Předmět: Softcomputing v automatickém řízení

» Seznam fakult » FAI » AUIUI
Název předmětu Softcomputing v automatickém řízení
Kód předmětu AUIUI/AE8SC
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 6
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu nespecifikováno
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Komínková Oplatková Zuzana, prof. Ing. Ph.D.
  • Li Peng, Ing. Ph.D.
  • Sahgal Divya
Obsah předmětu
1. Úvod do umělé inteligence, softcomputingu a strojového učení. 2. Neuronové sítě - základní pojmy. Trénovací, validační a testovací množina. Sítě s učitelem - Perceptron, Adaline. 3. Neuronové sítě - Vícevrstvé dopředné sítě, algoritmus back propagation. Sítě bez učitele - Hebbovo učení, asociační sítě. 4. Neuronové sítě - Sítě bez učitele - ART, Kohonenova sítť. 5. Neuronové sítě - Úvod do deep learning systémů. 6. Neuronové sítě - aplikace. 7. Evoluční výpočetní techniky - přehled metod, základní pojmy. Point- based metody - horolezecký algoritmus, tabu search, simulované žíhání. 8. Evoluční výpočetní techniky - Population - based metody - genetické algoritmy, diferenciální evoluce. 9. Evoluční výpočetní techniky - swarm algoritmy - SOMA. PSO. 10. Evoluční výpočetní techniky - symbolická regerese - genetické programování, gramatická evoluce, analytické programování. 11. Evoluční výpočetní techniky - aplikace. 12. Fuzzy teorie - základní pojmy, fuzzyfikace, inference, defuzzyfikace. If then pravidla. Aplikace. 13. Aplikace v oblasti automatického řízení. 14. Zápočtový týden, konzultační hodina, probrání témat ke zkoušce.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednášení
Předpoklady
Odborné znalosti
Znalosti z oblastí: Matematika Základy informatiky
Znalosti z oblastí: Matematika Základy informatiky
Výsledky učení
definovat a popsat základní pojmy soft computingu, umělé inteligence a strojového učení.
definovat a popsat základní pojmy soft computingu, umělé inteligence a strojového učení.
vyjmenovat a popsat různé typy neuronových sítí, včetně sítí s učitelem a bez učitele, a vysvětlit jejich trénovací algoritmy.
vyjmenovat a popsat různé typy neuronových sítí, včetně sítí s učitelem a bez učitele, a vysvětlit jejich trénovací algoritmy.
definovat a vyjmenovat základní evoluční výpočetní techniky, popsat genetické algoritmy, diferenciální evoluci, rojové (hejnové) algoritmy.
definovat a vyjmenovat základní evoluční výpočetní techniky, popsat genetické algoritmy, diferenciální evoluci, rojové (hejnové) algoritmy.
definovat základní pojmy fuzzy teorie, včetně fuzzyfikace, inference a defuzzyfikace, a popsat jejich využití v praxi.
definovat základní pojmy fuzzy teorie, včetně fuzzyfikace, inference a defuzzyfikace, a popsat jejich využití v praxi.
orientovat se v možnostech aplikace soft computingu, neuronových sítí, evolučních algoritmů a fuzzy logiky v automatickém řízení.
orientovat se v možnostech aplikace soft computingu, neuronových sítí, evolučních algoritmů a fuzzy logiky v automatickém řízení.
define and describe the basic concepts of soft computing, artificial intelligence and machine learning.
define and describe the basic concepts of soft computing, artificial intelligence and machine learning.
list and describe different types of neural networks, including supervised and unsupervised networks, and explain their training algorithms.
list and describe different types of neural networks, including supervised and unsupervised networks, and explain their training algorithms.
define and list basic evolutionary computational techniques, describe genetic algorithms, differential evolution, swarm algorithms.
define and list basic evolutionary computational techniques, describe genetic algorithms, differential evolution, swarm algorithms.
define the basic concepts of fuzzy theory, including fuzzification, inference and defuzzification, and describe their use in practice.
define the basic concepts of fuzzy theory, including fuzzification, inference and defuzzification, and describe their use in practice.
be familiar with the application of soft computing, neural networks, evolutionary algorithms and fuzzy logic in automatic control.
be familiar with the application of soft computing, neural networks, evolutionary algorithms and fuzzy logic in automatic control.
Odborné dovednosti
aplikovat správné typy evolučních algoritmů na zadané úkoly, např. optimalizaci parametrů řídicích systémů.
aplikovat správné typy evolučních algoritmů na zadané úkoly, např. optimalizaci parametrů řídicích systémů.
realizovat jednoduché aplikace řešené pomocí evolučních algoritmů.
realizovat jednoduché aplikace řešené pomocí evolučních algoritmů.
aplikovat správné typy neuronových sítí na zadané úkoly.
aplikovat správné typy neuronových sítí na zadané úkoly.
implementovat jednoduché aplikace řešené pomocí neuronových sítí pro konkrétní úlohy v automatickém řízení.
implementovat jednoduché aplikace řešené pomocí neuronových sítí pro konkrétní úlohy v automatickém řízení.
aplikovat principy fuzzy logiky pro navrhování fuzzy řídicích systémů a rozhodovacích procesů v oblasti automatického řízení.
aplikovat principy fuzzy logiky pro navrhování fuzzy řídicích systémů a rozhodovacích procesů v oblasti automatického řízení.
integrace různých přístupů soft computingu (neuronové sítě, evoluční algoritmy, fuzzy logika) pro vývoj komplexních řešení.
integrace různých přístupů soft computingu (neuronové sítě, evoluční algoritmy, fuzzy logika) pro vývoj komplexních řešení.
apply the correct types of evolutionary algorithms to given tasks, e.g. optimization of control system parameters.
apply the correct types of evolutionary algorithms to given tasks, e.g. optimization of control system parameters.
implement simple applications solved using evolutionary algorithms.
implement simple applications solved using evolutionary algorithms.
apply the correct types of neural networks to given tasks.
apply the correct types of neural networks to given tasks.
implement simple applications solved with neural networks for specific tasks in the field of automatic control.
implement simple applications solved with neural networks for specific tasks in the field of automatic control.
apply the principles of fuzzy logic to the design of fuzzy control systems and decision-making processes in the field of automatic control.
apply the principles of fuzzy logic to the design of fuzzy control systems and decision-making processes in the field of automatic control.
integration of various soft computing approaches (neural networks, evolutionary algorithms, fuzzy logic) to develop complex solutions.
integration of various soft computing approaches (neural networks, evolutionary algorithms, fuzzy logic) to develop complex solutions.
Vyučovací metody
Odborné znalosti
Přednášení
Přednášení
Hodnotící metody
Ústní zkouška
Ústní zkouška
Doporučená literatura
  • Koza, J. R. Genetic Programming. Cambridge : MIT Press, 1998. ISBN 0-262-11189-6.
  • Koza, John R. Genetic Programming : Darwinian Invention and Problem Solving. San Francisco : Morgan Kaufmann Publishers, 1999. ISBN 1558605436.
  • Mařík V. Štěpánková O., Lažanský J. Umělá inteligence IV. Academia, Praha, 2004. ISBN 80-200-1044-0.
  • Mařík, Vladimír. Umělá inteligence. Vyd. 1. Praha : Academia, 2001. ISBN 8020004726.
  • Novák, V. Fuzzy množiny a jejich aplikace. Praha : SNTL, 1990. ISBN 80-03-00325-3.
  • Pokorný, Miroslav. Řídící systémy se znalostní bází. Dotisk 1. vyd. Ostrava : VŠB, 1999. ISBN 8070782757.
  • Posíchal, Jiří. Evolučné algoritmy. 1. vyd. Bratislava : STU, 2000. ISBN 8022713775.
  • Šnorek, M., Jiřina, M. Neuronové sítě a neuropočítače. Praha : ČVUT, 1996. ISBN 80-01-01455-X.
  • Vysoký, Petr. Fuzzy řízení. Vyd. 1. Praha : Vydavatelství ČVUT, 1996. ISBN 80-01-01429-8.
  • Zelinka I., Oplatková Z., Šeda M., Ošmera P., Včelař F. Evoluční výpočetní techniky, principy a aplikace. 2009. ISBN 978-80-7300-218-3.
  • Zelinka, I. Umělá inteligence II.
  • Zelinka, Ivan. Umělá inteligence : neuronové sítě a genetické algoritmy. 1. vyd. Brno : VUTIUM, 1998. ISBN 8021411635.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr