Аннотация: An efficient multi-object evolutionary algorithm is described for optimizing frequency and time-domain characteristics of antennas based on a new software (Antenna Optimizer) created by Matlab GUI environment. This software makes a link with CST Microwave studio where the electromagnetic analysis of antenna is realized. To verify this software, compact and novel printed monopole antenna is optimized for ultra wideband (UWB) applications. Two objective functions are introduced; the first function intends to increase the impedance bandwidth, and second function generates dual-band operation. The two functions operate in the range (3.2-10.6)GHz and depend on the return loss. Therefore, the obtained results provide a set of proper design for UWBand multiband wireless communication. The bandwidth is increased 7.5GHz with two bands of resonance frequencies 3.777 GHz and 7.711GHz.

Аннотация: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Аннотация: Птичий патоген Mycoplasma gallisepticum вызывает хроническое респираторное заболевание домашних и диких птиц. Геном M. gallisepticum состоит из менее чем 1 млн пар оснований и содержит около 800 генов. Несмотря на редуцированный набор транскрипционных факторов M. gallisepticum способна изменять экспрессию многих генов в ответ на различные стрессы, такие как тепловой или осмотический. В данной работе мы мы применили методы секвенирования нового поколения для изучения регуляции инициации и терминации транскрипции в M. gallisepticum под воздействием различных стрессов. Мы показали, что промоторы M. gallisepticum состоят из классического TATAAT-бокса, окружённого A/T-богатой последовательностью и отделённого в подавляющем числе случаев от сайта начала транскрипции (СНТ) шести-нуклеотидным спейсером. Регуляция СНТ при тепловом шоке в большой степени объясняется вариабельностью строения базовой части промотора. Анализ покрытия генома транскриптомными ридами позволил выделить два класса терминаторов транскрипции: сильные, не регулируемые терминаторы с РНК-шпильками, и слабые, подавляемые тепловым шоком терминаторы без шпилек.

Аннотация: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Аннотация: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Аннотация: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Аннотация: Точное определение аллелей (типирование) в локусе HLA (человеческий лейкоцитарный антиген) необходимо для подбора доноров костного мозга. В качестве альтернативы существующим лабораторным методикам типирования в сотрудничестве с иммунологами мы разрабатываем новый метод типирования по данным высокопроизводительного секвенирования NGS. Нашими коллегами разработана специальная система библиотек и проведено секвенирование образцов 10 пациентов. Нами разрабатывается метод типирования по этим данным, основанный на раздельной сборке аллелей из коротких чтений. Целевая точность метода - типирование до 4х цифр по номенклатуре HLA, что означает идентичность белковой последовательности.

Аннотация: Секвенирование транскриптомов единичных клеток - перспективная технология, позволяющая оценить, как много информации теряется за счет усреднения паттернов экспрессии по ансамблю из многих тысяч клеток. Ранее было показано, что при рассмотрении отдельных клеток детектируются более дискретные паттерны экспрессии, чем при традиционном эксперименте RNA-seq, анализирующем смесь десятков тысяч клеток: распределение уровня экспрессии многих генов от клетки к клетке было бимодальным. В предлагаемой работе мы использовали общедоступные данные, полученые из единичных клеток линии GM12878. Особенность этой клеточной линии в том, что она выделена из человека, для которого был секвенирован не только его собственный геном, но и геномы его родителей. Таким образом, гетерозиготные полиморфизмы в геноме таких клеток, являются фазированными, то есть, для каждого варианта известно, произошел он от отца или от матери. В оригинальной работе было показано, что для некоторых генов характерна в каждой клетке экспрессия либо только материнского, либо только отцовского варианта (при этом доли клеток, экспрессирующих каждый вариант, значимо не отличаются, соответственно, при анализе смеси клеток такой эффект не наблюдается). Мы предположили, что соседние по геному гены на материнской или отцовской копиях хромосомы могли бы активироваться или деактивироваться синхронно. Целью работы было понять, сущестуют ли в геноме протяженные участки из нескольких генов, которые имеют тенденцию одновременно активироваться на одной из копий хромосом. Чтобы понять, каким механизмом могло бы осуществляться такое переключение, мы сопоставляли такие отрезки одновременной активации с различными эпигенетическими особенностями генома, в частности, пространственными топологическими доменами и участками между известными инсуляторами. Проверялась гипотеза о том, что топологический домен является единицей включения и выключения экпрессии. В процессе работы был разработан пайплайн для анализа аллель-специфичной экспрессии, включающий картирование отдельно на материнскую и отцовскую версию генома и анализ полученных выравниваний. В отличие от аналогичного пайплайна AlleleSeq, в нашем подходе для каждой фазированной полиморфной позиции вычислялось не только покрытие прочтениями, но и соотншение прочтений, содержащих в исследуемой позиции каждый аллельный вариант, с учетом ПЦР-дупликатов.

