Algoritmy umělé inteligence

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Základní i pokročilé metody umělé inteligence prakticky procvičované na cvičeních. Statistické metody rozpoznávání, neuronové sítě, extrakce příznaků.

Požadavky:

Aktivní přístup na cvičení. V průběhu každého cvičení budou realizovány bodované úlohy. Pro udělení zápočtu je nezbytné, aby student získal více jak 50 % bodů ze cvičení za úlohy.

Účast na cvičeních je povinná. Povolená je pouze jedna absence bez udání důvodu. U případných dalších absencí je nezbytné doložit důvod abscence (např. potvrzení od lékaře) a praktické úlohy ze cvičení si nahradit formou samostatné práce.

Osnova přednášek:

1. Analýza biologických signálů v časové i frekvenční oblasti. Přehled metod umělé inteligence a jejich využití ve zpracování biologických signálů. Neuronové sítě.

2. Segmentace (fixní vs. adaptivní), extrakce a selekce příznaků, tvorba a redukce příznakového prostoru. Příznakově orientované metody klasifikace. Shlukovací algoritmy, učení bez učitele, optimalizace vstupních parametrů shlukovacích algoritmů.

3. Teorie fuzzy množin a zvýšení homogenity tříd, učící se a neučící se fuzzy klasifikátory (FCM, fuzzy k-NN,..), Cluster validity

4. Neuronové sítě - model neuronu, perceptron, přehled a typy neuronových sítí (samo-se-organizující sítě, Hebbovo učení, Kohonenovy sítě). Proces učení neuronových sítí.

5. Sítě typu feed-forward. Multilayer perceptron a backpropagation algoritmus. XOR problém.

6. Optimalizace a útěk z lokálního minima. Newtonova gradientní metoda. Conjugate gradient. Simulated annealing - inicializace vah. Genetické algoritmy. Fitness function. Moderní metody a trendy.

7. Metody hlavních a nezávislých komponent pro eliminaci artefaktů z biosignálů. Metody umělé inteligence pro zpracování záznamů z EEG monitorování.

Osnova cvičení:

1. Analýza biologických signálů v časové i frekvenční oblasti. Načítání dat a základní vizualizační metody.

2. Segmentace, výpočet příznaků z časové i frekvenční oblasti, klasifikace za pomoci k-means a DBSCAN

3.Praktický návrh fuzzy metod v programovém prostředí MATLAB (FCM, fuzzy k-NN)

4. Programování jednoduchého perceptronu.

5. Neuronové sítě - algoritmus backpropagation.

6. Programování jednoduchého genetického algoritmu.

7.Analýza hlavních a nezávislých komponent.

Cíle studia:

Pochopit základní funkce vybraných algoritmů umělé intelugence v MATLABu.

Studijní materiály:

Haykin. S. Neural Networks. A comprehensive foundation. Macmillan, 1994.

Principe J. Euliano N, Lefebvrve C. Neural and adaptive systems. Fundamentals through simulations. Wiley 2000

www.skolicka.fbmi.cvut.cz

Poznámka:

Další informace:

www.skolicka.fbmi.cvut.cz

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní obor Biomedicínský inženýr - prezenční (povinně volitelný předmět)