http://dspace.library.khai.edu/xmlui/handle/123456789/343 2026-04-05T16:02:18Z http://dspace.library.khai.edu/xmlui/handle/123456789/9114 Experimental study on preparedness of disease X with an agent-based framework scenario-driven analysis Chumachenko, D. Emerging respiratory pathogens continue to impose substantial health and economic burdens worldwide, motivating generic readiness tools that do not rely on pathogen-specific data. This study investigates how five archetypal stressors, namely, rising antivaccine misinformation, behavioural fatigue, vaccine supply disruption, immune escape variant emergence, and armed conflict infrastructure collapse, reshape the course of a hypothetical high-consequence agent designated Disease X. The study’s objective is to quantify each shock’s epidemiological impact in an otherwise identical urban population and to identify the systemic vulnerabilities that most threaten early outbreak control. Addressing that objective required the following tasks, which began with a critical review of scenario-based epidemic modelling, progressed to the extension of a validated SEIRDV agent-based core with dynamic belief diffusion, dose-queue logistics, and conflict-driven mobility, and provided experiments per scenario using parameters anchored in peer-reviewed evidence. The framework shows that a 15% point surge in antivaccine belief doubles the peak prevalence and adds 258 deaths. A 50-point erosion of masking and distancing produces a secondary wave that still trims by 9% after fatigue re-engagement. A 70 % mRNA supply shortfall lasting 35 days increases deaths by 7%, and seeding 50 immune-escape cases (R0≈9.5, 60 % neutralization loss) increases cumulative mortality by 41 % within six weeks. The composite conflict shock elevates deaths by 71 % despite a 10% population outflow. These non-linear responses arise solely from changes in behaviour, logistics, or context, as biological constants remain fixed. The findings demonstrate that preparedness cannot rely on any single lever. Effective mitigation demands synchronized risk communication, staged behavioural support, diversified and buffered manufacturing capacity, rapid antigenic update pathways and humanitarian vaccination corridors. This study supplies a decision support instrument for stress-testing policy portfolios before the next high-consequence outbreak.; Нові респіраторні патогени й надалі завдають суттєвих медичних і економічних збитків у світовому масштабі, що зумовлює потребу в універсальних інструментах готовності, які не опираються на специфічні дані про збудника. У цій статті досліджено, як п’ять архетипових стресорів, зростання антивакцинної дезінформації, втома від протиепідемічної поведінки, порушення постачання вакцин, поява варіанта з імунним ухиленням та руйнування інфраструктури внаслідок збройного конфлікту, змінюють перебіг гіпотетичного високо-небезпечного захворювання, позначеного як Хвороба X. Метою роботи є кількісна оцінка епідеміологічного ефекту кожного шоку в тотожній міській популяції та визначити системні вразливості, які найбільше загрожують ранньому контролю спалаху. Для досягнення цієї мети виконано послідовні завдання: проведено критичний огляд сценарно орієнтованого моделювання епідемій, розширено валідоване агентно-орієнтоване SEIRDV-ядро шляхом інтеграції динамічного поширення переконань, логістики черги доз і конфлікт-обумовленої мобільності, та здійснено серію експериментів для кожного сценарію з використанням параметрів, обґрунтованих рецензованими джерелами. Результати показують, що 15% сплеск антивакцинних переконань подвоює пікову захворюваність і додає 258 випадків смерті. 50% зниження рівня маскового режиму та дистанціювання формує вторинну хвилю, яку пізнє повторне залучення все ж скорочує на 9%. 70% дефіцит постачання мРНК-вакцини протягом 35 днів підвищує летальність на 7%. Занесення 50 випадків варіанта з R0≈9,5 та 60% втратою нейтралізації збільшує сукупну смертність на 41 % за шість тижнів. Комплексний шок, спричинений конфліктом, підвищує смертність на 71% попри 10% відтік населення. Ці нелінійні реакції виникають виключно через зміни поведінки, логістики або контексту за незмінних біологічних параметрів. Отримані результати доводять, що ефективна підготовка не може покладатися на єдиний важіль впливу. Дієва пом’якшувальна стратегія потребує синхронізованої комунікації ризиків, поетапної підтримки поведінкових інтервенцій, диверсифікованих і буферизованих виробничо-логістичних потужностей, швидкого оновлення поширення антигенів і гуманітарних коридорів для вакцинації. Запропоноване дослідження надає інструмент підтримки ухвалення рішень для стрес-тестування портфелів політик до виникнення наступного високоризикового спалаху. 