| |
IV. Информатика и информационные технологии
|
34. Теория информации, научные основы информационно-
вычислительных систем и сетей, информатизации общества, квантовые методы обработки информации | разработка математических методов исследования качественных характеристик поведения больших однородных сетей;
создание специальных сигнально-кодовых конструкций для помехоустойчивого кодирования в условиях сильного зашумления, имеющих повышенную защиту от мешающего воздействия легальных и нелегальных пользователей;
разработка методов помехоустойчивого кодирования для систем с несколькими передающими и приемными антеннами;
разработка новых методов алгебры, алгебраической геометрии, теории чисел, теории алгебраических групп и математической логики для нужд теории передачи информации;
разработка научно-методологических основ информатизации общества и инновационных видов деятельности, направленных на обеспечение социально-экономического развития национальной безопасности Российской Федерации;
развитие принципов интероперабельности, стандартов и технологий открытых информационных систем;
информационные технологии в образовании;
модели систем "Умного города";
теоретические основы информатизации виртуальных сообществ;
модели поведения участников виртуальных сообществ;
концептуальные основы и методический подход к оценке эффективности процессов информатизации общества;
системная оценка распространения больших и интегрированных информационно-телекоммуникационных технологий в различных сферах общества; |
| методы создания информационных систем, предназначенных для обработки конфиденциальной информации;
механизмы и вероятностные методы распознавания образов символов с неизвестными границами и с признаками различной природы;
информационное обеспечение безопасности критически важных объектов;
развитие теории и методов иммуннокомпьютинга;
модели и алгоритмы защиты глобальных и интегрированных информационно-
телекоммуникационных систем на основе биологической парадигмы;
методы, технология и алгоритмы автоматического выделения и распознавания объектов на цифровых изображениях при ограниченных ресурсах памяти;
формирование критериев существования фундаментальных единиц в гиперэллиптических полях и новые результаты по проблеме кручения в якобианах над глобальными полями;
единая многоязыковая среда программирования: для проведения курса информатики в основной школе;
для проведения государственной итоговой аттестации;
для проведения единого государственного экзамена по курсу информатики;
программное и методическое обеспечение двухуровневой среды программирования для начальной и основной школы, 72-часового курса для учителей информатики и информационно-телекоммуникационных технологий;
новые методы моделирования динамических объектов и программные модули такого моделирования, а также новые методы визуализации трехмерных виртуальных сцен в масштабе реального времени в моно- и стереорежимах; |
| технология функционального проектирования и верификации на общей базе лингвистической среды;
разработка методов конечного представления бесконечных ветвящихся вычислительных процессов;
методы извлечения информации из текстов, основанные на использовании проблемно ориентированных ресурсов знаний, методы анализа информации и формирования описания ситуаций в виде семантической сети;
интеллектуальные информационные технологии обеспечения эффективной и безопасной организации транспортных процессов
|
35. Когнитивные системы и технологии, нейроинформатика и биоинформатика, системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях | разработка и применение методологии проектирования среды научно-
образовательных сервисов, ориентированных на передовые когнитивные технологии;
разработка теоретических основ и технологии анализа слабоструктурированной информации, технологии высокопроизводительных вычислений для решения задач поиска и анализа текстовой информации и изображений;
разработка теоретических основ и новых методов создания метамоделей, новых методов интеллектуального анализа данных для решения задач предсказательного моделирования и оптимизации;
разработка методов анализа изображений и распознавания образов в системах технической и биомедицинской диагностики;
разработка теоретических основ и технологий интеллектуальных динамических систем, методов когнитивного моделирования сознания, картины мира и целенаправленного поведения;
разработка методов предсказательного моделирования и создание новых методов робастной и стохастической оптимизации, предназначенных для эффективного построения моделей сложных природных и технических систем, основанных на данных;
создание системы семантического анализа текстов на основе разветвленной лингвистической информации и знаний о предметной области, включающих онтологию и энциклопедическую базу фактов;