Аннотация: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Аннотация: Human genome comprises hundreds of ultraconserved non-coding elements (UCEs). These elements are typically defined as non-coding sequences longer than 100 base pairs with 100% identity to mouse, rat or chicken orthologous region. Analogous elements have been identified in Drosophila melanogaster genome. As negative selection associated with such extreme conservation should be of great strength, it was argued that such ultraconserved elements should be of great functional importance. Furthermore, selection acting on such elements was estimated to be much stronger than in protein-coding regions. However, exact causes of ultraconservation remain obscure. We propose that phenomenon of ultraconservation might be explained by strong epistasis between individual sites in ultraconserved elements. To address possible non-additive effects of mutations in ultraconserved elements we studied distribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) between haplotypes in UCEs for H. sapiens and D.melanogaster. We found that linkage disequilibrium between SNPs in ultraconserved elements is significantly decreased as compared to random pairs of SNPs with matching population frequencies. In line with that we observed that two SNPs are less likely to reside in the same haplotype versus different haplotypes for ultraconserved elements as compared to non-conserved genomic regions. This effect holds for both H.sapiens and D.melanogaster. Such repulsion between individual SNPs in UCEs might be indicative of synergistic epistasis corresponding to a scenario when a cumulative effect on the fitness of several mutations in the UCE is more severe than would be expected in the case of additivity of the effects of individual mutations.

Аннотация: Epistatic interactions between amino acid sites shape the local fitness landscapes, affecting the site-specific probabilities of fixation of different amino acids. Comparisons of prevalences of amino acids at individual sites with site-specific dn/ds values suggest that the majority of amino acid fixations that occur at a given instant would be deleterious at another instant, implying prevalent epistasis (Breen et al. 2012). Changes in fitness of an amino acid variant at a site over time may also be observed phylogenetically as the reduction in the rate of reversals with time since substitution (Naumenko et al. 2012). Moreover, if such changes are prevalent, occurrences of an amino acid should be clustered on a phylogeny. Here, we reconstruct the phylogeny of several mitochondrial proteins from 5,000 metazoan species, and use this data to obtain the distributions of phylogenetic distances between amino acid substitutions. The distances between the substitutions giving rise to a specific amino acid at a specific site are, on average, ~20% lower than those expected if the substitution process was time-invariant, indicating that the rates of substitutions to a specific amino acid differ between clades, presumably due to epistatic changes in the local fitness landscapes.

Аннотация: Knowledge of mutation rate heterogeneity within the human genome is very applicable in genome-wide association studies and could facilitate the identification of driver genes in de novo diseases. Variation in the mutation rate could be partially explained by DNA features, e.g. replication timing (rt) or DNase hypersensitivity sites etc, but most of variation remains cryptic. In present study we estimate what fraction of variation preserved on short evolutionary scale within primate branch. We study how mutation rates in primates correlate with mutation rate in human branch after split from common ancestor with chimpanzee on 100 Kb and 1 Mb scales. Correlation between human and chimp branches exceeds 95% and becomes 30-40 % lower when we compare human mutation rate with mutation rate in new world monkey clade. We also found similar behavior of correlation between SNP density in human and substitution rate in different branches of primate clade. On very short scale we found that mutation rate in human branch increased at two sites adjacent to mutation occurred in chimpanzee, gorilla or orangutan branches.

Аннотация: В работе исследованы возможности реализации кодера квазициклического МПП-кода на ПЛИС Xilinx Spartan-6. Получены оценки вычислительной сложности и тактовой частоты работы ПЛИС для различных параметров кода.

Аннотация: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Аннотация: При передаче видеопотока реального времени по беспроводной сети могут возникнуть перегрузки: ситуации, когда пропускной способности канала оказывается недостаточно для передачи всего потока с соблюдением ограничений на максимально допустимое время передачи. Те пакеты видеопотока, для которых время передачи превысило ограничение, отбрасываются, что приводит к искажению видеоизображения на адресате. Известны методы фильтрации видеопотоков в случае перегрузок, которые удаляют из очереди пакетов наименее значимые, снижая тем самым искажения видеоизображения. В работе исследуется, как сильно можно еще снизить искажения, если предсказывать перегрузки заранее.

