Динамика сложных систем и ее информационные аспекты

Выполнен цикл теоретических и экспериментальных исследований пространственно-временной динамики ансамблей, состоящих из активных элементов нейродинамического типа. Подобно реальным нейронным ансамблям, такие системы представляют собой сети взаимодействующих элементов - "нейронов", локализованных в пространстве. В отличие от известных "формальных" нейронных сетей, в нейродинамических системах элемент обладает собственной, в некоторых случаях нетривиальной динамикой. Изучены явления структурообразования, распространения нелинейных волн, формирования фазовых кластеров, фрактальных пространственно-временных структур динамической активности (рис.1) и др.

Предложена универсальная система контроля, базирующаяся на нейродинамических принципах работы (рис.2).


Рис. 1. Фрактальная структура
динамической активности
Рис. 2. Универсальная система контроля.

Динамический хаос в фазовых системах - генерация, синхронизация, передача информации

Исследованы явления коллективной динамики малых ансамблей связанных генераторов с фазовым управлением - фазовых систем: процессы генерации хаотически модулированных колебаний и управления этими колебаниями в целях синхронизации и придания им определенных свойств. Показано, что объединение фазовых систем в ансамбль предоставляет широкие возможности для генерации хаотически модулированных колебаний и управления свойствами таких колебаний. Полученные результаты по генерации, синхронизации хаотически модулированных колебаний в ансамблях связанных фазовых систем, а также по компьютерному моделированию процессов передачи информации с использованием хаотических колебаний, свидетельствуют, что рассмотренные ансамбли позволяют успешно решать задачу построения новых коммуникационных систем с использованием динамического хаоса и конфиденциальной передачи информации.

Рис. 3. Примеры проекций аттракторов модели генератора с фазовым управлением, соответствующие режимам: хаотически модулированных колебаний (а), хаотических биений (б), колебаний с регулярной модуляцией (в) и регулярных биений (г).
Рис. 4. Хаотически модулированные колебания в первой из двух каскадно связанных фазовых систем (физический эксперимент).
Рис. 5 Карта динамических режимов двух каскадно связанных фазовых систем на плоскости параметров первого генератора (численный эксперимент).