Предлагается новый подход к определению зависимостей между малыми объемами входных и выходных данных, основанный на использовании рандомизированных статических и динамических моделей и оценивании вероятностных характеристик их параметров. Рассматриваются статические и динамические модели, описываемые функциональными полиномами Вольтерра. Для построения процедур робастного параметрического и непараметрического оценивания развивается энтропийный подход, использующий обобщенные информационные энтропии Больцмана и Ферми.