Close

Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН

Сайт Института: www.iipru.ru

ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИКИ
И ПРОБЛЕМ РЕГИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
(ИИПРУ КБНЦ РАН)

ДИРЕКТОР ИНСТИТУТА — НАГОЕВ ЗАЛИМХАН ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, кандидат технических наук

Институт создан Постановлением Президиума РАН от 14.05.1996 г. №86 с возложением научно-методического руководства Институтом на отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации РАН и назначением доктора технических наук, профессора Иванова Петра Мацовича директором – организатором Института.

П.М. Иванов – известный ученый в области автоматизации систем управления, математической кибернетики, моделирования сложных систем управления на базе новых информационных технологий и автоматно-алгебраических формализмов.

П.М. Ивановым впервые была дана характеристика тождеств в алгоритмических алгебрах (АА) с некоммутативной алгеброй условий и решена задача синтеза дискретных преобразователей, решена задача аксиоматизации как алгебры условий, так и алгебры операторов в системе АА. Им предложена методология структурно-алгоритмического анализа и синтеза, в результате применения которой системы управления большой сложности становятся предметом системного анализа.

П.М. Иванов разработал методологические, информационно-математические, технические и технико-экономические основы создания интегрированных АСУ регионального уровня. Под его руководством впервые в СССР была создана региональная АСУ с онлайновой обработкой данных. Им разработаны концепция и теоретические основы адаптивной системы управления процессами устойчивого регионального развития. П.М. Иванов – один из авторов концепции государственной информационной политики Российской Федерации.

П.М. Иванов – научный руководитель Института, главный редактор журнала «Известия КБНЦ РАН», председатель Общественного совета при Правительстве КБР по научно-техническому развитию.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНСТИТУТА

  • теоретические и прикладные проблемы информатизации общества и разработки региональных автоматизированных систем управления разных уровней;
  • разработка информационных измерительных систем на основе микро- и нанокапиллярных структур;
  • гетерогенные системы искусственного интеллекта;
  • теоретические и прикладные проблемы регионального управления и устойчивого регионального развития;
  • методы и математические основы моделирования сложных управляющих систем и процессов.

Кадровый потенциал института составляют 70 сотрудников, в том числе 55 научных работников, из них 14 докторов наук и 26 кандидатов наук.

СТРУКТУРА ИНСТИТУТА

В составе института работают научные подразделения:

  • отдел компьютерных рентгенооптических систем;
  • отдел мультиагентных систем;
  • отдел автоматизации и информатизации региональных систем управления;
  • отдел математических методов исследования сложных систем и процессов;
  • отдел прогнозирования и устойчивого регионального развития;
  • отдел регионального менеджмента;
  • лаборатория фундаментальных проблем информационной безопасности;
  • совместная лаборатория «интеллектуальные системы и автоматизация управления» ИИПРУ КБНЦ РАН И ЮФУ.

НАУЧНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА ИНСТИТУТА

Средства вычислительной техники, объединенные в локальную сеть с асимметричным спутниковым доступом в Интернет, оборудование для ввода-вывода сенсорной информации в системах виртуальной реальности, гибридный вычислительный кластер, специальное оборудование для создания информационных измерительных и компьютерных рентгенооптических систем на основе микро — и нанокапиллярных структур.

Научные подразделения института

Отдел «Компьютерные рентгенооптические системы»

Основные направления научных исследований отдела:

  • Рентгеновская капиллярная оптика и методы рентгеновской аналитики на их основе.
  • Оптика фотонно-кристаллических волокон видимого и ближнего инфракрасного диапазона.
  • Методы изготовления периодических структур из стекла с характерными размерами микронного и субмикронного (нано) масштаба.

Отдел располагает тремя экспериментальными лабораториями:

  1. Лаборатория методов изготовления микро- и наноструктурированного стекла, которая оснащена оборудованием для перетяжки стеклянных заготовок разной формы поперечного сечения в подобие размера поперечного сечения микронного масштаба.
  2. Лаборатория рентгеновской капиллярной оптики оснащена прецизионными рентгеновскими дифрактометрами УРТ-1, ТРС-1 и энергодисперсионным детектором Rontec типа X-flash с энергетическим разрешением 150 эв.
  3. Оптическая лаборатория для исследования оптических характеристик микро- и наноструктурированных волокон. Оснащена современным оборудованием на базе титан-сапфирового фемтосекундного лазера Fusion 20 фс, 800 нм, оптомеханическими устройствами для ввода излучения в волокно (Thorlabs) и анализаторами излучения производства Ocean Optics (USA).

Наши партнеры

  • Institute for Scientific Instruments GmbH (Berlin)
  • Institut fuer Angewandte Photonik e.V. (Berlin)
  • Саратовский государственный университет
  • ООО «Технология Наноструктурированного Cтекла» (Саратов)
  • ООО «Булат» (Саратов).

Отдел «Мультиагентные системы» и совместная лаборатория «Интеллектуальные системы и автоматизация управления» ИИПРУ КБНЦ РАН и ЮФУ

Направления научной деятельности:

·      Гетерогенные системы искусственного интеллекта.
·      Мультиагентные системы и когнитивные архитектуры.
·      Системы модульной и эволюционной роботототехники.
·      Виртуальные полностью корректные среды и системы.

