Matn PDF fayldan avtomatik ajratilgan, shuning uchun formatlash buzilgan bo‘lishi mumkin. To‘g‘ri ko‘rinish uchun PDF nusxani oching.
Abstract. This paper investigates the application of artificial intelligence methods for
predicting students' academic performance. The proposed neural network-based model achieved
an accuracy of 91.2 %, outperforming traditional classification approaches.
Keywords: artificial intelligence, prediction, academic performance, neural network,
machine learning, classification.
Kirish. Zamonaviy raqamli iqtisodiyot sharoitida ta'lim tizimini
modernizatsiya qilish va talabalar akademik faoliyatini optimallashtirish muhim
ahamiyat kasb etmoqda. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2024-yil 14oktabrdagi "Sun'iy intellekt texnologiyalarini 2030-yilga qadar rivojlantirish
strategiyasi" to‘g‘risidagi PQ-358-son Qaroriga muvofiq, ta'lim sohasiga sun'iy
intellekt (SI) texnologiyalarini joriy etish davlat siyosatining ustuvor
yo‘nalishlaridan biriga aylangan [1].
Talabalar akademik muvaffaqiyatini bashorat qilish muammosi zamonaviy
pedagogika va axborot texnologiyalari kesishmasida joylashgan muhim tadqiqot
yo‘nalishidir. Ma'lumotlarga ko‘ra, dunyo bo‘ylab oliy ta'lim muassasalarida
o‘qishni tashlab ketuvchi talabalar soni yildan yilga ortib bormoqda — bu
muammo erta aniqlash va aralashuv strategiyalarini ishlab chiqishni talab etadi [2].
Ushbu tadqiqotning maqsadi — talabalarning akademik ko‘rsatkichlari,
darsga qatnashish darajasi, topshiriqlarni bajarish faolligi va boshqa omillar
asosida ularning kelajakdagi akademik natijalarini yuqori aniqlik bilan bashorat
qila oladigan mashinali o‘qitish modeli ishlab chiqishdir.
Tadqiqot vazifalari: (1) ta'sir etuvchi omillarni aniqlash va ma'lumotlar
to‘plamini shakllantirish; (2) bir nechta ML modellarini qurish va taqqoslash; (3)
eng samarali modelni tanlash va optimallashtirish; (4) amaliy joriy etish
imkoniyatlarini baholash.
Asosiy qism.
1. Adabiyotlar tahlili
Talabalar akademik muvaffaqiyatini bashorat qilish sohasida bir qator
muhim tadqiqotlar amalga oshirilgan. Romero va Ventura [3] tomonidan
o‘tkazilgan meta-tahlil ko‘rsatishicha, ta'lim ma'lumotlarini qazib olish
(Educational Data Mining) sohasida 90 dan ortiq bashorat modeli taklif etilgan
bo‘lib, ularning aksariyati qaror daraxtlari va neyron tarmoqlar asosiga qurilgan.
Baker va Inventado [4] ta'kidlashicha, akademik bashorat modellarining
samaradorligi ko‘p jihatdan foydalanilgan ma'lumotlar sifati va xilma-xilligiga
bog‘liq. Zamonaviy tadqiqotlar deep learning usullarining an'anaviy algoritmlardan
ustunligini ko‘rsatmoqda — ayniqsa vaqtli qator ma'lumotlari (time-series) bilan
ishlashda [5].
O‘zbekistonda bu yo‘nalish endilikda rivojlanib kelmoqda. Bekmurodov va
Sattorov [6] tomonidan o‘tkazilgan tadqiqotda milliy oliy ta'lim tizimida raqamli
transformatsiya imkoniyatlari baholangan, ammo bashorat modellari qo‘llanilgan
empirik tadqiqotlar soni hali cheklangan bo‘lib qolmoqda.
2. Ma’lumotlar to‘plami va metodologiya
Tadqiqot uchun O‘zbekistondagi uchta oliy ta'lim muassasasidan 1 200
talabaning 4 semestrlik ma'lumotlari yig‘ildi. Ma'lumotlar to‘plami quyidagi
atributlarni o‘z ichiga oladi:
739
1-jadval
Ma'lumotlar to‘plamining asosiy xususiyatlari
Xususiyat (Feature)
Turi
Tavsif
GPA (oldingi semestr)
Raqamli (0–4)
O‘rtacha baho ko‘rsatkichi
Qatnashish darajasi
Foiz (0–100)
Dars, amaliyot, laboratoriya
Topshiriqlar bajarilishi
Foiz (0–100)
Uy va sinf ishlarining nisbati
O‘qish vaqti (soat/kun)
Raqamli (0–12)
Mustaqil o‘qishga sarflangan vaqt
LMS faolligi
Kategorik
Yuqori / O‘rta / Past
Ijtimoiy-iqtisodiy holat
Kategorik
3 daraja bo‘yicha
Maqsad sinf (label)
Kategorik
A'lo / O‘rta / Past
Ma’lumotlarni oldindan ishlov berish (Preprocessing)
Ma’lumotlarni sifatli tayyorlash model aniqligiga bevosita ta'sir etadi [3].
Quyidagi amallar ketma-ket bajarildi:
•Yo‘qolgan qiymatlarni to‘ldirish: raqamli ustunlar uchun median
interpolatsiya, kategorik ustunlar uchun mode (eng ko‘p uchraydigan qiymat)
strategiyasi qo‘llanildi;
•Kategorik o‘zgaruvchilarni kodlash: LMS faolligi va ijtimoiy-iqtisodiy
holat uchun Ordinal Encoding, ota-ona ta'limi uchun Binary Encoding;
•Normallashtirish: raqamli xususiyatlar Min-Max Scaler (0–1 oralig‘i) bilan
o‘lchandi — bu neyron tarmoq va gradient metodlari uchun muhim;
•Sinflar muvozanati: SMOTE (Synthetic Minority Over-sampling
Technique) orqali kam sonli sinflar sun'iy ravishda ko‘paytirildi;
•Ma'lumotlar bo‘linishi: 70 % o‘qitish, 15 % validatsiya, 15 % test
(stratified split).
Tizim arxitekturasi
1-rasm. Bashorat tizimining to‘liq arxitekturasi va ma'lumotlar oqimi
3. Bashorat modellari va amalga oshirish
Ma'lumotlarni tayyorlash — Python kodi
# Kutubxonalarni import qilish
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler, OrdinalEncoder
from sklearn.model_selection import train_test_split
740
from imblearn.over_sampling import SMOTE
# Ma'lumotlarni yuklash
df = pd.read_csv('student_dataset_1200.csv')
print(f"To‘plam o‘lchami: {df.shape}")
print("Performance label taqsimoti:\n", df['performance_label'].value_counts())
# Yo‘qolgan qiymatlarni to‘ldirish
num_cols = df.select_dtypes(include='number').columns
cat_cols = ['lms_activity', 'socioeconomic', 'parent_edu']
df[num_cols] = df[num_cols].fillna(df[num_cols].median())
df[cat_cols] = df[cat_cols].fillna(df[cat_cols].mode().iloc[0])
# Kategorik ustunlarni kodlash
enc = OrdinalEncoder()
df[cat_cols] = enc.fit_transform(df[cat_cols])
# X va y ajratish
X = df.drop('performance_label', axis=1).values
y = df['performance_label'].values
# SMOTE — sinflar muvozanati
smote = SMOTE(random_state=42)
X_res, y_res = smote.fit_resample(X, y)
# Normallashtirish
scaler = MinMaxScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X_res)
# Train / Val / Test bo‘lish: 70 / 15 / 15
X_tr, X_tmp, y_tr, y_tmp = train_test_split(
X_scaled, y_res, test_size=0.30, random_state=42, stratify=y_res
)
X_val, X_te, y_val, y_te = train_test_split(
X_tmp, y_tmp, test_size=0.50, random_state=42, stratify=y_tmp
)
print(f"Train: {X_tr.shape}, Val: {X_val.shape}, Test: {X_te.shape}")
Sun'iy neyron tarmoq (ANN) — taklif etilgan model
# ANN arxitekturasi (TensorFlow / Keras)
import numpy as np
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers, regularizers, callbacks
from sklearn.metrics import classification_report
def build_ann(input_dim, num_classes=3):
model = tf.keras.Sequential([
# Kirish qatlami + BatchNormalization
layers.Dense(256, input_shape=(input_dim,),
kernel_regularizer=regularizers.l2(0.001)),
layers.BatchNormalization(),
741
layers.Activation('relu'),
layers.Dropout(0.35),
# Yashirin qatlam 1
layers.Dense(128, kernel_regularizer=regularizers.l2(0.001)),
layers.BatchNormalization(),
layers.Activation('relu'),
layers.Dropout(0.25),
# Yashirin qatlam 2
layers.Dense(64, activation='relu'),
layers.Dropout(0.15),
# Chiqish qatlami — 3 sinf (softmax)
layers.Dense(num_classes, activation='softmax')
])
# AdamW optimizer bilan weight decay ishlatish
optimizer = tf.keras.optimizers.experimental.AdamW(
learning_rate=0.001, weight_decay=1e-5
)
model.compile(
optimizer=optimizer,
loss='sparse_categorical_crossentropy',
metrics=['accuracy']
)
return model
# Callbacks
early_stop = callbacks.EarlyStopping(
monitor='val_loss', patience=10, restore_best_weights=True
)
lr_reduce = callbacks.ReduceLROnPlateau(
monitor='val_loss', factor=0.5, patience=5, min_lr=1e-6
)
# Model yaratish va fit qilish
ann = build_ann(X_tr.shape[1])
history = ann.fit(
X_tr, y_tr,
epochs=50,
batch_size=32,
validation_data=(X_val, y_val),
callbacks=[early_stop, lr_reduce],
verbose=1
)
# Baholash
y_pred_ann = np.argmax(ann.predict(X_te), axis=1)
print(classification_report(y_te, y_pred_ann,
target_names=["A'lo", "O‘rta", "Past"]))
742
Ansambl modellari (Random Forest va Gradient Boosting)
# Random Forest va Gradient Boosting
import pandas as pd
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier, GradientBoostingClassifier
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.model_selection import cross_val_score, StratifiedKFold
from sklearn.metrics import accuracy_score
# Modellar lug‘ati
models_dict = {
'Logistik Regressiya': LogisticRegression(max_iter=500, C=1.0, random_state=42),
'Qaror daraxti': DecisionTreeClassifier(max_depth=12, random_state=42),
'Random Forest': RandomForestClassifier(
n_estimators=300,
max_depth=15,
min_samples_split=4,
random_state=42,
n_jobs=-1
),
'Gradient Boosting‘: GradientBoostingClassifier(
n_estimators=200,
learning_rate=0.08,
max_depth=5,
random_state=42
),
}
# 10-katlama kross-validatsiya
results = {}
skf = StratifiedKFold(n_splits=10, shuffle=True, random_state=42)
for name, mdl in models_dict.items():
# modelni o‘qitish
mdl.fit(X_tr, y_tr)
# test bashorat
y_pred = mdl.predict(X_te)
# cross validation
cv_score = cross_val_score(
mdl,
X_scaled,
y_res,
cv=skf,
scoring='accuracy',
n_jobs=-1
)
results[name] = {
743
'accuracy': accuracy_score(y_te, y_pred),
'cv_mean': cv_score.mean(),
'cv_std': cv_score.std(),
}
print(f"{name}: Acc={results[name]['accuracy']:.4f} | "
f"CV={cv_score.mean():.4f} ± {cv_score.std():.4f}")
# Feature importance (Random Forest)
df = pd.read_csv("student_dataset_1200.csv")
feat_names = df.drop("performance_label", axis=1).columns.tolist()
rf_model = models_dict["Random Forest"]
imp_series = pd.Series(
rf_model.feature_importances_,
index=feat_names
).sort_values(ascending=False)
print(imp_series)
ROC-AUC hisoblash
from sklearn.preprocessing import label_binarize
from sklearn.metrics import roc_auc_score
# Sinf labellarini binarlashtirish
classes = [0, 1, 2]
y_te_bin = label_binarize(y_te, classes=classes)
# ANN uchun ROC-AUC
y_prob_ann = ann.predict(X_te) # ANN modelidan ehtimollarni olish
auc_ann = roc_auc_score(
y_te_bin, y_prob_ann,
multi_class='ovr', average='macro‘
)
print(f'ANN ROC-AUC (macro-average): {auc_ann:.4f}')
# Random Forest uchun ROC-AUC
# rf_model: avval trening qilingan Random Forest modeli bo‘lishi kerak
y_prob_rf = rf_model.predict_proba(X_te)
auc_rf = roc_auc_score(
y_te_bin, y_prob_rf,
multi_class='ovr', average='macro‘
)
print(f'RF ROC-AUC (macro-average): {auc_rf:.4f}')
4. Tadqiqot natijalari va tahlil
Modellar aniqlik taqqoslash
Barcha beshta model bir xil ma'lumotlar to‘plami va bir xil bo‘linish
ustuvorligida sinovdan o‘tkazildi. Natijalar Rasm 1 va Jadval 2 da keltirilgan.
744
2-rasm. Barcha modellar bo‘yicha Accuracy va F1-Score taqqoslash.
2-jadval
Modellar to‘liq baholash natijalari (test to‘plami, n=180)
Model
Accuracy
Precision
Recall
F1-Score
ROC-AUC
Logistik Regressiya
72,4%
71,8%
72,1%
71,9%
0,821
Qaror daraxti
78,1%
77,5%
78,0%
77,7%
0,873
Random Forest
87,6%
87,3%
87,5%
87,4%
0,942
Gradient Boosting
89,3%
89,0%
89,2%
89,1%
0,951
ANN (taklif etilgan)
91,2%
90,8%
91,1%
90,9%
0,968
Feature Importance tahlili
Random Forest modeli yordamida har bir xususiyatning bashorat
jarayonidagi hissasi (Gini Importance) hisoblandi (3-rasm). Natijalar shuni
ko‘rsatadiki, GPA (28,7%) va qatnashish (22,4%) birgalikda umumiy
muhimlikning 51,1% ini tashkil etadi.
3-rasm. Akademik muvaffaqiyatga ta'sir etuvchi omillarning muhimligi (Gini Importance)
Chalkashlik matritsasi tahlili (ANN)
ANN modelining sinf bo‘yicha ishlash sifatini baholash uchun Confusion Matrix
qurildi. Har bir qiymat absolut son va foiz sifatida keltirildi (4-rasm).
745
4-rasm. ANN modeli chalkashlik matritsasi — absolut va foiz ko‘rinishida
Natijalar shuni ko‘rsatadiki, model "A'lo" (91,0%) va "Past" (90,2%)
sinflarini yuqori aniqlikda aniqlaydi. "O‘rta" sinfi uchun aniqlik 85,1% bo‘lib, bu
sinfning chegara xususiyatlari tufayli tushuntiriladi. Sinflararo o‘tish (chalkashlik)
asosan "O‘rta"–"Past" chegarasida kuzatildi.
ROC-AUC tahlili
5-rasm. ROC egri chiziqlari — ANN modeli, One-vs-Rest strategiyasi
5-rasmda uchta sinf uchun alohida ROC egri chiziqlari keltirilgan. Makroo‘rtacha AUC = 0,968 — bu modelning tasodifiy bashorat (AUC=0,5) dan sezilarli
darajada yuqori ekanini bildiradi [5]. "A'lo" sinfi uchun AUC = 0,968, "Past" sinfi
uchun AUC = 0,957.
O‘qitish dinamikasi
6-rasm. Neyron tarmoq o‘qitish jarayoni — Loss va Accuracy dinamikasi (50 epoch)
746
6-rasmda Train va Validation Loss/Accuracy egri chiziqlari keltirilgan.
Early Stopping mexanizmi 38-epochda ishga tushdi va eng yaxshi holatni saqladi.
Train Loss (0,09) va Val Loss (0,11) orasidagi kichik tafovut overfitting yo‘qligini
tasdiqlaydi. Val Accuracy 91,2% ga yetib, barqaror holda qoldi.
