Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Biologií inspirované počítače

BIN Ak. rok 2016/2017 letní semestr 5 kreditů

Předmět představuje vybrané výpočetní modely a počítače, které vznikají na průniku hardware a umělé inteligence jako reakce na neschopnost konvenčních počítačů efektivně řešit jisté třídy úloh. Budou shrnuty relevantní teoretické modely, rekonfigurovatelné výpočetní architektury a techniky výpočetní inteligence inspirované fylogenezí, ontogenezí a epigenezí. Zejména budou diskutovány tyto oblasti: evoluční design, vyvíjející se obvody, celulární systémy, embryonální a neurální hardware, molekulární počítače a nanotechnologie. Předmět je doplněn ukázkou typických aplikací.

Garant předmětu

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 8 hod. pc laboratoře, 18 hod. projekty

Bodové hodnocení

52 zkouška, 15 půlsemestrální test, 8 laboratoře, 25 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti budou schopni využít evoluční algoritmy pro návrh elektronických obvodů, budou schopni modelovat, simulovat a realizovat netradiční, zejména biologií inspirované, výpočetní systémy.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

Pochopení vztahu mezi počítači (počítáním) a vybranými přírodními procesy.

Cíle předmětu

Porozumět principům vybraných biologií inspirovaných výpočetních systémů. Získat schopnost využívat vybrané biologií inspirované techniky ve fázi návrhu, implementace a v průběhu činnosti počítačů.

Literatura studijní

  • Sekanina L., Vašíček Z., Růžička R., Bidlo M., Jaroš J., Švenda P.: Evoluční hardware: Od automatického generování patentovatelných invencí k sebemodifikujícím se strojům. Academia Praha 2009, ISBN 978-80-200-1729-1
  • Floreano, D., Mattiussi, C.: Bioinspired Artificial Intelligence: Theories, Methods, and Technologies. The MIT Press, Cambridge 2008, ISBN 978-0-262-06271-8
  • Trefzer M., Tyrrell A.M.: Evolvable Hardware - From Practice to Application. Berlin: Springer Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-44615-7
  • Kvasnička, V., Pospíchal J., Tiňo P.: Evolučné algoritmy. Vydavatelství STU Bratislava, 2000, 215 s., ISBN 80-227-1377-5
  • Mařík et al.: Umělá inteligence IV, Academia, 2003, 480 s., ISBN 80-200-1044-0

Literatura referenční

  • Sekanina L., Vašíček Z., Růžička R., Bidlo M., Jaroš J., Švenda P.: Evoluční hardware: Od automatického generování patentovatelných invencí k sebemodifikujícím se strojům. Academia Praha 2009, ISBN 978-80-200-1729-1 
  • Floreano, D., Mattiussi, C.: Bioinspired Artificial Intelligence: Theories, Methods, and Technologies. The MIT Press, Cambridge 2008, ISBN 978-0-262-06271-8
  • Trefzer M., Tyrrell A.M.: Evolvable Hardware - From Practice to Application. Berlin: Springer Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-44615-7
  • Greenwood, G., Tyrrell, A.: Introduction to Evolvable Hardware. A Practical Guide for Designing Self-Adaptive Systems. IEEE Press Series on Computational Intelligence, 2006, ISBN 0-471-71977-3
  • Miller J.F.: Cartesian Genetic Programming, Springer Verlag 2011, ISBN 978-3-642-17309-7

Osnova přednášek

  1. Úvod, inspirace v přírodě, entropie a samoorganizace
  2. Limity abstraktního a fyzického počítání
  3. Evoluční návrh
  4. Kartézské genetické programování
  5. Rekonfigurovatelná výpočetní zařízení
  6. Evoluční návrh číslicových obvodů 
  7. Evoluční návrh obvodů, extrémní prostředí
  8. Vyvíjející se obvody, aplikace
  9. Výpočetní development
  10. Embryonální a neurální hardware
  11. DNA výpočty
  12. Nanotechnologie a molekulární elektronika  
  13. Aktuální trendy

Osnova ostatní - projekty, práce

Studenti vypracují projekt související s tematikou kurzu. Hodnotit se bude realizace, prezentace a dokumentace projektu.

Průběžná kontrola studia

Půlsemestrální zkouška, projekt, úkoly z počítačového cvičení.

Podmínky zápočtu

Nejsou.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2, obor MBI, 1. ročník, povinný
  • Program IT-MGR-2, obor MBS, MGM, MIS, MMI, MSK, libovolný ročník, volitelný
  • Program IT-MGR-2, obor MIN, libovolný ročník, povinně volitelný skupina I
  • Program IT-MGR-2, obor MMM, libovolný ročník, povinně volitelný skupina N
  • Program IT-MGR-2, obor MPV, 1. ročník, povinně volitelný skupina B
Nahoru