Інсерційне моделювання і технологія цифрових двійників
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2025.11.064Ключові слова:
цифрові двійники, інсерційне моделювання, кібербезпека, формальна верифікація, нейронні мережі, машинне навчання, алгебра поведінок, нейросимвольний підхід, штучний інтелект.Анотація
Стаття містить огляд технології інсерційного моделювання та її використання в побудові цифрових двійників. Наведено основні поняття теорії агентів та середовищ, алгебри поведінок та основ символьного багатоагентного моделювання, обговорено створення та функціонування цифрових двійників у різних сферах діяльності, зокрема у транспортних системах, ядерній енергетиці, блокчейні. Розглянуто інсерційне моделювання неперервних процесів, а також багаторівневий метод моделювання в медицині та біології. Наведено приклади застосування в кібербезпеці нейроінсерційного підходу, основаного на комбінації методів штучного інтелекту та інсерційного моделювання, як моделі передбачення атак із підтвердженням алгебраїчною компонентою цифрового двійника.
Як цитувати:
Летичевський О.О. Інсерційне моделювання і технологія цифрових двійників. Вісник НАН України. 2025. № 11. С. 64—77. https://doi.org/10.15407/visn2025.11.064
Посилання
Letichevsky A.A., Kapitonova J.V. Algebraic Programming in the APS System. In: ISSAC'90: Proc. Int. symp. on symbolic and algebraic computation (20—25 August, 1990, Tokyo, Japan). P. 68—75. https://doi.org/10.1145/96877.9689
Kapitonova J.V., Letichevsky A.A., Konozenko S.V. Computations in APS. Theoretical Computer Science. 1993. 119(1): 145—171. https://doi.org/10.1016/0304-3975(93)90343-R
Letichevsky A.A., Gilbert D.R. Agents and environments. In: Proc. 1st Int. sci. conf. on programming (2—4 September, 1998, Kyiv, Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine). https://apsystems.org.ua/uploads/doc/ims/AE.eng.pdf
Letichevsky A. Algebra of behavior transformations and its applications. In: Kudryavtsev V.B., Rosenberg I.G., Goldstein M. (eds) Structural Theory of Automata, Semigroups, and Universal Algebra. NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. Vol. 207. Springer, Dordrecht, 2005. https://doi.org/10.1007/1-4020-3817-8_10
Milner R. A Calculus of Communicating Systems. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 92. Springer, Berlin, 1980. https://doi.org/10.1007/3-540-10235-3
Hoare C. A. R. Communicating Sequential Processes. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1985. https://doi.org/10.1145/359576.359585
Cardelli L., Gordon A.D. Mobile ambients. In: Nivat M. (ed.) Foundations of Software Science and Computation Structures. FoSSaCS 1998. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 1378. Springer, Berlin, Heidelberg, 1998. P. 140—155. https://doi.org/10.1007/BFb0053547
Letichevsky A., Letychevskyi O., Peschanenko V., Weigert T. Insertion modeling and symbolic verification of large systems. In: Fischer J., Scheidgen M., Schieferdecker I., Reed R. (eds) SDL 2015: Model-Driven Engineering for Smart Cities. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 9369. Springer, Cham, 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-24912-4_1
Grieves M. Origins of the Digital Twin Concept. 2016. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.26367.61609
Catmur J., King K., Parsons M., Tarada F. A Service Analysis of the Mont Blanc Tunnel Fire. In: Proc. Safety Critical Systems Symposium. York, UK, 2023.
Yang X., Yu S., Wang J., Chen H., Huang Y., Luo Z., Fu L. Application of a digital twin for highway tunnels based on multi-sensor and information fusion. Front. Phys. 2024. 12: 1335494. https://doi.org/10.3389/fphy.2024.1335494
Amit S., Kaushik R., Manas G. Neurosymbolic Artificial Intelligence (Why, What, and How). IEEE Intelligent Systems. 2023. 38 (3): 56—62. https://doi.org/10.1109/MIS.2023.3268724
Serafini L., d'Avila Garcez A. Logic Tensor Networks: Deep Learning and Logical Reasoning from Data and Knowledge. arXiv:1606.04422. https://doi.org/10.48550/arXiv.1606.04422
Giunchiglia E., Stoian M.C., Lukasiewicz T. Deep Learning with Logical Constraints. In: Proc. 31st Int. Joint Conf. on Artificial Intelligence. 2022. P. 5478—5485. https://doi.org/10.24963/ijcai.2022/767
Letichevsky A.A. Algebraic interaction theory and cyber-physical systems. Problems of Control and Informatics. 2017. 62(5): 37—55. https://doi.org/10.1615/JAutomatInfScien.v49.i9.10
Arnav B., Bernabeu-Perez P., Helm-Burger N., Kostolansky T., Whittingham H., Phuong M. CoT red-handed: Stress testing chain-of-thought monitoring. arXiv:2505.23575,2025. https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.23575
Letychevskyi O., Peschanenko V. Applying algebraic virtual machine to cybersecurity tasks. In: Proc. 2022 IEEE 9th Int. Conf. on Sciences of Electronics, Technologies of Information and Telecommunications (SETIT), Hammamet, Tunisia, 2022. P. 161—169. https://doi.org/10.1109/SETIT54465.2022.9875895
Letychevskyi O.O., Tarasich Y.H. Neuro-symbolic approach for the biological systems and processes research. Problems in Programming. 2024. (2-3): 271—279. https://doi.org/10.15407/pp2024.02-03.271
Katsoulakis E., Wang Q., Wu H., Shahriyari L., Fletcher R., Liu J., Achenie L., Liu H., Jackson P., Xiao Y., Syeda-Mahmood T., Tuli R., Deng J. Digital twins for health: a scoping review. npj Digital Medicine. 2024. 7(1): 77. https://doi.org/10.1038/s41746-024-01073-0
