Վարդանյան, Արարատ

Mathematics

Աշխատությունը նվիրված է արհեստական նեյրոնային ցանցերի մեթոդների կիրառմանը բարձր էներգիաների տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկայում ստացվող փորձարարական տվյալների մշակման, դասակարգման և մեկնաբանման խնդիրներում։ Հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացված է մեծածավալ և բազմաչափ տվյալների ավտոմատ վերլուծության այնպիսի մոտեցումների մշակման վրա, որոնք հնարավորություն են տալիս փորձարարական չափումներից առավել արդյունավետ առանձնացնել ֆիզիկապես նշանակալի տեղեկատվությունը։ Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության ընթացքում գրանցվող տվյալները կարող են պարունակել մասնիկների էներգիայի, տարածական բաշխման, դետեկտորներում առաջացած ազդանշանների և փոխազդեցությունների վերաբերյալ մեծ թվով փոխկապակցված պարամետրեր, ինչի պատճառով դրանց մշակումը պահանջում է ժամանակակից հաշվողական մեթոդների կիրառում։ Արհեստական նեյրոնային ցանցերը դիտարկվում են որպես բարդ և ոչ գծային կախվածություններ հայտնաբերելու ունակ գործիքներ, որոնք կարող են ուսուցվել փորձարարական կամ մոդելավորված տվյալների հիման վրա և հետագայում օգտագործվել նոր իրադարձությունների ճանաչման ու դասակարգման համար։ Քննության են առնվում մուտքային տվյալների նախնական մշակման, հատկանիշների ընտրության, նորմավորման և ուսուցման համար համապատասխան տվյալների հավաքածուների ձևավորման խնդիրները։ Կարևորվում է նեյրոնային ցանցի կառուցվածքի և ուսուցման պարամետրերի ընտրությունը, քանի որ դրանցից է կախված ստացված մոդելի դասակարգման ճշգրտությունը և նոր տվյալների նկատմամբ ընդհանրացման կարողությունը։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում տարբեր տեսակի տիեզերական մասնիկների կամ դրանց առաջացրած իրադարձությունների տարբերակմանը, ինչպես նաև առաջնային մասնիկների բնութագրերի վերականգնման հնարավորություններին։ Ուսումնասիրվում է բարձր էներգիայի առաջնային տիեզերական ճառագայթների՝ Երկրի մթնոլորտի հետ փոխազդեցության արդյունքում առաջացող մասնիկային հեղեղների վերաբերյալ տվյալների վերլուծությունը։ Դետեկտորային համակարգերում գրանցվող բազմաթիվ ազդանշանների համատեղ մշակումը հնարավորություն է տալիս գնահատել սկզբնական մասնիկի էներգիան, տեսակը և այլ ֆիզիկական բնութագրեր, իսկ նեյրոնային ցանցերի կիրառումը կարող է նպաստել այդ գնահատումների արդյունավետության բարձրացմանը։ Կարևորվում է նաև օգտակար իրադարձությունների և ֆոնային ազդանշանների տարբերակումը, քանի որ փորձարարական տվյալներում աղմուկի և տարբեր ծագման իրադարձությունների առկայությունը կարող է բարդացնել ֆիզիկական արդյունքների ստացումը։ Նեյրոնային մոտեցումների արդյունավետությունը գնահատվում է դասական վիճակագրական և տվյալների մշակման այլ մեթոդների հետ համեմատության միջոցով՝ պարզելու դրանց առավելություններն ու սահմանափակումները։ Առանձին նշանակություն է տրվում մոդելավորման տվյալներին, որոնք հնարավորություն են տալիս ձևավորել հայտնի բնութագրերով ուսուցման ընտրանքներ և ստուգել ալգորիթմների աշխատանքը վերահսկվող պայմաններում։ Միաժամանակ կարևորվում է մոդելավորված և իրական փորձարարական տվյալների միջև հնարավոր տարբերությունների հաշվառումը, քանի որ դրանք կարող են ազդել նեյրոնային ցանցի կանխատեսումների հուսալիության վրա։ Քննության են առնվում նաև ուսուցման ընթացքում գերհարմարեցման կանխարգելման, արդյունքների ստուգման և մոդելի սխալների գնահատման խնդիրները։ Հետազոտության կարևոր ուղղություններից է մշակված ալգորիթմների կիրառելիության գնահատումը մեծածավալ փորձարարական տվյալների ավտոմատ մշակման համար, երբ ավանդական ձեռքով կամ պարզ կանոնների վրա հիմնված վերլուծությունը դառնում է ժամանակատար և ոչ բավարար արդյունավետ։ Նեյրոնային ցանցերի կիրառումը հնարավորություն է տալիս արագացնել տվյալների մշակումն ու իրադարձությունների ընտրությունը, բացահայտել բազմաչափ պարամետրերի միջև թաքնված կապերը և բարձրացնել ֆիզիկական բնութագրերի վերականգնման ճշգրտությունը։ Աշխատությունը գտնվում է փորձարարական ֆիզիկայի, աստղամասնիկային ֆիզիկայի, տվյալագիտության և արհեստական բանականության հատման ոլորտում՝ ցույց տալով մեքենայական ուսուցման մեթոդների նշանակությունը ժամանակակից ֆիզիկական փորձերի համար։ Նյութը կարող է օգտակար լինել տիեզերական ճառագայթների և բարձր էներգիաների ֆիզիկայի մասնագետների, տվյալների վերլուծաբանների, մեքենայական ուսուցման հետազոտողների, ֆիզիկոսների, ծրագրավորողների, դասախոսների և համապատասխան մասնագիտությունների ուսանողների համար։