Олексій Григорович ІВАХНЕНКО

О.Г.Івахненко - видатний учений в галузі автоматичного керування, кібернетики та інформатики, наукові результати якого отримали світове визнання. Він опублікував близько 40 монографій і понад 400 наукових статей, багато з яких, і насамперед книги, перевидано англійською, німецькою, польською, болгарською, румунською і китайською мовами. Значну кількість його статей опубліковано в періодичних наукових виданнях США, Англії, Німеччини та інших країн.

O.Г.Івахненко розробив нові принципи і пристрої автоматичного регулювання швидкості електродвигунів та розрахунку систем з магнітними підсилювачами. Загальновизнані його досягнення в теорії інваріантності та теорії комбінованих систем автоматичного керування, що працюють за принципом компенсації вимірюваних збурень.

В останні 40 років активно розвивається головне дітище О.Г.Івахненка - метод групового урахування аргументів (МГУА) як метод індуктивного моделювання і прогнозування складних процесів і систем. В 1984 р. у США видано колективну монографію американських і японських учених з характеристикою та прикладами ефективного застосування МГУА в різноманітних прикладних галузях. Щороку в наукових журналах світу з'являються десятки публікацій за тематикою МГУА, активно щоденно відвідується англомовна Інтернет-сторінка www.gmdh.net.

Наукова школа О.Г.Івахненка була і залишається авторитетною і продуктивною кузнею висококваліфікованих наукових кадрів: під його керівництвом виконано й успішно захищено близько 200 кандидатських дисертацій, майже 20 його учнів захистили докторські дисертації та створили власні наукові школи.

О.Г.Івахненко носив звання Заслуженого діяча науки України, його було нагороджено орденом "Дружби народів" і медалями. В 1991 р. О.Г.Івахненко отримав Державну премію України за роботи з теорії інваріантності автоматичних систем. У 1997 р. він отримав Державну премію України за цикл робіт з інформаційних технологій в галузі штучного інтелекту.

О.Г.Івахненко був яскравим зразком ученого з загостреним почуттям нового і видатною науковою інтуїцією. До останніх днів він продовжував активно працювати і щедро генерувати оригінальні наукові ідеї та результати.

Основні дати

Олексій Григорович Івахненко народився в 1913 році в м. Кобеляки Полтавської губернії в родині вчителя математики місцевої гімназії.

Нагороди та відзнаки

Головні наукові результати

О.Г.Івахненко дістав світове визнання як визначний учений в галузях автоматичного керування, кібернетики та інформатики.

Перші результати досліджень О.Г.Івахненка стосуються галузі електроавтоматики. Розроблені ним нові принципи автоматичного регулювання швидкості електродвигунів та розрахунку систем з магнітними підсилювачами відбиті у відомій монографії [1].

Загальновизнаними є досягнення О.Г.Івахненка в теорії інваріантості та теорії комбінованих систем автоматичного керування, що працюють за принципом компенсації вимірюваних збурень. Низка таких систем для регулювання швидкості електродвигунів була реалізована на практиці, що довело практичну здійсненність умов інваріантості в комбінованих системах керування, які поєднують достоїнства замкнених систем регулювання за відхиленням (висока точність) і розімкнених систем (швидкодія).

Крім принципів комбінованого керування, О.Г.Івахненку в теорії інваріантості належить розробка оригінального принципу непрямого вимірювання збурень, що одержав назву "диференціальна вилка" і знайшов широке застосування на практиці.

Подальший розвиток принципів комбінованого керування у роботах О.Г.Івахненка пов’язаний з використанням у системах керування пристроїв і способів самонастроювання. Ці результати викладені ним у книзі [2] і в першій вітчизняній монографії з кібернетики [3], що не раз перевидавалась за рубежем (див., наприклад, [4]).

Пізніше для конструювання автоматичних систем О.Г.Івахненко почав використовувати принципи самонавчання і розпізнавання образів та пристрої прогнозування [5,6]. Систему розпізнавання ситуацій він застосував для побудови безпошукових екстремальних регуляторів. Ці результати викладено в монографії [7] і втілено у створеній під його керівництвом розпізнавальній системі "Альфа", на якій уперше продемонстровано процес самонавчання.

Індуктивний підхід у моделюванні складних систем.

У 1968 р. в журналі "Автоматика" було опубліковано статтю О.Г.Івахненка "Метод групового урахування аргументів - конкурент методу стохастичної апроксимації", що поклала початок головному етапу в його науковій творчості, який триває дотепер. Виник новий науковий напрямок, що його сам автор називав "евристична самоорганізація" [8] або просто "індуктивне моделювання".

Сформувався принципово новий підхід до моделювання: дослідник може не проходити важкий дедуктивний шлях від пізнання загальних закономірностей об'єкта до створення конкретної математичної моделі. Замість цього пропонується новий індуктивний підхід - дослідник після одержання конкретних даних спостережень висуває гіпотезу про можливий клас моделей, формує процедуру генерації різних варіантів моделей у цьому класі й задає критерій вибору найкращої моделі з усіх генерованих.

При створенні методу групового урахування аргументів (МГУА) відбувся синтез досягнень з різних областей науки: кібернетичний підхід "чорного ящика" і генетичний принцип послідовної селекції попарних ознак, теорема Геделя і принцип "свободи вибору рішень" Габора, некоректність за Адамаром і принцип зовнішнього доповнення Біра.

МГУА - це оригінальний метод розв'язання задач структурно-параметричної ідентифікації моделей, або побудови моделей за експериментальними даними в умовах невизначеності. При цьому одержана модель відбиває невідому закономірність функціонування досліджуваного об'єкта (процесу), інформація про яку неявно міститься у вибірці даних. В МГУА для побудови моделей оптимальної складності застосовуються принципи автоматичної генерації варіантів, неостаточних рішень і послідовної селекції за зовнішніми критеріями. Він має оригінальну багаторядну процедуру генерації структур моделей, що імітує процес біологічної селекції з попарним урахуванням послідовних ознак. Для порівняння і вибору кращих моделей застосовуються зовнішні критерії, засновані на поділі вибірки на частини, причому оцінювання параметрів і перевірка якості моделей виконується на різних підвибірках. Це дозволяє обійтись без обтяжливих апріорних припущень, оскільки поділ вибірки дозволяє автоматично (неявно) врахувати різні види апріорної невизначеності при побудові моделі.

Ефективність методу багаторазово підтверджувалась розв'язанням складних реальних задач в екології, гідрометеорології, економіці, техніці, що сприяло зростанню його популярності серед прикладників у нас і за рубежем. Паралельно розвивалось розроблення алгоритмів самоорганізації в суміжній галузі - в задачах розпізнавання образів [9]. Досягнення в моделюванні екологічних процесів відбито в монографіях [10]-[11], економічних процесів - у книгах [12]-[13]. Результати дослідження багаторядних алгоритмів МГУА викладено в [15].

На початку 1980-х років О.Г.Івахненко встановив органічну аналогію між задачами побудови моделі за зашумленими даними і проходження сигналу через канал із шумом. Це дозволило закласти засади теорії завадостійкого моделювання, викладені в [14]. Основний результат теорії полягає в тому, що складність оптимальної прогнозуючої моделі залежить від рівня невизначеності в даних: чим цей рівень вищий (наприклад, через наявність шуму) - тим простішою повинна бути оптимальна модель (тим менше оцінюваних параметрів). Відтоді почався розвиток теорії МГУА як індуктивного методу автоматичної адаптації складності оптимальної моделі до рівня інформативності зашумленої вибірки даних. Тобто МГУА - це оригінальна інформаційна технологія видобування знань з експериментальних даних.

Активний творчий пошук О.Г.Івахненка не припинявся до останнього. О.Г.Івахненко розвивав можливості свого методу на шляху синтезу його з досягненнями теорії та практики нейронних мереж: обчислювальна структура у вигляді мережі з нейронів, якими є алгоритми МГУА, стає мережею з активними нейронами.  

Визнання наукової школи

Винятково важливу роль у формуванні, становленні та розвиткові української школи автоматичного керування відіграє спеціалізований науковий журнал "Автоматика", головним редактором якого О.Г.Івахненком був з 1963 р. до 1989 р. Тепер журнал називається "Проблеми управління та інформатики". Всі ці роки журнал перекладається англійською мовою і перевидається у США.

Понад двадцять років О.Г.Івахненко керував активно діючим науковим семінаром "Самоорганізація кібернетичних систем", що став справжньою школою для молодих учених і полігоном для апробації оригінальних наукових ідей.

