20 травня 2020 року на базі Хмельницького національного університету колективом кафедри кібербезпеки та комп’ютерних систем і мереж проведено підсумкову конференцію Всеукраїнського конкурсу студентських наукових робіт зі спеціальності “Комп’ютерна інженерія”.
Для участі в конкурсі було подано 29 робіт з 21 ВНЗ України. Свої роботи представили Державний університет «Житомирська політехніка», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київський національний університет технологій та дизайну, Луцький національний технічний університет, Миколаївський міжрегіональний інститут розвитку людини ВНЗ Університет «Україна», Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Національний університет «Запорізька політехніка», Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка», Національний університет водного господарства та природокористування, Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеський національний політехнічний університет, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Сумський державний університет, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, Харківський національний університет радіоелектроніки, Хмельницький національний університет, Хмельницький університет економіки і підприємництва, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чорноморський національний університет імені Петра Могили. Рецензування робіт виконували чотири доктори і п’ять кандидатів наук з п’яти ВНЗ України.
У зв’язку із неоднократним продовженням карантину підсумкову конференцію було проведено в онлайн-режимі. Попри величезні відстані між учасниками, застосування відеозв’язку дозволило створити ефект живого спілкування і проводити активні діалоги.
Для об’єктивного оцінювання результатів прилюдного захисту до складу журі було запрошено всіх керівників робіт та чотирьох незалежних експертів.
Абсолютними переможцями Всеукраїнського конкурсу студентських наукових робіт зі спеціальності “Комп’ютерна інженерія” визнані студенти Чорноморського національного університету імені Петра Могили Полянічкін Володимир Геннадійович і Гнезділов Микола Данилович з роботою «Апаратно-програмна система для діагностики та реабілітації хворих з пошкодженнями шийно-грудного відділу хребта та нервів рук», науковий керівник – доцент Журавська Ірина Миколаївна.
У доповіді авторами були представлені результати розробки та тестування серії малогабаритних діагностично-тренувальних (ДТ) приладів «Reflex-Txx» для програми фізичної реабілітації (терапії) таких пацієнтів в амбулаторних та домашніх умовах. Прилади розроблені на основі платформи Arduino з використанням на рухомій робочій зоні датчиків Холла або датчиків дотику та світлодіодів, частота спалахів яких регулюється в залежності від результатів тренувань.
Авторизація пацієнта виконується за допомогою RFID-карти. Результати тренувань кожної окремої особи відображаються на LCD-моніторі на корпусі ДТ-приладу, передаються через Інтернет до єдиного центру, де вони накопичуються, відображаються та аналізуються на мікросервісах розробленого апаратно-програмного комплексу й доступні на гаджетах користувача за допомогою розробленого мобільного застосунку. Для дослідження ефективності методики тренувань використаний метод середнього ковзного. Описані електронні компоненти та архітектура розроблених ДТ-приладів для мінімізації витрат на апаратну реалізацію.
В результаті аналізу наявних рішень систем-аналогів, що працюють у частотній області сигналів і застосовують принцип балансу індукції, автором зроблено висновок, що вони мають недоліки такі, як складна схемотехніка, можливість працювати лише з одним типом приймальної та передавальної котушки. Тому, в ході проєктування власного блоку аналізу, запропоновано системну архітектуру на основі сучасного мікроконтролера STM32F407VGT і конструкцію, яка наділена можливістю налаштування на конкретний тип котушки із запам’ятовуванням цих налаштувань в енергонезалежній EEPROM пам’яті, має розширену функціональність, в порівнянні з аналогами, а саме – покращує схему підлаштування під ґрунт та інші джерела електромагнітного випромінювання. При цьому основні функції виконуються за допомогою мікроконтролера, що значно спростило схемотехнічні рішення і покращило експлуатаційні характеристики пристрою, зокрема його надійність і зручність користування.
Диплом ІІ ступеня присуджено роботі «Технологія віддаленого керування науковими інструментами на платформі оверлейних мереж», яку представив студент Харківського національного університету радіоелектроніки Бондаренко Максим Едуардович, науковий керівник – старший викладач Ткачов Віталій Миколайович.
