Detail předmětu
Aplikované evoluční algoritmy
EVO Ak. rok 2024/2025 letní semestr 5 kreditů
Přehled principů stochastického prohledávání stavového prostoru: metody Monte Carlo (MC), evoluční algoritmy (EA). Seznámení s vybranými technikami MC: Metropolisův algoritmus, simulované žíhání, aplikace v oblastech optimalizace a simulace. Přehled principů základních variant EA: evoluční programování (EP), evoluční strategie (ES), genetické algoritmy (GA), genetické programování (GP). Přehled statistických metod pro hodnocení evolučních experimentů. Pokročilé techniky a aplikace EA: numerická optimalizace, diferenciální evoluce (DE), EA založené na chování společenstev: mravenčí algoritmy, částicové systémy. Algoritmy vícekriteriální optimalizace. Aplikace EA v oblasti inženýrského návrhu a umělé inteligence.
Garant předmětu
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 12 hod. pc laboratoře
- 14 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 60 bodů závěrečná zkouška
- 18 bodů laboratoře
- 22 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Hurta Martin, Ing. (UPSY)
Husa Jakub, Ing., Ph.D. (UPSY)
Sedlák David, Ing. (UPSY)
Cíle předmětu
Získat přehled o moderních optimalizačních technikách a evolučních algoritmech pro řešení složitých, vesměs NP úplných problémů. Naučit se řešit vybrané složité úlohy z inženýrské praxe pomocí evolučních technik.
Schopnost formulovat řešený problém tak, aby mohl být řešen prostředky evolučních algoritmů. Znalost postupů analýzy a návrhu základních typů evolučních algoritmů.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Základní dovednosti algoritmizace, znalost datových struktur, jazyk Python.
Literatura studijní
- Brabazon, A., O'Neill, M., McGarraghy, S.: Natural Computing Algorithms. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015, ISBN 978-3-662-43630-1
- Eiben, A.E., Smith, J.E.: Introduction to Evolutionary Computing, 2nd ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015, ISBN 978-3-662-44873-1
- Kvasnička, V., Pospíchal, J., Tiňo, P.: Evolučné algoritmy. STU Bratislava, Bratislava, 2000, ISBN 80-227-1377-5
- Talbi, E.-G.: Metaheuristics: From Design to Implementation. Wiley, Hoboken, New Jersey, 2009, ISBN 978-0-470-27858-1
- Luke, S.: Essentials of Metaheuristics. Lulu, 2015, ISBN 978-1-300-54962-8
Literatura referenční
-
Bäck, T.: Evolutionary Algorithms in Theory and Practice. Oxford University Press, Oxford, 1996, ISBN 978-0195099713
-
Brabazon, A., O'Neill, M., McGarraghy, S.: Natural Computing Algorithms. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015, ISBN 978-3-662-43630-1
-
Eiben, A.E., Smith, J.E.: Introduction to Evolutionary Computing, 2nd ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015, ISBN 978-3-662-44873-1
-
Jansen, T.: Analyzing Evolutionary Algorithms. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2013, ISBN 978-3-642-17338-7
Osnova přednášek
- Úvod, principy stochastického prohledávání prostoru.
- Metoda Monte Carlo a její varianty.
- Evoluční programování a evoluční strategie.
- Genetické algoritmy.
- Genetické programování.
- Diferenciální evoluce.
- Statistické vyhodnocování evolučních experimentů.
- Mravenčí algoritmy.
- Částicové systémy.
- Modely pro výpočetní development.
- Vybrané aplikace evolučních algoritmů.
- Algoritmy vícekriteriální optimalizace.
- Pokročilé techniky vícekriteriální optimalizace.
Osnova počítačových cvičení
- Základní koncepty evolučního počítání, typické problémy, řešení technické úlohy pomocí varianty Metropolisova algoritmu.
- Evoluční algoritmy v inženýrské praxi, optimalizace elektronických obvodů pomocí genetického algoritmu.
- Evoluční návrh pomocí genetického programování.
- Detekce hran v obraze s využitím mravenčích algoritmů.
- Optimalizace neuronových sítí pomocí diferenciální evoluce.
- Řešení vybrané úlohy z oblasti statistické fyziky.
Osnova ostatní - projekty, práce
Realizace zvoleného tématu z oblasti evolučních technik.
Průběžná kontrola studia
Hodnocená počítačová cvičení, individuální projekt. V případě doložené překážky ve studiu stanoví garant náhradní termín pro splnění hodnocené části předmětu.
Účast na počítačových cvičení, vypracování projektu, závěrečná zkouška.
Způsob kontaktu s vyučujícím
Vizte kontakty na osobní www stránce a konzultační hodiny s možností rezervsace termínů.
Rozvrh
Den | Typ | Týdny | Místn. | Od | Do | Kapacita | PSK | Skup | Info |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Po | ostatní | 2025-03-03 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-10 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-17 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-24 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-03 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-10 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-17 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-24 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-03 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-10 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-17 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-24 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-03 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-10 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-17 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Po | ostatní | 2025-03-24 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Út | poč. lab | 4., 6., 8., 10., 12. výuky | L306.1 L306.2 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1MIT 2MIT | xx | Hurta |
Út | poč. lab | 2025-02-18 | L306.1 L306.2 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1MIT 2MIT | xx | Husa |
Út | přednáška | 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 9., 10., 11., 12., 13. výuky | E105 | 10:00 | 11:50 | 70 | 1MIT 2MIT | xx | Bidlo |
Út | přednáška | 2025-04-01 | E105 | 10:00 | 11:50 | 70 | 1MIT 2MIT | xx | Husa |
Čt | poč. lab *) | 4., 6., 8., 10. výuky | L306.1 L306.2 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1MIT 2MIT | xx | Hurta |
Čt | poč. lab *) | 2025-02-20 | L306.1 L306.2 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1MIT 2MIT | xx | Husa |
Čt | ostatní | 2025-03-06 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-13 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-20 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-27 | L307 | 16:00 | 16:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-06 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-13 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-20 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-27 | L307 | 16:30 | 17:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-06 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-13 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-20 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-27 | L307 | 17:00 | 17:30 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-06 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-13 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-20 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa | |||
Čt | ostatní | 2025-03-27 | L307 | 17:30 | 18:00 | Konzultace projektu - vedoucí Husa |
Zařazení předmětu ve studijních plánech