Přednášky:
Úvod
Umělá inteligence, její historie.Turingův stroj. Umělá inteligence jako vědní disciplína. Principy metod umělé inteligence, přechod od paradigmatu aristotelovské logiky k logice Lukaszewského. Význam znalostí, přechod od zpracování dat ke zpracování znalostí. Neurčitost, její reprezentace a využití v jazykových modelech.
Matematická logika a umělá inteligence
Matematická logika. Výroková logika. Predikátová logika. Resoluční metoda. Netradiční logiky a inference.
Reprezentace znalostí
Hluboké a mělké znalosti, význam znalostí v systémech UI. Jazykové modely. Strojová reprezentace znalostí (formule predikátové logiky, sémantické sítě, rámce a scénáře, produkční pravidla). Podmíněná pravidla IF-THEN. Deklarativní
a procedurální reprezentace.
Strojové řešení úloh a plánování
Metody řešení úloh. Stavový prostor. Neinformované a informované metody prohledávání stavového prostoru. Metody řešení rozkladem na podproblémy. Metody hraní her. Plánování. Produkční systémy.
Expertní systémy
Historie EX, charakteristické vlastnosti ES, oblasti použití. Struktura ES. Reprezentace znalostí, řídicí mechanizmy, zpracování neurčité informace. Diagnostické ES, použití heuristických znalostí bez neurčitosti a s neurčitostí. ES s modelem. Plánovací ES.
Základy fuzzy množinové matematiky
Fuzzy množiny. Fuzzy množinové operace. Fuzzy relace. Extenzionální princip. Operace t-normy a t-konormy. Fuzzy logika. Základy fuzzy systémů.
Fuzzy orientované expertní systémy
Jazyková proměnná a její fuzzy reprezentace. Fuzzy aproximace funkcí. Pravidlové jazykové fuzzy modely typu Mamdani a Takagi-Sugeno. Aproximativní vyvozování. Fuzzifikace a defuzzifikace. Použití fuzzy logiky v expertních systémech.
Fuzzy řízení
Princip a struktura fuzzy regulátoru. Typy fuzzy regulátorů. Vlastnosti fuzzy regulátorů.
Metodika navrhování fuzzy regulátorů
Fuzzy T-S regulátory. Stabilita fuzzy regulátorů.
Neuronové sítě
Perceptron. Vícevrstvé sítě. Metody adaptace. Hopfieldova síť , asociativní paměť, optimalizace. Samoorganizace, Kohonenova adaptace. Kompetice. Grossbergova adaptace. Neuronové sítě a umělá inteligence.
Genetické algoritmy
Filozofie genetického algoritmu. Genetické operace, generování populací. Genetický algoritmus jako nástroj optimalizace.
Počítačové vidění a analýza scény
Počítačové vidění, proces zpracování obrazu. Segmentace a prahová detekce, filtrace. Topologie obrazů, identifikace hranice plochy. Strukturální analýza křivkového snímku. Využití diskrétních snímků. Analýza scény s mnohostěny, metoda Guzmanova, metoda Waltzova. Klasifikace hran a uzlů. Algoritmus Walzovy metody.
Analýza, syntéza a rozpoznávání mluvené řeči. Zpracování přirozeného jazyka.Analýza akustického řečového signálu. Model vytváření řeči. Akustická a fonetická analýza. Syntéza řečového signálu. Syntéza v oblasti časové a frekvenční. Konverze textu na řeč. Metody automatického rozpoznávání řeči. Zvláštnosti lidské komunikace, typy analýzy textu. Morfologická a syntaktické analýza. Použití gramatiky. Sémantická a pragmatická analýza. Strojový překlad.
Aplikace metod umělé inteligence
Obecně použitelné expertní systémy, stav aplikací ve světě a v ČR. Aplikačně orientované znalostní systémy, oblasti úspěšných komerčních aplikací. Robotika.
Laboratoře:
Seznámení s prostředím laboratoře, bezpečnostní a protipožární předpisy pro práci v laboratoři
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - analýza pohybového systému
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - analýza orientačního systému
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - dodržování pohybové trajektorie
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - systém přenosu povelů do HC11
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - mikropočítačový palubní systém
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - hierarchický systém řízení s PC a HC12
Projekty:
Semestrální projekt - expertní systém nebo fuzzy regulátor
Počítačové laboratoře:
Příklady sestavení jazykových modelů chování soustav pomocí produkčních pravidel.
Příklady úloh prohledávání stavového prostoru
Operace s fuzzy množinami. Výukový program MOTOROLA Fuzzy Logic
Editace jazykových modelů. Práce s vývojovým prostředím FuzzyToolboxu MATLABU, LMPS a NEFRIT
Návrh fuzzy regulátoru, vývojové prostředí LFLC
Práce s neuronovou sítí
Práce s genetickým algoritmem
Úvod
Umělá inteligence, její historie.Turingův stroj. Umělá inteligence jako vědní disciplína. Principy metod umělé inteligence, přechod od paradigmatu aristotelovské logiky k logice Lukaszewského. Význam znalostí, přechod od zpracování dat ke zpracování znalostí. Neurčitost, její reprezentace a využití v jazykových modelech.
