Detail předmětu
Moderní prostředky v automatizaci
FEKT-KMPAAk. rok: 2014/2015
Předmět je zaměřen na použití znalostních systémů v automatizaci. V tomto kontextu jsou vysvětleny pojmy data, informace a znalosti. Přednášky jsou zaměřeny na problematiku expertních systémů, umělých neuronových sítí, strojového učení a počítačového vidění.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu by měl být schopen:
- vysvětlit rozdíly mezi pojmy data, informace a znalosti,
- vysvětlit architekturu a funkčnost expertních systémů,
- vytvořit bázi znalosti pro expertní systém NPS32,
- zvolit oblasti použití expertních systémů,
- vysvětlit paradigma vícevrstvé neuronové sítě s učením backpropagation,
- diskutovat nastavení jednotlivých parametrů neuronové sítě,
- aplikovat vícevrstvou neuronovou síť s učením backpropagation,
- navrhnout řešení optimalizační úlohy pomocí genetických algoritmů,
- aplikovat optickou informaci v technických zařízení.
- vysvětlit rozdíly mezi pojmy data, informace a znalosti,
- vysvětlit architekturu a funkčnost expertních systémů,
- vytvořit bázi znalosti pro expertní systém NPS32,
- zvolit oblasti použití expertních systémů,
- vysvětlit paradigma vícevrstvé neuronové sítě s učením backpropagation,
- diskutovat nastavení jednotlivých parametrů neuronové sítě,
- aplikovat vícevrstvou neuronovou síť s učením backpropagation,
- navrhnout řešení optimalizační úlohy pomocí genetických algoritmů,
- aplikovat optickou informaci v technických zařízení.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Student odevzdává sedm samostatných projektů.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínkou udělení zápočtu je 100% účast na povinné části výuky - počítačová cvičení. Studenti jsou hodnoceni průběžně během studia ve cvičeních. Za semestr tak mohou získat maximálně 30 bodů. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximálně 60ti body, ústní zkouška maximálně 10ti body.
Osnovy výuky
1. Automatizace - význam, prostředky, technická kybernetika.
2. Data, informace, znalosti - definice, příklady.
3. Expertní systémy - definice, architektura, teoretické zdroje, charakteristické rysy, inferenční mechanismus, tvorba báze znalostí, získávání znalostí, průběh konzultace, aplikace.
4. Umělé neuronové sítě - definice, neuron, topologie, paradigmata, vícevrstvá neuronová síť, učení backpropagation, aktivace, vlastnosti.
5. Strojové učení - definice, učení s učitelem, optimalizační algoritmy, učení bez učitele.
6. Počítačové vidění.
2. Data, informace, znalosti - definice, příklady.
3. Expertní systémy - definice, architektura, teoretické zdroje, charakteristické rysy, inferenční mechanismus, tvorba báze znalostí, získávání znalostí, průběh konzultace, aplikace.
4. Umělé neuronové sítě - definice, neuron, topologie, paradigmata, vícevrstvá neuronová síť, učení backpropagation, aktivace, vlastnosti.