Отдел автоматизации и информатизации региональных систем управления

Основные направления исследований отдела:

  • «Когнитивные системы и технологии, нейроинформатика и биоинформатика, системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях».
  • «Системы автоматизации, CALS-технологии, математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов».
  • «Информационные технологии в региональном управлении».

Лаборатория «Фундаментальные проблемы информационной безопасности» ИИПРУ КБНЦ РАН в ЮФУ

Основные направления исследований:

  • Симметричная криптография.
  • Асимметричная криптография.
  • Функции хэширования.
  • Криптоанализ современных криптосистем.
  • Параллельные вычисления в задачах оценки стойкости криптоалгоритмов.

Отдел математических методов исследования сложных систем и процессов

Основные направления научно-исследовательской деятельности:

  • Моделирование социально-экономических и природных процессов.
  • Анализ и прогноз изменения климата.
  • Разработка численных методов.
  • Разработка методов  анализа и прогноза временных рядов.
  • Моделирование устойчивого развития.
  • Моделирование поведения локальных рынков и экономических агентов на рынках в условиях информационной асимметрии и информационной неполноты.

Отдел «Региональный менеджмент»

Задачей отдела в ближайшие несколько лет является разработка эконометрической модели региональной социально-экономической системы, предназначенной для построения краткосрочных и среднесрочных макроэкономических прогнозов и многовариантных (сценарных) расчетов. В рамках теории полезности планируется разработать модель оптимизации использования инвестиционных ресурсов для решения проблем социо-эколого-экономического развития региона.

Отдел «Прогнозирование и устойчивое региональное развитие»

Основные направления научной деятельности и приложений:

  • Проблемы формирования механизма устойчивого развития региона.
  • Проблемы реализации концепции социо-эколого-экономического развития на региональном уровне.
  • Создание инновационной инфраструктуры и формирование механизма инновационного развития в регионе.
  • Методологические аспекты формирования качества жизни.

Важнейшие результаты фундаментальных исследований Института

Результаты, включающие основные направления научной деятельности Института

Разработана алгоритмическая формула устойчивого регионального развития. В основу абстрактной модели системы управления регионом положена схема взаимодействия управляющей и операционной структур, реализуемая средствами систем алгоритмических алгебр. Понятие устойчивого регионального развития формализуется совокупностью логических условий, характеризующих состояние качества жизни в регионе и остроту кризисных ситуаций через систему индикаторов и их пороговых значений. Модель предназначена для использования в системе автоматизации регионального управления. (I том Отчета о деятельности РАН, 2006;  П.М. Иванов. Алгоритмическая формула устойчивого регионального управления / Материалы 3-й международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Россия, Нальчик, 7-11 сентября 2009 г. С. 6-11; П.М. Иванов. Устойчивое региональное развитие: концепция и модель управления // Экономика и математические методы. Т. 42. №2, 2006, С. 51-59; П.М. Иванов. Алгебраическое моделирование сложных систем. М.: Наука-Физматлит, 1996. 272 с.).

Стратегия развития Кабардино-Балкарской Республики до 2030 года, основанная на концепции устойчивого регионального развития, адаптивного управления и сценарной модели прогнозирования динамики основных макроэкономических показателей (Стратегия развития Кабардино-Балкарской Республики до 2030 года. Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2011. 432 с. Коллектив авторов, научный руководитель П.М. Иванов.)

Направление «Разработка информационных измерительных систем на основе микро- и нанокапиллярных структур»

На основе исследований оптических свойств микро- и наноструктурированного стекла получены следующие результаты.

Реализована рентгеновская дифрактометрия в режиме реального времени для наблюдения изменений кристаллической структуры материалов в телевизионном стандарте частоты (A.Bjeoumikhov, S. Bjeoumikhova, N. Langhoff, H. Wolff. Capillary optics for real time X-ray diffractometry// Journal of X-Ray Science and Technology Vol. 13, 2005. 185-190).

Разработан способ реализации микрорентгенофлуоресцентного анализа с разрешением по глубине материала (A.Bjeoumikhov,S.Bjeoumikhova,R.Wedell, R.Gubzhokov,Z. Margushev  A New Method of Depth Sensitive Micro X-ray Fluorescence Analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 2006, 248, 142-149).

Обнаружены волновые эффекты при прохождении рентгеновского излучения через капилляры с размерами меньше микрона (нанокапилляры) (I том Отчета о деятельности РАН, 2007; A. Bjeoumikhov. Observation of peculiarities in angular distributions of X-ray radiation after propagation through polycapillary structures, PHYSICS LETTERS A 360, 2007, 405-410).

Реализован локальный рентгенофлуоресцентный анализ с помощью монокапилляр-ных параболических и поликапиллярных эллиптических линз и синхротронного источника  (I том Отчета о деятельности РАН, 2008; A. Erko, A. Bjeoumikhov et. al. Capillary μFocus X-ray lenses with Parabolic and Elliptic Profile//Nucl. Instr. and Meth. A, 2008, vol. 587. No 2-3, pp. 458-463).