2025-01-01T00:00:00Z http://dspace.library.khai.edu/xmlui/handle/123456789/9112 Modeling the series of military actions to plan an attack mission of a swarm drones Fedorovich, O.; Krytskyi, D.; Hubka, O.; Popov, A. The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) has become an innovative technological tool in modern hybrid warfare. The effectiveness of UAVs has increased dramatically when combat drones are deployed in swarms to attack enemy targets. The creation of an active shield in the air to help the military on the ground allows for the integration of air and ground combat operations, which gives a new synergistic effect to the use of attack drones. Therefore, it is relevant to conduct a study on the planning of attack missions using attack UAVs. The subjects of this research are models used to plan attacking military operations using attack drones. The purpose of this study is to create a set of models that enable planning massive attacks by attack drones. Tasks to be solved: to form a sequence of military actions for an attack mission; to justify the choice of local military zones for an attack; to form the combat potential of a swarm of drones; to justify the use of simulator drones to deplete enemy resources; to form waves of a swarm of attack drones; to model the movement of the swarm to the targets. The mathematical methods and models used are: system analysis to form an attack mission of attack drones; method of virtual experiment to select important indicators of enemy activity; method of qualitative assessment of enemy actions; method of lexicographic ordering of options to select relevant military local zones for attack; integer (Boolean) optimization to create the necessary combat potential to defeat enemy targets; simulation multi-agent modeling of the flight of a swarm of attack drones. The following results were obtained: a systematic representation of the sequence of military actions for conducting an attack by attack drones was obtained; indicators of enemy activity were substantiated; a set of actual military local zones with enemy targets was formed; a swarm of simulator drones was created to distract the enemy; the necessary combat potential of the attack drone swarm was formed; waves of attack drones were substantiated to defeat enemy targets; and a simulation, multi-agent model of swarm movement was created. Conclusions. The results of the study make it possible to substantiate a plan of combat operations using a swarm of attack drones, which contributes to the effectiveness of operational and tactical actions on battlefields. The novelty of the proposed approach lies in the scientific substantiation of the sequence of military actions for planning the attack mission of attack drones, using the developed set of original and new mathematical and simulation models.; Використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) стало інноваційним технологічним інструментом сучасної гібридної війни. Ефективність застосування БПЛА різко зросло при згортанні бойових дронів у рій для проведення атакуючих дій за цілями противника. Створення активного щита у повітрі, для допомоги військовим на землі, дозволяє інтегрувати повітряні та наземні бойові дії, що дає новий синергетичний ефект від застосування ударних дронів. Тому, актуально проведення дослідження щодо планування атакуючих місій, за допомогою ударних БПЛА. Предметом дослідження є моделі, які використовуються для планування атакуючих військових дій з використанням ударних дронів. Метою є створення комплексу моде-лей, який дозволяє планувати масовані атаки ударних дронів. Завдання, які необхідно вирішити: сформувати послідовність військових дій для проведення атакуючої місії; обґрунтувати вибір локальних військових зон для атаки; сформувати бойовий потенціал рою дронів; обґрунтувати використання дронів-імітаторів для виснаження ресурсів противника; сформувати хвилі рою ударних дронів; промоделювати рух рою до цілей. Використані математичні методи та моделі: системний аналіз, для формування атакуючої місії ударних дронів; метод віртуального експерименту, для вибору важливих показників оцінки активності противника; метод якісного оцінювання дій противника; метод лексикографічного впорядковування варіантів, для вибору актуальних військових локальних зон для атаки; цілочисельна (булева) оптимізація для створення необхідного бойового потенціалу ураження цілей противника; імітаційне мультиагентне моделювання польоту рою ударних дронів. Отримані наступні результати: отримано системне представлення послідовності військових дій для проведення атаки ударними дронами; обґрунтовані показники активності противника; сформована множина актуальних військових локальних зон с цілями противника; проведене створення рою дронів-імітаторів для відволікання противника; сформовано необхідний бойовий потенціал рою атакуючих дронів; обґрунтовані хвилі ударних дронів для ураження цілей противника; створена імітаційна, мультиагентна модель руху рою. Висновки. Результати проведеного дослідження дозволяють обґрунтувати план бойових дій з використанням рою ударних дронів, що сприяє ефективності проведення оперативно-тактичних дій на полі бою. Новизна запропонованого підходу полягає в науковому обґрунтуванні послідовності військових дій щодо планування атакуючої місії ударних дронів, з використанням розробленого комплексу оригінальних та нових математичних та імітаційної моделей. 2025-01-01T00:00:00Z http://dspace.library.khai.edu/xmlui/handle/123456789/9111 A system for generating chatbots to support learning in the field of exact sciences using generative artificial intelligence models Prokhorov, O.; Shymko, D.; Kuzminska, O.; Chukhray, A.; Shatalov, O.; Kholodniak, O. The integration of generative artificial intelligence (AI) into education, especially for teaching exact sciences, represents an innovative opportunity to enhance student engagement and understanding. Chatbots such as ChatGPT can promote interactive learning, allowing students to explore complex scientific concepts through personalized support and real-time feedback. This approach not only transforms traditional pedagogical methods but also fosters deep curiosity and understanding among students. This study examines the task of in creasing the degree of automation in creating AI-powered chatbots and their integration into the learning process for exact sciences, particularly mathematics, for school students in online educational settings. The relevance of the research is driven by the need to improve the success rate of educational activities under wartime conditions, eliminate knowledge gaps, bridge disparities in knowledge and skills among school students in exact sciences when preparing for further studies in higher education institutions, enhance the efficiency of independent learning in online educational settings, and stabilize the socio-emotional state of children. The purpose of this study was to develop a web platform for generating various types of chatbots using artificial intelligence models to improve the quality of school students’ preparation in exact sciences in online educational settings. The objectives include: analyzing the challenges and peculiarities of creating chatbots and preparing high-quality datasets; developing the structure and describing the functionality of the chatbot generation system; providing examples of creating various types of chatbots; conducting experiments to determine the effectiveness and cost of chatbot generation. The following results were obtained: A method to optimize the formation of datasets for chatbots was developed. A web platform for generating various types of chatbots was created, including assistant bots, bots for generating variants of mathematical problems and step-by-step explanations of their solutions, and testing bots using artificial intelligence models to improve the quality of school students’ preparation in exact sciences in online educational settings. Conclusions. The scientific novelty of the research is associated with improving the method of creating structured chatbot datasets while maintaining the thematic integrity of text and context, ensuring a more accurate selection of relevant information by chatbots for responding to user queries. The effectiveness of the proposed approach is illustrated through examples of creating an assistant bot, a bot for generating variants of mathematical problems and step-by-step explanations of their solutions, and testing bots, which demonstrated cost optimization and more efficient resource utilization. A significant advantage is the convenience of tools for creating and configuring chatbots, as well as their use through a showcase of ready-made chatbots in messengers.; Інтеграція генеративного штучного інтелекту в освіту, особливо для викладання точних наук, представляє інноваційні можливості для підвищення залучення та розуміння студентів. Чат-боти, такі як ChatGPT, можуть сприяти інтерактивному навчанню, дозволяючи студентам досліджувати складні наукові концепції за допомогою персоналізованої підтримки та зворотного зв'язку в режимі реального часу. Цей підхід не тільки перетворює традиційні педагогічні методи, але й сприяє глибокій цікавості та розуміння серед учнів. Досліджується завдання підвищення ступеня автоматизації створення чат-ботів зі штучним інтелектом та їх інтеграції в процес навчання з точних наук, зокрема математики, школярів в онлайн-освітніх умовах. Актуальність дослідження викликана необхідністю підвищення рівня успішності навчальної діяльності в умовах воєнного стану, ліквідації прогалин в знаннях та вирівнювання розриву в знаннях і навичках серед школярів в точних науках при підготовці до продовження навчання в закладах вищої освіти, підвищення ефективності самостійного навчання в онлайн-освітніх умовах та стабілізації соціально-емоційного стану дітей. Метою дослідження є розробка веб-платформи генерації чат ботів різного спрямування, з використанням моделей штучного інтелекту, для підвищення якості підготовки школярів з точних наук в онлайн-освітніх умовах. Завдання: провести аналіз проблем та особливостей створення чат-ботів та підготовки якісних датасетів; розробити структуру та описати функціонування системи генерації чат-ботів; навести приклади створення різних типів чат-ботів; провести експерименти щодо визначення ефективності використання та вартості генерації чат-ботів. Отримані наступні результати. Розроблено метод оптимізації формування датасетів для чат-ботів. Розроблено веб-платформу генерації чат ботів різного спрямування, а саме ботів-асистентів, ботів-генераторів варіантів математичних завдань та покрокового пояснення їх вирішення, ботів-тестувальників, з використанням моделей штучного інтелекту, для підвищення якості підготовки школярів з точних наук в онлайн-освітніх умовах. Висновки. Наукова новизна дослідження пов’язана з удосконаленням методу створення структурованих датасетів чат-ботів зі збереженням тематичної цілісності тексту та контексту, що забезпечує більш точний вибір відповідної інформації чат-ботами для відповіді на запитання користувачів. Ефективність запропонованого підходу проілюстрована при створенні прикладів боту-асистенту, боту-генератору варіантів математичних завдань та покрокового пояснення їх вирішення, ботів-тестувальників, що показало оптимізацію витрат і забезпечення більш ефективного використання ресурсів. Значною перевагою є зручність інструментів створення, налаштування чат-ботів, а також їх використання через вітрину готових чат-ботів у месенджерах. 2025-01-01T00:00:00Z http://dspace.library.khai.edu/xmlui/handle/123456789/9092 Application of property proving to quadcopter flight control software Sokol, D.V.; Zhukevych, A.B.; Miroshnychenko, H.A. The object of the study is a computer model of an automatic control system for a quadcopter. The subject matter of the research encompasses the application of formal methods for analyzing and verifying requirements for quadcopter control systems, with a particular focus on the capabilities of the Simulink Design Verifier™ tool. The primary goal of the study is to enhance the overall reliability of the quadcopter model by applying formal analysis techniques at the design stage to uncover potential logical and structural errors before physical implementation. The tasks to be solved: conducting a comprehensive review of challenges associated with the operation of commercial quadcopter platforms; formulating safety-oriented requirements for quadcopter flight control; developing a detailed simulation model of the control system using the Simulink® environment; utilizing the Property Proving functionality to perform formal verification of critical system properties; analyzing and interpreting the verification reports generated by the tool; and identifying latent design flaws or inconsistencies that may compromise system safety. The study employed the following methods: formal verification using the Property Proving tool, simulation-based modeling, static code analysis, and model-based testing. As a result of the research, it was demonstrated how formal verification techniques, such as Property Proving, can be applied to validate safety-critical behaviors of quadcopter control systems. The use of Simulink Design Verifier™ proved effective in identifying design weaknesses early in the development cycle, reducing downstream risk and rework. Additionally, the generation of interactive diagnostic reports facilitated the visualization of failure scenarios and supported iterative debugging. Conclusions. The application of formal analysis tools such as Simulink Design Verifier™ represents a valuable approach to strengthening quadcopter control system reliability, if models are properly constructed and properties are carefully defined. Although limitations exist – particularly concerning compatibility with certain Simulink® blocks – the tool remains a powerful complement to traditional testing, especially when addressing high-assurance system requirements. The study underscores the necessity of integrating formal methods into standard verification workflows to balance theoretical rigor with practical validation.; Об’єктом дослідження є комп’ютерна модель системи автоматичного управління квадрокоптером. Предметом дослідження є застосування формальних методів для аналізу та перевірки вимог до систем управління квадрокоптерами, з особливим акцентом на можливості інструменту Simulink Design Verifier™. Основна мета дослідження полягає в тому, щоб підвищити загальну надійність розробленої моделі квадрокоптера шляхом застосування формальних методів аналізу на етапі проєктування, щоб виявити потенційні логічні та структурні помилки перед фізичним впровадженням. Задачі дослідження включають: проведення комплексного огляду проблем, пов’язаних з експлуатацією комерційних квадрокоптерних платформ; формулювання вимог безпеки до управління польотом квадрокоптера; розробка детальної імітаційної моделі системи управління з використанням середовища Simulink®; використання функціональних можливостей Property Proving для виконання формальної перевірки критичних властивостей системи; аналіз та інтерпретація верифікаційних звітів, створених інструментом; а також виявлення прихованих недоліків або невідповідностей, які можуть поставити під загрозу безпеку системи. Застосовано такі методи: формальна перевірка з використанням модуля Property Proving, імітаційне моделювання, статичний аналіз коду та тестування на основі моделі. Отримано такі результаті: продемонстровано, як формальні методи перевірки, такі як Property Proving, можуть бути застосовані для перевірки важливих для безпеки поведінок систем управління квадрокоптерами, доведено, що використання Simulink Design Verifier™ виявилося ефективним у виявленні слабких місць проєктування на ранніх стадіях циклу розробки, зменшуючи подальший ризик і переробку. Крім того, створення інтерактивних діагностичних звітів сприяє візуалізації сценаріїв збою та підтримує ітеративне покращення. Висновки. Застосування формальних інструментів аналізу, таких як Simulink Design Verifier™, представляє цінний підхід до посилення надійності системи управління квадрокоптером за умови, що моделі правильно побудовані та властивості ретельно визначені. Незважаючи на наявність обмежень цей інструмент залишається потужним доповненням до традиційного тестування, особливо під час вирішення вимог до системи з високим рівнем надійності. Дослідження підкреслює необхідність інтеграції формальних методів у стандартні робочі процеси верифікації, щоб збалансувати теоретичну точність із практичною перевіркою. 2025-01-01T00:00:00Z