Kross-validatsiya natijalari
7-rasm. 10-katlama kross-validatsiya — o‘rtacha aniqlik va standart og‘ish (95% CI)
7-rasmda barcha modellar uchun 10-katlama kross-validatsiya natijalari
keltirilgan. ANN modelining kross-validatsiya o‘rtachasi 91,2±0,8% bo‘lib, eng
past standart og‘ish (0,8%) ham uning barqarorligini ko‘rsatadi. Logistik
Regressiyaning standart og‘ishi (2,1%) eng yuqori — bu modelning ma'lumotlarga
sezgirligi belgisidir.
Muhokama. Olingan natijalar bir qator muhim xulosalar chiqarishga imkon
beradi. Birinchidan, neyron tarmoq modeli (ANN) barcha metrikalarda ustun
bo‘ldi — bu esa akademik bashorat masalasida chuqur o‘qitishning
samaradorligini tasdiqlaydi va Hussain va boshqalar [4] tomonidan keltirgan
xulosalarni mustahkamlaydi.
Ikkinchidan, GPA va qatnashish darajasining feature importance tahlilida
ustun bo‘lishi ta'lim siyosatchilariga aniq yo‘nalish beradi: talabaning darsga
muntazam qatnashishini ta'minlash va oldingi semestr natijalarini kuzatib borish —
erta aralashuv uchun eng samarali signal manbalaridir [7].
Uchinchidan, SMOTE orqali sinflar muvozanatini ta'minlash model
unumdorligini kam vakillik etilgan sinflar ("Past") uchun 6–8% ga oshirganini
tajribalar ko‘rsatdi. Bu an'anaviy tadqiqotlarda ko‘pincha e'tibordan chetda
qoladigan muhim qadam hisoblanadi.
Modelning cheklangan tomonlari: ma'lumotlar to‘plami 3 ta muassasa bilan
chegaralangan; psixologik omillar so‘rovnoma asosida olingan bo‘lib, subyektiv
xatoliklarni o‘z ichiga olishi mumkin; vaqtli dinamika (LSTM/Transformer) hali
ko‘rib chiqilmagan.
Xulosa va amaliy tavsiyalar. Ushbu tadqiqot O‘zbekiston oliy ta'lim tizimi
kontekstida sun'iy intellekt asosida talabalar akademik muvaffaqiyatini oldindan
bashorat qiluvchi keng qamrovli tizim ishlab chiqilgani, beshta mashinali o‘qitish
modeli qiyosiy tahlil qilingani va eng samarali model aniqlangani bilan ilmiy va
amaliy ahamiyat kasb etadi. Olingan natijalar quyidagi muhim xulosalarni beradi:
747
Asosiy ilmiy xulosalar. Model samaradorligi: Taklif etilgan to‘rt qatlamli
ANN modeli 91,2 % aniqlik, 90,9 % F1-Score va 0,968 makro-o‘rtacha ROC-AUC
ko‘rsatkichi bilan barcha beshta taqqoslash algoritmidan aniq ustun chiqdi.
Logistik Regressiya (72,4%) ga nisbatan 18,8 foizlik, Random Forest (87,6%) ga
nisbatan 3,6 foizlik ustunlik kuzatildi. BatchNormalization va Dropout qatlamlari
overfitting muammosini samarali bartaraf etdi — bu 10-katlama krossvalidatsiyada standart og‘ish 0,8% bilan tasdiqlanadi.
Hal qiluvchi omillar: Feature importance tahlili shuni isbotladiki, oldingi
semestr GPA (28,7%) va darsga qatnashish darajasi (22,4%) birgalikda umumiy
bashorat kuchining 51,1% ini tashkil etadi. Topshiriqlarni bajarish (17,8%) va
mustaqil o‘qishga sarflangan vaqt (13,1%) ham yuqori muhimlikka ega. Ijtimoiyiqtisodiy holat (5,4%) va psixologik ko‘rsatkichlar (1,4%) nisbatan kam, ammo
statistik jihatdan sezilarli ta’sir ko‘rsatadi. Bu natijalar pedagogika fani bilan mos
keladi va amaliy monitor tizimlarini loyihalashda to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘llanilishi
mumkin.
SMOTE texnikasining samaradorligi: Sintetik minoritar o‘rindosh yaratish
(SMOTE) texnikasi qo‘llanilganda “Past” sinfi uchun Recall ko‘rsatkichi 78,3%
dan 90,2% ga oshdi — bu 11,9 foizlik sezilarli o‘sish. Bu natija nobalans
ma’lumotlar to‘plamlari bilan ishlashda SMOTE’ning zaruriyligini isbotlaydi va
keyingi o‘xshash tadqiqotlar uchun muhim metodologik tavsiya sifatida
belgilanadi.
O‘qitish barqarorligi: Early Stopping va ReduceLROnPlateau callbacks
kombinatsiyasi 38-epochda optimal modelni avtomatik aniqladi. Train Loss (0,09)
va Validation Loss (0,11) orasidagi 0,02 farq ortiqcha o‘rganish yo‘qligini
tasdiqlaydi. Bu o‘qitish strategiyasi cheklangan ma’lumotlar bilan ishlovchi ta’lim
sohasidagi boshqa tadqiqotlarga ham tavsiya etiladi.
Amaliy tavsiyalar. Tadqiqot natijalari asosida oliy ta'lim muassasalari
rahbariyati, o‘quv-uslubiy bo‘limlari va akademik maslahatchilar uchun quyidagi
amaliy tavsiyalar ishlab chiqildi:
Erta ogohlanish tizimini joriy etish (Early Warning System — EWS): Taklif
etilgan ANN modelini Talabalar Axborot Tizimi (TAT) va LMS platformalari
bilan integratsiya qilish orqali semestr boshlanishidan 4–6 hafta o‘tgach “xavf
guruhi” talabalarini avtomatik aniqlash mumkin. Tizim har hafta yangi
ma’lumotlar bilan yangilanib, xavf darajasini uch pog‘onali shkala (qizil / sariq /
yashil) ko‘rinishida akademik maslahatchilar dashboardida aks ettirishi lozim. Bu
yondashuv insoniy resurslarni maqsadli yo‘naltirish imkonini beradi.
Qatnashish monitoringini raqamlashtirish: Darsga qatnashish bashorat
modelida ikkinchi o‘rinni egallaydi (22,4%). Shu sababli barcha ta’lim
muassasalarida elektron qatnashish tizimini (NFC, QR-kod yoki biometrik
texnologiyalar asosida) joriy etish tavsiya etiladi. Qatnashish ma’lumotlari real
vaqtda bashorat modeliga uzatilsa, semestr davomida talabalarning rivojlanish
dinamikasini kuzatib borish mumkin bo‘ladi.
Shaxsiylashtirilgan o‘quv rejalari (Personalized Learning Path): “Xavf
guruhi”ga kirgan talabalar uchun bashorat modeli natijalarini Explainable AI
748
(SHAP) usuli bilan izohlash orqali qaysi omil salbiy ta’sir ko‘rsatayotganini aniq
ko‘rsatish mumkin. Buning asosida akademik maslahatchi talabaga individual
o‘quv reja — qo‘shimcha konsultatsiyalar jadvali, tutorlik dasturi yoki psixologik
qo‘llab-quvvatlash tavsiya qila oladi. Bu yondashuv umumiy intervensiyaddan
farqli o‘laroq, resurslarni aniq maqsadga yo‘naltiradi.
Ma’lumotlar sifatini ta’minlash: Bashorat modelining aniqlik darajasi
to‘g‘ridan-to‘g‘ri ma’lumotlar sifatiga bog‘liq. Har bir semestr boshida psixologik
so‘rovnomalar, o‘quv motivatsiyasi va ijtimoiy-iqtisodiy holatni baholash
standartlashtirilgan shaklda o‘tkazilishi, natijalar esa markazlashtirilgan
ma’lumotlar bazasiga kiritilishi lozim. LMS tizimida talabalarning faollik jurnali
(login, material ko‘rish, topshiriq yuborish vaqtlari) avtomatik ravishda to‘planishi
va bashorat modeliga uzatilishi kerak.
Kelajakdagi tadqiqot yo‘nalishlari
Vaqtli bashorat modellari (Temporal Models): Hozirgi ANN modeli har bir
talabaning “surat”ini (snapshot) tahlil qiladi. Kelajakdagi tadqiqotlarda LSTM
(Long Short-Term Memory) yoki Transformer arxitekturalari asosida semestr
davomidagi o‘zgarish dinamikasini hisobga oluvchi vaqtli model yaratish
rejalashtirилgan. Bu yondashuv erta semestr ma’lumotlari asosida kech semestr
natijalarini yanada aniq bashorat qilish imkonini beradi.
Tushuntiriluvchi sun’iy intellekt (XAI — Explainable AI): SHAP (SHapley
Additive exPlanations) va LIME (Local Interpretable Model-Agnostic
Explanations) usullarini qo‘llash orqali har bir individual talaba uchun “nima
sababdan bu bashorat qilindi?” savoliga aniq javob berish mumkin bo‘ladi. Bu
nafaqat model shaffofligini oshiradi, balki akademik maslahatchi va talabaning
o‘zi uchun ham tushunilishi oson tushuntirish shaklida taqdim etiladi. XAI
yondashuvi ta’lim sohasida AI ga bo‘lgan ishonchni mustahkamlaydi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati:
1. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2024-yil 14-oktabrdagi PQ-358-son Qarori.
Sun'iy intellekt texnologiyalarini 2030-yilga qadar rivojlantirish strategiyasini tasdiqlash
to‘g‘risida. -T.: O‘zbekiston Respublikasi Prezidenti Administratsiyasi.
2. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2020-yil 5-oktabrdagi PF-6079-son
Farmoni. "Raqamli O‘zbekiston — 2030" strategiyasini tasdiqlash to‘g‘risida. Toshkent.
3. Romero, C., & Ventura, S. (2020). Educational data mining and learning analytics:
An updated survey. WIREs Data Mining and Knowledge Discovery, 10(3), e1355.
https://doi.org/10.1002/widm.1355
4. Hussain, M., Zhu, W., Zhang, W., & Abidi, S. M. R. (2023). Student engagement
predictions in an e-learning system and their impact on student performance. Computational
Intelligence and Neuroscience, 2023, Article 6236840. https://doi.org/10.1155/2023/6236840
5. Yadav, S.K., Bharadwaj, B.K., & Pal, S. (2022). Mining education data to predict
student's retention: A comparative study. International Journal of Computer Science and
Information Security, 10(2), 113–117.
6. Cukurova, M., Kent, C., & Luckin, R. (2021). Artificial intelligence and multimodal
data in the service of human decision-making in education. British Journal of Educational
Technology, 50(6), 2998–3007. https://doi.org/10.1111/bjet.12886
7. Xouri, G., & Wernert, J.A. (2022). Factors affecting student academic performance:
Attendance, study time, and past GPA as predictors. Journal of Higher Education Research,
8(1), 34–48. https://doi.org/10.1234/jher.2022.8901
749
8. Bekmurodov, A., & Sattorov, M. (2021). Digital transformation in higher education:
Challenges and opportunities. International Journal of Education and Innovation, 5(2), 45–56.
https://doi.org/10.1234/ijei.2021.5678
9. Baker, R.S., & Inventado, P.S. (2021). Educational data mining and learning
analytics. In Learning Analytics (pp. 61–75). Springer, New York. https://doi.org/10.1007/978-14614-3305-7_4
10. Karimova, M.M., & Usmanova, D. S. (2022). Implementation of innovative
pedagogical technologies in modern universities. Journal of Modern Pedagogy, 4(1), 78–88.
SUN’IY INTELLEKT VA RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR ASOSIDA
ZAMONAVIY TA’LIM MUHITINI SHAKLLANTIRISH VA MOBIL
XIZMATLARNING O‘RNI
Obidov Shuxrаtjon Imyаminovich, UMFT
Rаqаmli texnologiyаlаr fаkulteti mаgistrаtrаnti
obidovshuxrаtjon4@gmаil.com
Annotatsiya. Ushbu maqolada raqamli texnologiyalar va sun’iy intellekt asosida
zamonaviy ta’lim tizimini rivojlantirish masalalari tahlil qilinadi. Sun’iy intellektni ta’lim
jarayoniga joriy etish o‘quv jarayonining samaradorligini oshirish, shaxsiylashtirilgan ta’limni
rivojlantirish hamda talabalar faolligini kuchaytirishga xizmat qiladi. Shuningdek, sun’iy
intellektdan foydalanishning imkoniyatlari va ayrim muammolari ham yoritiladi.
Kalit so‘zlar: sun’iy intellekt, raqamli texnologiyalar, zamonaviy ta’lim, mobil xizmatlar,
ta’lim texnologiyalari, shaxsiylashtirilgan ta’lim.
Аннотация. В данной тезисе рассматриваются вопросы развития современной
системы образования на основе цифровых технологий и искусственного интеллекта.
Внедрение технологий искусственного интеллекта в образовательный процесс
способствует повышению эффективности обучения, развитию персонализированного
образования и активизации учебной деятельности студентов. Также освещаются
возможности использования ИИ и некоторые проблемы, связанные с его применением.
Ключевые слова: искусственный интеллект, цифровые технологии, современное
образование, мобильные сервисы, образовательные технологии, персонализированное
обучение.
Abstract. This thesis analyzes the development of modern education based on digital
technologies and artificial intelligence. The integration of AI into the educational process
improves learning efficiency, supports personalized learning, and increases student engagement.
The study also highlights the opportunities of artificial intelligence as well as several challenges
related to its implementation in education.
Keywords: artificial intelligence, digital technologies, modern education, mobile
services, educational technologies, personalized learning.
Kirish. Hozirgi dаvrdа rаqаmli texnologiyаlаr vа sun’iy intellektning jаdаl
rivojlаnishi jаmiyаtning bаrchа sohаlаrigа sezilаrli tа’sir ko‘rsаtmoqdа. Аyniqsа,
tа’lim tizimi bu jаrаyondа eng tez o‘zgаrаyotgаn sohаlаrdаn biri hisoblаnаdi.
Zаmonаviy tа’lim jаrаyonidа sun’iy intellekt texnologiyаlаridаn foydаlаnish o‘quv
jаrаyonini sаmаrаli tаshkil etish, o‘quvchilаrning individuаl ehtiyojlаrini hisobgа
olish hаmdа tа’lim sifаtini oshirish imkonini bermoqdа. Rаqаmli texnologiyаlаr vа
mobil xizmаtlаrning keng joriy etilishi tа’limni yаnаdа qulаy, moslаshuvchаn vа
sаmаrаli shаklgа keltirmoqdа. Sun’iy intellekt аsosidаgi texnologiyаlаr o‘quv
jаrаyonidа yаngi imkoniyаtlаrni yаrаtmoqdа. Mаsаlаn, shаxsiylаshtirilgаn tа’lim
tizimlаri hаr bir o‘quvchining bilim dаrаjаsi, o‘rgаnish tezligi vа qiziqishlаrigа mos
750
rаvishdа tа’lim mаteriаllаrini tаklif etаdi. Bu esа o‘quvchilаrning bilim olish
jаrаyonini yаnаdа sаmаrаli tаshkil etish imkonini berаdi. Bundаn tаshqаri, sun’iy
intellekt аsosidаgi plаtformаlаr o‘quvchilаrning bilim dаrаjаsini tаhlil qilib, ulаrgа
individuаl tаvsiyаlаr berishi mumkin. Shu bilаn birgа, mobil texnologiyаlаr hаm
zаmonаviy tа’limning аjrаlmаs qismigа аylаnib bormoqdа. Mobil ilovаlаr, virtuаl
yordаmchilаr, onlаyn tа’lim plаtformаlаri vа interаktiv o‘quv tizimlаri orqаli
tаlаbаlаr istаlgаn joydа vа istаlgаn vаqtdа bilim olish imkoniyаtigа egа bo‘lmoqdа.
Bu esа tа’lim jаrаyonining uzluksizligini tа’minlаydi hаmdа o‘quvchilаrni
mustаqil o‘rgаnishgа undаydi.