принципы построения и обработки информации в портативных интеллектуальных медицинских диагностических комплексах;
разработка комплексного подхода совместного использования нейросетевых технологий, генетических алгоритмов и деревьев решений для анализа данных и выявления скрытых закономерностей;
исследование вопросов применения нейронных сетей для решения задачи криптографической защиты информации, разработка алгоритмов шифрования и дешифрования;
разработка методов визуализации мультиспектральных данных для обработки изображений в прикладных областях (аэро- и космическая фотосъемка, физика твердого тела, медицинская томография); |
| создание алгоритмов технического зрения, обладающих способностью самокалибровки и адаптации к неконтролируемым внешним условиям, характерной для биологических систем;
разработка методов анализа геномов и транскриптомов с использованием данных высокопроизводительного секвенирования, разработка вычислительно эффективных методов предсказания структуры белка и взаимодействия белков с малыми молекулами, в том числе с использованием распределенных вычислений;
разработка методов анализа метагеномных данных, данных о состоянии хроматина, данных белок-нуклеиновых взаимодействий;
создание новых методов консолидации и интеграции различных видов данных в целях получения целостного описания живой клетки;
создание количественных моделей эволюции бактериальных штаммов, различных составляющих бактериального пангенома;
разработка новых эффективных методов индивидуального и группового принятия решений и систем поддержки экспертных решений;
развитие методологии системного анализа пространственно организованных и естественно-монопольных структур и процессов;
системный анализ и модели динамики национальных и глобальных экономических и финансовых процессов, рынков высокотехнологичной (информационные технологии, авиатехника, атомная энергетика) и капиталоемкой (нефть и нефтепродукты, газ, цветные металлы) продукции, фондового рынка;
индустриальная технология создания крупномасштабных распределенных многоагентных приложений и инструментальное средство ее поддержки;
основы теории и методы цифровых технологий когнитивного программирования сложных пространственных форм и их 3D прототипирования;
теоретические и технологические основы, алгоритмическое обеспечение и программный инструментарий вероятностных графических моделей, логико-
вероятностных графических моделей, реляционно-вероятностных моделей и иных основанных на вероятности и степенях доверия моделей когнитивных систем, социотехнических систем, биосоциальных систем, систем поддержки и принятия решений в условиях неопределенности;
модели, методы и технологии построения ассоциативных интеллектуальных систем на основе нейронных сетей для оперативного решения трудноформализуемых прикладных задач;
модели процессов обучения и эволюции агентов с когнитивными способностями;
модели нейронов и нейронных сетей органов жизнедеятельности человека; |
| лингвистические методы и модели обеспечения когнитивной интероперабельности в процессе экспертной деятельности;
модели информационного мониторинга и когнитивные технологии индикаторного оценивания национальной безопасности Российской Федерации;
методы, алгоритмы и информационные технологии защищенной мультибиометрической идентификации личности;
гибридные (логико-статистические) модели когнитивных механизмов и речемыслительной деятельности человека, направленных на обработку данных и знаний, представленных на естественных языках
|
36. Системы автоматизации,
CALS-технологии, математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов | развитие научных основ конструкторско-технологической информатики и исследование на ее базе научных проблем создания технологических платформ;
развитие математических и прикладных основ MES-систем управления сложными дискретными производствами;
методы идентификации параметров и сигналов в непрерывных и дискретных системах, методы управления групповыми объектами, в том числе в условиях неопределенности, методы и технологии построения интеллектуальных систем управления с новыми типами обратной связи как основа создания информационно-вычислительных комплексов, автоматов, алгоритмов управления группами мобильных роботов;
исследование научных проблем создания современных цифровых систем управления производствами с дискретой исполнения в нанометрическом диапазоне;
разработка методов управления движением нелинейных систем и методов стабилизации в детерминированном случае и при наличии неопределенностей;
развитие методов компьютерной имитации многочастичных стохастических динамических систем;
методы и алгоритмы имитационного моделирования для оптимального управления устойчивым развитием транспортных систем и процессов;
методы автоматизированного проектирования и применения систем искусственного зрения на транспорте;
