Математики из нижегородской Вышки доказали существование устойчивого хаоса в сложных системах
Исследователи из Международной лаборатории динамических систем и приложений НИУ ВШЭ — Нижний Новгород разработали теорию, которая позволяет с математической точностью доказать существование устойчивого хаотического поведения в сетях взаимодействующих элементов. Работа открывает новые возможности для изучения сложных динамических процессов в нейронауке, биологии, медицине, химии, оптике и других областях. Результаты исследования приняты к публикации в ведущем международном научном журнале Physical Review Letters. С результатами исследования можно ознакомиться в архиве Arxiv.org.
В научной терминологии хаос означает не беспорядок, а динамику, которая отличается крайней чувствительностью к малейшим изменениям. В таких режимах поведение системы становится непредсказуемым, что в ряде случаев оказывается полезным. Например, в нейронауке устойчивый хаос помогает предотвратить чрезмерную синхронизацию нейронов и, как следствие, эпилептические приступы. В алгоритмах искусственного интеллекта хаотические режимы способствуют повышению эффективности обучения.
Хаотическая динамика также используется для описания поведенческих и экономических циклов и помогает строить более точные краткосрочные прогнозы. Однако до последнего времени оставался открытым вопрос: как понять, является ли наблюдаемая динамика действительно хаотической, или это лишь временное явление, за которым последует стабилизация системы?
Ученые НИУ ВШЭ — Нижний Новгород, профессор Алексей Казаков и аспиранты Ефросиния Каратецкая и Клим Сафонов, совместно с профессором Имперского колледжа Лондона Дмитрием Тураевым смогли дать ответ на этот вопрос, применив концепцию псевдогиперболичности.
Профессор Тураев принимал участие в создании этой концепции вместе с нижегородским математиком Леонидом Шильниковым. Это свойство системы исключает переход к устойчивому состоянию и гарантирует сохранение хаотического поведения, даже если на систему действуют малые внешние возмущения. С помощью проверки условий псевдогиперболичности исследователи доказали, что сети из четырех и более идентичных взаимодействующих осцилляторов могут демонстрировать устойчивый хаос при определенных функциях связей между элементами.
Более того, авторы построили численные карты областей существования устойчивого и неустойчивого хаоса и описали разные типы хаотических аттракторов, включая двукрылые и четырехкрылые аналоги классического аттрактора Лоренца.
Исследование реализовано в рамках проекта «Центры превосходства НИУ ВШЭ», а также межкампусного проекта Программа фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
Вам также может быть интересно:
Ученые ВШЭ рассказали, как определить важные для речевой функции области мозга при операциях
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ провели школу по трактографии — методу, который позволяет «увидеть» важнейшие связи в мозге и помогает хирургам избежать повреждений критически важных для речевой функции областей во время операции. Участниками курса стали нейрохирурги и радиологи из Москвы и других регионов страны, интересующиеся методами предоперационного картирования речи.
«Огромное счастье — возможность обсудить свои научные идеи с заинтересованными людьми»
Созданная в нижегородском кампусе Вышки Международная лаборатория динамических систем и приложений ведет глубокие теоретические изыскания и прикладные исследования, среди которых изучение океанических волн, пересоединений солнечной короны, вулканических явлений и устойчивости судов. Ее ученые, за последние 5 лет выигравшие более 20 значимых научных грантов, активно сотрудничают с российскими и зарубежными коллегами из Китая, Испании, США, Великобритании, Бразилии и других стран. О работе лаборатории новостная служба «Вышка.Главное» побеседовала с ее заведующей, профессором Ольгой Починкой.
Лингвисты НИУ ВШЭ выяснили, как билингвы используют конструкции с числительными в русском языке
Исследователи ВШЭ выделили более 4000 примеров устной русской речи билингвов из семи регионов России и выяснили: большинство нестандартных форм в конструкциях с числительными связано не только с их родным языком, но и с тем, как часто выражение встречается в повседневной речи. Например, фразы «два часа» или «пять километров» почти всегда совпадают с литературным вариантом, а вот менее привычные выражения, особенно с числительными от двух до четырех, а также с собирательными формами вроде «двое» или «трое», часто звучат иначе. Исследование опубликовано в журнале International Journal of Bilingualism.
Первый цифровой тест для оценки навыков чтения у взрослых доступен на RuStore
Центр языка и мозга НИУ ВШЭ разработал первый стандартизированный инструмент для оценки навыков чтения на русском языке у взрослых — тест «ЛексиМетр-В». Теперь он доступен в цифровом формате на платформе RuStore. Это приложение позволяет быстро и эффективно диагностировать нарушения чтения, включая дислексию, у людей в возрасте от 18 лет и старше.
Двадцать против десяти: в НИУ ВШЭ проанализировали, как развивались числительные у лезгинских народов
Считается, что в лезгинских языках Дагестана и Азербайджана изначально использовалась двадцатеричная система счета, а десятичная появилась позже. Однако новый анализ числительных в разных диалектах показал, проведенный лингвистом из НИУ ВШЭ Максимом Меленченко, что могло быть и наоборот: изначально использовался десятичный счет, а двадцатеричный появился позже. Исследование опубликовано в журнале Folia Linguistica.
Сервисы должны быть гибкими: как использовать искусственный интеллект государству
Международная лаборатория цифровой трансформации в государственном управлении НИУ ВШЭ провела круглый стол «Искусственный интеллект в государственном управлении: современные тенденции». Какие сервисы улучшит ИИ и что важно учитывать, применяя новые технологии, рассказали российские и зарубежные ученые.
Искусственный интеллект помогает точнее прогнозировать риски сложных заболеваний
Разработанные в Центре искусственного интеллекта НИУ ВШЭ нейросетевые модели значительно улучшают прогнозирование риска ожирения, диабета первого типа, псориаза и других многофакторных заболеваний. Совместное исследование с компанией Genotek показало, что алгоритмы глубокого обучения эффективнее традиционных методов, особенно при сложных взаимодействиях генов (эпистазах). Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Medicine.
Мозг детей с аутизмом иначе слышит мир
Международный коллектив исследователей при участии ученых из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ впервые применил в одном эксперименте два метода — магнитоэнцефалографию и морфометрический анализ — для изучения детей с расстройствами аутического спектра. Оказалось, что мозг детей с аутизмом хуже справляется с фильтрацией и пониманием звуков, особенно в той части, которая обычно отвечает за речь. Исследование опубликовано в журнале Cerebral Cortex.
Искусственный интеллект может стать катализатором устойчивого развития
Искусственный интеллект трансформирует все сферы жизни, расширяя наши возможности и границы. В то же время технологии бросают человечеству новые вызовы, связанные с безопасностью, этикой и защитой окружающей среды. На сегодняшний день каждая нейросеть оставляет за собой большой углеродный след. Однако при грамотном управлении ИИ может принести пользу планете и стать залогом устойчивой экономики будущего. Об этом рассказал научный руководитель Лаборатории алгоритмов и технологий анализа сетевых структур НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде Панос Пардалос в рамках XXV Ясинской (Апрельской) международной научной конференции по проблемам развития экономики и общества.
Ученые выявили особенности восприятия историй у дошкольников
Психолингвисты Центра языка и мозга ВШЭ совместно с коллегами из США и Германии впервые использовали регистрацию движений глаз во время проведения теста на определение нарративных навыков у дошкольников и взрослых. Исследователи обнаружили, что понимание историй зависит от их структуры, а вопросы про внутренние состояния персонажей вызывают трудности у детей 5-6 лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Experimental Child Psychology.