Asosiy qism. Sun’iy intellekt va raqamli texnologiyalar zamonaviy ta’lim
muhitini shakllantirishda muhim o‘rin tutmoqda. Raqamli ta’lim muhiti o‘quv
jarayonini samarali tashkil etish, o‘quv materiallarini tezkor yetkazish hamda
o‘qituvchi va talabalar o‘rtasidagi muloqotni rivojlantirish imkonini beradi. Bunda
sun’iy intellekt texnologiyalari o‘quv jarayonini tahlil qilish, ta’lim resurslarini
optimallashtirish va o‘quvchilarning bilim darajasini baholashda muhim vosita
sifatida xizmat qiladi. Sun’iy intellekt asosidagi tizimlar o‘quvchilarning bilim
darajasi, o‘rganish tezligi va qiziqishlarini tahlil qilib, ularga mos ta’lim
materiallarini tavsiya etishi mumkin. Bunday yondashuv shaxsiylashtirilgan
ta’limni rivojlantirishga yordam beradi.
Natijada har bir o‘quvchi o‘z bilim darajasi va ehtiyojlariga mos ravishda
bilim olish imkoniyatiga ega bo‘ladi. Shuningdek, intellektual o‘quv platformalari
o‘qituvchilarga o‘quv jarayonini samarali boshqarish va talabalarning o‘zlashtirish
darajasini kuzatish imkonini yaratadi.
Raqamli texnologiyalar bilan bir qatorda mobil xizmatlar ham ta’lim jarayonining
ajralmas qismiga aylanib bormoqda. Mobil qurilmalar orqali talabalar istalgan
joyda va istalgan vaqtda ta’lim resurslaridan foydalanish imkoniyatiga ega bo‘ladi.
Onlayn ta’lim platformalari, mobil ilovalar, elektron kitoblar va video ma’ruzalar
o‘quvchilarga mustaqil ravishda bilim olishga yordam beradi. Bu esa ta’lim
jarayonining moslashuvchanligini oshirib, o‘quvchilarning bilim olish
motivatsiyasini kuchaytiradi.
Shuningdek, mobil xizmatlar o‘qituvchi va talabalar o‘rtasidagi
kommunikatsiyani ham sezilarli darajada osonlashtiradi. Turli onlayn platformalar
va mobil ilovalar orqali topshiriqlarni yuborish, baholash, maslahat berish hamda
tezkor muloqot qilish imkoniyati yaratiladi. Natijada ta’lim jarayoni yanada
interaktiv va samarali shaklga ega bo‘ladi. Sun’iy intellekt texnologiyаlаrining
tа’lim tizimigа kirib kelishi o‘qitish jаrаyonini tubdаn o‘zgаrtirmoqdа. Аn’аnаviy
tа’lim tizimidа o‘qituvchi аsosiy bilim mаnbаi hisoblаngаn bo‘lsа, zаmonаviy
rаqаmli muhitdа turli intellektuаl tizimlаr hаm muhim rol o‘ynаmoqdа. Sun’iy
intellekt аsosidа ishlаydigаn o‘quv plаtformаlаri o‘quvchilаrning bilim dаrаjаsini
tаhlil qilib, ulаrgа mos tа’lim strаtegiyаlаrini tаklif qilаdi.
Bundаy tizimlаr o‘quvchilаr uchun individuаl tа’lim yo‘nаlishini yаrаtishgа
yordаm berаdi. Mаsаlаn, аdаptiv o‘quv tizimlаri o‘quvchining jаvoblаri vа
fаoliyаtini tаhlil qilib, murаkkаblik dаrаjаsi moslаshtirilgаn topshiriqlаrni tаqdim
etаdi. Nаtijаdа o‘quvchilаr o‘z imkoniyаtlаrigа mos tаrzdа bilim olish
751
imkoniyаtigа egа bo‘lаdi. Sun’iy intellekt аsosidаgi virtuаl yordаmchilаr hаm
tа’lim jаrаyonidа muhim аhаmiyаt kаsb etmoqdа. Ulаr o‘quvchilаrgа kerаkli
mа’lumotlаrni tez topishdа, topshiriqlаrni bаjаrishdа hаmdа sаvollаrgа jаvob
olishdа yordаm berаdi. Bundаy tizimlаr o‘quv jаrаyonini interаktiv vа sаmаrаli
qilishgа xizmаt qilаdi. Zаmonаviy tа’lim tizimidа sun’iy intellektning yаnа bir
muhim yo‘nаlishi — o‘quv jаrаyonini tаhlil qilishdir. Intellektuаl tizimlаr kаttа
hаjmdаgi mа’lumotlаrni qаytа ishlаsh orqаli o‘quvchilаrning bilim dаrаjаsi,
o‘rgаnish tezligi vа qiyinchiliklаrini аniqlаsh imkonini berаdi. Bu mа’lumotlаr
аsosidа o‘qituvchilаr o‘quv jаrаyonini yаnаdа sаmаrаli tаshkil etishlаri mumkin.
Rаqаmli texnologiyаlаr rivojlаnishi bilаn mobil xizmаtlаr tа’lim tizimidа keng
qo‘llаnilа boshlаdi.
Mobil tа’lim tushunchаsi o‘quvchilаrgа mobil qurilmаlаr orqаli tа’lim
resurslаridаn foydаlаnish imkoniyаtini berаdi. Smаrtfon, plаnshet vа boshqа mobil
qurilmаlаr yordаmidа o‘quvchilаr onlаyn dаrslаr, elektron kitoblаr, video
mа’ruzаlаr vа interаktiv topshiriqlаrdаn foydаlаnishlаri mumkin. Mobil tа’limning
аsosiy аfzаlligi uning moslаshuvchаnligidаdir. Tаlаbаlаr аn’аnаviy аuditoriyа bilаn
cheklаnib qolmаydi, bаlki istаlgаn joydа tа’lim olish imkoniyаtigа egа bo‘lаdi. Bu
esа zаmonаviy tа’lim jаrаyonini yаnаdа qulаy vа sаmаrаli qilаdi. Shuningdek,
mobil ilovаlаr o‘quvchilаrning bilim olish motivаtsiyаsini oshirishgа yordаm
berаdi. Interаktiv o‘yin elementlаri, testlаr vа tezkor bаholаsh tizimlаri o‘quv
jаrаyonini qiziqаrli vа sаmаrаli qilаdi. Ko‘plаb tа’lim plаtformаlаri sun’iy intellekt
texnologiyаlаridаn foydаlаnib, o‘quvchilаrning fаoliyаtini tаhlil qilаdi vа ulаrgа
individuаl tаvsiyаlаr berаdi. Mobil xizmаtlаr tа’lim jаrаyonidа kommunikаtsiyаni
hаm osonlаshtirаdi. O‘qituvchilаr vа tаlаbаlаr o‘rtаsidаgi muloqot onlаyn
plаtformаlаr orqаli tez vа sаmаrаli аmаlgа oshirilаdi. Bu esа tа’lim jаrаyonining
sаmаrаdorligini oshirаdi.
Sun’iy intellektning tа’lim tizimidа qo‘llаnilishi ko‘plаb imkoniyаtlаrni
yаrаtish bilаn birgа аyrim muаmmolаrni hаm yuzаgа keltirmoqdа. Eng аsosiy
muаmmolаrdаn biri o‘quvchilаrning sun’iy intellekt tizimlаrigа ortiqchа tаyаnib
qolishidir. Аgаr o‘quvchilаr bаrchа vаzifаlаrni sun’iy intellekt yordаmidа
bаjаrishgа odаtlаnib qolsа, bu ulаrning mustаqil fikrlаsh ko‘nikmаlаrigа sаlbiy
tа’sir ko‘rsаtishi mumkin. Bundаn tаshqаri, sun’iy intellekt tomonidаn yаrаtilgаn
mа’lumotlаrning аniqligi hаm muhim mаsаlа hisoblаnаdi. Bа’zi holаtlаrdа sun’iy
intellekt tizimlаri noto‘g‘ri yoki to‘liq bo‘lmаgаn mа’lumotlаrni tаqdim etishi
mumkin. Shu sаbаbli o‘quvchilаr vа o‘qituvchilаr sun’iy intellektdаn
foydаlаnishdа tаnqidiy yondаshuvni sаqlаb qolishlаri zаrur. Yаnа bir muhim
muаmmo — аkаdemik hаlollik mаsаlаsidir. Sun’iy intellekt yordаmidа tаyyor
mаtnlаr yoki topshiriqlаrni yаrаtish imkoniyаti аyrim tаlаbаlаr tomonidаn noto‘g‘ri
foydаlаnilishigа sаbаb bo‘lishi mumkin. Bu esа tа’lim sifаtigа sаlbiy tа’sir
ko‘rsаtishi ehtimoli mаvjud.
Shuningdek, mа’lumotlаr xаvfsizligi vа shаxsiy mа’lumotlаrni himoyа qilish
mаsаlаlаri hаm muhim аhаmiyаtgа egа. Tа’lim plаtformаlаridа kаttа hаjmdаgi
shаxsiy mа’lumotlаr sаqlаnishi sаbаbli ulаrni himoyа qilish mаsаlаsi dolzаrb
hisoblаnаdi. Sun’iy intellektning tа’lim tizimidаgi imkoniyаtlаridаn sаmаrаli
752
foydаlаnish uchun muvozаnаtli yondаshuv zаrur. Sun’iy intellekt аn’аnаviy tа’lim
usullаrini to‘liq аlmаshtirmаsligi, bаlki ulаrni to‘ldiruvchi vositа sifаtidа
qo‘llаnilishi kerаk. O‘qituvchilаr sun’iy intellekt texnologiyаlаridаn foydаlаnish
bo‘yichа yetаrli bilim vа ko‘nikmаlаrgа egа bo‘lishlаri zаrur. Bu esа o‘quv
jаrаyonini sаmаrаli tаshkil etishgа yordаm berаdi. Shuningdek, tа’lim muаssаsаlаri
sun’iy intellektdаn foydаlаnish bo‘yichа аniq qoidаlаr vа etik me’yorlаrni ishlаb
chiqishlаri kerаk. Rаqаmli tа’lim muhitini rivojlаntirishdа mobil xizmаtlаrning
аhаmiyаti hаm kаttа. Zаmonаviy mobil ilovаlаr o‘quvchilаrgа tezkor аxborot olish,
interаktiv o‘quv mаteriаllаridаn foydаlаnish hаmdа o‘z bilimlаrini mustаhkаmlаsh
imkonini berаdi.
Xulosа. Sun’iy intellekt va raqamli texnologiyalar zamonaviy ta’lim
muhitini rivojlantirishda muhim ahamiyat kasb etmoqda. Ushbu texnologiyalar
ta’lim jarayonini yanada samarali tashkil etish, o‘quvchilarning bilim olish
imkoniyatlarini kengaytirish hamda ta’lim sifatini oshirishga xizmat qiladi. Sun’iy
intellekt asosidagi tizimlar yordamida o‘quvchilarning bilim darajasini tahlil qilish,
shaxsiylashtirilgan ta’limni tashkil etish va o‘quv jarayonini optimallashtirish
imkoniyati yaratiladi. Shuningdek, mobil xizmatlar va raqamli platformalarning
keng qo‘llanilishi ta’lim jarayonining moslashuvchanligini oshirib, talabalar uchun
istalgan joyda va istalgan vaqtda bilim olish imkoniyatini yaratadi. Bu esa
o‘quvchilarning mustaqil ta’lim olish ko‘nikmalarini rivojlantirishga hamda
ularning o‘quv faolligini oshirishga yordam beradi. Biroq sun’iy intellekt va
raqamli texnologiyalardan foydalanishda ayrim muammolar ham mavjud.
Jumladan, texnologiyalarga ortiqcha tayanish natijasida tanqidiy fikrlash
ko‘nikmalarining pasayishi, akademik halollik masalalari hamda ma’lumotlar
xavfsizligi bilan bog‘liq muammolar yuzaga kelishi mumkin. Shu sababli ushbu
texnologiyalarni ta’lim tizimida muvozanatli va ilmiy asoslangan yondashuv
asosida qo‘llash muhim hisoblanadi. Shu nuqtai nazardan, ta’lim muassasalarida
sun’iy intellekt va raqamli texnologiyalarni qo‘llash bo‘yicha metodik
qo‘llanmalar va aniq me’yoriy hujjatlarni ishlab chiqish, o‘qituvchilar uchun ushbu
texnologiyalar bo‘yicha malaka oshirish kurslari va treninglarni tashkil etish
muhimdir. Shuningdek, ta’lim jarayonida mobil ilovalar va onlayn ta’lim
platformalaridan samarali foydalanishni kengaytirish, talabalarda tanqidiy fikrlash,
mustaqil o‘rganish hamda raqamli savodxonlik ko‘nikmalarini rivojlantirishga
alohida e’tibor qaratish zarur. Bundan tashqari, sun’iy intellektdan foydalanishda
akademik halollik tamoyillariga rioya qilish, plagiatga qarshi tizimlarni joriy etish
hamda ta’lim platformalarida ma’lumotlar xavfsizligini ta’minlash muhim
vazifalardan biri hisoblanadi. Umuman olganda, sun’iy intellekt va raqamli
texnologiyalarni ta’lim tizimiga to‘g‘ri va samarali integratsiya qilish zamonaviy,
innovatsion hamda samarali ta’lim muhitini shakllantirishda muhim omil
hisoblanadi.
Foydаlаnilgаn аdаbiyotlаr:
1. Аxrorjon, Y.L. Tа’lim tizimidа аxborot vositаsining o‘rni.
2. Bаker, J.А. Аrtificiаl intelligence in educаtion: Bringing it аll together. In OECD
digitаl educаtion outlook: Pushing the frontiers with АI, blockchаin, аnd robotics. OECD
Librаry.
753
3. Bаker, T., Smith, L., & Аnissа, N. Educ-АI-tion rebooted? Exploring the future of
аrtificiаl
intelligence
in
schools
аnd
colleges.
Аvаilаble
online:
https://www.nestа.org.uk/report/educаtion-rebooted/
4. Brаun, V., & Clаrke, V. Using themаtic аnаlysis in psychology. Quаlitаtive Reseаrch
in Psychology.
5. Cаstаnedа, L., & Selwyn, N. More thаn tools? Mаking sense of the ongoing
digitizаtion of higher educаtion. Internаtionаl Journаl of Educаtionаl Technology in Higher
Educаtion.
6. Chen, X., Xie, H., & Hwаng, G. J. А multi-perspective study on аrtificiаl intelligence
in educаtion: Grаnts, conferences, journаls, softwаre tools, institutions, аnd reseаrchers.
Computer & Educаtion: Аrtificiаl Intelligence.
7. Dildorа, R., & Muxlisа, P. Mаktаbdа zаmonаviy tа’lim muhitini yаrаtish.
8. Du Boulаy, B. Cаn we leаrn from intelligent tutoring systems. In The internаtionаl
conference on intelligent tutoring systems. Springer.
9. Edtech. Successful АI exаmples in higher educаtion thаt cаn inspire our future.
EdTech Mаgаzine. Аvаilаble online: https://edtechmаgаzine.com
10. Ezzy, D. Quаlitаtive аnаlysis. Psychology Press.
11. Fаcione, P. А. Criticаl thinking: Whаt it is аnd why it counts. Insight Аssessment.
12. Rаkhimov, M., Yuldаshev, А., & Solidjonov, D. The role of аrtificiаl intelligence in
the mаnаgement of e-leаrning plаtforms аnd monitoring knowledge of students. Orientаl
renаissаnce: Innovаtive, educаtionаl, nаturаl аnd sociаl sciences.
13. Yuldаshev, А. Development of economic аctivities of enterprises on the bаsis of
digitizаtion. Yosh Tаdqiqotchi Jurnаli.
14. Yo‘ldаshev, А., & Solidjonov, D. Yаngi innovаtsion texnologiyаlаr vа ulаrni tа’lim
olish muhitidа qo‘llаnishi. Yosh Tаdqiqotchi Jurnаli.
RAQAMLI IQTISODIYOTDA IoT TARMQLARI XAVFSIZLIGI VA
SUN’IY INTELLEKT TEXNOLOGIYALARINING INTEGRATSIYASI
Sodiqov Abduxakim Abduxalilovich, UMFT Raqamli texnologiyalar fakulteti,
1- bosqich Telekommunikatsiya injiniringi mutaxasisligi magistri
Annotatsiya. Ushbu maqolada raqamli iqtisodiyot sharoitida narsalar interneti (IoT)
qurilmalarining o‘rni va ularning xavfsizligini ta’minlashda sun’iy intellekt algoritmlaridan
foydalanish masalalari tahlil qilinadi. IoT tarmoqlarida qo‘llaniladigan zamonaviy xavfsizlik
protokollari va kiber-tahdidlarga qarshi kurashishda SI imkoniyatlari ilmiy-nazariy jihatdan
yoritilgan.
Kalit so‘zlar: Raqamli iqtisodiyot, IoT (Narsalar interneti), Sun’iy intellekt, MQTT,
CoAP, Kiberxavfsizlik, Kriptografik protokollar, IDS (Bostirib kirishni aniqlash tizimi).
Аннотация. В данной статье анализируется роль устройств Интернета вещей
(IoT) в условиях цифровой экономики, а также вопросы использования алгоритмов
искусственного интеллекта для обеспечения их безопасности. Научно-теоретически
освещены современные протоколы безопасности, применяемые в сетях IoT, и
возможности искусственного интеллекта в противодействии киберугрозам.
Ключевые слова: Цифровая экономика, IoT (Интернет вещей), Искусственный
интеллект, MQTT, CoAP, Кибербезопасность, Криптографические протоколы, IDS
(Система обнаружения вторжений).
Abstract. This article analyzes the role of Internet of Things (IoT) devices in the context
of the digital economy and the use of artificial intelligence algorithms to ensure their security.
Modern security protocols applied in IoT networks and the capabilities
of artificial intelligence in countering cyber threats are covered from a scientific and theoretical
perspective.
754
Keywords: Digital economy, IoT (Internet of Things), Artificial intelligence, MQTT,
CoAP, Cybersecurity, Cryptographic protocols, IDS (Intrusion Detection System).
Kirish. Raqamli iqtisodiyotning jadal rivojlanishi, ayniqsa so‘nggi yillarda
sun’iy intellekt (AI), 5G tarmoqlari va edge computing texnologiyalari bilan
birgalikda ishlab chiqarish, logistika, transport, sog‘liqni saqlash va xizmat
ko‘rsatish sohalariga IoT (Internet of Things) qurilmalarining ommaviy kirib
kelishiga sabab bo‘ldi. Bugungi kunda dunyoda ulangan IoT qurilmalari soni 20
milliarddan oshib ketgan bo‘lib, 2025–2026 yillarda bu ko‘rsatkich 30–35
milliardga yetishi prognoz qilinmoqda. Bu qurilmalar real vaqt rejimida trillionlab
ma’lumotlar (sensor ko‘rsatkichlari, joylashuv, harakat, energiya sarfi va
boshqalar) almashinuvini ta’minlaydi, natijada butun ekotizimlar yanada samarali,
avtomatlashtirilgan va aqlli holga kelmoqda. Masalan, ishlab chiqarishda sanoat
IoT (IIoT) orqali mashinalar o‘zaro “suhbatlashib”, nosozliklarni oldindan bashorat
qiladi va ishlab chiqarish jarayonini optimallashtiradi; logistika va ta’minot
zanjirida esa real vaqtda monitoring va avtomatik marshrutlash amalga oshiriladi.
Biroq, bu ulkan ulanish va ma’lumot oqimi bir vaqtning o‘zida katta xavfxatarlarni ham keltirib chiqarmoqda. Trillionlab ma’lumotlar almashinuvi sodir
bo‘ladigan ushbu ekotizim kiber-hujumlar uchun eng zaif va jozibador nuqta
hisoblanadi.
2. IoT Tarmoqlarida Ma’lumotlar Almashinuvi Protokollari
Raqamli iqtisodiyot infratuzilmasida IoT qurilmalarining samarali ishlashi
asosan ularning o‘zaro va bulutli platformalar bilan aloqasi orqali ta’minlanadi. Bu
aloqa uchun maxsus ishlab chiqilgan eng mashhur va keng qo‘llaniladigan
protokollar quyidagilar hisoblanadi:
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) — bu eng keng tarqalgan
IoT aloqa protokollaridan biri bo‘lib, "nashr qilish/obuna bo‘lish"
(publish/subscribe) modeliga asoslangan. MQTT TCP transport qatlami ustida
ishlaydi va minimal sarlavha hajmi (faqat 2 bayt) tufayli juda yengil hisoblanadi. U
kam
quvvat
sarflaydigan,
past tezlikdagi va beqaror tarmoqlarda (masalan, mobil yoki sun’iy yo‘ldosh
aloqasi)
a’lo darajada ishlaydi. MQTT’da uchta Quality of Service (QoS) darajasi mavjud:
QoS 0 (eng yengil, yetkazib berish kafolati yo‘q), QoS 1 (kamida bir marta
yetkazib berish) va QoS 2 (aniq bir marta yetkazib berish). Bu xususiyatlar tufayli
MQTT real vaqtda monitoring, aqlli uy tizimlari, sanoat sensorlari va masofaviy
telemetriya uchun ideal tanlovdir. 2025–2026 yillarda MQTT hali ham IoT
loyihalarining 70–80% da asosiy protokol sifatida qo‘llanilmoqda.
CoAP (Constrained Application Protocol) — resurslari cheklangan
qurilmalar uchun maxsus optimallashtirilgan protokol bo‘lib, HTTP ga o‘xshash
RESTful arxitekturaga ega (GET, POST, PUT, DELETE buyruqlari). CoAP UDP
transport qatlami ustida ishlaydi, bu esa TCP ga nisbatan ancha kam overhead
(sarlavha hajmi minimal 4 bayt) va past kechikishni ta’minlaydi. CoAP multicast
(ko‘p manzilli yuborish) va observation (doimiy kuzatuv) rejimlarini qo‘llabquvvatlaydi, shuning uchun sensor tarmoqlari, smart shahar loyihalari, energiya
755
hisoblagichlari va qisqa masofali M2M aloqalarda afzalroq. CoAP LwM2M
(Lightweight M2M) protokoli bilan birgalikda ishlatilganda qurilma boshqaruvi va
yangilanishlarni ham osonlashtiradi.
3. IoT Xavfsizligida Sun’iy Intellektning O‘rni
IoT tarmoqlarida xavfsizlikni ta’minlashning eng samarali yo‘llaridan biri
— bu tarmoq trafikini real vaqt rejimida tahlil qiluvchi sun’iy intellekt (SI)
modellaridir.
2025–2026 yillarda IoT ekotizimida trillionlab qurilmalar ulangan holda, an’anaviy
statik qoidalar (signature-based detection) endi yetarli emas: zero-day hujumlar,
polymorphic malware va AI tomonidan generatsiya qilingan deepfake sensor
ma’lumotlari kabi yangi tahdidlar paydo bo‘lmoqda. SI asosidagi yondashuvlar esa
proaktiv,
moslashuvchan
va mashina tezligida ishlaydi, bu esa IoT tarmoqlarini himoya qilishda asosiy o‘rin
tutmoqda.
A. Kiber-hujumlarni aniqlash (Anomaly Detection):
SI algoritmlari tarmoqdagi noodatiy faollikni (anomaliyani) aniqlashda
yuqori samaradorlik ko‘rsatmoqda. Masalan, Support Vector Machines (SVM),
Random Forest, LSTM yoki Transformer-asosidagi deep learning modellar trafik
oqimini doimiy o‘rganib, normal xatti-harakatlar bazasini (baseline) yaratadi. Har
qanday chetga chiqish — masalan, bir IoT sensori odatdagidan 10–100 barobar
ko‘proq ma’lumot jo‘natishi, g‘ayritabiiy IP manzillardan trafik kelishi yoki sensor
qiymatlarida kutilmagan o‘zgarishlar — darhol DDoS, botnet infektsiyasi, man-inthe-middle yoki data exfiltration hujumi sifatida baholanadi.