В роботі сформульована та успішно вирішена науково-прикладна задача розробки технології віддаленого керування науковими інструментами на платформі оверлейних мереж. Зокрема сформульована задача з формалізацією необхідних технічних вимог до розроблюваної оверлейної комп’ютерної мережі; розроблено метод організації оверлейної мережі, заснований на використанні вкладених (багатошарових) VPN-тунелів; проведені експерименти з дослідження ефективності використання різних транспортних мережних протоколів в VPN-тунелях; запропонована технологія впроваджена в постійну експлуатацію для віддаленого керування радіотелескопом ГУРТ в Радіоастрономічному інституті НАН України.
Диплом II ступеня також присуджено роботі «Застосування ультразвукових датчиків для управління напрямком руху мобільного роботу», яку представили студенти Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Матюк Данило Сергійович і Мишко Олексій Євгенович, науковий керівник – старший викладач Деркач Марина Володимирівна.
Авторами розроблено алгоритм управління напрямком руху, який базується на розташуванні мобільного робота і здатний автоматизувати рух мобільного робота; для підвищення якості локалізації та виявлення перешкод було використано фільтр Калмана, а також установлено залежність точності локалізації від температури повітря в приміщенні, де відбувається тестування мобільного робота.
Розроблений алгоритм управління напрямком руху дозволяє сприймати навколишнє середовище й орієнтуватися в ньому, тим самим забезпечує змістовну поведінку і виконання функціональної роботи мобільного робота за допомогою своїх “інтелектуальних” можливостей, а це є головним кроком до створення повністю автономних та багатофункціональних роботів.
В результаті розроблено мобільний робот з ультразвуковими датчиками відстані, які мають великий попит в робототехнічних проєктах через свою відносну простоту, достатню точність та доступність.
В результаті розроблено мобільний робот з ультразвуковими датчиками відстані, які мають великий попит в робототехнічних проєктах через свою відносну простоту, достатню точність та доступність.
Однією із найбільш потужних за науковими результатами виявилася робота «Архітектура і реалізація симулятора для відпрацювання програмного забезпечення системи керування космічним апаратом» студентки Національного університету «Запорізька політехніка» Кармелюк Карини Олегівни, науковий керівник – старший викладач Польська Ольга Володимирівна. За рішенням журі робота отримала диплом III ступеня.
В роботі досліджено задачі відпрацювання бортового програмного забезпечення (БПЗ) системи керування космічним апаратом, розглянуто стандарти та підходи до розробки БПЗ, визначено загальноприйняті етапи розробки БПЗ, на основі яких сформовано вимоги до архітектури програмного забезпечення (ПЗ) симулятора для відпрацювання програмного-алгоритмічного забезпечення системи керування космічним апаратом. Побудовано архітектуру моделюючої частини ПЗ симулятора, на основі якої було створено програмний продукт, що має практичну цінність для розробників БПЗ. Для розробки сучасного GUI було досліджено різні підходи до його розробки, серед яких обрано метод ітераційного прототипування, що є найбільш зручним і задовольняє потреби користувача. Планується доповнення ПЗ симулятора використанням тривимірної графіки для зображення графічних результатів моделювання, зокрема, візуалізації руху космічного апарата.
Крім того, дослідження за цим напрямком можуть бути продовжені для впровадження розширеного комплексу симуляторів для відпрацювання інших службових систем космічного апарата, наприклад таких, як система енергозабезпечення, система збирання та обробки телеметрії.
Диплом III ступеня присуджено роботі «Метод та засоби швидкодії обробки даних комп’ютерних систем, представлених в системі залишкових класів», яку представила студентка Національного університету «Полтавська політехніка ім. Ю. Кондратюка» Боднар Єлизавета Іванівна, науковий керівник – доцент Янко Аліна Сергіївна.
