Защита магистерских диссертаций на кафедре Математического моделирования и информатики

В начале июня 2020 года прошли защиты выпускных работ студентов кафедры математического моделирования и информатики. Темы работ были достаточно разнообразны, в них исследовались как вопросы, касающиеся разработки и исследования новых математических методов извлечения информации из данных, так и задачи компьютерного моделирования конкретных физических явлений.

Одной из интересных работ была магистерская диссертация Егора Фадеева. Егор поступил в магистратуру физического факультета после окончания бакалавриата МГТУ имени Н.Э. Баумана и, несмотря на различие в подготовке бакалавров–инженеров и бакалавров-физиков, успешно вписался в учебный процесс кафедры.

В качестве темы магистерской диссертации им была выбрана проблема анализа сцены по её изображению. Его заинтересовали классические и нейросетевые методы решения указанной проблемы, а также привлекла возможность использования этих методов при управлении беспилотными транспортными средствами, в том числе летательными аппаратами (БЛА). Эти работы велись под руководством доцента кафедры ММИ Андрея Владимировича Зубюка.

Особенностью искусственных нейронных сетей является то, что их параметры, подбираемые при обучении, не могут быть содержательно интерпретированы, что ограничивает их применение в задачах с большим риском. Егором было проведено исследование принципов работы современных свёрточных нейронных сетей с алгебраических позиций, характерных для морфологического анализа изображений проф. Ю.П. Пытьева. Была выдвинута гипотеза, что именно особые свойства алгебраических операций, применяемых в сверточных сетях, обеспечивают их высокую эффективность в задачах компьютерного зрения. Проведенные вычислительные эксперименты свидетельствуют в пользу этой гипотезы.

Е. Фадеевым также был разработан нейросетевой метод выделения специальных меток на взлётно-посадочной площадке для позиционирования БЛА и проведено его сравнение с классическим методом, не использующим нейросеть. Лабораторные испытания показали, что система позволяет определять положение и ориентацию в режиме реального времени с погрешностью в пределах 5%, а также вскрыли ряд недостатков классического метода выделения оптических меток на изображениях.

Результаты работы Е. Фадеева доложены на ряде международных конференций и опубликованы в научном сборнике, входящем в Web of Science Core Collection.

Кафедра очень надеется, что Е. Фадеев успешно продолжит обучение в аспирантуре физического факультета.

Заведующий кафедрой математического моделирования и информатики

профессор А.И. Чуличков