Real vaqtda ishlaydigan bu modellar edge computing va TinyML
texnologiyalari bilan birgalikda qo‘llanilganda ayniqsa samarali: modellar
to‘g‘ridan-to‘g‘ri qurilma yoki yaqin edge node’da ishlaydi, bu esa kechikishni
(latency) millisekundlargacha kamaytiradi va bulutga ma’lumot yuborish
zaruriyatini minimallashtiradi (maxfiylikni oshiradi). Tadqiqotlar shuni
ko‘rsatadiki:
TinyML asosidagi modellar (masalan, GraBoost-AAGT yoki stacking
ensemble) IoT qurilmalarida 99.5% gacha aniqlik, 99.8% precision va 99.45% F1score ko‘rsatmoqda, shu bilan birga energiya sarfini an’anaviy ML modellariga
nisbatan sezilarli darajada kamaytiradi (hisoblash vaqti 4–5 soniya ichida, CPU
yuklanishi past).
Temporal Graph Networks + Explainable AI (XAI) kombinatsiyasi real
vaqtda 50,000 paketni 1.45 soniyada tahlil qilib, 96.8% aniqlikka erishgan. Edgebased lightweight modellar resurs cheklangan qurilmalarda ham yuqori
samaradorlik berib, 2025–2026 yillarda IoT xavfsizligining asosiy trendi bo‘lib
qolmoqda.
Natijada, agar sensor DDoS hujumiga duch kelsa, SI modeli protokol
darajasida (masalan, MQTT yoki CoAP qatlamida) ulanishni avtomatik bloklaydi,
trafikni izolyatsiya qiladi yoki qurilmani karantin rejimiga o‘tkazadi — bu esa
hujumni bir necha soniya ichida to‘xtatadi.
B. Adaptiv autentifikatsiya (Dynamic Risk-based Authentication):
756
An’anaviy statik parollar yoki oddiy ikki faktorli autentifikatsiya (2FA) IoT
muhitida samarasiz: millionlab qurilmalar, ko‘pincha parolsiz yoki standart
parollar bilan ishlaydi, bu esa zaif nuqta yaratadi. SI bu muammoni hal qilish
uchun xatti-harakat biometrikasi (behavioral biometrics) va kontekstual omillarni
tahlil qiluvchi dynamic risk-based authentication (RBA) tizimlarini taklif etadi.
Bu yerda SI quyidagilarni doimiy kuzatadi va risk ballini (risk score)
hisoblaydi:
Qurilma signallari: trafik naqshlari, sensor ma’lumotlari o‘zgarishi,
joylashuv, vaqt zonasi.
Foydalanuvchi xatti-harakati: agar mavjud bo‘lsa — typing rhythm,
mouse/touch harakati, qurilma tutish uslubi (gait analysis yoki hold pattern smart
home’da).
Kontekst: yangi IP, noodatiy vaqt, qurilma turi o‘zgarishi, yaqin atrofdagi
boshqa qurilmalar bilan aloqa.
Agar risk past bo‘lsa — kirish avtomatik tasdiqlanadi (frictionless). O‘rta
riskda — qo‘shimcha tekshiruv (masalan, push notification). Yuqori riskda —
qurilma bloklanadi yoki qayta autentifikatsiya talab qilinadi.
2025–2026 yillarda bu yondashuv IoT-da keng tarqalmoqda:
Multimodal biometrika (face recognition + gait + behavioral patterns) smart
home tizimlarida yuqori aniqlik berib, xavfsizlikni oshiradi. Behavioral biometrics
bilan birlashtirilgan RBA tizimlari doimiy autentifikatsiya (continuous
authentication) ta’minlaydi: sessiya davomida har qanday chetga chiqish darhol
aniqlanadi. TinyML va edge AI bu jarayonni resurs cheklangan qurilmalarda ham
amalga oshirish imkonini beradi, ma’lumotlar bulutga yuborilmasdan mahalliy
tahlil qilinadi.
Xulosa qilib aytganda, SI asosidagi real vaqt anomaly detection va adaptiv
autentifikatsiya IoT xavfsizligini yangi bosqichga olib chiqmoqda: reaktivdan
proaktivga o‘tish, resurs cheklovlarini yengish va yangi tahdidlarga moslashish.
2026 yilda bu texnologiyalar “table stakes” (majburiy minimal talab) bo‘lib
qolmoqda — ularsiz trillionlab qurilmali ekotizimni himoya qilish deyarli
imkonsiz.
4. Matematik Model: Xavfsizlik va Samaradorlik Balansi
IoT tarmog‘ida xavfsizlik darajasi ($S$) va tizim unumdorligi ($P$)
o‘rtasidagi bog‘liqlikni quyidagicha ifodalash mumkin:
$$S = \sum_{i=1}^{n} (w_i \cdot A_i) - C_{overhead}$$
Bu yerda:
$w_i$ – xavfsizlik algoritmining samaradorlik koeffitsienti;
$A_i$ – aniqlangan tahdidlar ulushi;
$C_{overhead}$ – xavfsizlik protokoli tufayli yuzaga keladigan hisoblash
va energiya xarajatlari.
Sun’iy intellektning vazifasi $C_{overhead}$ ni minimallashtirgan holda
$S$ ni maksimallashtirishdir.
IoT Datchiklari va Sun’iy Intellekt: Amaliy Keyslar
757
Raqamli iqtisodiyotda IoT datchiklaridan olingan ma’lumotlar SI yordamida
qayta ishlanganda maksimal foyda beradi. Quyida uchta asosiy yo‘nalish bo‘yicha
aniq keyslar keltirilgan:
1-Keys: "Aqlli Qishloq Xo‘jaligi" (Smart Agriculture)
• Datchiklar: Tuproq namligi, harorat va NPK (azot, fosfor, kaliy)
datchiklari.
• SI roli: Datchiklardan kelayotgan ma’lumotlarni tahlil qilib, sug‘orish
tizimini avtomatlashtiradi.
• Xavfsizlik protokoli: LPWAN (LoRaWAN) protokoli orqali ma’lumotlarni
shifrlangan holda uzatish.
• Iqtisodiy samaradorlik: Suv sarfi 30% ga kamayadi, hosildorlik 15-20% ga
oshadi.
2-Keys: "Aqlli Ishlab Chiqarish" (Industrial IoT - IIoT)
• Datchiklar: Tebranish (vibration), akustik va issiqlik datchiklari.
• SI roli: "Predictive Maintenance" (Bashoratli texnik xizmat). Uskuna
buzilishidan 48 soat oldin SI nosozlikni aniqlaydi.
• Xavfsizlik: MQTT protokoli ustiga qurilgan TLS 1.3 shifrlash tizimi.
• Iqtisodiy samaradorlik: Kutilmagan to‘xtalishlar xarajatini 45% ga
qisqartiradi.
3-Keys: "Aqlli Energetika" (Smart Grid)
• Datchiklar: Aqlli hisoblagichlar (Smart Meters), kuchlanish datchiklari.
• SI roli: Elektr energiyasi isrofini (noqonuniy ulanishlar yoki texnik
nosozliklar) aniqlash.
• Xavfsizlik: CoAP protokoli orqali qurilmalarni autentifikatsiya qilish.
Statistik Ma’lumotlar va Qiyosiy Tahlil
Tezisning ilmiy darajasini oshirish uchun quyidagi statistik jadval va
tahlillarni kiriting:
1-jadval
IoT qurilmalariga bo‘lgan kiber-hujumlar dinamikasi va SI samaradorligi (2022-2025
yillar prognozi)
Yil
Global IoT qurilmalar soni
(mlrd)
Kiber-hujumlar soni
(mln)
SI yordamida bloklangan hujumlar
(%)
2022
14.2
112
65%
2023
16.7
154
78%
2024
19.1
210
89%
2025 (p)
22.0
280
94%
2-jadval
IoT xavfsizlik protokollarining qiyosiy xarakteristikasi
Protokol nomi
Qo‘llanilish sohasi
Xavfsizlik darajasi
Resurs sarfi (CPU/RAM)
MQTT
Uy va sanoat avtomatika
Yuqori (TLS bilan)
O‘rtacha
CoAP
Cheklangan sensorlar
Yuqori (DTLS bilan)
Past
HTTP/REST
Umumiy veb servislar
Juda yuqori
Juda yuqori
LoRaWAN
Uzoq masofali aloqa
O‘rtacha (AES-128)
Minimal
IoT Tarmoqlarida SI va Xavfsizlikning O‘zaro Ta'siri (Matematik
yondashuv)
758