Протягом усієї своєї творчої діяльності, починаючи з 1945 р., О.Г.Івахненко займався педагогічною роботою. Його лекції слухали тисячі студентів, під його керівництвом виконано й успішно захищено близько 200 кандидатських дисертацій, і майже 20 його учнів захистили докторські дисертації та створили свої авторитетні наукові школи.

Наукові результати О.Г.Івахненка широко відомі в нашій країні й за рубежем. Вони покладені в основу багатьох теоретичних і прикладних досліджень. До нинішнього часу ним написано близько 30 монографій і понад 400 наукових статей, чимало книг перекладено на англійську, німецьку, польську, болгарську, румунську і китайську мови. Багато статей О.Г.Івахненка опубліковано в закордонних періодичних наукових виданнях у США, Англії, НДР та інших країн, що сприяло поширенню інтересу до МГУА в наукових колах. Доказом світового визнання цього методу і заслуг його автора стало видання у США 1984 р. присвяченої 70-річчю О.Г.Івахненка колективної монографії американських і японських учених з теоретичних і прикладних проблем МГУА [17]. Закономірним підтвердженням світового авторитету О.Г.Івахненка став проведений 22-26 вересня 2007 р. у Празі спільно з Чеським технічним університетом IІ Міжнародний семінар з індуктивного моделювання IWIM-2007. До Програми Семінару було включено 4 навчальних лекцій, 6 пленарних доповідей, а також 50 секційних та 5 стендових доповідей, що висвітлювали широке коло питань теорії, технологій і застосувань індуктивного підходу в задачах моделювання, прогнозування та прийняття рішень у промисловості, економіці, медицині й охороні довкілля. У роботі цього Міжнародного семінару взяли участь вчені та дослідники з багатьох країн світу: 24 доповіді було з України, 15 - Чеської республіки, 5 - з Республіки Фіджі, по 2 - з Японії та Великобританії та по 1 - з Німеччини, Франції, Росії, Ірану, Індії, Китаю й Південної Кореї.

Таким чином, Олексій Григорович Івахненко є яскравим прикладом ученого з загостреним почуттям нового, котрий володів видатною науковою інтуїцією і щедро генерував оригінальні наукові гіпотези та ідеї.  

Головні монографії

1. А.Г.Ивахненко. Электроавтоматика. - Киев: Гостехиздат УССР, 1957.
2. А.Г.Ивахненко. Самонастраивающиеся системы автоматического регулирования. - Киев: Гостехиздат УССР, 1957.
3. А.Г.Ивахненко. Техническая кибернетика. - Киев: Гостехиздат УССР, 1959.
4. A.G. Iwachnenko. Technische kybernetik. - Berlin : VEB Verlag Technik, 1962.
5. А.Г.Ивахненко. Самообучающиеся системы с положительными обратными связями. - Киев: Изд-во АН УССР, 1963.
6. А.Г. Ивахненко, В.Г. Лапа. Кибернетические предсказывающие устройства. - Київ: "Наукова думка", 1965.
7. А.Г.Ивахненко. Самообучающиеся системы распознавания и автоматического управления. - Киев: Технiка, 1969.
8. А.Г.Ивахненко. Системы эвристической самоорганизации в технической кибернетике. - Киев: Технiка, 1971.
9. Ивахненко А.Г., Зайченко Ю.П., Димитров В.Д. Принятие решений на основе самоорганизации. - Москва: Сов. радио, 1976.
10. А.Г.Ивахненко. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. - Киев: Технiка, 1975.
11. А.Г.Ивахненко. Индуктивные методы самоорганизации моделей сложных систем. - Киев: Наук.думка, 1982.
12. Ivachnenko A.G., Muller J.A. Selbstorganization von Vorherzagemodellen.- Berlin: VEB Verlag Technik, 1984.
13. Ивахненко А.Г., Мюллер Й.А. Самоорганизация прогнозирующих моделей. - Киев: Технiка, 1985.
14. Ивахненко А.Г., Степашко В.С. Помехоустойчивость моделирования. - Киев: Наук.думка, 1985.
15. Ивахненко А.Г., Юpачковский Ю.П. Моделирование сложных систем по экспериментальным данным. - Москва: Радио и связь, 1987.
16. Madala H.R., Ivakhnenko A.G. Inductive learning algorithms for complex systems modeling. - London, Tokyo: CRC Press, 1994.
17. Self-organizing methods in modeling: GMDH type algorithms/ Edited by S.J.Farlow. - New York, Basel: Marcel Decker Inc., 1984. - 350 p.