Улучшены характеристики методов получения структурной информации кристаллов на основе использования элементов рентгеновской капиллярной оптики (I том Отчета о деятельности РАН, 2009; A.Bjeoumikhov, S.Bjeoumikhova, R.Wedell, N. Langhoff,  New developments and applications of X-ray capillary optics, Part. Part. Syst. Charact. 2009, 26,   97-106).

Разработана концепция прибора для регистрации рентгеновского изображения с высоким энергетическим и пространственным разрешением (I том Отчета о деятельности РАН, 2010; Veröffentlichte Internationale Anmeldung: «Electronic X-ray camera with spectral resolution» WO 2010/049409 A1 (Anmeldedatum: 27. 10. 2009, Veröffentlichungsdatum: 06. 05. 2010) Erfinder: N. Langhoff, A. Bjeoumikhov, H. Soltau, R. Hartmann).

Разработана концепция интегрирования порошковой рентгеновской дифрактометрии и многоканальной реакторной системы на основе капилляров из стекла для экспериментов с высокой пропускной способностью (I том Отчета о деятельности РАН, 2011; M.J. Fait, M.Schneider, J.Tilgner, A. Bjeoumikhov, D.Linke, U.Rodemerck. Design of an X-Ray Powder Diffraction Probefor Multi-Channel Application: Proof of Principle//Chemical Engineering Technology, 2011, 34. No. 11, 1835–1839).

Разработана концепция способа комбинирования рентгенофлуоресцентного анализа и ближнепольной микроскопии (I том Отчета о деятельности РАН, 2012; M. Dehlinger, C. Dorczynski, C. Fauquet, , F. Jandard, A. Bjeoumikhov, S. Bjeoumikhova, R. Gubzhokov, A. Erko, I. Zizak, D. Pailharey, S. Ferrero, B. Dahmani, D. Tonneau. Feasibility of simultaneous surface topography and XRF mapping using Shear Force Microscopy,  International Journal of Nanotechnology,Vol. 9. No 3-7, 2012).

Разработан широкополосный источник ближнего инфракрасного излучения, выполненный в форме микроструктурированного волокна из боросиликатного стекла с содержанием нанокристаллов сульфида свинца (F.Yue, J.W. Tomm, D.Kruschke,         P. Glas, K.A. Bzheumikhov, Z.Ch. Margushev // OPTICS EXPRESS, 2013, v. 21. No 2,     p. 2287).

Направление «Гетерогенные системы искусственного интеллекта»

Разработана фундаментальная научная теория систем искусственного интеллекта на основе мультиагентных рекурсивных когнитивных архитектур, создающая предпосылки для решения широкого класса прикладных задач принятия решений, машинного зрения, управления динамикой сложных систем, организации группового поведения и согласованного решения задач коллективами автономных  агентов и мобильных роботов. Решение указанных проблем открывает возможности для создания интеллектуальных распределенных мультиагентных специализированных систем и серийных экстремальных, персональных и сервисных мультиагентных роботов, способных выполнять функциональные задачи в автономном режиме. Разработка указанной теории составляет приоритет Кабардино-Балкарии и РАН в области искусственного интеллекта и создания подобных роботов.

В частности, получены следующие основные результаты, вошедшие в ежегодные отчетные доклады академика-секретаря ОНИТ РАН:

  • модель процесса интеллектуального принятия решений на основе гипотезы о фрактальной мультиагентной нейронной пластичной когнитивной архитектуре;
  • гипотеза об инварианте процесса самоорганизации мультиагентной системы принятия интеллектуальных решений на основе субоптимального поиска в мультиагентных базах знаний и мультиагентных экзистенциальных отображений;
  • метод планирования целенаправленного поведения интеллектуальных агентов в гетерогенных средах на основе нейросетевого выбора максимального сальдо ожидаемой биоэнергии (принцип «угроз и надежд»);
  • формализация мультиагентной самоорганизующейся когнитивной архитектуры на основе рекурсивных детерминированных абстрактных автоматов;
  • математическая модель онтонейроморфогенеза в нейросетевом интеллектуальном устройстве управления мобильным роботом в задаче обучения распознавания образов;
  • способ автоматического построения низкоуровневой реализации виртуальной мультиагентной среды на основе интерпретации инсерционной модели с помощью языка промежуточного уровня;
  • архитектура инсерционных машин для анализа и синтеза систем искусственного интеллекта;
  • инсерционная модель рекурсивной когнитивной архитектуры;
  • модель онтогенеза мультиагентной нейронной сети на основе обучения с подкреплением;
  • метод автоматического формирования топологии соединительных связей в теле искусственного агента в виртуальной «физически корректной» среде;
  • метод восстановления многомодальной виртуальной сцены по данным сенсорной системы робота на основе иерархических гетерогенных нейронных сетей;
  • модель диссипативной мультиагентной нейронной сети;
  • методы мультиагентной навигации и управления движением сложных робототехнических систем;
  • методы согласования, синхронизации и управления точностью моделей физических и химических процессов в виртуальных полностью корректных средах и др.

Указанные научные результаты неоднократно (2004, 2007, 2010, 2011, 2012 гг.) входили в Отчеты о деятельности РАН (Важнейшие результаты). По тематике искусственного интеллекта и гетерогенных мультиагентных систем опубликовано более 300 научных работ.

