Государственное научное учреждение «Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси» (до 2002 г. – Институт технической кибернетики) – один из крупнейших научных институтов НАН Беларуси. Он был образован в 1965 г., когда кибернетика стала бурно развиваться в СССР и во всем мире. Институту сразу придали практическую направленность. Он был определен головной организацией, призванной развивать и координировать в СССР работы в области автоматизации проектирования в машиностроении.

В статье прослеживается история развития научного направления «Обработка изображений» за прошедшие 45 лет.

В настоящее время компьютерный дизайн лекарств является эффективным инструментом в фармацевтических технологиях, позволяющим значительно сократить время и затраты, необходимые для разработки новых терапевтических средств [1, 2]. Важную роль в компьютерном скрининге лекарств играет молекулярный докинг, который широко используется для предсказания пространственной структуры комплекса белок-лиганд и наиболее выгодной ориентации лиганда в активном центре целевого белка, оценки энергии связывания и исследования профиля взаимодействия молекул – кандидатов в лекарственные средства с терапевтической мишенью [3]. Последние разработки полуэмпирических квантово-химических методов и методов теории функционала плотности, а также применение ab initio расчетов к дизайну молекул-кандидатов в контексте идентификации и оптимизации их структур показывают растущую важность квантовой химии в фармакологических исследованиях [4–6]. Молекулярная динамика (МД) также является мощным методом для скрининга потенциальных лекарств на основе структуры целевого белка [7, 8]. В отличие от молекулярного докинга МД моделирует перемещения каждого атома в силовом поле остальных атомов при явном задании растворителя и более эффективно, чем другие алгоритмы, отражает гибкость как лиганда, так и белка, что позволяет получать более корректные оценки свободной энергии связывания. Примеры успешных применений методов молекулярного докинга, квантовой химии и МД наглядно демонстрируют возможности вычислительных подходов для идентификации соединений с желаемыми свойствами и создания новых лекарств [3–8].

Дискретными называются устройства, функционирующие в дискретном времени и осуществляющие преобразование дискретной информации. Дискретная информация чаще всего представляется в цифровой 0, 1 (двоичной) форме, поэтому дискретные устройства называют также цифровыми. При реализации цифровых устройств на микроэлектронной базе сверхбольших интегральных схем (СБИС) этап логического проектирования является центральным. На этом этапе осуществляется переход от алгоритмических описаний устройств к логическим схемам в заданных технологических базисах. Основными задачами логического проектирования являются моделирование и функциональная верификация исходных спецификаций на проектирование, синтез логических схем, верификация результатов синтеза. Задачи синтеза трудоемкие, так как при синтезе всегда стремятся получать не просто логические схемы, реализующие требуемое поведение устройства, а схемы с меньшей площадью, т. е. меньшим числом транзисторов, меньшей задержкой (большим быстродействием) и меньшим энергопотреблением. Именно по результатам логического проектирования определяются перечисленные технические параметры получаемых логических схем.

Лабараторыя распазнавання і сінтэзу маўлення (https://ssrlab.by/) была заснавана ў 1974 годзе пад кіраўніцтвам Б. М. Лабанава як аддзел Цэнтральнага навукова-даследчага інстытута сувязі (ЦНДІС), а з 1986 года як лабараторыя Інстытута тэхнічнай кібернетыкі НАН Беларусі. Даследаванні лабараторыі 60-х гадоў былі накіраваны на распрацоўку агульных прынцыпаў аналізу маўленчых сігналаў і вылучэння інфарматыўных прыкмет, якія дазволілі б прадставіць бесперапынны маўленчы сігнал паслядоўнасцю фанетычных прыкмет. У 2000–2010 гадах былі прадстаўлены новая мультыхвалѐвая мадэль сінтэзу маўлення па тэксце – «Мультыфон» і яе праграмная рэалізацыя, а таксама праграмныя сродкі кланіравання фанетычных і інтанацыйных характарыстык маўлення чалавека – «ФонаКланатар» і «ІнтаКланатар». З пачатку 2010-х гадоў значнай часткай сталі ініцыяваныя Ю. С. Гецэвічам даследаванні, звязаныя з развіццѐм камп’ютарных метадаў па апрацоўцы тэкставай інфармацыі для сінтэзу і распазнавання маўлення. У 2013 годзе паводле прапановы Б. М. Лабанава Ю. С. Гецэвіч быў прызначаны загадчыкам лабараторыі і з’яўляецца яе кіраўніком у цяперашні час.

Развитие информационного общества и электронного государства неразрывно связано с современными информационными технологиями и научно-технической информацией (НТИ), использование которых играет определяющую роль в научных исследованиях и разработках, характеризует их современный уровень, способствует научно-техническому прогрессу во всех сферах жизнедеятельности.