Matematická logika a umělá inteligence
Matematická logika. Výroková logika. Predikátová logika. Resoluční metoda. Netradiční logiky a inference.
Reprezentace znalostí
Hluboké a mělké znalosti, význam znalostí v systémech UI. Jazykové modely. Strojová reprezentace znalostí (formule predikátové logiky, sémantické sítě, rámce a scénáře, produkční pravidla). Podmíněná pravidla IF-THEN. Deklarativní
a procedurální reprezentace.
Strojové řešení úloh a plánování
Metody řešení úloh. Stavový prostor. Neinformované a informované metody prohledávání stavového prostoru. Metody řešení rozkladem na podproblémy. Metody hraní her. Plánování. Produkční systémy.
Expertní systémy
Historie EX, charakteristické vlastnosti ES, oblasti použití. Struktura ES. Reprezentace znalostí, řídicí mechanizmy, zpracování neurčité informace. Diagnostické ES, použití heuristických znalostí bez neurčitosti a s neurčitostí. ES s modelem. Plánovací ES.
Základy fuzzy množinové matematiky
Fuzzy množiny. Fuzzy množinové operace. Fuzzy relace. Extenzionální princip. Operace t-normy a t-konormy. Fuzzy logika. Základy fuzzy systémů.
Fuzzy orientované expertní systémy
Jazyková proměnná a její fuzzy reprezentace. Fuzzy aproximace funkcí. Pravidlové jazykové fuzzy modely typu Mamdani a Takagi-Sugeno. Aproximativní vyvozování. Fuzzifikace a defuzzifikace. Použití fuzzy logiky v expertních systémech.
Fuzzy řízení
Princip a struktura fuzzy regulátoru. Typy fuzzy regulátorů. Vlastnosti fuzzy regulátorů.
Metodika navrhování fuzzy regulátorů
Fuzzy T-S regulátory. Stabilita fuzzy regulátorů.
Neuronové sítě
Perceptron. Vícevrstvé sítě. Metody adaptace. Hopfieldova síť , asociativní paměť, optimalizace. Samoorganizace, Kohonenova adaptace. Kompetice. Grossbergova adaptace. Neuronové sítě a umělá inteligence.
Genetické algoritmy
Filozofie genetického algoritmu. Genetické operace, generování populací. Genetický algoritmus jako nástroj optimalizace.
Počítačové vidění a analýza scény
Počítačové vidění, proces zpracování obrazu. Segmentace a prahová detekce, filtrace. Topologie obrazů, identifikace hranice plochy. Strukturální analýza křivkového snímku. Využití diskrétních snímků. Analýza scény s mnohostěny, metoda Guzmanova, metoda Waltzova. Klasifikace hran a uzlů. Algoritmus Walzovy metody.
Analýza, syntéza a rozpoznávání mluvené řeči. Zpracování přirozeného jazyka.Analýza akustického řečového signálu. Model vytváření řeči. Akustická a fonetická analýza. Syntéza řečového signálu. Syntéza v oblasti časové a frekvenční. Konverze textu na řeč. Metody automatického rozpoznávání řeči. Zvláštnosti lidské komunikace, typy analýzy textu. Morfologická a syntaktické analýza. Použití gramatiky. Sémantická a pragmatická analýza. Strojový překlad.
Aplikace metod umělé inteligence
Obecně použitelné expertní systémy, stav aplikací ve světě a v ČR. Aplikačně orientované znalostní systémy, oblasti úspěšných komerčních aplikací. Robotika.
Laboratoře:
Seznámení s prostředím laboratoře, bezpečnostní a protipožární předpisy pro práci v laboratoři
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - analýza pohybového systému
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - analýza orientačního systému
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - dodržování pohybové trajektorie
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - systém přenosu povelů do HC11
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - mikropočítačový palubní systém
Laboratorní úloha s modelem mobilního robota VIMR - hierarchický systém řízení s PC a HC12
Projekty:
Semestrální projekt - expertní systém nebo fuzzy regulátor
Počítačové laboratoře:
Příklady sestavení jazykových modelů chování soustav pomocí produkčních pravidel.
Příklady úloh prohledávání stavového prostoru
Operace s fuzzy množinami. Výukový program MOTOROLA Fuzzy Logic
Editace jazykových modelů. Práce s vývojovým prostředím FuzzyToolboxu MATLABU, LMPS a NEFRIT
Návrh fuzzy regulátoru, vývojové prostředí LFLC
Práce s neuronovou sítí
Práce s genetickým algoritmem