Математические модели и численные методы как основа для разработки робототехнических комплексов, новых материалов и интеллектуальных технологий конструирования

Целью проекта является получение фундаментальных результатов мирового уровня, создающих научный задел для быстрого выхода на прорывные решения в области интеллектуальных производственных технологий, новых материалов и роботизированных систем. Для достижения поставленной цели в проекте запланирован широкий спектр исследований, направленных на решение задач проектирования, управления и навигации робототехнических комплексов, включающих разработку алгоритмического и аппаратного обеспечения роботов. В направлении интеллектуальных производственных технологий предполагается, в том числе, создание новых аналитических и численных методов моделирования обтекания летательных аппаратов, прочностного моделирования, проектирования новых материалов. Предлагаемый проект охватывает комплекс проблем в области интеллектуальных производственных технологий, новых материалов и роботизированных систем. По этой тематике ведутся активные научные исследования в России (Университет ИТМО, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ИПУ РАН, ЦНИИ РТК, ИМАШ РАН, БГТУ им. В.Г. Шухова, и др.) и за рубежом (Лавальский университет, Канада, Массачусетский технологический институт, Вашингтонский университет, США и др.). В направлении робототехники запланировано применение передовых методов синтеза управления на основе символьной регрессии, методов интеллектуального управления робототехническими системами и их группами. Планируется развитие перспективных гибридных подходов к построению систем управления роботами, когда обучаемые модули встраиваются в классическую архитектуру системы управления. В направлении изучения свойств новых композиционных материалов планируется применение многомасштабного подхода, получившего все большее распространение в последнее время. Будет реализован интеллектуальный программный комплекс, позволяющий моделировать структурные свойства композиционного материала на основе многомасштабного подхода и решать задачу конструирования таких материалов, обладающих требуемыми характеристиками. В ходе выполнения проекта в течение 2024-2026 годов будут разработаны: - основы фундаментальной теории синтеза управления на основе символьной регрессии, - методы интеллектуального управления робототехническими системами и их группами, - методы проектирования потоковых вычислительных комплексов для робототехнических систем, - модели и алгоритмы систем беспроводной связи, - новые алгоритмы распознавания изображений, - новые подходы к управлению высокоскоростными потоками газа, - новые вычислительные методы определения свойств и конструирования многослойных композиционных материалов, - методы оптимального оценивания состояний стохастических динамических систем по разнородной статистической информации, - новые методы машинного обучения информированными стохастическими моделями.