33KUI - Kybernetika a Umělá Inteligence

Jedná se o úvodní obecný předmět umožňující studentům pochopit cíle a metody kybernetiky a umělé inteligence a zařadit jednotlivé dílčí partie probírané v bakalářské etapě do hlubšího kontextu studovaného oboru. V přehledu jsou uvedeny základní principy teorie informace, řízení, rozhodování a znalostního inženýrství v rozsahu, který je nezbytným základem pro studium většiny předmětů bakalářského studia. Nejdůležitějším rysem předmětu je jednotící koncepční přístup k mnoha na první pohled různorodým součástem kybernetiky a umělé inteligence.

přednášky | cvičení | studijní materiály | semestrální práce | ostatní

PROGRAM PŘEDNÁŠEK:

Teze přednášek

1. Systémy a modely v kybernetice. Kybernetika, teorie systémů a umělá inteligence.
2. Teorie řízení jako součást kybernetiky. Zpětnovazební řízení v kybernetice.
3. Základy teorie informace: základní pojmy, signál, kódování, informace.
4. Sdružená a podmíněná entropie a její vlastnosti. Střední vzájemná informace.
5. Komunikační kanál a jeho kapacita. Kódy a kódování. Princip maxima entropie.
6. Rozhodování za neurčitosti a rizika. Statistické a Bayesovské rozhodování.
7. Základy teorie her, pravidlo minimaxu.
8. Rozpoznávání a vnímání. Příznakové a strukturální klasifikátory. Shluková analýza.
9. Cíle umělé inteligence. Reprezentace úloh, stavový prostor a jeho prohledávání.
10. Logika z pohledu umělé inteligence. Využití logiky při formalizaci řešení úloh.
11. Reprezentace znalostí. Algoritmizace: formální jazyky, automaty, Turingovy stroje.
12. Heuristické znalosti. Expertní systémy a řízení. Distribuované znalostní systémy.
13. Znalostní inženýrství a získávání znalostí. Adaptivní a učící se algoritmy.
14. Aplikace umělé inteligence: robotika, problémy systémové integrace, diagnostika.

Přednáší:

Dr. Ing. Michal Pěchouček, MSc. {pechouc@labe.felk.cvut.cz},

Ing. Filip Železný, Ph.D.              {zelezny@labe.felk.cvut.cz}

STUDIJNÍ MATERIÁLY:

• Obsah
• Teorie informace
• Komunikační kanál a kódování
• Strojové učení - rozhodovací stromy
• Prohledávání stavového prostoru
• Rezoluce
• Logika - prostředek pro representaci a využívání znalostí
• Reprezentace znalostí
• Machine learning - English course

Oficiální přednášky:

• Přednášky od Dr. Pěchoučka
• Přednášky od Dr. Železného

Požadavky k zápočtu a ke zkoušce:

• Požadavky k zápočtu
• Požadavky ke zkoušce

Ostatní:

• Úvod do filosofie umělé inteligence

PROGRAM CVIČENÍ (lichý týden - semináře):

1. Úvod (29.9.-1.10.): Cvičení odpadlo. 
2. Exkurze do Gerstnerovy laboratoře (4.10. - 8.10.): Prohlídka laboratoře, prezentace algoritmů umělé inteligence a praktických problémů  řešených na jednotlivých pracovištích. 
3. Seminární (13.10.-19.10): Program cvičení, informační zdroje (literatura, www), bezpečnost práce, podmínky udělení zápočtu. Predikátová logika jako prostředek reprezentace znalostí - formální systém a dokazování vět. 
4. Laboratorní (20.10-26.10.): Zadání semestrálních úloh. Semestrální práce - samostatná činnost. 
5. Seminární (27.10.-2.11.): Predikátová logika jako prostředek reprezentace znalostí - převod z mluveného jazyka do tvaru formulí predikátové logiky 1. řádu. 
6. Laboratorní (3.11.-9.11): Semestrální práce - samostatná činnost. 
7. Seminární (10.11.-16.11.): Predikátová logika jako prostředek reprezentace znalostí - dokazování vět pomocí rezoluce. 
8. Laboratorní (17.11.-23.11.): Semestrální práce - samostatná činnost. 
9. Seminární (24.11.-30.11.): Algoritmy neinformovaného a informovaného prohledávání stavového prostoru. 
10. Laboratorní (1.12.-7.12.): Odevzdání semestrálních úloh - demonstrace funkčnosti naprogramovaných systémů. 
11. Seminární (8.12.-14.12.): Diskuse základních pojmů z teorie informace, příklady na výpočet entropie. Komunikační kanál, kódování a redundance - příklady.
12.  Laboratorní (15.12.-21.12.): Systémová teorie - diskuse o systémech obecně, obecná teorie systémů, příklady na popis systémů. 
13. Seminární (3.1.-7.1.): Test :(.
14. Laboratorní (10.1.-14.1.): Referáty - krátké prezentace řešení semestrálních úloh, odevzdání písemných zpráv. Zápočty :).

Cvičící: 

• Ing.  Petr Ernest                 {ernest@labe.felk.cvut.cz}
• Ing.  Petr Kolman              {kolmanp@volny.cz}
• Ing.  Karel Košnar             {kosnar@labe.felk.cvut.cz}
• Mgr. Mirek Kulich, Ph.D.  {kulich@labe.felk.cvut.cz}
• Mgr. Petr Štěpán, Ph.D.     {stepan@labe.felk.cvut.cz}