Создание научной школы исследования операций в Беларуси связано с заслуженным деятелем науки Республики Беларусь, лауреатом Государственной премии Республики Беларусь, академиком В. С. Танаевым. С 1970-х гг. представителями этой школы из ОИПИ НАН Беларуси и под их руководством защищено 6 докторских и 32 кандидатские диссертации, опубликовано 16 монографий, свыше 1400 научных статей, более 60 брошюр и сборников научных статей. Выполнено 18 международных научных проектов с участием партнеров из Австрии, Великобритании, Германии, Китая, Нидерландов, Норвегии, Польши, России и Франции.

В последние 10 лет участники школы получили наиболее значимые научные результаты по следующим направлениям исследования операций и его приложений: планирование и построение расписаний, проектирование производственных линий, оптимизация инфраструктуры и функционирования электротранспорта, логистика и цены в Интернете.

Лаборатория проблем защиты информации создана в 1996 г. Первым ее руководителем был В. В. Анищенко, с 2016 г. лабораторию возглавляет В. А. Дмитриев. Основными направлениями деятельности и областями научных исследований лаборатории являются:

– разработка теоретических основ методологии обеспечения защиты информации в информационных системах;

– разработка моделей, методов и средств для обоснования требований к информационным системам по информационной безопасности;

– разработка и формирование показателей и требований для национальных стандартов по оценке защищенности;

– разработка методик испытаний защищенных информационных систем;

– аттестация систем защиты информации в реальных условиях эксплуатации информационных систем;

– разработка методов обнаружения атак в информационно-телекоммуникационных системах.

В статье кратко описаны результаты, полученные в лаборатории обработки и распознавания изображений за последнее десятилетие. Каждый из представленных результатов опубликован в одном из журналов: «Доклады Национальной академии наук Беларуси», «Известия Национальной академии наук Беларуси» и «Информатика».

Лаборатория идентификации систем является базовой лабораторией института в области идентификации сигналов и систем. Образована она в 1994 г. на базе лаборатории проблем построения САПР СБИС Брестского отделения института (д-р техн. наук, проф. Р. Х. Садыхов – зав. лабораторией, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. А. А. Дудкин, А. Г. Мачнев). С 2015 г. руководитель лаборатории – д-р техн. наук, проф. А. А. Дудкин, с 2023 г. – А. В. Инютин.

Научно-исследовательский отдел совместных программ космических и информационных технологий был создан в 2002 г. для научно-организационного сопровождения программ Союзного государства по разработке и использованию космических средств и технологий, а также для проведения научных исследований в рамках решаемых задач. На базе отдела были организованы исполнительные дирекции белорусской части союзных космических программ как органы оперативного управления процессом их реализации.

Лаборатория моделирования самоорганизующихся систем (ЛМСС) создана доктором технических наук А. М. Кротом 1 апреля 1993 г. на базе группы ученых из лаборатории имитационного моделирования, занимающихся анализом и моделированием дискретных динамических систем. ЛМСС – структурное подразделение ОИПИ НАН Беларуси, специализирующееся в области разработки и исследования моделей сложных динамических систем и процессов самоорганизации.

Цифровое развитие экономики и социальной сферы сегодня является приоритетным направлением в Республике Беларусь в целях повышения конкурентоспособности страны на мировом рынке и создания благоприятных условий жизни граждан. Президентом Республики Беларусь отмечено, что «В современном мире высокие технологии – важная движущая сила развития экономики и улучшения качества жизни населения. Цифровая трансформация всех сфер современного общества является одним из национальных приоритетов Беларуси» [1].

Лаборатория картографических систем и технологий была образована в 2000 г. на базе отдела № 210 «Автоматизированные картографические системы и технологии», созданного в 1975 г. В 1977 г. отдел стал головным подразделением Института технической кибернетики НАН Беларуси (ОИПИ НАН Беларуси) в области разработки методов, алгоритмов и программного обеспечения создания и обновления цифровых моделей местности на основе ручных и сканерных методов обработки картографических изображений. За успешное выполнение работ по созданию автоматизированных картографических систем и внедрению их в промышленную эксплуатацию заведующий отделом А. В. Старцев был удостоен Государственной премии СССР, а ряд сотрудников отдела – правительственных наград.

Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси (ОИПИ НАН Беларуси) участвует в выполнении государственных программ научных исследований, направленных на обеспечение безопасности человека, общества и государства. В частности, исследуются вопросы безопасности при чрезвычайных ситуациях. В лаборатории картографических систем и технологий и лаборатории обработки и распознавания изображений ОИПИ НАН Беларуси выполнялись работы, связанные с рисками чрезвычайных ситуаций на водных объектах и гидротехнических сооружениях (ГТС). Актуальность этой тематики обусловлена следующими факторами:

– большая часть водохранилищ и ГТС на территории Беларуси построена в период с 1950 по 1970 г. и с тех пор израсходовала значительную долю своего ресурса;

– в связи с масштабной мелиорацией и климатическими изменениями условия на водных объектах стали иными и, по мнению многих специалистов, возросла вероятность экстремальных метеорологических явлений;

– в силу ряда экономических перемен изменился режим использования многих водных объектов, на некоторых из них установлены малые гидроэлектростанции.

Разработка и использование технологий высокопроизводительных параллельных вычислений выступают важной мировой тенденцией развития. Так, созданное в 2018 г. совместное предприятие EuroHPC занимается разработкой общеевропейской инфраструктуры суперкомпьютеров и поддержкой научно-исследовательской и инновационной деятельности. Три суперкомпьютера EuroHPC входят в TOP 10 мирового рейтинга TOP 500 июля 2024 г. Для Союзного государства актуальной задачей является продолжение работ по развитию суперкомпьютерных вычислений. Экономический прогресс, политическая стабильность и безопасность Союзного государства существенно зависят от успехов в решении данной задачи. Поэтому важно рассмотреть уровень развития суперкомпьютерного направления СКИФ в Республике Беларусь, а также структуру и состав ресурсов Республиканского суперкомпьютерного центра коллективного пользования (далее – РСКЦ КП), включая системное и лицензионное прикладное программное обеспечение.

В октябре 1975 г. совместным постановлением Президиума АН БССР и Министерства машиностроения СССР в структуре Института технической кибернетики АН БССР создается первая отраслевая лаборатория – лаборатория системного обеспечения САПР, которая должна была обеспечить широкое внедрение САПР в отрасли народного хозяйства. Заведующим лабораторией был назначен канд. техн. наук Г. И. Солодкин. В зале машинного проектирования института, созданном при непосредственном участии сотрудников лаборатории, отрабатывались программы систем автоматизированного проектирования. По мере развития новейших технологий в Республике Беларусь в 1997 г. лаборатория была реорганизована в лабораторию вычислительных сетей № 119. В 2002 г. в лаборатории № 119 была организована тематическая группа по разработке методов и средств автоматизации исследования и синтеза систем управления на основе корневого подхода (руководитель канд. техн. наук, вед. науч. сотр. А. А. Несенчук) в результате объединения лаборатории вычислительных сетей № 119 и лаборатории автоматизации проектирования динамических систем № 117, созданной в 1986 г. на базе реорганизованной лаборатории автоматизированных подсистем нормативных расчетов в машиностроении № 15 (1969–1986 гг., заведующий лабораторией канд. техн. наук Е. В. Владимиров).

Лаборатория автоматизации процессов проектирования вела свою деятельность с 2003 по 2024 г. Она была основана при реорганизации Института технической кибернетики АН Беларуси в ОИПИ НАН Беларуси путем слияния НИО «Кибернетика» и НИРУП «Системы автоматизации». В период начала деятельности лаборатории под руководством Губич Лилии Васильевны, кандидата технических наук, профессора, в ней работали шесть научных сотрудников: Д. Л. Васильев, Н. П. Муха, А. А. Прохорова, Н. И. Петкевич, И. Г. Биох, И. И. Шибут.

Лаборатория робототехнических систем начала свою работу 2 января 2017 г. Основу коллектива новой лаборатории составили ученые, программисты и инженеры – сотрудники сектора «Робототехника», работавшие с 2013 г. в лаборатории моделирования самоорганизующихся систем и получившие профильное образование в области робототехники.

Лаборатория биоинформатики была создана приказом директора института В. С. Танаевым в 1999 г. В ее состав вошли И. Э. Том, О. В. Красько, Н. А. Новоселова, А. П. Сучкова и А. Н. Петрашко, до этого работавшие в лаборатории эргатических систем, возглавляемой д-ром техн. наук Г. Г. Маньшиным.

С момента своего создания лаборатория специализировалась в областях, связанных с понятием «биоинформатика», которое было сформулировано в 2000 г. в Меморандуме Национальных институтов здоровья США, подготовленном комитетом из ведущих специалистов под председательством профессора Michael Huerta: «биоинформатика – область знаний, занимающаяся исследованием, разработкой или применением вычислительных, программных средств и методов для расширения использования биологических, медицинских, психологических, эпидемиологических, гигиенических данных, включая приобретение, накопление, каталогизацию, хранение, анализ или визуализацию таких данных».