Петербург, Россия, 30 мая – 1 июня 2011 г.) – А.В.Тимофеев
14-я международная мульти-конференция ITA-2011 (Варна, Болгария, 20–26 июня 2011 г.). – А.В.Тимофеев
Межвузовская научная конференция по проблемам информатики “СПИСОК–2011”, 27–29 апреля 2011 г., Санкт–Петербург. – А.В.Тимофеев, А.М.Бакурадзе.
4-я Всероссийская мульти-конференция по проблемам управления МКПУ-2011 (Россия, Дивноморское, 28 сентября – 7 октября 2011 г.). – А.В.Тимофеев.
V Всероссийская научно-практическая конференция "Имитационное моделирование. Теория и практика" (ИММОД-2011), 19-21 октября 2011 г., Санкт-Петербург. – А.В.Тимофеев.
Международная научно-практическая конференция «Экстремальная робототехника» (Санкт-Петербург, 23–25 ноября 2011 г.). – А.В.Тимофеев.
Вторая международная конференция «Автоматизация управления и интеллектуальные системы и среды» (АУИСС–2011) (Россия, Красная Поляна, 15–23 декабря 2011 г.) – А.В.Тимофеев.
«Современные проблемы математики» Международная (43-я Всероссийская) молодежная школа-конференция, Екатеринбург, февраль 2011 (приглашенный лектор). – Г.Ю.Панина.
“Generalized analytic functions”, Тбилиси, сентябрь 2011 (пригл. лектор) – Г.Ю.Панина.

Международное сотрудничество

Тимофеев А.В. – Университет Paris XII (Франция), Национальный университет оборонных технологий, Центральный Южный университет, Ханьчжоуский институт технологий (Китай), Университет Карлсруэ, Институт процессов управления и робототехники (Германия). Институт мехатроники HHI (Корея), Институт математики и информатики БАН, Институт информационных технологий БАН (Болгария).
Кулаков Ф.М. – Институт автоматизации производства и конструирования (Берлин, Германия); Мадридский Политехнический Университет (Испания); Meiji University (Tokyo, Japan), European Office of Aerospace Research and Development (EOARD).
Панина Г.Ю. – Smith College, USA, , совместная программа с I. Streinu; Oberwolfach, Германия, совместная программа с D. Siersma (Нидерланды) и G. Khimshiashvili (Грузия)

Членство в российских и международных организациях, редколлегиях журналов и т.д.

Тимофеев А.В. – член Международного общества “Physics and Control” (SPC), член Санкт-Петербургского комитета “International Federation of Automation Control (IFAC)”, член Международной Академии навигации и управления движением, член Международной Академии Технологической кибернетики (Инноватики), член учебно-методического совета по направлению "Мехатроника и робототехника" Минобрнауки РФ, член редколлегий журналов “Мехатроника, автоматизация, управление”, “Доклады АМАН”, “Нейрокомпьютеры: разработка и применение”, “Дифференциальные уравнения и процессы управления” (Рег. н.: П23275 от 07.03.1997. http://www.neva.ru/journal), "Informational Theories and Applications" и "Information and Knowledge Technology", заведующий базовой кафедрой “Нейроинформатики и робототехники” СПбГУАП.
Кулаков Ф.М. – член редколлегии журнала "Механика нелинейных систем", заведующий филиалом кафедры СПбГУ «Механика управляемого движения» при СПИИРАН.
Панина Г.Ю. – член Санкт-Петербургского математического общества.
Чернакова С.Э. – членство в Society for Information Display (USA).

Области исследований

Оптимальное, робастное, адаптивное и дефектоустойчивое управление; нейроинформатика и нейроуправление; интеллектуальное управление и мульти-агентная навигация; оптимизация многозначных баз знаний и гетерогенных нейронных сетей; адаптивная маршрутизация и мульти-агентная обработка потоков данных; методы управления и адаптации в мехатронике и робототехнике; квантовые и нейронные вычисления; модели и информационные технологии виртуальной реальности; видеозахват и анимация движений людей и роботов; супервизорное управление; мульти-модальный человеко-машинный интерфейс; алгоритмы анализа стерео- и мульти-изображений для систем технического зрения; автоматизация моделирования, проектирования и оптимизации робототехнических, мехатронных и инфотелекоммуникационных систем и GRID-сетей; логическое распознавание сложных изображений и сцен; оценки сложности и сходимости алгоритмов; модели генетического кода и генно-нейронных сетей, оценки сложности алгоритмов задач искусственного интеллекта, в частности, распознавания сложных образов; метрики для сравнения близости объектов, описываемых на языке исчисления предикатов.

Новые результаты исследований

1. Разработаны методы мульти-агентного управления и адаптивной маршрутизации информационных потоков в глобальных телекоммуникационных системах (ТКС) с учётом особенностей распределённой научной GRID-среды [2,5,8]
2. Предложены принципы построения и многокритериальной оптимизации фрактальных (самоподобных по топологии узлов и каналов связи) архитектур мульти-агентных глобальных ТКС, ориентированных на высококачественное отказоустойчивое телекоммуникационное обслуживание пользователей научной GRID-среды [6,8]
3. Обоснованы и формализованы основные показатели качества многокритериальной оценки базовых топологических структур и фрактальных архитектур распределенной GRID-среды [5].
4. Разработаны архитектуры и принципы построения сетевых и нейросетевых агентов для создания баз данных и знаний распределённых подсистем GRID-среды в области генетики и робототехники [5].
5. Разработаны методы навигации и управления движением наземных мобильных и летательных роботов с помощью интеллектуальных систем трехмерного зрения [1–4].
6. Разработаны мультисенсорные и нейросетевые технологии обнаружения и оценки потенциальной террористической опасности на транспорте [7–13].
7. Построена теория Морса на пространстве модулей шарнирных многоугольников. [14–19].
8. Теоретические основы построения интеллектуальных интерфейсов – тренажёров космических роботов, основанный на комбинации реальных и виртуальных моделей элементов космического робота и его внешней среды. [20-22]
9. Разработка и экспериментальная проверка прототипов ключевых функциональных узлов интерфейса. [20-22]
10. Разработан логико-предметный подход к решению многих задач искусственного интеллекта, допускающих формализацию на языке исчисления предикатов [23,24].
11. Для объектов, описание которых допускает естественное упорядочение, доказаны полиномиальные верхние оценки числа шагов нахождения эталона в описании сложного объекта (сцены). Формализовано понятие размытого изображения для уменьшения числа шагов распознавания сложной сцены на экране дисплея [23–25].