Важнейшие результаты по направлению «Теоретические и прикладные проблемы информатизации общества и разработки региональных
автоматизированных систем управления разных уровней»

Построена статистическая балансовая модель экономики региона с включением расчетов пороговых значений индикаторов состояния. Модель используется для расчета экономических показателей при разработке стратегии развития региона. Модель также предназначена для использования в системе автоматизации регионального управления.
Разработана методология создания информационных систем организационного управления, базирующаяся на создании комплексной информационной модели объектов предметной области и объектов самой системы. Определена математическая категория иерархических структур и проведена их классификация.

Исследованы микронейронные динамики и разработаны на их основе высокоэффективные нейронные сети. Нейронные сети обратного распространения ошибок не обрабатывают данные двойной дискретной спирали (ДДС). Асинхронная сеть формальных нейронов решает эту проблему, объединяя три механизма: внешнее взвешивание, внутреннее взвешивание и случайное блуждание в конечной сети, и использует специальные элементы памяти, встроенные в каждый синапс для ослабления потока ошибок. Случайная траектория формирует микроканал передачи информации, составленный из вертикального среза нейронов. Подобная организация в нейронных сетях применяется впервые и выполняет тонкую настройку ДДС.

Для градации экстремумов в существенно многоэкстремальных задачах математического программирования введено и обосновано понятие ранга экстремума, определяемого количеством переменных, конечное варьирование которых не приводит к уменьшению значения целевой функции. Для сетевых задач оптимизации доказаны необходимые условия рангового экстремума, в которых установлена взаимосвязь между рангом экстремума, его нелокальностью и величиной подграфов сети, оптимизация любого из которых (при фиксации значений переменных на остальной части сети) необходима для получения экстремума заданного ранга. Разработан метод ранговой оптимизации сетевых систем, ориентированный на получение экстремума достижимого ранга. Создан программный комплекс ранговой оптимизации сетевых систем для проектирования региональных сетей водоснабжения, превосходящий существующие по рангу экстремума.

Впервые разработаны метод и математическая модель численного решения системы дифференциальных уравнений характеристики, описывающих неустановившиеся течения жидкости в проточной части устройства или трубопроводной системы при скоростях звука, зависящих от продольных координат и времени.

Рассмотрены вопросы разработки последовательных и параллельных алгоритмов для оценки стойкости современных асимметричных криптосистем. Разработаны, реализованы и опробованы алгоритмы: факторизации на основе метода решета числового поля; факторизации на основе метода разложения на эллиптической кривой; дискретного логарифмирования на основе метода Полларда; дискретного логарифмирования на основе метода встречи на случайном дереве; дискретного логарифмирования на основе метода решета числового поля.

Разработано и исследовано семейство последовательных и параллельных алгоритмов оценки стойкости современных функций хэширования, в том числе и представленных на конкурс SHA-3, с использованием различных методов анализа, направленных на выявление возможности поиска коллизий и прообразов, а также возможности обратить исследуемую функцию. В частности, разработаны, реализованы и опробованы алгоритмы атаки на ключевую функцию хэширования ГОСТ Р34.11-94. Разработаны, реализованы и опробованы алгоритмы анализа алгоритма ГОСТ 28147-89, работа которого в режиме выработки имитовставки сходна с работой современных функций хэширования.

Построена информационная модель системы здравоохранения. Определены основные принципы создания системы управления здравоохранением. Приведены примеры использования математической модели для решения задачи управления здравоохранением.

Проведены выбор и определение статистических таблиц по территориальным единицам для определения индикаторов качества жизни населения. Разработана картографическая основа геоинформационной системы анализа качества жизни населения. Созданы векторные слои социально-экономических показателей КБР.

Направление «Методы и математические основы моделирования сложных управляющих систем и процессов»

Разработана модель региональных социально-экономических систем. В модели  учитываются производственно-экономические процессы, в результате которых формируются региональный доход, накопление капитала в региональной экономике, демографические процессы, использование невозобновляемых и возобновляемых ресурсов, восстановление возобновляемых ресурсов, загрязнение окружающей среды. Проведены расчеты по исследованию социально-экономического развития Кабардино-Балкарии при различных условиях.
Разработана модель прогнозирования и согласования целевых ориентиров развития  региональных экономических систем. Проведены расчеты по согласованию целевых индикаторов долгосрочного развития аграрного сектора КБР, определена траектория его устойчивого развития до 2030 г.

Построена модель регионального инвестиционного рынка в «экономике физических лиц» с информационной асимметрией. Установлено, что традиционные инфраструктурные институты инвестиционного процесса, в частности, институты типа региональных информационных, информационно-инвестиционных центров, призванных рационализировать инфраструктуру инвестиционного рынка, не только не способны противодействовать неблагоприятному отбору на рынке, но и ускоряют его коллапс.

Разработаны методы прогнозирования временных рядов в зависимости от объема и структуры входной статистической информации. Получены новые результаты по оптимизации тренда и аппроксимации со сглаживанием временных рядов. Предложены методы эффективного решения задач аппроксимации с помощью кубических сплайн-функций. Разработаны также методы, основанные на применении оператора свертки и использовании скрытых во временных рядах цикличностей, отсмотрены вопросы их реализации.

