Hasil untuk "Military Science"

Evangelia Katsoulakis, Qi Wang, Huanmei Wu et al.

The use of digital twins (DTs) has proliferated across various fields and industries, with a recent surge in the healthcare sector. The concept of digital twin for health (DT4H) holds great promise to revolutionize the entire healthcare system, including management and delivery, disease treatment and prevention, and health well-being maintenance, ultimately improving human life. The rapid growth of big data and continuous advancement in data science (DS) and artificial intelligence (AI) have the potential to significantly expedite DT research and development by providing scientific expertise, essential data, and robust cybertechnology infrastructure. Although various DT initiatives have been underway in the industry, government, and military, DT4H is still in its early stages. This paper presents an overview of the current applications of DTs in healthcare, examines consortium research centers and their limitations, and surveys the current landscape of emerging research and development opportunities in healthcare. We envision the emergence of a collaborative global effort among stakeholders to enhance healthcare and improve the quality of life for millions of individuals worldwide through pioneering research and development in the realm of DT technology.

P. Bourdieu

Я.О. Белевщук, Г.В. Рибалка, Д.П. Нелінь et al.

В статті розглянуто сучасні радіопоглинаючі матеріали (РПМ) і покриття (РПП), їх властивості, технології виробництва та перспективи застосування у військовій техніці. Проведено аналіз різних типів РПМ, зокрема феритових, полімерних, вуглецевих і метаматеріалів, а також їхніх радіопоглинаючих характеристик. Особливу увагу приділено економічній доцільності використання РПМ та їхньому впливу на стратегічні можливості бойових платформ. Розглянуто перспективні напрями розвитку, зокрема адаптивні покриття та наноструктуровані матеріали, що дозволяють підвищити ефективність радіопоглинання.

Тетяна ПАВЛЮК, Віктор БЕРЕЗЮК, Олександр АНДРУШКО

У статті досліджується тактика дій порушників державного кордону на ділянках Західного та Південного регіональних управлінь, а саме громадян України чоловічої статі віком від 18 до 60 років, які намагаються незаконно перетнути державний кордон України, використовуючи ті чи інші методи і шляхи, з метою потрапляння до країн Європейського Союзу і уникнення призову на військову службу. Розглянуто основні фактори, які, ймовірно, впливатимуть на зростання рівня цієї загрози в подальшому періоді; причини виникнення цих факторів і можливі обсяги їх збільшення. Обстановка на державному кордоні, яка склалася на сьогодні, за умов повномасштабної агресії російської федерації на Сході, Півночі та Півдні України, призвела до того, що різко збільшилася кількість порушників прикордонного законодавства на західному та південному кордонах з європейськими країнами та вимагає додаткового залучення сил і засобів прикордонного відомства. Ефективність пошуку та затримання порушників законодавства як у пунктах пропуску через державний кордон, так і поза ними залежить загалом від спроможностей підрозділів Державної прикордонної служби України протидіяти таким правопорушникам та чинити на них відповідний вплив. Імовірність досягнення позитивного результату обумовлена правильним усвідомленням і оцінкою актуальних ризиків на ділянці відповідальності та чіткістю виконання завдань прикордонними нарядами на державному кордоні й у пунктах пропуску через державний кордон щодо пошуку правопорушників у різних умовах обстановки. Для виконання цього завдання можуть бути використані різні методи, зокрема метод моделювання, оцінки ризиків тощо. Дослідження тактики дій порушників прикордонного законодавства, створення можливих їх моделей надасть можливість ефективно протидіяти та використовувати свої сили і засоби на загрозливих напрямках, виконувати в повному обсязі завдання, які покладені на прикордонні підрозділи у складних умовах сьогодення. В основу статті покладено систематизацію тактики дій правопорушників, громадян України чоловічої статі віком від 18 до 60 років, на державному кордоні, що відображено в розробленій моделі.

Rui Zhang, Yunpeng Wu, Tianqi Sun et al.

Clara Maathuis, Kasper Cools

In a time of rapidly evolving military threats and increasingly complex operational environments, the integration of AI into military operations proves significant advantages. At the same time, this implies various challenges and risks regarding building and deploying human-AI teaming systems in an effective and ethical manner. Currently, understanding and coping with them are often tackled from an external perspective considering the human-AI teaming system as a collective agent. Nevertheless, zooming into the dynamics involved inside the system assures dealing with a broader palette of relevant multidimensional responsibility, safety, and robustness aspects. To this end, this research proposes the design of a trustworthy co-learning model for human-AI teaming in military operations that encompasses a continuous and bidirectional exchange of insights between the human and AI agents as they jointly adapt to evolving battlefield conditions. It does that by integrating four dimensions. First, adjustable autonomy for dynamically calibrating the autonomy levels of agents depending on aspects like mission state, system confidence, and environmental uncertainty. Second, multi-layered control which accounts continuous oversight, monitoring of activities, and accountability. Third, bidirectional feedback with explicit and implicit feedback loops between the agents to assure a proper communication of reasoning, uncertainties, and learned adaptations that each of the agents has. And fourth, collaborative decision-making which implies the generation, evaluation, and proposal of decisions associated with confidence levels and rationale behind them. The model proposed is accompanied by concrete exemplifications and recommendations that contribute to further developing responsible and trustworthy human-AI teaming systems in military operations.

Boris Podobnik, Dorian Wild, Dejan Kovac

We show that the amount of foreign exchange reserves (FER) in the world in a given currency is highly correlated with the GDP and military spending of that country for a set of western economies during the last 20 years. Taking into account multicollinearity, Ridge and Lasso regressions reveal that the Foreign Exchange Reserve is better explained by military spending than GDP for seven western currencies. For each year shown, military spending is statistically significant more than the monetary instrument M2. Comparing the currency of the second world economy, the Chinese renminbi, is well beyond the western FER equilibrium, but yearly analysis shows that there is a steady trend towards a new FER balance. Next, we define a complex geopolitical network model in which the probability of switching to an alternative FER currency depends both on economic and political factors. Military spending is introduced into the model as an average share of GDP observed within the data. As the GDP of a particular country grows, so does the military power of a country. The nature of the creation of new currency networks initially depends only on geopolitical allegiance. As the volume of trade with a particular country changes over a designated threshold, a country switches to the currency of that country due to increased trade. If the current steady trend continues within the same geopolitical setting as in the past twenty years, we extrapolate that the RMB and Western currencies could reach a new FER balance within 15 to 40 years, depending on the model setup.

Jack FitzGerald, Aristotelis Lazaridis, Dylan Bates et al.

We present EdgeRunner 20B, a fine-tuned version of gpt-oss-20b optimized for military tasks. EdgeRunner 20B was trained on 1.6M high-quality records curated from military documentation and websites. We also present four new tests sets: (a) combat arms, (b) combat medic, (c) cyber operations, and (d) mil-bench-5k (general military knowledge). On these military test sets, EdgeRunner 20B matches or exceeds GPT-5 task performance with 95%+ statistical significance, except for the high reasoning setting on the combat medic test set and the low reasoning setting on the mil-bench-5k test set. Versus gpt-oss-20b, there is no statistically-significant regression on general-purpose benchmarks like ARC-C, GPQA Diamond, GSM8k, IFEval, MMLU Pro, or TruthfulQA, except for GSM8k in the low reasoning setting. We also present analyses on hyperparameter settings, cost, and throughput. These findings show that small, locally-hosted models are ideal solutions for data-sensitive operations such as in the military domain, allowing for deployment in air-gapped edge devices.

Grace Wolf-Chase, Charles Kerton, Kathryn Devine et al.

We review participatory science programs that have contributed to the understanding of star formation. The Milky Way Project (MWP), one of the earliest participatory science projects launched on the Zooniverse platform, produced the largest catalog of ``bubbles'' associated with feedback from hot young stars to date, and enabled the identification of a new class of compact star-forming regions (SFRs) known as ``yellowballs'' (YBs). The analysis of YBs through their infrared colors and catalog cross-matching led to discovering that YBs are compact photodissociation regions generated by intermediate- and high-mass young stellar objects embedded in clumps that range in mass from 10 - 10,000 solar masses and luminosity from 10 - 1,000,000 solar luminosities. The MIRION catalog, assembled from 6176 YBs identified by citizen scientists, increases the number of candidate intermediate-mass SFRs by nearly two orders of magnitude. Ongoing work utilizing data from the Spitzer, Herschel and WISE missions involves analyzing infrared color trends to predict physical properties and ages of YB environments. Methods include applying summary statistics to histograms and color-color plots as well as SED fitting. Students in introductory astronomy classes contribute toward continued efforts refining photometric measurements of YBs while learning fundamental concepts in astronomy through a classroom-based participatory science experience, the PERYSCOPE project. We also describe an initiative that engaged seminaries, family groups, and interfaith communities in a wide variety of science projects on the Zooniverse platform. This initiative produced important guidance on attracting audiences that are underserved, underrepresented, or apprehensive about science.

Bin Chen, Yanan Zhu, Minkui Lin et al.

Abstract Endo-periodontal lesions (EPLs) involve both the periodontium and pulp tissue and have complicated etiologies and pathogenic mechanisms, including unique anatomical and microbiological characteristics and multiple contributing factors. This etiological complexity leads to difficulties in determining patient prognosis, posing great challenges in clinical practice. Furthermore, EPL-affected teeth require multidisciplinary therapy, including periodontal therapy, endodontic therapy and others, but there is still much debate about the appropriate timing of periodontal therapy and root canal therapy. By compiling the most recent findings on the etiology, pathogenesis, clinical characteristics, diagnosis, therapy, and prognosis of EPL-affected teeth, this consensus sought to support clinicians in making the best possible treatment decisions based on both biological and clinical evidence.

Ruifen Xu, Xiaoyu Yang, Tong Yi et al.

Purpose: Early gastrointestinal tumors can be removed by endoscopic procedures. Endoscopic mucosal dissection (ESD) requires submucosal fluid injection to provide mucosal elevation and prevent intraoperative perforation. However, the clinically applied normal saline mucosal elevation height is low for a short time, which often requires multiple intraoperative injections that increase the inconvenience and procedure time. In addition, recently researched submucosal injection materials (SIM) suffer from complex preparation, poor economy, and poor biocompatibility. Therefore, there is an urgent need for a new type of SIM that can provide long, safe and effective mucosal elevation in support of the endoscopic procedures.Methods: The FS hydrogel is based on polyethylene-polypropylene glycol (F-127) mixed with sodium alginate (SA). The different physicochemical properties of FS hydrogels were characterized through various experiments. Afterward, various biosafety assessments were carried out. Finally, the performance of FS hydrogels was evaluated by in vitro submucosal injection and in vivo swine ESD.Results: The experimental results show that the FS hydrogel is liquid at room temperature, making it easy to inject, and when injected under the mucosa, it undergoes temperature-induced cross-linking, transforming from a liquid to a solid state to provide long-lasting mucosal augmentation. At the same time, the FS hydrogel exhibits controllable gelation, stability, and biocompatibility. The results of in vitro submucosal injections and in vivo ESD procedures showed that FS achieves high mucosal augmentation and provides good submucosal cushioning in the long term.Conclusion: In summary, the F-127/SA hydrogel is simple to synthesize, cost-effective, safe, easy to store, and able to assist ESD well from the perspective of practical clinical problems, indicating that the FS hydrogel can be an ideal potent submucosal injection substitution.