Автором проаналізовано та перевірено основні властивості систем залишкових класів (СЗК): незалежність лишків, що дає змогу організувати роботу у вигляді паралельно функціонуючих трактів, які працюють незалежно один від одного; рівноправність лишків, завдяки чому в кожному лишку міститься інформація щодо усього вихідного числа та відкривається можливість заміни непрацездатного тракту без переривання обчислень; малорозрядність лишків, що суттєво зменшує час виконання арифметичних операцій. Зазначені властивості є унікальними та не мають аналогів у позиційних системах, що робить СЗК перспективною та привабливою для підвищення швидкодії реалізації модульних арифметичних операцій. Доведено актуальність використання СЗК для комп’ютерних систем на прикладі синтезу спецпроцесора на ПЛІС MAX3000A. Дана конструкція складається з чотирьох трактів (8 двійкових розрядів), кожен з яких функціонує незалежно один від одного. Це підтвердило, що результати використання СЗК можна реалізовувати для математичних обчислень в несинхронних алгоритмах шифрування у криптографії, а основні властивості СЗК роблять її доцільною для використання під час обчислень дискретного логарифма на еліптичних чи гіпереліптичних кривих (завдяки операції модульного множення). Приділено увагу для розв’язання питання оптимального резервування для збільшення надійності та швидкодії виконання арифметичних операцій у СЗК. Таким чином можливо створити високонадійні та відмовостійкі структури комп’ютерних систем в СЗК.
Диплом III ступеня присуджено роботі «Спосіб генерації випадкових чисел на платформі ANDROID», яку представили студенти Хмельницького національного університету Гаврилюк Роман Леонідович і Ференс Володимир Олександрович, науковий керівник – доцент Бойчук Вадим Олександрович.
Авторами досліджено завдання для забезпечення сильного джерела випадковості, яке може бути використано додатком на Android пристрої сумісно з наявним джерелом, такими як /dev/random. Це нове джерело випадковості має сприяти усуненню вразливостей в /dev/random в подіях з низькою ентропією, яка не залежить від взаємодії з користувачем. Для вирішення цього завдання було розроблено спосіб, який використовував дані датчиків пристрою для отримання значень з високою ентропією, які можуть бути використані в поєднанні з /dev/random для зміцнення пулу ентропії та зменшення кількості подій з низькою ентропією. В роботі розроблені алгоритми і написана програма для використання в Android середовищі з метою генерування випадкових чисел використовуючи ентропію, зібрану з даних, які генерували датчики пристрою Android. Результати показали, що зразки даних датчиків містять велику кількість непередбачуваності, особливо, якщо враховувати розряди десяткових значень.
ВІТАЄМО ПРИЗЕРІВ ВСЕУКРАЇНСЬКОГО КОНКУРСУ СТУДЕНТСЬКИХ НАУКОВИХ РОБІТ ЗІ СПЕЦІАЛЬНОСТІ “КОМП’ЮТЕРНА ІНЖЕНЕРІЯ” ! ! !
Оргкомітет висловлює щиру подяку учасниками конкурсу та їх керівниками за високий рівень представлених на конкурс робіт і доповідей підсумкової конференції, а також рецензентам і членам журі за сумлінне виконання своїх обов’язків, що дозволило пройти всі етапи конкурсу без апеляцій.
Особливу подяку висловлюємо представникам ВНЗ, які не були керівниками робіт учасників конкурсу, але забезпечували його супровід і підтримку від початку і до фіналу:
– Киричек Галині Григорівні, кандидату технічних наук, доценту кафедри комп’ютерних систем та мереж Національного університету «Запорізька політехніка»;
– Березькому Олегу Миколайовичу, доктору технічних наук, професору, завідувачу кафедри комп’ютерної інженерії Тернопільського національного економічного університету;
– Ніколюку Петру Карповичу, доктору фізико-математичних наук, професору кафедри комп’ютерних технологій Донецького національного університету імені Василя Стуса.
Також дякуємо за чисельні схвальні відгуки за проведення конкурсу від учасників і членів журі на адресу керівництва Хмельницького національного університету, оргкомітету конкурсу і відповідальної за студентську наукову роботу ХНУ Тімофєєвої Л.В.
22.05.2020