Detail předmětu
Biologií inspirované počítače
BIN Ak. rok 2017/2018 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
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 8 hod. pc laboratoře
- 18 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 52 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 15 bodů půlsemestrální test (písemná část)
- 8 bodů laboratoře
- 25 bodů projekty
Zajišťuje ústav
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.
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.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Nejsou žádné prerekvizity.
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
- Miller J.F.: Cartesian Genetic Programming, Springer Verlag, 2011, ISBN 978-3-642-17309-7
- Rozenberg G., Bäck T., Kok J.N.: Handbook of Natural Computing, Springer 2012, 2052 p., ISBN 978-3540929093
Osnova přednášek
- Úvod, inspirace v přírodě, entropie a samoorganizace
- Limity abstraktního a fyzického počítání
- Evoluční návrh
- Kartézské genetické programování
- Rekonfigurovatelná výpočetní zařízení
- Evoluční návrh číslicových obvodů
- Evoluční návrh obvodů, extrémní prostředí
- Vyvíjející se obvody, aplikace
- Výpočetní development
- Embryonální a neurální hardware
- DNA výpočty
- Nanotechnologie a molekulární elektronika
- Aktuální trendy
Osnova počítačových cvičení
- Evoluční návrh kombinačních obvodů
- Statistické vyhodnocení experimentů s evolučním návrhem
- Virtuální rekonfigurovatelné obvody
- Celulární automaty
Průběžná kontrola studia
Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.
Nejsou.
Kontrolovaná výuka
Půlsemestrální zkouška, projekt, úkoly z počítačového cvičení.
Zařazení předmětu ve studijních plánech