Manish Parashar

Emerging data-driven scientific workflows are seeking to leverage distributed data sources to understand end-to-end phenomena, drive experimentation, and facilitate important decision-making. Despite the exponential growth of available digital data sources at the edge, and the ubiquity of non trivial computational power for processing this data, realizing such science workflows remains challenging. This paper explores a computing continuum that is everywhere and nowhere -- one spanning resources at the edges, in the core and in between, and providing abstractions that can be harnessed to support science. It also introduces recent research in programming abstractions that can express what data should be processed and when and where it should be processed, and autonomic middleware services that automate the discovery of resources and the orchestration of computations across these resources.

Sukhwan Chung, Daniel Sardak, Jeffrey Cegan et al.

Network science is a powerful tool for analyzing transportation networks, offering insights into their structures and enabling the quantification of resilience and robustness. Understanding the underlying structures of transportation networks is crucial for effective infrastructure planning and maintenance. In military contexts, network science is valuable for analyzing logistics networks, critical for the movement and supply of troops and equipment. The U.S. Army's logistical success, particularly in the "fort-to-port" phase, relies heavily on the Strategic Highway Network (STRAHNET) in the U.S., which is a system of public highways crucial for military deployments. However, the shared nature of these networks with civilian users introduces unique challenges, including vulnerabilities to cyberattacks and physical sabotage, which is highlighted by the concept of contested logistics. This paper proposes a method using network science and geographic information systems (GIS) to assess the robustness and resilience of transportation networks, specifically applied to military logistics. Our findings indicate that while the STRAHNET is robust against targeted disruptions, it is more resilient to random disruptions.

Emilio Vital Brazil, Eduardo Soares, Lucas Villa Real et al.

Data is a critical element in any discovery process. In the last decades, we observed exponential growth in the volume of available data and the technology to manipulate it. However, data is only practical when one can structure it for a well-defined task. For instance, we need a corpus of text broken into sentences to train a natural language machine-learning model. In this work, we will use the token \textit{dataset} to designate a structured set of data built to perform a well-defined task. Moreover, the dataset will be used in most cases as a blueprint of an entity that at any moment can be stored as a table. Specifically, in science, each area has unique forms to organize, gather and handle its datasets. We believe that datasets must be a first-class entity in any knowledge-intensive process, and all workflows should have exceptional attention to datasets' lifecycle, from their gathering to uses and evolution. We advocate that science and engineering discovery processes are extreme instances of the need for such organization on datasets, claiming for new approaches and tooling. Furthermore, these requirements are more evident when the discovery workflow uses artificial intelligence methods to empower the subject-matter expert. In this work, we discuss an approach to bringing datasets as a critical entity in the discovery process in science. We illustrate some concepts using material discovery as a use case. We chose this domain because it leverages many significant problems that can be generalized to other science fields.

Angelo Salatino, Simone Angioni, Francesco Osborne et al.

Understanding the relationship between the composition of a research team and the potential impact of their research papers is crucial as it can steer the development of new science policies for improving the research enterprise. Numerous studies assess how the characteristics and diversity of research teams can influence their performance across several dimensions: ethnicity, internationality, size, and others. In this paper, we explore the impact of diversity in terms of the authors' expertise. To this purpose, we retrieved 114K papers in the field of Computer Science and analysed how the diversity of research fields within a research team relates to the number of citations their papers received in the upcoming 5 years. The results show that two different metrics we defined, reflecting the diversity of expertise, are significantly associated with the number of citations. This suggests that, at least in Computer Science, diversity of expertise is key to scientific impact.

Олександра ІСЛАМОВА

У статті розглянуто особливості реалізації дистанційного навчання у військових навчальних закладах Республіки Польща в умовах карантинних обмежень. Визначено, що система дистанційного навчання у польських військових навчальних закладах базується на вимогах до спільної професійної підготовки особового складу збройних сил країн-членів НАТО, що дозволяє інтегрувати системи країн-членів і користуватись доступом до спільних навчальних ресурсів. Виявлено, що поступове впровадження дистанційної форми навчання у військових навчальних закладах Польщі потребувало низки організаційних заходів, у тому числі технічних: упровадження у відомчій інформаційній системі міністерства оборони освітніх платформ MILNET-I і MILNET-Z, призначених для обробки відкритої інформації та інформації з обмеженим доступом (для службового користування). Зазначені платформи дозволяють здійснювати зв’язок, віддалену роботу, обробку та архівування файлів, а також управління користувачами. Установлено, що інфраструктура збройних сил Республіки Польща може працювати у віддаленому режимі підготовки особового складу, проте викладацький склад військових навчальних закладів не повністю підготовлений до викладання у такому форматі. Керівництво військових навчальних закладів аналізує потреби і можливості розширення сфери застосування дистанційного навчання особового складу, основна увага наразі приділяється розвитку цифрової компетентності викладачів військовихнавч альних закладів, розробці, управлінню та моніторингу якості наявних курсів дистанційного навчання для подальшого розвитку системи дистанційного навчання персоналу збройних сил Республіки Польща. Автором було узагальнено досвід організації дистанційного навчання у військових навчальних закладах Республіки Польща з метою подальшого проведення порівняльно-педагогічних досліджень та адаптації набутого досвіду до системи професійної підготовки персоналу Держприкордонслужби України.

Michael A. Heroux

Software plays a central role in scientific discovery. Improving how we develop and use software for research can have both broad and deep impacts on a spectrum of challenges and opportunities society faces today. The emergence of Research Software Engineer (RSE) as a role correlates with the growing complexity of scientific challenges and diversity of software team skills. In this paper, we describe research software science (RSS), an idea related to RSE, and particularly suited to research software teams. RSS promotes the use of scientific methodologies to explore and establish broadly applicable knowledge. Using RSS, we can pursue sustainable, repeatable, and reproducible software improvements that positively impact research software toward improved scientific discovery.

Joshua J. Jackson, F. Thoemmes, Kathrin Jonkmann et al.

Олексій ТОГОЧИНСЬКИЙ

У статті зосереджено увагу на наукових публікаціях, в яких розглянуто питання формування соціально-економічної культури та визначення змісту соціально-економічної компетентності. До змісту соціально-економічної компетентності офіцерів віднесено знання, вміння та навички, особистісні якості (правова культура, комунікабельність, вміння працювати в команді, відповідальність, прагматизм), досвід, що сприяють розумінню соціальної значущості професії, формуванню готовності до розпізнання наслідків соціальних та економічних процесів, що відбуваються в суспільстві, шляхом їх аналізу. Представлений аналіз освітньо-професійних програм для підготовки в Академії Державної пенітенціарної служби фахівців за спеціальностями 081 «Право», 262 «Правоохоронна діяльність», 053 «Психологія» та 051 «Економіка». Встановлено, що освітньо-професійні програми вміщують перелік соціально-економічних компетентностей, що стосуються усвідомлення майбутніми офіцерами соціальної значущості майбутньої професії, наявності знань про основи економіки та різні економічні явища. Проведений аналіз силабусу навчальної дисципліни «Економіка та управління підприємствами установ виконання покарань» й зазначено, що простежується перевага теоретичної складової над практичною. Названо питання, які мають вивчатися курсантами та слухачами в процесі соціально-економічної підготовки. Висвітлено результати опитування 156 офіцерів, які перебували на курсах підвищення кваліфікації та окреслено перелік питань, вивченню яких вони надають перевагу. Мета статті – розкрити зміст та визначити педагогічні умови соціально-економічної підготовки офіцерів ДКВС України в системі безперервної освіти. Теоретично обґрунтовані педагогічні умови соціально-економічної підготовки офіцерів ДКВС України в системі безперервної освіти, які передбачають: використання інноваційних підходів та методик, інтерактивних форм і методів проведення занять; інтеграцію в освітній процес дисциплін, які дозволяють формувати та розвивати соціально-економічну компетентність офіцерів; забезпечення освітнього процесу належною матеріально-технічною базою; сприяння економічній самоосвіті та самовдосконаленню офіцерів, формуванню у них моральних та ділових якостей в умовах безперервної освіти.