Аннотация: К геометрическим зрительным иллюзиям относят систематические отклонения геометрии воспринимаемого образа от объективных параметров рассматриваемой геометрической конфигурации. Величина отклонения отражает степень неточности или избыточности процессов неосознаваемой коррекции этого образа на одном из этапов зрительного восприятия. Шизофрения является одним из наиболее тяжелых психических расстройств, сопровождаемых личностными и когнитивными нарушениями. Проявления шизофрении крайне многочисленны и зачастую схожи с другими заболеваниями. В связи с этим, изучение и уточнение патогенетических механизмов когнитивных нарушений при шизофрении является одной из важных задач клинической психиатрии и патопсихологии. Целью данной работы было изучение особенностей сенсорно-перцептивных процессов в зрительной системе у больных различными формами шизофрении в сравнении с психически здоровыми испытуемыми и пациентами с болезнью Паркинсона. Исследовали точность глазомера при уравнивании длин двух отрезков, предъявляемых на экране мониторе, и степень выраженности двух геометрических иллюзий зрительного восприятия: иллюзии Мюллера-Лайера и иллюзии «Белые полоски». Считается, что первая иллюзия связана, а вторая не связана с константностью восприятия размера в трехмерном пространстве (Грегори, 1972). Всего было исследовано 7 больных шизоаффективной формой шизофрении, 17 больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, 9 пациентов неврологического отделения с болезнью Паркинсона и 18 психически здоровых добровольцев. Для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом была характерна невысокая степень точности и меньшая стабильность в работе глазомера при уравнивании длин двух отрезков на экране монитора, а также большая выраженность иллюзии Мюллера-Лайера, по сравнению с психически здоровыми испытуемыми и испытуемыми с болезнью Паркинсона, а также больными шизоаффективной формой шизофрении. Для больных шизоаффективной формой шизофрении отличий ни в работе глазомера, ни в степени подверженности иллюзии Мюллера-Лайера по сравнению с группами психически здоровых испытуемых и больных паркинсонизмом выявлено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что только для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, но не шизоаффективной формой шизофрении характерно нарушение сенсорно-перцептивных механизмов зрительного восприятия.

Аннотация: Проанализированы наиболее часто применяемые критерии синтеза систем передачи информации. Получено обобщенное выражение взаимной информации детерминированных дискретных отображений непрерывных каналов связи. Сформулирована и доказана на основе метода множителей Лагранжа теорема о необходимых условиях оптимальности детерминированных операторов модуляции и демодуляции, определяемых решением задачи синтеза дискретного отображения непрерывного канала связи по критерию минимума среднеквадратической ошибки.

Аннотация: В статье рассматривается задача о раскраске графа. Предложен эвристический алгоритм, позволяющий получить раскраску графа (вектор из n натуральных чисел) с помощью математических операций над битовым представлением матрицы смежности графа. Скорость и точность данного алгоритма сравнивается с этими же характеристиками известного алгоритма GIS (Greedy Independent Sets-Colour). Результаты сравнения двух алгоритмов, выполнены на графах библиотеки DIMACS. Они показывают, что предложенный эвристический алгоритм выполняет раскраску графа быстрее по сравнению со стандартным подходом к его реализации.

Аннотация: В работе предложена итеративная жадная эвристика для задачи маршрутизации тягачей с прицепами, возникающей в реальной практике доставки товаров в магазины. Рассматриваемая задача включает такие особенности, как: ограничения каждого магазина на автомобили, которые могут осуществлять доставку; автомобили разного формата и грузоподъемности; наличие прицепа у каждого автомобиля; возможность разбиения доставки для одного магазина на два и более автомобиля; мягкие и жесткие временные окна. Такая задача возникает при доставке товаров со склада в розничные магазины крупной компании. При этом на один склад приходится до 400 магазинов и 100 автомобилей. В основе нашей эвристики лежит последовательное добавление магазинов в маршрут жадным образом с последующим улучшением решения. Для вычислительных экспериментов использованы реальные данные.

Аннотация: В работе рассмотрена задача двухкритериальной оптимизации для поиска эллипсоидов, принадлежащих многограннику, которые имеют наименьший объем и содержат наибольшее количество точек из заданного множества. Представлено и проанализировано несколько методов построения приближения фронта Парето для этой задачи. Выполнено сравнение с методом Монте-Карло.

Аннотация: Описывается техника выделения ортотропных границ на последовательности изображений видеоряда, представленных в градациях серого. Рассматриваются особенности использования данной техники для решения нескольких задач в рамках системы автоматической классификации транспортных средств (АКТС), работающей в режиме реального времени в условиях ограниченной мощности промышленных компьютеров; описывается ряд эвристик для повышения качества работы предложенных алгоритмов, приводятся оценки их сложности и результаты замеров качества.

Аннотация: В работе исследуется проблема снижения объема рассылки служебной информации при использовании механизма детерминированного доступа, описанного в стандарте IEEE 802.11s сетей Wi-Fi Mesh. Механизм детерминированного доступа позволяет станциям сети заблаговременно резервировать интервалы времени для получения в них безконкурентного доступа к каналу. Для того, чтобы соседние станции не резервировали одни и те же интервалы времени, все станции сети должны осуществлять рассылку служебной информации об уже установленных резервированиях. В стандарте IEEE 802.11s предложен специальный механизм для снижения объема рассылки такой информации, основанный на разделении резервирований на группы. Вместе с тем, сам алгоритм разделения резервирований на группы, который оказывает существенное влияние на объем рассылаемой информации, не специфицирован. В данной работе рассмотрен простейший алгоритм разделения разделения на группы, построены аналитическая и имитационная модели работы этого алгоритма, позволяющие оценить объем служебного трафика в сети.

Аннотация: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Аннотация: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Аннотация: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.