Науково-практичний журнал «Наука та інновації» Том 21 № 5 (2025)
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Науково-практичний журнал «Наука та інновації» Том 21 № 5 (2025) by Issue Date
Now showing 1 - 10 of 10
Results Per Page
Sort Options
Item Інтернаціоналізація наукових досліджень НАН України як один з основних шляхів її розвитку в умовах сьогодення (на прикладі чотирьох інститутів)(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Кавуненко, Л. П.; Хорєвін, В. І.; Костриця, О. П.Вступ. Міжнародна співпраця в науці є одним з пріоритетних напрямів її розвитку. Проблематика. Інтернаціоналізація наукової діяльності є стратегічною рисою розвитку сучасної науки. Однак вплив військової агресії на міжнародну співпрацю НАН України недостатньо досліджено. Мета. Охарактеризувати рівень міжнародного співробітництва на прикладі провідних інститутів НАН України: Інститут математики (ІМ), Інститут фізики (ІФ), Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря (ІБОНХ), Інститут молекулярної біології та генетики (ІМБГ) на основі аналізу публікацій у журналах з бази даних Scopus. Матеріали й методи. Використано методи порівняльного, статистичного і наукометричного аналізу. Джерелом даних є Scopus, значущість видань якого визначено за квартилями: Q1 — найвищий, Q4 — найнижчий. Результати. Аналіз статей науковців інститутів НАН України у Scopus показав, що публікації українських учених представлені роботами переважно у закордонних журналах, частка яких складала у 2022 р. понад 70 % від усіх статей аналізованих інститутів. У виданнях, віднесених до Q1, спільні роботи налічували в чотирьох установах понад 80 % від усіх публікацій Q1, а в журналах Q1 + Q2 такі публікації складали серед усіх статей цих квартилів у ІМБГ — 78,6 %, ІФ — 67,1 %, ІБОНХ — 57,5 % ІМ — 51,4 %. Журнали, які включені до Q1 + Q2, мали найбільшу кількість спільних статей: ІФ — 86,4 % від загалу, ІБОНХ — 85,2 %, ІМБГ — 84,6 %, ІМ — 72 %. Закордонні учені були найбільш представлені у роботах з видань Q1, де їхня частка становила 50—80 % від усіх авторів, у статтях з видань Q2 участь закордонних учених була меншою, ніж учених з України, а в роботах з видань Q3 та Q4 вони були поодинокими. Висновки. Оприлюднення результатів досліджень українських вчених у журналах перших двох квартилів реалізовується, насамперед, завдяки міжнародної співпраці. Розроблена методика дослідження дозволяє аналізувати міжнародні контакти та моніторити подальшу співпрацю широкого спектра установ.Item Математичне моделювання та чисельний аналіз теплообміну в твердих тілах складної форми(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Скоб, Ю. О.; Калініченко, М. Ю.; Мамонтов, І. О.; Майборода, Р. І.; Рашкевич, Н. В.; Отрош, Ю. А.Вступ. Через надзвичайні ситуації можуть виникати вибухи, які супроводжуються виділенням температури та хвилями тиску, що руйнують конструкції на своєму шляху, спричиняючи пожежі. Проблематика. Моделювання теплообміну в твердих тілах складної форми є актуальним завданням, оскільки прогнозування розподілу температурних полів можливо використовувати при проєктуванні захисних споруд. Тому створення нової математичної моделі, яка адекватно описує перехідні теплові процеси у твердих тілах, розробка ефективного методу розв’язання задачі та його реалізація у вигляді сучасної інформаційної системи, яка може бути використана в інженерних цілях для аналізу та прогнозування, є доцільним. Мета. Математичне моделювання нестаціонарних температурних полів у твердих тілах в області значних температурних градієнтів, які виникають при аварійних вибухах газових сумішей. Матеріали й методи. Чисельне моделювання нестаціонарних процесів теплообміну в багатозв’язаних твердих тілах складної форми, оточених теплопровідним газоподібним середовищем, виконано на основі єдиного кінцево-різницевого алгоритму. Результати. Розглянуто спільну пряму задачу течії суцільного газоподібного середовища, теплообміну між газом і твердим тілом та теплопровідності всередині твердого тіла. Математична модель враховує просторовий характер перенесення маси, імпульсу й енергії, а також складну форму обтічних твердих тіл. Її перевірено через порівняння з аналітичними рішеннями тестових задач для нескінченної сталевої пластини. Отримано тривимірні температурні поля у просторових твердих тілах у вигляді різних примітивів, а також їхніх комбінацій. Проведено розрахунки теплообміну в лопатці турбіни суцільного перерізу, обладнаної порожнинами охолодження. Висновки. Cтворену нову математичну модель може бути використано в інженерних цілях для аналізу та прогнозування. Тривимірні температурні поля можуть слугувати для оцінки термічного напруженого стану твердих тіл, а також характеристик міцності конструкцій, що знаходяться в зоні ударно-імпульсної дії високого надлишкового тиску внаслідок аварійного вибуху газових сумішей на промислових об’єктах.Item Нарощування потенціалу врожайності та адаптивності сортами Triticum aestivum L., що вирощуються в Україні(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Хоменко, Л. O.; Тарасюк, М. В.Вступ. Пшениця м’яка озима (Triticum aestivum L.) — головна продовольча культура світового землеробства. Останніми роками спостерігається підвищення загальної температури повітря, зменшення кількості опадів, що призводить до тривалих посух, спричиняючи екологічну й економічну проблему глобального масштабу зі зниження урожайності цієї культури. Проблематика. Актуальним є створення принципово нових сортів пшениці з поєднанням високої продуктивності, якості зерна, комплексного імунітету до хвороб і посухи. Мета. Дослідити нарощування врожайності сортів пшениці озимої, що займають найбільші посівні площі в Україні, та встановити в них мінливість цінних ознак при визначенні адаптивності та селекційної цінності. Матеріали й методи. Матеріалом слугували сорти пшениці озимої Інституту фізіології рослин і генетики НАН України. Застосовано польові, лабораторні, селекційні, статистичні методи та кластерний аналіз. Результати. З’ясовано ієрархічний кластер досліджуваних сортів пшениці та проведено аналіз ознак з визначенням адаптивності та селекційної цінності зразків. Доведено нарощування загального потенціалу урожайності — від 49,0 ц/га (сорт ‘Українка 0246’, районований на початку ХХ ст.) до 85,0 ц/га (сорт ‘Городниця’, районований на початку ХХІ ст.) Встановлено сильний зв’язок ознак загальної кущистості рослин з продуктивною (r = 0,91), довжини головного колосу з масою зерна з рослини (r = 0,74) та маси головного колосу з масою зерна в ньому (r = 0,99), зерна з рослини (r = 0,78) і 1000 зерен (r = 0,88). За цінними ознаками ієрархічна дендрограма поділила сорти на 6 кластерів. Виділено сорти з високою селекційною цінністю — ‘Смуглянка’ за довжиною головного колосу і ‘Фаворитка’ — за загальною кількістю колосків та масою зерна з головного колосу. Висновки. За сучасних умов змін клімату виявлення потенціалу врожайності районованих сортів пшениці ‘Смуглянка’, ‘Фаворитка’, ‘Городниця’ є джерелом цінних ознак у створенні нового посівного матеріалу для промислового вирощування та формування продовольчої безпеки.Item Нормативно-правове забезпечення, наукові дослідження і перспективи впровадження ШІ в архівній та бібліотечній справі України: аналітичний огляд(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Дубровіна, Л. А.; Ковтанюк, Ю. С.; Гарагуля, С. С.Вступ. Архіви й бібліотеки є найбільшим у світі історико-культурним масивом документів, що поступово стає цифровим. Це перетворює їх у центри великих даних, які, з одного боку, потребують застосування сучасних програмних інструментів для їхньої ефективної обробки, а з іншого — організації їх як потужного джерела знань штучного інтелекту (ШІ). Проблематика. Питання впровадження ШІ в галузі архівної та бібліотечної справи в Україні лише обговорюється, виникає проблема аналізу досвіду і вибору концепцій подальшого розвитку ШІ у цій сфері: або створення спеціалізованих архівно-бібліотечних нейромереж, окремих штучних нейронів або програмних інструментів, або ж адаптація наявних нейромереж до архівної та бібліотечної справ. Мета. Визначити стан використання ШІ в діяльності архівів та бібліотек у світі й Україні, а також напрями подальшого розвитку ШІ в цих сферах. Матеріали й методи. Застосовано методи системного аналізу, синтезу, порівняння документальних джерел та наукових праць в галузі використання ШІ. Результати. Показано, що нормативно-правова база використання ШІ в цілому створена. Огляд наукових досліджень сучасного стану впровадження ШІ у провідних архівах і бібліотеках світу показав, що Україна перебуває на початковому його етапі, що потребує розв’язання шляхом вибору або спеціалізованих програмних рішень на основі системи ШІ загального призначення, або розробки нейромереж спеціально для архівів і бібліотек. Досвід застосування ШІ у провідних архівах і бібліотеках світу й України, а також розробка проєктів міжнародних організацій в галузі архівної та бібліотечної справ, до яких долучається НБУВ, зокрема (мережі бібліотек ООН та національних бібліотек ЄС), показав перспективи вирішення цих завдань шляхом розробки пілотних проєктів. Висновки. Більшість досліджень та досвід міжнародних організацій показує, що архівна та бібліотечна сфери потребують розвитку спеціалізованих штучних нейромереж, що можливо лише за рахунок власних ініціатив бібліотекарів та архівістів.Item Міжнародна освітня та наукова інтеграція: тенденції та виклики для України(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Курбет, О. П.; Небрат, В. В.; Горін, Н. О.; Боднарчук, Т. Л.Вступ. У формуванні економіки знань технології та інформація стають критичними чинниками економічного розвитку, тим самим актуалізуючи міжнародну освітню й наукову інтеграцію. Проблематика. Водночас, інтеграція країн у світовий освітній і науковий простір не є самоціллю, вона має забезпечувати досягнення конкурентних переваг у ключових секторах, а також сприяти покращенню глобального статусу національної економіки. Мета. Визначити шляхи та механізми забезпечення інтеграції України у світовий освітній і науковий простір з урахуванням актуальних ризиків для людського потенціалу та стратегічних пріоритетів економічного розвитку. Матеріали й методи. Використано порівняльний аналіз і міждисциплінарний синтез. Для аналізу використано дані 2013—2023 рр. Інституту статистики ЮНЕСКО, Національного офісу Еразмус+ в Україні, звіти програми «Горизонт 2020», звіт Європейської Комісії про національну систему досліджень та інновацій в Україні й звіти Національного університету «Києво-Могилянська академія». Результати. Окреслено механізми включення України у світовий освітньо-науковий простір і три основні напрямки інтеграції: розвиток міжнародного науково-технічного співробітництва, інтернаціоналізація вищої освіти й інституційне забезпечення академічної мобільності. Враховано особливі виклики, зокрема, пандемічні рестрикції та повномасштабне вторгнення Росії. Висновки. Основними тенденціями освітньої та наукової інтеграції є розвиток академічної мобільності, участь університетів у міжнародних дослідницьких проєктах і програмах, зростання кількості зарубіжних публікацій, розвиток дистанційного навчання та досліджень. Виклики пов’язані зі збільшенням міграції, дистанційною зайнятістю, обмеженим державним фінансуванням та проблемами безпеки, які можуть призвести до втрати людського потенціалу для інноваційного розвитку. Аргументовано необхідність державної політики, спрямованої на отримання зиску і переваг України від міжнародної науково-освітньої інтеграції.Item Методи автоматичного виявлення сторонніх об’єктів у відеосцені з динамічними перешкодами(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Сабельніков, П. Ю.Вступ. Виявлення сторонніх об’єктів та залишених предметів часто застосовується у системах відеоспостереження, встановлених у місцях масового скупчення людей для запобігання терористичним актам або для їхнього розслідування. Проблематика. Системи відеоспостереження генерують величезну кількість інформації, яка має бути відфільтрована для виявлення потенційно загрозливих ситуацій, і цілком логічно перекласти частину роботи людини-оператора на системи автоматичного аналізу інформації (відеоаналітики) від групи відеокамер, звільнивши таким чином людину від досить монотонної роботи. Оскільки оператор може не відслідкувати всі зміни у відеосцені, виникає потреба створення методів і алгоритмів автоматичного аналізу відеоінформації для спрощення роботи людиниоператора. Мета. Розробка методів автоматичного виявлення сторонніх об’єктів у відеосцені з динамічними перешкодами для запобігання можливим правопорушенням або терористичним актам і розкриття цих подій в установах та підприємствах країни. Матеріали й методи. Для експериментальних досліджень використано набір даних PETS 2006 (сім сценаріїв із зростаючою складністю сцени), спеціально створений для тестування алгоритмів детектування залишених та зниклих об’єктів у громадських місцях. Результати. Розроблено метод, не критичний до зміни освітлення і незначного зсуву зображень, та проведено експериментальні дослідження щодо автоматичного виявлення сторонніх об’єктів у відеосцені з динамічними перешкодами. Відповідний алгоритм показав стійку роботу навіть за мінімальної кількості характеристик елементів на відеофрагментах із PETS 2006. Висновки. Використання запропонованого методу дозволить системі відеоспостереження працювати в режимі реального часу, звільняючи оператора від виснажливого нагляду за відеосценою та сповіщаючи про виявлення залишених предметів, що можуть нести потенційну небезпеку.Item Покращення якості зв’язку в X-діапазоні каналу «Супутник LEO — наземна станція»(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Магро, В. І.; Плаксін, С. В.