Впервые дано полное обоснование устойчивости и сходимости локально-одномерных схем в многомерных областях для дифференциальных уравнений диффузии дробного порядка. Таким образом, удается свести решения многомерной задачи для уравнения диффузии дробного порядка к решению последовательности одномерных задач, что позволяет просто строить алгоритм решения исходной многомерной задачи.

Построена математическая модель теплопроводности в активной среде с нелинейными источниками специального вида, позволяющими учитывать эффект пространственной локализации тепла. Она представляет собой двумерную краевую задачу типа Стефана в многосвязной области. Предложен метод численного исследования, сводящийся к последовательному решению двумерных задач в областях более простой формы.

Проведены анализ и прогноз изменений режима осадков и температурного режима воздуха в различных климатических зонах Северного Кавказа (степной, предгорной, горной и прибрежной зоны Черного моря). Разработаны методы прогнозирования динамики природно-климатических характеристик и изменения агроклиматических ресурсов регионов вследствие изменения климата и модель адаптации производства продовольственных товаров к изменению климата, а также модели атмосферных процессов.

Направление «Теоретические и прикладные проблемы регионального управления и устойчивого регионального развития»

Разработан метод определения инновационного потенциала региона на основе системного подхода, особенностью которого является то, что вводится множественный квантификационный интегральный показатель. Предлагаемый метод характеризуется агрегативностью и позволяет выявить имеющийся инновационный потенциал, на основе которого конвертируется стратегия  по созданию инновационной экономики региона. Метод апробирован на материалах северокавказских республик.

Осуществлено позиционирование основных видов рекреации, перспективных для КБР, а также разработана стратегия создания, развития и продвижения рекреационных продуктов в зависимости от их ориентации на конкретные целевые рынки на основе результатов маркетингового исследования, методическими основами которого стали теория жизненного цикла продукции и матрица консультационной компании Boston Consulting Group. Обозначены направления реализации дифференцированных стратегий для развития различных видов рекреации в КБР. На основе предложенных направлений реализации продуктовых стратегий по отношению к наиболее привлекательным видам рекреации для КБР разработан перечень инвестиционных приоритетов с представлением ориентировочной оценки их инвестиционной емкости.

Разработаны отдельные положения теории народонаселения, апробированы новые методы прогнозирования воспроизводства населения с учетом их цикличности, разработаны методологические и методические подходы к изучению социально-демографических процессов и установлены закономерности их взаимосвязи с социально-экономическим развитием региона.
Разработаны методологические приемы анализа устойчивости развития социо-эколого-экономической системы, позволяющие анализировать степень влияния разнообразных факторов и измерять уровень достижения системой конечных целей устойчивого развития. Предложенный подход имеет ряд ключевых преимуществ, в том числе возможность обеспечения работоспособности предложенных методических приемов и аналитических процедур при задействовании показателей различной размерности. Также присутствуют возможности адаптации предложенных измерительных инструментариев в условиях модификации структуры цели устойчивого регионального развития. Данный подход базируется на декомпозиции целей достижения устойчивого развития социо-эколого-экономической системы на множество составляющих установок.

Предложен метод оценки конкурентоспособности производственного потенциала региональной экономической системы, в основе которого лежат критерии доступа региона к рынку, инвестиционным, трудовым, природным и иным ресурсам.

Смоделированы возможные сценарии развития социо-эколого-экономической системы региона, намечены пути вывода территории из депрессивного состояния с выходом на траекторию устойчивого роста. Выявлены приоритетные направления модернизации экономической системы региона (формирование условий для развития перспективных научно-технологических направлений; повышение удельного веса развития производства наукоемкой продукции; развитие ключевых отраслей экономики региона – АПК, строительство, рекреация, определяющих привлекательный климат в регионе).

Инновационная деятельность Института

Организация инновационных форумов и конференций

C целью развития регионального движения, направленного на создание полномасштабной инновационной площадки в Северо-Кавказском федеральном округе, в декабре 2010 г. в Кабардино-Балкарской Республике состоялся первый Северо-Кавказский инновационный форум (СКИФ-2010), а в декабре 2011 г. в Нальчике и в Красной Поляне (Краснодарский край) – второй СКИФ-2011. Инициаторами проведения форумов выступили Кабардино-Балкарский научный центр РАН и технопарк «Телемеханика». Председателем наблюдательного совета СКИФа является директор ИИПРУ КБНЦ РАН П.М. Иванов.

В мероприятиях форума приняли участие более 300 представителей из 20 регионов России, а также из Германии, США, Норвегии, Турции, Украины, Казахстана, Китая и Абхазии. Были подписаны соглашения о сотрудничестве в инновационной сфере, представлено более 150 инновационных разработок. Активное участие в форумах принимали представители органов государственной власти субъектов СКФО. Мероприятия СКИФ-2010 и СКИФ-2011 освещались на федеральных каналах «ОРТ», «Россия», «НТВ», «Мир» и региональных каналах СКФО и ЮФО.
ИИПРУ КБНЦ РАН является также соорганизатором IT-форума, проводимого в СКФО.

