Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Biologií inspirované počítače

BIN Ak. rok 2006/2007 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, imunitní a neurální hardware, polymorfní elektronika a molekulární počítače. 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

50 zkouška, 20 půlsemestrální test, 30 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

  • 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
  • Higuchi, T., Liu, Y., Yao, X.: Evolvable Hardware. Springer Verlag, 2006, ISBN: 0-387-24386-0
  • 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 
  • Zebulum, R., Pacheco, M., Vellasco, M.: Evolutionary Electronics - Automatic Design of Electronic Circuits and Systems by Genetic Algorithms. CRC Press, Boca Raton, 2002, 299 s., ISBN 0-8493-0865-8

Literatura referenční

  • 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
  • Higuchi, T., Liu, Y., Yao, X.: Evolvable Hardware. Springer Verlag, 2006, ISBN: 0-387-24386-0
  • Kvasnička, V., Pospíchal J., Tiňo P.: Evolučné algoritmy. Vydavatelství STU Bratislava, 2000, 215 s., ISBN 80-227-1377-5
  • Zebulum, R., Pacheco, M., Vellasco, M.: Evolutionary Electronics - Automatic Design of Electronic Circuits and Systems by Genetic Algorithms. CRC Press, Boca Raton, 2002, 299 s., ISBN 0-8493-0865-8
  • Sekanina, L.: Evolvable Components - From Theory to Hardware Implementations, Berlin, DE, Springer, 2003, 194 s., ISBN 3-540-40377-9
  • Sipper, M.: Evolution of Parallel Cellular Machines - The Cellular Programming Approach. LNCS 1194, Springer, 1997, 198 s., ISBN 3-540-62613-1

Osnova přednášek

  1. Úvod a motivace
  2. Počítání podle přírody: zdroje inspirace, výpočetní platformy, klasifikace
  3. Limity abstraktního a fyzického počítání
  4. Rekonfigurovatelné obvody
  5. Kreativní evoluční návrh
  6. Kartézské genetické programování
  7. Vyvíjející se obvody
  8. Vyvíjející se obvody, aplikace
  9. Vývoj a vývin, celulární automaty, L-systémy
  10. Embryonální elektronika, celulární výpočetní platformy, Cell Matrix, POEtic
  11. Imunitní, neurální a polymorfní hardware
  12. Nanotechnologie a molekulární elektronika
  13. DNA výpočty
  14. Aktuální trendy

Osnova ostatní - projekty, práce

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

Průběžná kontrola studia

Půlsemestrální zkouška, projekt

Podmínky zápočtu

Nejsou

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru