На кафедре ведутся исследования по двум фундаментальным научным направлениям:

   1. Теория распознавания образов на основе стохастической геометрии и ее приложения.

   2. Исследования инновационного фактора в экономике регионов.

 По первому направлению, посвященному одной из центральных проблем современной информатики и кибернетики, на кафедре создана научная школа, получившая Российское и международное признание. Основателем и руководителем школы является дтн, профессор, академик РАЕН Н.Г. Федотов. За научные достижения  Н.Г. Федотов трижды удостаивался Президентской (государственной) научной стипендии РФ. Научные сообщества Германии, Италии, Норвегии присуждали ему исследовательские стипендии для проведения длительной научной работы в университетах этих стран. Основоположная для научного направления школы книга Н.Г. Федотова «Методы стохастической геометрии в распознавании образов», Москва: Радио и связь, удостоена диплома международного конкурса по решению проблемы распознавания, организованного транснациональной компанией HEWLETT PACKARD (жюри: лаборатория НР и Британский университет – Англия). Конкурс проводился под девизом «Новые идеи в решении проблемы распознавания образов».

Подход с позиций стохастической геометрии к распознаванию образов оказался плодотворным и позволил ввести новое геометрическое трейс-преобразование, связанное со сканированием изображений по сложным траекториям. Трейс-преобразование является удобным инструментом для исследования движущихся объектов и определения параметров движения и линейных деформаций объектов. Трейс-преобразование является ключевым элементом для формирования нового класса конструктивных признаков распознавания – триплетных признаков, характерной особенностью которых является их структура в виде композиции трех функционалов. Теория трейс-преобразований и теория триплетных признаков составляют основоположные фундаментальные результаты исследований.
Книга Н.Г. Федотов «Теория признаков распознавания образов на основе стохастической геометрии и функционального анализа» (Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2009 г. – 304 с.) стала призером конкурса по информатике международного научного фонда «Human Capital Foundation» (Англия).
За время существования кафедрой на конкурсной основе получено 18 научных грантов, включая международные. В 2005–2007 гг. кафедрой выполнялся международный INTAS – проект, поддержанный Европейским Советом, в котором принимали участие восемь зарубежных университетов (Голландии, Германии, Англии, Белоруссии), а также ВЦ РАН РФ им. А.А. Дородницына. В 2006, 2004 и 2003 гг. кафедра становилась победителем международного конкурса грантов фонда «Научный потенциал» (Англия) в области кибернетики. Кафедра выполнила lдевять проектов Российского фонда фундаментальных исследований (проекты РФФИ № 96-01-01363-а, № 97-01-00106-а, № 00-01-00421-а, № 05-01-00991-а, № 06-07-89167-а, № 08-01-02007-э_д, № 09-07-00089-а, № 12-07-00501-а,Ю №15-07-04484) и Минобразования РФ в области решения проблемы распознавания образов.
Результаты научной работы школы докладывались на международных конференциях в России, Англии, Болгарии, Германии, Норвегии, Канаде, Швейцарии, Сингапуре и т.д. Опубликовано свыше 420 научных работ и изобретений. Статьи членов научного коллектива публиковались в центральных российских и зарубежных научных журналах (Автометрия, Автоматика и телемеханика, Искусственный интеллект, Инновации, Измерительная техника, Pattern recognition, SPIE и т.п.).
Теоретические исследования по проблеме распознавания образов находят приложения в области нанотехнологий для медицинской и технической диагностики. Научной школой проводились исследования по анализу изображения хромосом в нанодиапазоне, распознаванию клеток крови человека, исследования в области дактилоскопии. Создана программная система распознавания дефектов сварных соединений на основе теории, базирующейся на стохастической геометрии. Разработаны методы распознавания человеческих лиц, которые используются в системах биометрического поиска. Разработаны методы распознавания гистологических изображений и изображений ультразвуковых исследований для медицинской диагностики. Данные результаты являются инновационными.

Распознавание наноскана для                                   Распознавание дефекта сварного соединения                               Анализ дактилоскопического отпечатка

биологических нанотехнологий

Экономическое направление научной работы кафедры

Значительны научные и методические достижения кафедры в области экономики.

Работа ведется   по  направлению    исследования   инновационного фактора в экономике регионов с помощью инструментальных систем. Ядром создаваемого информационного инструментария является база данных, насчитывающая свыше 20 тысяч российских инноваций (всех инноваций, начиная с 1990 г.). Информационный инструментарий позволяет вести объективные исследования инновационного потенциала, институциональных изменений на рынке инноваций, изучение коммуникаций в сфере инноватики. База данных российских инноваций и Система исследования инновационного фактора зарегистрированы в Роспатенте РФ. При анализе информации используются математические методы распознавания образов. Данные результаты являются инновационными.

Данные исследования выполнялись по полученным на конкурсной основе научным грантам Минобразования РФ в области фундаментальных гуманитарных наук «Формирование региональной стратегии отбора инноваций» и в области фундаментальных экономических наук «Исследование инновационного фактора в экономике регионов».

Научное руководство проектами осуществлялось д.т.н., профессором Н.Г.  Федотовым,    ответственными    исполнителями    проектов   были   старшие преподаватели к.э.н. В. Н. Королёв и Л. Н. Панков. В работе активно участвовали аспиранты: М. А. Фролова, А. Ю. Швид, А. В. Королёв  и др. и студенты А. М. Дубовицкий, С. Ю. Юдин, В. М. Николаев, П. О. Дубовкин.