Список публикаций

1. Тимофеев А.В., Дерин О.А. Селекция объектов в мультиизображениях – Нейрокомпьютеры: разработка, применение» №7, 2010, с. 45–56.
2. Тимофеев А.В., Юсупов Р.М. Принципы построения интегрированных систем мульти-агентной навигации и интеллектуального управления мехатронными роботами. – International Journal “Information Technologies & Knowledge” vol. 5, n. 3, 2011, pp. 237–244.
3. Тимофеев А.В., Иванов П.Г. Решение задачи автоматической сепарации фуллеренсодержащей суспензии. – Applicable Information Models, ITHEA, vol.1, 2011, pp. 36–38.
4. Тимофеев А.В., Титов В.В. Нейросетевые алгоритмы поиска решения обратной задачи кинематики робота вертикального перемещения. – Applicable Information Models, ITHEA, vol.1, 2011, pp. 111–114.
5. Тимофеев А.В., Юсупов Р.М. Принципы построения интегрированных систем мульти-агентной навигации и интеллектуального управления мехатронными роботами. – Материалы 14-й международной мульти-конференции ITA-2011 (Варна, Болгария, 20–26 июня 2011 г.).
6. Тимофеев А.В. Мульти-агентные технологии и их приложения в робототехнике и нейроинформатике - Материалы межвузовской научной конференции по проблемам информатики “СПИСОК–2011”, 27–29 апреля 2011 г., Санкт–Петербург, с. 303–306.
7. Тимофеев А.В., Титов В.В. Нейросетевые алгоритмы приближения решения обратной задачи кинематики робота вертикального перемещения (РВП) - Материалы межвузовской научной конференции по проблемам информатики СПИСОК–2011, 27–29 апреля 2011 г., Санкт–Петербург, с. 307–310.
8. Тимофеев А.В. Интеллектуальные и нейросетевые технологии управления роботами и робототехническими системами. – Материалы 4-й Всероссийской мульти-конференции по проблемам управления МКПУ-2011 (Россия, Дивноморское, 28 сентября – 7 октября 2011 г.), т. 1, с. 194–196.
9. Тимофеев А.В., Титов В.В., He Hangen, Xu Xin. Принципы интеграции и интеллектуализации систем навигации и управления движением магистральных транспортных средств и мобильных роботов. – Материалы 4-й Всероссийской мульти-конференции по проблемам управления МКПУ-2011 (Россия, Дивноморское, 28 сентября – 7 октября 2011 г.), т.2, с. 260–262.
10. Тимофеев А.В. Иерархические самооорганизующиеся нейронные сети и алгоритмы мульти-агентного принятия решений – Материалы 4-й Всероссийской мульти-конференции по проблемам управления МКПУ-2011 (Россия, Дивноморское, 28 сентября – 7 октября 2011 г.), т.1, с. 43–45.
11. Тимофеев А.В., Титов В.В., Хэ Ханьгэнь, Сюй Синь. Методы проектирования и интеграции интеллектуальных систем управления движением магистральных транспортных средств и мобильных роботов. – Материалы XVIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам (Санкт-Петербург, Россия, 30 мая – 1 июня 2011 г.), с. 236–237.
12. Юсупов Р.М., Тимофеев А.В. Развитие теории интеллектуальных систем управления движением и мультиагентной навигации в экстремальной робототехнике. – Труды международной научно-практической конференции «Экстремальная робототехника» (Санкт-Петербург, 23–25 ноября 2011 г.), с. 48–55.
13. Юсупов Р.М., Тимофеев А.В., Нагоев З.В. Проблемы и методы интеллектуального управления движением мультиагентных робототехнических систем. – Труды Второй международной конференции «Автоматизация управления и интеллектуальные системы и среды» (АУИСС–2011) (Россия, Красная Поляна, 15–23 декабря 2011 г.) (в печати).
14. Panina G., Zhukova A., Morse index of a cyclic polygon, Cent. Eur. J. Math., 9(2) (2011), 364-377.
15. Жукова А.М., Панина Г.Ю. Равновесные положения плоского полигонального шарнирного механизма // Труды СПИИРАН. 2010. Вып. 12. С. 226–234.
16. M. Khristoforov, G. Panina, Swap action on moduli spaces of polygonal linkages – «Современная математика. Фундаментальные направления» (в печати).
17. G. Khimshiashvili, Panina G., D. Siersma, A.Zhukova, Extremal configurations of polygonal linkages, Oberwolfach preprint http://www.mfo.de/scientific-programme/publications/owp/2011/OWP2011_24.pdf
18. M.Khristoforov, G.Panina, Swap action on moduli spaces of polygonal linkages, arXiv:1107.0126
19. Igamberdiev, G.Panina Around a conjecture by R. Connelly, E. Demaine, and G. Rote, arXiv:1106.1134
20. Кулаков Ф. М. Активное силомоментное управление роботами без использования запястных силомоментных сенсоров. – Изв. РАН. ТиСУ. 2011, №6, с. 199-220.
21. Алфёров Г. В., Кулаков Ф. М., Нечаев А. И., Чернакова С. Э. Информационные системы виртуальной реальности в мехатронике и робототехнике. – СПб, Изд. СПбГУ, 2010, 168 с.
22. Кулаков Ф. М. Методы построения тренажёров космических роботов с функциями интеллектуальных интерфейсов. – Изв. РАН. ТиСУ. 2012 (в печати).
23. Косовская Т.М. Некоторые задачи искусственного интеллекта, допускающие формализацию на языке исчисления предикатов, и оценки числа шагов их решения // Труды СПИИРАН, 2010. Вып. 14. С. 58 – 75.
24. Kosovskaya T. Discrete Artificial Intelligence Problems and Number of Steps of their Solution // International Journal ''Information Theories and Applications'', Vol. 18, Number 1, 2011. P. 93 – 99.
25. Косовская Т.М. Распознавание изображений на экране дисплея и оценки числа шагов алгоритмов в рамках логико-предметной распознающей системы // Труды СПИИРАН, 2011. (принято к печати).

Дата публикации: 2005-06-24 (6712 раз(а) прочтено)

[ Вернуться назад ]


Создать учетную запись