разработка теории динамического хаоса в консервативных и гамильтоновых системах, теории пространственно-временного и диффузионного хаоса;
развитие методов численного решения и анализа обратных некорректных задач;
методы исследования принципиально новых моделей систем и сетей массового обслуживания со специальными дисциплинами обслуживания и сложной структурой входящих потоков;
квази-непараметрические методы статистического анализа и декомпозиции стохастической структуры хаотических информационных потоков; |
| разработка математических моделей и методов оценки рисков и катастроф на основе статистического анализа неоднородных нестационарных информационных потоков экстремальных событий;
информационная технология построения в интерактивном режиме трехмерных анимационных моделей реальных объектов;
развитие математических основ теории игр и экстремальной теории размерностей и методик использования получаемых теоретических результатов для решения экономических и технических задач;
развитие методов моделирования и вероятностного прогнозирования для решения прикладных задач в области демографии, медицины и динамики популяций;
разработка физической модели мощных тропических циклонов, исследование физических процессов их зарождения и развития;
развитие сетевых технологий на основе многоагентного подхода;
анализ поведения и верификация свойств систем взаимодействующих детерминированных, вероятностных и нечетких логико-программных агентов;
методы и информационные технологии построения и оптимизации когнитивных, логико-вероятностных, нейросетевых и мультиагентных систем адаптивного управления для сложных гетерогенных робототехнических систем;
физические и математические модели для элементов изделий электронной техники;
разработка матрично-топологического метода для моделирования трехмерных температурных полей электронных модулей;
методы интегральной геометрии, теории групп, топологии и математической логики в задачах моделирования распределенных систем и процессов применительно к математической физике, вычислительной технике, биологической и медицинской информатике;
математические модели и схемы их компьютерной реализации для решения задач горения и течений в многофазных средах на многопроцессорных суперЭВМ;
методы и технологии оценивания надежности радиоаппаратуры космического аппарата в условиях воздействия заряженных частиц космического пространства;
методы и технологии оценивания стойкости радиоприемных устройств к мощным направленным радиоимпульсным воздействиям;
комплекс вычислительных методов и алгоритмов для систем автоматизации схемотехнического проектирования интегральных схем с нанометровыми проектными нормами
|
37. Научные основы и применения информационных технологий в медицине | разработка теоретических основ и информационных технологий системной оценки и управления резервами здоровья человека;
создание новых методов оценки человеческого потенциала и его сравнительный анализ для регионов России и стран мира;
разработка компьютерных методов оценки, прогноза и моделирования процессов старения;
разработка методов создания электронных медицинских технологических карт и технологий их применения в клинической медицине;
создание систем поддержки принятия решений в актуальных областях клинической медицины;
теоретические основы, методы и технологии диагностики функциональных состояний и мониторинга психосоматического статуса человека на основе интеллектуального анализа данных, синхронной регистрации и комплексной обработки биометрических сигналов и характеристик;
развитие новых оптико-информационных методов исследования биообъектов разного уровня иерархии и биосферы;
разработка технологий и создание оборудования на базе интеллектуальных лазерных и информационных систем для ранней диагностики и лечения социально значимых заболеваний человека;
разработка оптических и информационных методов решения ряда задач фармакологии, связанных с очисткой, адресной доставкой и управлением временем воздействия медицинских препаратов;
развитие методов синтеза различных биологических объектов и структур из биосовместимых и биорезорбируемых материалов для имплантологии;
разработка и создание интеллектуальных систем лазерного воздействия на биоткани для решения задач малоинвазивной хирургии;
разработка научной базы для создания высокоточной микросистемной техники медицины (роботохирургия);
создание диагностических и лечебных программ и приборов для офтальмологии;
разработка новых методов анализа и моделирования сенсорных систем двигательной и вестибулярной системы и их применение в клинической диагностике, а также реабилитации;
разработка новых методов персонифицированной медицины, основанных на достижениях геномики, системной биологии и биоинформатики;
методы интеграции медицинских, лабораторных и радиологических информационных систем на основе технологий сервис-ориентированной архитектуры и "облачных" решений при создании систем для обеспечения электронного взаимодействия между медучреждениями; |