5. Strojové učení - definice, učení s učitelem, optimalizační algoritmy, učení bez učitele.
6. Počítačové vidění.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty s moderními metodami a prostředky v automatizaci. Získat znalosti a zkušenosti zpracováním obrazové informace, ve strojovém učení, použitím neuronových sítí a expertních systémů v automatizaci.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Počítačová cvičení jsou povinná, řádně omluvené zmeškané počítačové cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Základní literatura
Berka P. a kol.: Expertní systémy. Skripta, VŠE Praha, 1998. (CS)
Hlaváč V.- Šonka M.: Počítačové vidění. Grada 1992,Praha,ISBN 80-85424-67-3 (CS)
Mařík V.-Štěpánková O.-Lažanský J.:Umělá inteligence 1. ACADEMIA 1993,Praha,ISBN 80-200-0496-3 (CS)
Mařík V.-Štěpánková O.-Lažanský J.:Umělá inteligence 2. ACADEMIA 1997,Praha,ISBN 80-200-0504-8 (CS)
Šíma J., Neruda R.: Teoretické otázky neuronových sítí. Matfyzpress, Praha 1996 (CS)
Hlaváč V.- Šonka M.: Počítačové vidění. Grada 1992,Praha,ISBN 80-85424-67-3 (CS)
Mařík V.-Štěpánková O.-Lažanský J.:Umělá inteligence 1. ACADEMIA 1993,Praha,ISBN 80-200-0496-3 (CS)
Mařík V.-Štěpánková O.-Lažanský J.:Umělá inteligence 2. ACADEMIA 1997,Praha,ISBN 80-200-0504-8 (CS)
Šíma J., Neruda R.: Teoretické otázky neuronových sítí. Matfyzpress, Praha 1996 (CS)
Doporučená literatura
Kasabov,N.K.: Foundations of Neural Networks, Fuzzy systems and Knowledge Engineering.The MIT Press,1996,ISBN 0-262-11212-4 (EN)
Schalkoff,R.J.:Artificial Neural Networks. The MIT Press,1997,ISBN 0-07-115554-6 (EN)
Sonka M., Hlavac V., Boyle R.: Image Processing, Analysis and Machine Vision. Thomson, 2008, ISBN (EN)
Schalkoff,R.J.:Artificial Neural Networks. The MIT Press,1997,ISBN 0-07-115554-6 (EN)
Sonka M., Hlavac V., Boyle R.: Image Processing, Analysis and Machine Vision. Thomson, 2008, ISBN (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Znalostní systém v automatizaci.
Data a znalosti. Proces získávání znalostí.
Automatizované získávání znalostí.
Počítačové vidění, úvod, snímání,digitalizace
Předzpracování obrazy, filtrace, zvýraznění hran
Segmentace obrazu, prahování, určení hranic mezi oblastmi
Popis obrazu
Klasifikace obraze, výběr a uspořádání příznaků, princip činnosti klasifikátorů
Umělé neuronové sítě.
Vícevrstvá neuronová síť.
Modelování dynamických systémů pomoci neuronových sítí.
Expertní systémy, struktura a činnost ES.
Použití expertních systémů v automatizaci
Data a znalosti. Proces získávání znalostí.
Automatizované získávání znalostí.
Počítačové vidění, úvod, snímání,digitalizace
Předzpracování obrazy, filtrace, zvýraznění hran
Segmentace obrazu, prahování, určení hranic mezi oblastmi
Popis obrazu
Klasifikace obraze, výběr a uspořádání příznaků, princip činnosti klasifikátorů
Umělé neuronové sítě.
Vícevrstvá neuronová síť.
Modelování dynamických systémů pomoci neuronových sítí.
Expertní systémy, struktura a činnost ES.
Použití expertních systémů v automatizaci
Cvičení na počítači
39 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Obrazový analyzátor DIPS.
Obrazový analyzátor DIPS
Předzpracování obrazu pomocí DIPS
Předzpracování obrazu pomocí DIPS
Segmentace obrazu
Segmentace obrazu
Popis a analýza scény.
Popis a analýza scény.
Matlab with Simulink
Backpropagation - modelování pomocí Matlab
Backpropagation - modelování pomocí Matlab
Modelování dynamických systémů pomocí neuronových sítí
Zápočet
Obrazový analyzátor DIPS
Předzpracování obrazu pomocí DIPS
Předzpracování obrazu pomocí DIPS
Segmentace obrazu
Segmentace obrazu
Popis a analýza scény.
Popis a analýza scény.
Matlab with Simulink
Backpropagation - modelování pomocí Matlab
Backpropagation - modelování pomocí Matlab
Modelování dynamických systémů pomocí neuronových sítí
Zápočet