Вступ. Дистанційне зондування Землі суттєво сприяє розвитку багатьох галузей економіки нашої країни. Для вищої результативності технології важливо оптимізувати канал передачі відеоданих з точки зору визначення кута положення супутника. Проблематика. Використання різних форм сигналів передбачає різні значення запасу каналу. З іншого боку, зміна кута спостереження супутника відносно наземної станції змінює довжину маршруту, яким проходить сигнал, і, відповідно, змінює енергетичні характеристики лінії зв’язку. Для малих супутників CubeSat з обмеженим запасом живлення можливість передачі інформаційного сигналу від супутника Землі до наземної станції стеження протягом короткого сеансу зв’язку, залежно від обраного режиму генерації сигналу, не була достатньо досліджена. Мета. Удосконалення системи дистанційного зондування Землі. Матеріали й методи. Теорія радіозв’язку в мікрохвильовому діапазоні, розрахунок запасу енергії лінії зв’язку при використанні функції ACM в DVB-S2 для додаткової адаптивної модуляції, кодування (MODCOD) та схеми живлення при різних положеннях малого супутника відносно земної станції. Результати. Розраховано запас енергії низхідного супутникового радіозв’язку, що дозволяє оцінити можливість використання стандарту DVB-S2X для потреб передачі відеоінформації із супутника дистанційного зондування Землі. Показано, що при малих значеннях кута положення супутника можливо встановити з’єднання в найнижчому режимі QPSK 1/4, що забезпечує швидкість передачі 38 Мбіт/с. Тільки коли кут положення супутника становить 50 градусів, можна використовувати швидший режим 32APSK 9/10, який забезпечує швидкість передачі 384 Мбіт/с. Висновки. Використання стандарту DVB-S2(X) для малих супутників дозволяє ефективніше використовувати супутниковий канал, зокрема, забезпечує більш гнучку та ефективну передачу відеоданих для певних кутів спостереження супутників.Item Практика використання наномодифікованих композиційних сульфоалюмінатних цементів з покращеними функціональними властивостями(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Дерев’янко, В. М.; Гришко, Г. М.; Заяць, Є. І.; Ватажишин, O. В.Вступ. При дії іонізуючого випромінювання відбувається утворення дефектів у решітці кристалів гідрооксиду кальцію, що спричиняє радіаційну усадку. У результаті анізотропії форми і деформацій заповнювачів нерівномірні деформації передаються на скелет бетону. Проблематика. У межах розв’язання науково-технічних проблем проведено аналіз потенційних резервів фізико-механічних властивостей в’яжучих систем СаО—Аl2O3—SO3. Враховуючи відсутність сировини для виробництва глиноземистого цементу та вартість імпортних цементів спеціального призначення (25—35 тис. грн/т) виконання теоретичних і експериментальних досліджень щодо розробки теоретичних положень і композиційних в’яжучих є актуальним. Мета. Розробка теоретичних положень покращення спеціальних властивостей розчинів на основі наномодифікованих композиційних в’яжучих речовин системи СаО—Аl2O3—SO3, стабілізації етрингітової фази та технології введення нонодобавок. Матеріали й методи. Для реалізації експериментальної частини було застосовано сучасний набір методик, зокрема рентгенівську дифрактометрію, растрову електронну мікроскопію, низькотемпературну дилатометрію. Результати. Отримали подальший розвиток теоретичні положення розробки будівельних (спеціальних) розчинів для іонозахисних покриттів на основі мінеральних композиційних речовин системи СаО—Аl2O3—SO3—H2O, які містять у своєму складі підвищену кількість хімічно-зв’язаної води (до 42 %) за рахунок вмісту етрингіту та шляхом модифікації сульфатних і сульфоалюмінатних фаз вуглецевими нанотрубками. Висновки. Вперше розроблено теоретичні положення і підтверджено експериментальними дослідженнями механізм стабілізації етрингітової фази цементів спеціального призначення за рахунок введення функціональних нанотрубок діаметром 5—25 нм. Механізм передбачає легування та наноармування структури етрингітової фази і забезпечує її стабільність у процесі експлуатації виробів.Item Трансформація бізнес-комунікації за допомогою рішень на основі технологій штучного інтелекту з підтримкою обробки природньої мови(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Яцюта, В. О.; Кобець, В. М.Вступ. У сучасному динамічному світі інформація є одним із найважливіших ресурсів, а технології збору та аналізу даних стрімко розвиваються. Саме тому кожна організація потребує швидкого, точного та безпечного аналізу даних, щоб відповідати на запити й робити вибір. Проблематика. Штучний інтелект (ШІ) стає невід’ємною частиною життя, а обробка даних — його фокусом — від розуміння поточного стану справ у компанії до складних розрахунків потенційних ризиків та наслідків прийняття рішень. Мета. Створення системи, яка покращить завдання оцінювання та процеси прийняття рішень шляхом надання користувачам інтегрованого, зручного доступу до набору даних. Матеріали й методи. Показано різні архітектури системи, описано позитивні й негативні сторони кожної з них. Розроблено прототип системи для обробки бізнес-запитів з використанням ChatGPT, подано основні вхідні дані, приклади обробки різних запитів, а також описано потенційні проблеми та шляхи їх вирішення. Результати. Проведено валідацію системи й запропоновано потенційні рішення для покращення якості обробки даних. Дослідження спрямовано на вдосконалення процесу виконання запитів від моменту створення до отримання відповіді запитувачем без порушення корпоративних політик та правил безпеки. Висновки. Отримані результати демонструють ефективність застосування штучного інтелекту для автоматизованої обробки бізнес-запитів, зокрема їхнього перетворення в SQL-запити та формування релевантних відповідей, що відкриває перспективи для автоматизації та оптимізації бізнес-процесів на підприємствах, зниження навантаження на ІТ-підрозділи й підвищення доступності даних для користувачів без технічних знань. У практичному аспекті результати можуть бути використані на підприємствах і в організаціях для створення інтелектуальних систем аналітики, інтерактивних дашбордів, чат-ботів для взаємодії з базами даних, а також для побудови нових інтерфейсів бізнесаналітики, що працюють на основі природної мови.Item Багатовимірний аналіз регіонального управління водними ресурсами: комплексний підхід(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Кірейцева, Г. В.; Хрутьба, В. О.; Проніна, О. І.; Левицька, Т. О.; Циганенко-Дзюбенко, І. Ю.; Хоменко, С. В.Вступ. Водні ресурси є критично важливими для сталого розвитку Житомирської області. Регіон має значний гідрологічний потенціал: 53 водосховища (76 тис. га) та 2075 ставків (123 тис. га). Поверхневі води становлять 77 %, підземні — 23 %. Проблематика. Ефективне управління водними ресурсами ускладнюють зростаючий попит, забруднення, неконтрольоване використання та кліматичні зміни. Традиційні методи планування ігнорують складні взаємозв’язки між факторами, тому актуальним є розроблення комплексного підходу для виявлення прихованих залежностей та ефективного стратегічного планування. Мета. Розробити інтегрований підхід до аналізу водокористування в Житомирській області, що поєднує SWOTаналіз з кореляційним та кластерним аналізом для покращення стратегічного планування. Матеріали й методи. Використано комплексну методологію: SWOT-аналіз, кореляційний аналіз за коефіцієнтом Пірсона та кластерний аналіз методом k-means. Обробку даних виконували за допомогою інструменту Orange. Результати. Ідентифіковано ключові фактори через SWOT-аналіз: доступність водних об’єктів (S1), розвиток інфраструктури (S2), забруднення (W1), неконтрольоване використання (W6), кліматичні зміни (T1) та військові впливи (T3). Кореляційний аналіз виявив значущі взаємозв’язки. Кластерний аналіз визначив п'ять груп: інфраструктура та технології, екологічні фактори, управління та співпраця, проблеми забруднення, якість води та фінансування. Висновки. Інтегрований підхід забезпечив цілісне розуміння водокористування в регіоні та показав складні взаємозв’язки між змінними. Результати вказують на необхідність комплексного підходу до управління водними ресурсами з урахуванням зв’язків між компонентами системи. Дослідження надає рекомендації щодо пріоритетних напрямів інвестування: модернізація інфраструктури, розвиток моніторингу та впровадження інноваційних технологій.