Направление «Разработка информационных измерительных систем на основе микро — и нанокапиллярных структур»

Изготовлен действующий макет монохроматизирующего концентратора для рентгеновского излучения энергии 17 кэв, являющийся уникальной и принципиально новой оптической системой для экспрессного анализа состава вещества с более высокой, чем аналоги, чувствительностью и пространственным разрешением, позволяющий локально облучать биомедицинские и иные объекты (например, раковые клетки). В комбинации с информационной системой для сбора и обработки данных концентратор представляет собой новый класс аналитических приборов для науки, промышленности, медицины, искусствоведения, криминалистики и геологии  (Выставочный центр РАН).

Патент РФ на изобретение №2300756 «Способ реализации микро-рентгенофлуоресцентного анализа материалов с трехмерным разрешением».
Patent number: DE102006044 417 A1. «Verfahren zur Durchführung der Mikro-Röntgenfluorescenzanlyse von Materialen mit dreidimensionaler Auflösung».
Патент РФ на изобретение «Устройство ввода идентификационного признака в средствах контроля и управления доступом» (находится на стадии экспертизы по существу в ФИПС РФ).

Направление «Гетерогенные системы искусственного интеллекта»

Инновационные предприятия (малые хозяйственные общества)
В соответствии с ФЗ №217 с целью коммерциализации результатов НИР созданы 7 хозяйственных обществ при ИИПРУ КБНЦ РАН:

  • ООО «Мобильные роботы», ООО «Компьютерная лингвистика»;
  • ООО «Роботостроительная корпорация», ООО «Мультиагентные системы и технологии»;
  • ООО «Интеллектуальные технологии», ООО «Перспективные инновационные системы»;
  • ООО «Системы виртуальной реальности».

Инновационные проекты

К настоящему моменту в разной стадии проработки и реализации находятся следующие инновационные проекты.

Универсальные мультиагентные коллективы мобильных роботов с децентрализованной интеллектуальной системой управления (робот-сапер, патент РФ №2405122; адаптивный планирующий агент на основе иерархических рекуррентных нейронных сетей для имитационных моделей мультиагентных систем. Свидетельство о госрегистрации программ ЭВМ №2008615272). Заключен договор с ФЦНВТ ВНИИ ГОЧС МЧС РФ (г. Москва) о разработке.

Робот-автомойщик (Патент РФ №2410257). Заключен договор между хозяйственным обществом ИИПРУ КБНЦ РАН «Роботостроительная корпорация N’Art Robotix» и Правительством КБР о выполнении работ по коммерциализации изобретения в рамках региональной программы поддержки инноваций).

Робот-комбайн для сбора огурцов. Заключен договор с ООО «Легион» (Кабардино-Балкарская Республика) о намерениях о совместной разработке робота-комбайна для уборки огурцов.
Электронные словари для национальных языков народов России (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009612874). Заключен договор с Минобрнауки КБР №1 от 01.08.2007 года «Электронный кабардино-русский словарь общеупотребительной лексики»; Договор между хозяйственным обществом ИИПРУ КБНЦ РАН «Компьютерная лингвистика» с Правительством КБР о выполнении работ по коммерциализации изобретения «Электронные словари для языков народов КБР» в рамках региональной программы поддержки инноваций.

Роботизированный мультиагентный комплекс для создания благоприятных гидрологических режимов в регионах с погодными и климатическими аномалиями. Заключен договор с ООО «Рияд» (по заказу аэропорта г. Нальчика).

На стадии проработки находятся инновационные проекты:

  • робот-комбайн для уборки сахарной кукурузы;
  • универсальный модульный дендроморфный эффектор;
  • бестселлер на родном языке;
  • системы грамматико-синтаксического разбора (парсеры) для языков народов РФ;
  • открытые Интернет-словари языков России;
  • программа «Робоспорт: инженерно-технические кадры современной России»;
  • команда по робофутболу «Северный Кавказ»;
  • языки роботов;
  • караоке для языков народов РФ;
  • разработка серии обучающих игр для изучения национальных языков народов России.

В 2009 году разработке «Автономный мобильный робот» было присуждено 1-е место в номинации «Лучшее конструкторское решение» на Всероссийском робототехническом фестивале, проходившем в рамках выставки НТТМ на ВДНХ (г. Москва).

В июне 2012 года разработки отдела «Мультиагентные системы» были представлены на втором Дагестанском экономическом форуме, где получили высокую оценку заместителя Председателя Правительства РФ – Полномочного представителя Президента РФ в СКФО А.Г. Хлопонина.

В апреле 2013 года разработка «Мультиагентный робот-сапер» была представлена на всероссийской выставке «День инноваций и разработок МЧС». По итогам конкурсной программы, в которой были номинированы более 100 участников, разработка ИИПРУ КБНЦ РАН была удостоена бронзовой медали МЧС РФ «За перспективную научно-техническую разработку». Награду вручил министр МЧС РФ В.А. Пучков, отметивший прикладное значение разработки и актуальность создания «недорогих автоматических модульных взаимозаменяемых специальных систем».

Создано Кабардино-Балкарское отделение Российской ассоциации искусственного интеллекта. В течение трех лет ИИПРУ КБНЦ РАН и отделением проводятся еженедельные семинары по искусственному интеллекту и мультиагентным системам.

