460-4086 – Biologicky inspirované algoritmy (BIA)

Cílem předmětu je seznámení jeho posluchačů s moderními výpočetními metodami odvozených z evolučních a biologických procesů (evoluční algoritmy, buněčné automaty apod.). Absolvent se naučí programovat a používat populární algoritmy z oblasti evolucí a hejnové inteligence a aplikovat je na reálné problémy. Získá rovněž přehled o moderních výpočetních postupech založených na principech, odpozorovaných z biologických dějů a dynamik. Po úspěšném absolvování kurzu bude absolvent schopen aplikovat metody probírané v kurzu na reálné problémy praxe.

V rámci předmětu se bude probírat širší spektrum evolučních výpočetních technik. Budou zmíněny jak historicky klasické techniky, tak moderní algoritmy. Budou probírány evoluční algoritmy a algoritmy hejnové inteligence jako simulované žíhání, genetický algoritmus, diferenciální evoluce, particle swarm, SOMA a jiné. V druhé části se student seznámí se symbolickou regresí a jejím použití na syntézu algoritmů, klasifikátorů či řídících programů. Student by měl mít po absolvování kurzu ucelené znalosti z výše zmíněných oblastí, včetně možnosti jejich použití. Součástí předmětu jsou laboratorní cvičení, v nichž si studenti budou procvičovat jak naprogramování vybraných algoritmů, tak jejich aplikování na řešení praktických problémů.

1. Zelinka I., Oplatková Z., Šeda M., Ošmera P., Včelař F., Evoluční výpočetní techniky, principy a aplikace, BEN, 2008, Praha 2. Kvasnička V., Pospíchal J., Tiňo P., Evolučné algoritmy, STU Bralislava, ISBN 80-227-1377-5, 2000 3. Zelinka I., Včelař F., Čandík M., Fraktální geometrie – principy a aplikace, BEN, 2006, 160 p., ISBN 80-7300-191-8 4. Back, T., Fogel, B., Michalewicz, Z.: Handbook of Evolutionary Computation, Institute of Physics, London 5. Davis L. 1996, Handbook of Genetic Algorithms, International Thomson Computer Press, ISBN 1850328250 6. Koza J.R. 1998, Genetic Programming, MIT Press, ISBN 0-262-11189-6 7. Price,K.,Storn,R.,etal.:DifferentialEvolution-APracticalApproachtoGlobalOptimization. Springer, Heidelberg

8. Mařík V. Štěpánková O., Lažanský J., Umělá inteligence IV, Academia, Praha, ISBN 80-200-1044-0, 2004 9. Mařík V. Štěpánková O., Lažanský J., Umělá inteligence III, Academia, Praha, ISBN 80-200-0472-6, 2001 10. Ilachinsky A., Cellular Automata: A Discrete Universe, World Scientific Publishing, ISBN 978-9812381835, 2001 11. Hilborn R.C.1994, Chaos and Nonlinear Dynamics, Oxford University Press, ISBN 0-19-508816-8, 1994 12. Gheorghe Paun (Author), Grzegorz Rozenberg (Author), Arto Salomaa, DNA Computing: New Computing Paradigms, Springer, ISBN 978-3540641964