Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Biologií inspirované počítače

BIN Ak. rok 2008/2009 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 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

50 zkouška, 20 půlsemestrální test, 10 laboratoře, 20 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, inspirace v přírodě, počítání podle přírody
  2. Limity abstraktního a fyzického počítání
  3. Rekonfigurovatelná výpočetní zařízení
  4. Kreativní evoluční návrh
  5. Kartézské genetické programování
  6. Evoluční návrh číslicových obvodů 
  7. Evoluční návrh obvodů, extrémní prostředí
  8. Vyvíjející se obvody, aplikace
  9. Development - vývin
  10. Embryonální elektronika, celulární výpočetní platformy, Cell Matrix, POEtic
  11. DNA výpočty
  12. Nanotechnologie a molekulární elektronika  
  13. Aktuální trendy

Osnova ostatní - projekty, práce

Studenti vypracují projekt související s tematikou předmětu. 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

Nahoru