Сотрудники отдела мультиагентных систем входят в состав международных научных обществ:

  • Биологически инспирированных когнитивных архитектур (BICA Society);
  • Российского общества имитационного моделирования;
  • Российской ассоциации искусственного интеллекта.

Направление «Теоретические и прикладные проблемы информатизации общества и разработки региональных автоматизированных систем управления разных уровней»

Зарегистрировано пять программ для ЭВМ:

  • «Расчет трубопроводной сети водоснабжения горных регионов из высокогорных источников». Свидетельство о регистрации № 2008616019.
  • «Генератор результатов вычислительных экспериментов». Свидетельство о регистрации № 2010616434.
  • «Расчет неустановившихся течений сжимаемой, кавитирующей, дегазированной жидкости в трубопроводе с податливыми стенками при скоростях звука, зависящих от координат, давлений и расходов жидкости (т.е. от координат и времени)». Свидетельство о регистрации № 2008616020.
  • «Автоматизированный учет депозитарных операций». Свидетельство о регистрации №2010610857.
  • «Учет операций с ценными бумагами». Свидетельство о регистрации №2010610858.
    Все указанные программы используются различными организациями в Кабардино-Балкарии.

Реализация прикладных научных исследований и разработок ИНСТИТУТА

Стратегия развития Кабардино-Балкарской Республики до 2030 г. (2011 г.). Представлена Главе и Правительству КБР.

Целевая программа «Развитие информационного общества в Кабардино-Балкарской Республике (2011 – 2020 гг.)». Представлена Правительству КБР и включена в Программу развития информатизации Кабардино-Балкарской Республики.

Программная система «Статистическая балансовая модель экономики региона с расчетом пороговых значений состояния». Использована при разработке Стратегии развития КБР до 2030 г. Передана для использования в Министерство экономического развития и торговли КБР по просьбе последнего (2012 г.).

Программный комплекс автоматизированного проектирования систем  регионального водоснабжения. Программа расчета систем водоснабжения горных регионов из высокогорных источников. Комплекс и программа использованы в 2008 и 2013 годах для проектирования Зольского группового трубопровода в КБР и сетей водоснабжения к комплексной застройке Северного жилого района г. Армавир.

Система компьютерной лингвистики (первый этап – электронные словари национальных языков) для Министерства образования и науки КБР (2008 г.).

Программная система «Модель согласования целевых ориентиров развития сельского хозяйства и перерабатывающей отрасли АПК региона». Модель включает определение целевых ориентиров развития сельского хозяйства, номенклатуры продукции перерабатывающей отрасли АПК региона, оптимальной траектории развития АПК (2011 г.). Использована при разработке Стратегии развития КБР до 2030 г.

Геоинформационная система по электрическим сетям для муниципального предприятия «Коммунальные электрические сети г. Нальчика (2000 г.).

Нормативно-методические и технологические основы ведения градостроительного кадастра для Министерства строительства и ЖКХ КБР (2000 г.).

Формы кадастровых документов республики, района, города, населенного пункта и положения об информационном взаимодействии отраслевых кадастров и других информационных систем для Министерства строительства и ЖКХ КБР (2001 г.).

Информационная система «Диспетчер» для пожарной службы администрации г. Нальчика МЧС РФ по КБР (2002 г.).

Информационно-справочная система БТИ г. Нальчика для Управления технической инвентаризации, приватизации и недвижимости г.Нальчика (2003 г.).

Информационно-справочная система «Мелиорация» для Департамента мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения КБР (2003 г.).

Программы «Автоматизированный учет депозитарных операций» и «Учет операций с ценными бумагами» внедрены в производство (2010 г.). Используются в филиале АСБ-банка г. Нальчика для учета биржевых операций с ценными бумагами и  депозитарных операций.

Информационно- аналитический Интернет-портал Архивной службы КБР (2008 г.).

Комплекс программ для прогнозирования динамики демографических показателей (рождаемости, смертности, численности и структуры населения) в регионе с учетом скрытых в их временных рядах цикличностей.

Поддержка научных исследований института Программами Президиума РАН в 2013 году

По Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Прогноз потенциала инновационной индустриализации экономики России» выполняется проект «Состояние и перспективы развития инновационного потенциала Северо-Кавказского федерального округа».
По Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные проблемы модернизации полиэтнического макрорегиона в условиях роста напряженности» выполняются проекты:

«Информационная система прогнозирования террористической угрозы в полиэтническом и поликонфессиональном макрорегионе на основе многофакторного мультиагентного имитационного моделирования»;

«Теневая экономика, дотационность и коррупция – главные препятствия модернизации».

Поддержка научных исследований института грантами РФФИ в 2013 году

Разработка теории и исследование методов интеллектуального принятия решений на основе фрактальных мультиагентных когнитивных архитектур и гипотезы онтонейроморфогенеза (№12-01-00367).

Разработка теории и принципов создания интегрированных САПР машиностроения и электроники, знаний о свойствах и поведении виртуальных прототипов конструкций, материалов, элементной и схемотехнической базы и биоинспирированных методах параметрической оптимизации (№12-07-00624).