| технологии и методы организации группового профессионального общения медиков, в том числе с использованием мобильных устройств;
развитие методов обработки больших массивов многомерной информации на основе современных информационных технологий для решения медицинских задач, связанных с чтением последовательностей нуклеотидов в ДНК, групповой идентификацией биомолекул и микроорганизмов, визуализацией и счетом клеточных колоний и отдельных клеток;
исследование методов реализации концепции "виртуальной больницы", разработка механизмов поддержки принятия решений в медицинских информационных системах;
разработка лечебно-диагностических моделей и моделей представления информации в медицинских информационных системах
|
38. Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно-
телекоммуникационных систем и сетей, развитие технологий и стандартов GRID | новый подход к конвейеризации циклов с использованием методов целочисленного линейного программирования в Си-компиляторе для операционной системы реального времени;
базовые алгоритмы когерентной обработки многомерных данных в задачах обработки сигналов и изображений и задачах математического моделирования;
развитие теории быстрых алгоритмов в компьютерной алгебре и алгебраической геометрии;
методы и программные средства контролируемого выполнения, позволяющие решать задачи управления и контроля за состоянием целевых аппаратно-
программных комплексов и их компонентов;
создание комбинированной распределенной вычислительной инфраструктуры и сервис-ориентированной среды для поддержки научных исследований, обеспечивающей интеграцию различных классов ресурсов, таких как кластеры, сервисные ГРИД-инфраструктуры, ГРИД-системы из персональных компьютеров и облачные инфраструктуры, с поддержкой эффективного планирования вычислительных заданий при решении прикладных задач;
создание на этой основе технологической платформы для размещения в сети проблемно ориентированных сервисов на основе облачной модели и решения научных задач путем композиции созданных сервисов с применением визуального редактора распределенных вычислительных сценариев;
развитие технологий мониторинга по сбору данных с множества распределенных на местности устройств, интеграция с GRID-технологиями телекоммуникационных устройств и сенсорных сетей;
разработки и исследования в области распределенных самоорганизующихся сетей Internet of Things, MANET и VANET, состоящих из множеств независимых стационарных или мобильных узлов; |
| исследования новейших интегрированных информационно-
телекоммуникационных систем, построенных на совместном применении и тесном взаимодействии технологий широкополосных сотовых сетей и высокоскоростных беспроводных локальных сетей;
разработки и исследования в области новых стандартов беспроводной связи, таких как LTE Advanced, 6L0WPAN и других перспективных направлений;
разработка математических и имитационных методов оценки эффективности и многокритериальной оптимизации алгоритмов и протоколов, применяемых при передаче мультимедийных потоков реального времени с выполнением требований к качеству обслуживания трафика в беспроводных сетях нового поколения;
разработка методов надежной доставки многоадресных потоковых данных, чувствительных к задержке и потерям пакетов, учитывающих новейшие методы доступа к среде в беспроводных многошаговых сетях с распределенным управлением;
создание методики проектирования и построения информационных систем типа "интеллектуальное облако" (Intelligent Cloud) на основе модели распределенных облачных вычислений;
модели и методы адаптивной обработки информации в целях создания информационной технологии анализа и поддержки процесса принятия решений в системах распределенных высокотехнологичных ресурсов, включая GRID и облачные структуры;
теоретические основы и методы логистического взаимодействия для построения системы онтологического мониторинга интернет-ресурсов в рамках инфологической теории;
разработка методов построения телекоммуникационных сетей широкополосного доступа нового поколения (NGA - next generation access) на базе активного оборудования с нетрадиционным набором интерфейсов и функциональных возможностей;
разработка технологий, программных и аппаратных решений для сенсорных сетей с возможностью быстрого развертывания сенсорной сети на базе имеющейся коммуникационной инфраструктуры
|
39. Архитектура, системные решения, программное обеспечение, стандартизация и информационная безопасность информационно-
вычислительных комплексов и сетей новых поколений, системное программирование | операционные системы реального времени со встроенными средствами самоконтроля и парирования ошибок, соответствующие стандартам ARINC и POSIX, для многоядерных микропроцессоров;
формализованные методы анализа выполнимости многопоточных приложений программ реального времени;
создание прототипа вычислительной системы, реализующей потоковую модель вычислений с динамически формируемым контекстом;
компилятор с языков высокого уровня в параллельный язык вычислительной системы;
методы и средства локально-асинхронного парирования ошибок в прикладных программах, операционной системе, микропроцессорах и коммуникационных контроллерах высокопроизводительных ЭВМ;
развитие технологий осуществления мониторинга по сбору данных с множества распределенных на местности устройств, интеграция с
GRID-технологиями телекоммуникационных устройств и сенсорных сетей;
принципы, методы и математические основы рационального построения широкомасштабных информационно-телекоммуникационных систем с обеспечением их доступности, конфиденциальности и целостности, методы оптимизации средств восстановления функционирования таких систем после возникновения отказов и катастроф;
методы и средства построения вычислительных устройств на принципах самосинхронизации и рекуррентности, обеспечивающие отказоустойчивость, повышенную производительность и уменьшенное энергопотребление;
методы построения безопасных информационных систем на основе надежных с точки зрения информационной безопасности программных и аппаратных средств; |
| исследование и разработка основных системно-технических решений по обеспечению информационной защищенности в системах коллективной обработки информации;
методы и модели верификации проектов цифровых вычислительных систем на различных этапах проектирования;
методы и технология распределенной разработки программных продуктов на базе скрам-методик;
методы и технологии создания высокопроизводительных сверхнадежных вычислительных систем с динамической архитектурой с экзафлопной производительностью (10 операций в секунду) на отечественной элементной базе;
методы и технология построения лингвистических процессоров нового поколения для извлечения знаний в интернет-сетях;
разработка аппаратно-программных средств решения задач удаленного распределенного мониторинга и управления на базе информационно-
вычислительных комплексов и сетей новых поколений, в том числе сенсорных сетей;
разработка базового, системного и инструментального программного обеспечения для перспективных суперкомпьютеров транспетафлопного уровня и территориально-распределенных неоднородных GRID-систем;
разработка модульной системы жидкостного охлаждения открытого типа с повышенным коэффициентом теплоотвода, низким энергопотреблением для суперкомпьютеров и специальных систем;
разработка методов и инструментальных средств моделирования и автоматической и интерактивной верификации недетерминированных, в том числе распределенных, вычислительных систем и электронных устройств
|
40. Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров, материалы для микро- и наноэлектроники, нано-
и микросистемная техника, твердотельная электроника | математические модели, технологии описания и создания квантовых чипов для определения максимально возможного быстродействия и минимального тепловыделения на один квантовый наноэлемент и последующей автоматизации проектирования данных чипов;
архитектурные и схемотехнические методы снижения энергопотребления и повышения сбоеустойчивости микропроцессоров и коммуникационных контроллеров высокопроизводительных ЭВМ;
разработка управляемых микроволновых элементов на основе многослойных систем типа магнитный / проводящий / магнитный слои и обладающих эффектом гигантского магнитного импеданса;
развитие МПЭ-методов создания полупроводниковых структур с пониженной размерностью для наноэлектроники, твердотельной электроники и квантовых компьютеров;
развитие методов микросистемной техники для создания микрофлюидных и микрочиповых аналитических систем, микро- и нанозондов и сенсоров;
прототипы микрочипов, твердотельных нанозондов и микрофлюидных систем;
моделирование импедансных характеристик на основе решения связанной задачи электродинамики и микромагнетизма;
демонстрация возможности перестройки индуктивности в пределах более 100 процентов посредством слабого (не более 1 кА/м) магнитного поля;
демонстрация перспектив применения разработанных элементов для перестраиваемых микроволновых приборов (фазовращатели, локализованные генераторы, фильтры);
исследование физических принципов функционирования, проектирование и исследование устройств оптической обработки информации на основе управления движением наноразмерных доменных границ в магнитооптически активных средах;
создание макетных образцов пространственных модуляторов света для обработки информации, записанной в поляризованных световых импульсах;
развитие теории, элементной базы и технологии твердотельных квантовых компьютеров для создания прототипа промышленного твердотельного полномасштабного квантового компьютера и обеспечения максимального подавления эффектов декогерентизации и исправления случайных ошибок квантовых состояний регистра;
математическое моделирование, разработка технологии полевых транзисторов с тонким нелегированным кремниевым каналом, огибаемым управляющим затвором с длиной канала до 15 нм с напряжением питания
0,5 В в целях снижения потребления энергии в 5-10 раз и увеличения рабочей частоты обработки информации в 5-10 раз; |
| разработка физико-технологических основ создания наноустройств и микросистемной техники нового поколения для систем навигации в целях уменьшения масс, габаритных размеров и энергопотребления, уменьшения нестабильности масштабного коэффициента в 2-10 раз;
разработка новых технологических подходов на основе атомно-слоевого нанесения и травления функциональных слоев в целях обеспечения перспективных технологий для элементной базы наноэлектроники, микро- и наносистемной техники;
разработка технологии устройств сверхпроводниковой электроники на основе монокристаллических нано- и микроструктур;
разработка элементной базы наноэлектроники, квантовых компьютеров и датчиков физических величин на основе новых материалов и структур различной размерности, в том числе углеродных наноматериалов (графена, нанотрубок) и топологических изоляторов;
создание технологии элементной базы сенсорной наноэлектроники и наноструктур СВЧ и ТГц диапазонов;
разработка элементной базы наноэлектроники на основе молекулярных наноструктур;
разработка физических принципов создания оптических межсоединений на кремниевом чипе и оптоэлектронной элементной базы, совместимой с кремниевой технологией, для микропроцессорных вычислительных систем высокой производительности;
математические модели технологии описания и создания квантовых чипов для определения максимально возможного быстродействия и минимального тепловыделения на один квантовый наноэлемент и последующей автоматизации проектирования данных чипов;
исследования ориентированного типа, направленные на разработку инновационной измерительной системы элементного состава материалов, которая функционирует на принципе рентгенофлуоресцентного анализа
|
41. Опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и
СВЧ-связь, лазерные технологии | исследование новых перспективных тугоплавких оксидных монокристаллов семейства кальций галло-германата (La Ga SiO , LaGa Ta O, CaTaGaSi O, SrNbGaSiO, SrNdGaSiO) для акустоэлектроники;
создание высокотемпературных сенсорных устройств на объемных и поверхностных акустических волнах (датчики температуры, давления, ускорения);
разработка теоретических основ компьютерной оптики и создание дифракционных оптических элементов для лазерных технологий и телекоммуникационных систем; |
| изучение процессов прямой переполяризации сегнетоэлектрических монокристаллов методами электроннолучевой литографии и атомно-силовой микроскопии для создания периодических доменных структур с размерами доменов от 10 микрометров до 10 нанометров;
исследование оптических дифракционных свойств периодических доменных структур;
создание адаптивной дифракционной оптики на основе периодических доменных структур;
исследование процессов генерации объемных и поверхностных акустических волн сегнетоэлектрическими доменными структурами;
разработка физических принципов функционирования и технологии создания оптических систем связи для суперЭВМ и оптоэлектронной элементной базы для соединения и интеграции с элементами суперЭВМ;
разработка новых схем и принципов построения мощных лазерных систем следующего поколения и устройств управления их излучением;
развитие и широкое внедрение лазерно-информационных технологий создания трехмерных объектов по их виртуальным моделям для решения биомедицинских задач моделирования органов, изготовления имплантатов и прямого выращивания различных трехмерных объектов методами селективного лазерного спекания наноматериалов;
разработка физических основ лазерных технологий синтеза новых материалов;
развитие и освоение методов предсказательного моделирования для описания и оптимизации этих технологий с использованием суперЭВМ;
развитие технологии импульсного лазерного осаждения для получения легированных слоев оксидов цинка, магния, кадмия для создания элементов оптоэлектроники, работающей в ультрафиолетовой части спектра;
определение наиболее эффективных направлений развития систем беспроводной энергетики при решении конкретных задач;
разработка математических моделей системы беспроводной передачи энергии с помощью сфокусированных пучков электромагнитного излучения в СВЧ и лазерном диапазонах в целях решения различных задач наземной и космической энергетики;
разработка технологической основы для создания открытых беспроводных оптоэлектронных каналов связи со скоростью передачи до 10 гбит/сек. на основе среднечастотного инфракрасного диапазона |