К экономическому направлению работ кафедры относятся исследования, проводимые к.э.н., доцентами Д.Ю. Самыгиным и А.А. Тусковым в области повышения эффективности агробизнеса. Ими опубликовано свыше ста работ по этой проблематике.

Последние научные исследования к.т.н., доцента А.А. Герасимова уникальны тем, что объединяют оба, выше охарактеризованные направления. В них на основе применения теории распознавания образов, искусственного интеллекта осуществлена разработка информационно-логической модели управления коммерческим банком. В 2011 г. работа к.т.н., доцента А.А. Герасимова стала призером Международного конкурса проводимого Международной научной конференцией ММРО'11 (Математические модели распознавания образов).

Кафедра много внимания уделяет студенческой научной работе, считает её важнейшим видом воспитательной работы. Студенты становились призерами многих олимпиад, конкурсов студенческих работ в области экономических наук. Наиболее эффективно руководят студенческими исследованиями кэн, доценты А.А. Тусков, Д.Ю. Самыгин, старший преподаватель С.Н. Катков. 

Завершенные научные проекты

В 2006 – 2014 гг. кафедрой выполнялись финансируемые НИР по грантам Рос­сийского фонда фундаментальных исследований, по гранту в рамках междуна­родной кооперации фонда INTAS и по программе Минобразования РФ:

1      Грант Европейского Совета: Проект №04-77-7036 фонда INTAS. В работе участвовало восемь научных групп из университета Утрехта (Голландия), университета Суррея (Англия), университета Вюрцбурга (Германия); научные группы институтов Национальной академии наук Белоруссии. От России – две научные группы: Вычислительного центра РАН г. Москва и данная научная школа Пензенского государственного университета. Результаты исследований научной школы внедрены в работу Медицинских институтов и клиник университетов г. Утрехта, г. Вюрцбурга и Белоруссии. Научный руководитель д.т.н., профессор Н.Г. Федотов. Участники: аспиранты А.С. Кольчугин, С.В. Романов, Д.А. Курынов, О.А. Смолькин. Объём финансирования в 2006 году - 14000 EUR, в 2007 году – 5000 EUR.

2    Проект №05-01-00991 по гранту РФФИ (тема № 290) «Методы стохастической геометрии и функционального анализа в распознавании образов. Нелинейная фильтрация изображений». Научный руководитель д.т.н., профессор Н.Г. Федотов. Число участников проекта – 9 человек, из них моложе 35 лет – 7 человек. Объём финансирования проекта в 2006 году - 196000 руб.; в 2007 году - 241000 руб.

3    Проект №06-07-89167 по гранту РФФИ (тема № 307) «Система интеллектуального анализа и поиска биометрической информации в базе данных с помощью методов стохастической геометрии» по гранту РФФИ. Число участников проекта – 9 человек, из них моложе 35 лет – 6 человек. Объём финансирования проекта в 2006 году - 270000 руб.; 2007 году – 350000 руб.

4     НИР  по программе Минобразования РФ (тема № 304) «Разработка теории признаков распознавания образов и систем автоматической генерации признаков на основе стохастической геометрии и функционального анализа.». Научный руководитель д.т.н., профессор Н.Г. Федотов. Число участников проекта – 5 человек. Объём финансирования проекта в 2006 году -  115975 руб.; в 2007 году – 250000 руб.; в 2008 году – 280000 руб.

5    НИР по программе Минобразования (тема № 340). Научный руководитель д.т.н, профессор Н.Г. Федотов. Исполнители: 5 человек. Объём финансирования 2009 г. – 280 000 руб.; в 2010 г. − 270 000 руб.; в 2011 − 270 000 руб.

6    Проект по гранту РФФИ № 09-07-00089  (тема № 364). Научный руководитель д.т.н., профессор Н.Г. Федотов. Исполнители: 10 человек. Из них моложе 35 лет – 7 человек. Объём финансирования 2009 г. − 363150 руб.; в 2010 г. – 350000 руб.; в 2011 г. – 325000 руб.

7   НИР выполняемая в рамках государственного задания, регистрационный номер НИР: 8.2240.201. Тема: Теория распознавания образов на основе стохастической геометрии и функционального анализа и ее приложения (№ 428). Исполнители: 12 человек.  Объём финансирования в 2012 г. – 300000 руб., в 2013 г.  – 300000 руб.

8   Проект по гранту РФФИ № 12-07-00501  (тема № 434). Научный руководитель д.т.н., профессор Н.Г. Федотов. Исполнители: 8 человек. Объём финансирования в 2012 г. – 505000 руб., в 2013 г. – 550000 руб., в 2014 г. – 550000 руб.

Объём финансирования научных исследований за  2007 – 2011 гг. составил 3млн 357тыс. руб., из них фундаментальных исследований – 3млн 357 тыс. руб. Среднегодовой объем научных финансирований за отчетный период составил 671400 руб., из них фундаментальных исследований – 671400 руб. Объем научных исследований, приходящихся на одного преподавателя за год составил 67140 руб. (из них фундаментальных исследований – 595830 руб.), что превышает аккредитационный норматив.

Общий объем научного финансирования кафедры по грантам и программам составил в 2012 г. – 805000 руб., в 2013 г. – 850000 руб., в 2014 г. – 550000 руб.