Разработка теории и принципов создания системы обволакивающей безопасности ресурсов распределенных информационных систем на основе формализации разумных рассуждений (№13-07-01002).

Разработка теории и принципов создания систем обволакивающей безопасности ресурсов распределенных информационных систем на основе автоматного представления самоорганизующихся распределенных мультиагентных рекурсивных систем принятия решений (№12-07-00744).

Разработка теории и принципов создания систем автоматического виртуального прототипирования, основанных на мультиагентном представлении знаний о свойствах и поведении конструкций, материалов, элементной и схемотехнической базы и методе эволюционной оптимизации (№13-07-01003).

Разработка теории распределенного искусственного интеллекта на основе субоптимального поиска в пространстве состояний самоорганизующихся рекурсивных когнитивных архитектур и гипотезы о мультиагентных экзистенциальных отображениях (№13-01-00929).

Грант РФФИ «Исследование поведения экономических агентов на локальном рынке с информационной асимметрией методами экспериментальной экономики» (№ 13-06-00161 А).
Получено два гранта Фонда содействия по развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд Бортника).

Образовательная деятельность

Отдел аспирантуры и докторантуры Института осуществляет образовательную деятельность по трем специальностям:

  • 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации»;
  • 05.13.06 – «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами»;
  • 08.00.05 – «Экономика и управление народным хозяйством».

В настоящее время общая численность аспирантов – 51, докторантов – 3.

За период с 2010 г. по 2013 г. из числа докторантов подготовлены три доктора наук по экономической специальности. Из числа аспирантов и соискателей подготовлены 17 кандидатов наук по экономической специальности и один – по технической.

Научные сотрудники института ведут спецкурсы по 30 дисциплинам в вузах Северо-Кавказского региона по направлениям: информатика, экономика, оптимизация и управление в сложных системах, математическое моделирование.

Интеграция вузовского образования и науки

На основании совместного решения ИИПРУ КБНЦ РАН и Таганрогского радиотехнического университета (ТГРУ) в ТГРУ в целях интеграции фундаментальной науки и высшего образования, а также формирования научно-образовательных структур в ЮФО в 2006 г. создана лаборатория «Фундаментальные проблемы информационной безопасности» Института информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН.

В 2012 г. создана совместная лаборатория «Интеллектуальные системы и автоматизация управления» ИИПРУ КБНЦ РАН и ЮФУ

Институт объединяет ведущих специалистов Кабардино-Балкарской Республики по информатике и региональному управлению. По совместительству здесь работают ведущие ученые вузов КБР в данных областях.

В Институте проводится еженедельный научный семинар по проблемам информатики и регионального управления, собирающий ученых, аспирантов и студентов вузов Кабардино-Балкарии.

В ИИПРУ КБНЦ РАН ежегодно проходят производственную и дипломную практику студенты Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова.

Сотрудничество с научными и образовательными учреждениями

Институт сотрудничает по договорам о научном сотрудничестве со следующими организациями:

  • IFG-Institute for Scientific Instruments  GmbH, Berlin;
  • Саратовский государственный университет, ООО «Технология Наноструктурированного Стекла» (г.Саратов) – в разработке компьютерных рентгенооптических систем;
  • Институт кибернетики НАН Украины (Киев), Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, Южный федеральный университет – в области разработки систем искусственного интеллекта и автоматизации управления;
  • Центральный экономико-математический институт РАН, Институт водных проблем РАН – в области моделирования и управления устойчивым региональным развитием;
  • Ставропольский государственный университет – в области информационных технологий.

Научные конференции и инновационные форумы

Институт является организатором регулярно проводимых на его базе научных конференций:

  • международной научной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития»;
  • всероссийской научной конференции «Проблемы информатизации регионального управления»;
  • международной научной конференции «Автоматизация управления и интеллектуальные системы и среды» (соорганизаторы – СПИИ РАН, ИСА РАН).
  • Северо-Кавказского инновационного форума (СКИФ).
  • Форума информационных технологий (IT-форум).

Институт создан Постановлением Президиума РАН от 14.05.1996 г. № 86 с возложением научно-методического руководства Институтом на Отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации РАН и назначением доктора технических наук, профессора Иванова Петра Мацовича директором-организатором Института.

Основные направления научной деятельности Института:

  • теоретические и прикладные проблемы информатизации общества и разработки региональных автоматизированных систем управления разных уровней;
    разработка информационных измерительных систем на основе микро- и нанокапиллярных структур;
  • гетерогенные системы искусственного интеллекта;
  • теоретические и прикладные проблемы регионального   управления и устойчивого регионального развития;
  • методы  и  математические основы моделирования сложных управляющих систем и процессов.

Кадровый потенциал Института составляют  80 сотрудников,  в  том  числе  60 научных сотрудников, из  них 14 докторов  и  29 кандидатов  наук.

Научные  конференции

Институт является организатором регулярно проводимых на его базе научных  конференций:
Международной научной конференции “Моделирование устойчивого регионального развития”;
Всероссийской научной конференции “Проблемы информатизации регионального управления”;
конференции  молодых  ученых,  аспирантов  и  студентов  «Информика» (совместно с факультетом информатики и управления КБГУ).