460-2078/02 – Základy umělé inteligence (ZUI)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity3
Garant předmětuprof. Ing. Roman Šenkeřík, Ph.D., DBAGarant verze předmětuprof. Ing. Roman Šenkeřík, Ph.D., DBA
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2024/2025Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SEN0042 prof. Ing. Roman Šenkeřík, Ph.D., DBA
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy teorie a praktických aplikacích umělé inteligence (AI). Cílem je získat následující znalosti: Student vysvětlí, jak se umělá inteligence vyvíjela od svého vzniku po současnost, a identifikuje klíčové milníky. Student definuje a rozlišuje mezi typy strojového učení (supervised, unsupervised, reinforcement) a vysvětlí základní terminologii včetně architektur neuronových sítí a praktických aplikací. Student vyjmenová a vymezí klíčové techniky a modely používané v NLP (zpracování přirozeného jazyka), včetně transformer modelů jako BERT a GPT. Student uvede příklady generativních modelů, a vysvětlí jejich principy a aplikace. Student analyzuje, jak přispívá AI v řešení konfliktů, optimalizaci a rozhodování, a dále stanoví důležitost interpretability modelů AI a popíše metody pro zlepšení transparentnosti a vizualizace. Cílem je získat následující dovednosti: Student navrhne a implementuje základní algoritmy strojového učení pro jednoduché aplikace. Student sestaví a trénuje základní neuronovou síť pro řešení specifického problému. Student využije techniky generativních modelů k řešení praktické úlohy, nebo k vytvoření jednoduché aplikace, např. chatbotu. Student provede analýzu dat a využije nástroje pro zlepšení pochopení a interpretovatelnost modelů AI.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Kurz by měl poskytnout studentům solidní základy v teorii a praktických aplikacích AI, zahrnující historii, klíčové koncepty, algoritmy, příklady využití generativní AI, přesah a souvislosti s robotikou, teorií her, kognitivními vědami a na závěr jasně definovat důležitost interpretability dat, a otázky budoucího vývoje a etické aspekty AI.

Povinná literatura:

VONDRÁK, Ivo. Umělá inteligence a neuronové sítě. 2. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2002. ISBN 80-7078-949-2. Jednoduše umělá inteligence. Přeložil Lenka STRNADOVÁ. Universum. Praha: Euromedia Group, 2023. ISBN 978-80-242-9293-9. LINDHOLM, Andreas; WAHLSTRÖM, Niklas; LINDSTEN, Fredrik a SCHÖN, Thomas. Machine learning: a first course for engineers and scientists. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2022. ISBN 978-1-108-84360-7.

Doporučená literatura:

POOLE, David L. a MACKWORTH, Alan K. Artificial intelligence: foundations of computational agents. Second edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. ISBN 978-1-107-19539-4. CHOLLET, François. Deep learning v jazyku Python: knihovny Keras, Tensorflow. 2., přepracované a rozšířené vydání. Přeložil Rudolf PECINOVSKÝ. Knihovna programátora. Praha: Grada Publishing, 2023. ISBN 978-80-271-5133-2. COECKELBERGH, Mark. Etika umělé inteligence. Dnešní svět. Praha: Filosofia, 2023. ISBN 978-80-7007-746-7. ANGELOV, Plamen (ed.). Handbook on computer learning and intelligence. New Jersey: World Scientific, [2022]. ISBN 978-981-124-604-3. BUDUMA, Nikhil. Fundamentals of deep learning: designing next-generation machine intelligence algorithms. Beijing: O'Reilly, 2017. ISBN 9781491925614.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Odevzdání průběžných úloh vypracovávaných na cvičeních, alternativně jednoho hlavního projektového úkolu. Absolvování závěrečné zkoušky.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod do umělé inteligence (AI) - Historie a vývoj AI - Definice a oblasti AI (strojové učení, hluboké učení, robotika, zpracování přirozeného jazyka atd.) - Přehled aplikací AI v reálném světě 2. Základy strojového učení - Přehled typů strojového učení: supervised, unsupervised, reinforcement - Základní koncepty a terminologie - Jednoduché algoritmy strojového učení a jejich aplikace 3. Stručné základy neuronových sítí, hlubokého učení a aplikace - Základní terminologie neuronových sítí. - Stručný přehled architektur, perceptron, vícevrstvé perceptrony, dále hluboké neuronové sítě a jejich architektury (CNN, RNN, LSTM) - Aplikace hlubokého učení 4. Zpracování přirozeného jazyka (NLP) - Úvod do NLP a jeho aplikace (chatboti, strojový překlad) - Techniky a modely NLP (tokenizace, word embeddings, transformer modely) - Úvod do BERT a GPT modelů (transformer achitektury) 5. Generativní modely v AI - Úvod do generativních modelů a jejich principů - Generativní adversariální sítě (GANs) a jejich aplikace 6. Generativní modely v AI II - Generativní AI v SW inženýrství a technických oborech - Příklady využití generativní AI v grafice, designu a dalších oblastech 7. AI a teorie her, kognitivní systémy a umělý život, robotika - Teorie her a její vztah k AI - Aplikace teorie her v AI pro řešení konfliktů, optimalizaci a rozhodování (obchodní strategie, sociální simulace) - Základy kognitivních systémů a jejich inspirace lidským myšlením, vztah k AI - Úvod do umělého života (Alife) a jeho cíle: simulace života pomocí AI, příklady Alife projektů. - Robotika a její integrace s AI, hejnová iteligence 8. Rozhodovací systémy a optimalizace - Úvod do rozhodovacích systémů a optimalizačních algoritmů v UI - Příklady využití v logistice a plánování - AI v dynamických prostředích 9. Vizualizace dat a interpretabilita - Co je to vysvětlitelná umělá inteligence (XAI) - Důležitost interpretability modelů AI (white box/glass box/black box) - Příklady nástrojů a metod pro zlepšení transparentnosti a vizualizace pro lepší pochopení dat a výsledků modelů 10 Budoucnost umělé inteligence, etika a společenské dopady AI - Trendy a výzvy v AI - Možný vývoj a směřování AI v nadcházejících letech - Etické dilemata (autonomní systémy, dohled) - Bias a spravedlnost v algoritmech

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2024/2025 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  21
        Zkouška Zkouška 60  31 3
Rozsah povinné účasti: Účast není povinná.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Získání minimálního počtu součtu bodů za individuální dílčí úkoly či minimálního počtu bodů za jeden hlavní projektový úkol a dále získání minimálního počtu bodů za zkoušku. Odevzdání dílčích úkolů či hlavního projektu v dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (B0613A140010) Informatika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.