Nanoinformatics
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
F7PMINNI-N | KZ | 4 | 2P+2C | anglicky |
- Garant předmětu:
- Lenka Lhotská
- Přednášející:
- Lenka Lhotská
- Cvičící:
- Lenka Lhotská
- Předmět zajišťuje:
- katedra přírodovědných oborů
- Anotace:
-
Cílem předmětu Nanoinformatika je seznámit studenty s problematikou nanomateriálů a nanostruktur a sběru dat v tomto prostředí. Navazující přednášky uvedou studenty do problematiky reprezentace dat a informací o materiálech, strukturách a vlastnostech, zdrojích dat, složitějších formách reprezentace v podobě ontologií. Další přednášky budou zaměřeny na metody strojového učení použitelné pro data z nanosvěta. Na závěr se studenti seznámi s nejnovějšími trendy v nanoinformatice.
- Požadavky:
-
Zápočet: aktivní účast na řešení úloh, vypracované protokoly.
Zkouška: ústní zkouška - prokázání znalostí odpovídajících odpřednášené látce
- Osnova přednášek:
-
1.Úvod do nanoinformatiky, definice kontextu, základní pojmy
2.Sběr dat v prostředí nanomateriálů a nanostruktur, kvalita a úplnost dat
3.Reprezentace materiálů, struktur a vlastností
4.Zdroje dat, metadata, otevřené databáze v nanosvětě
5.Ontologie obecně, ontologie nanočástic, ontologie eNanoMapper a NanoDatabank
6.Statistické modelování, deskriptory
7.Metody strojového učení bez učitele a jejich využití pro analýzu podobnosti, profilování a shlukování (PCA, shluková analýza, samoorganizující se mapy)
8.Metody strojového učení s učitelem pro doplňování chybějících dat (kvantitativní modely vztahu struktura-aktivita, analýza trendů, přístup read-across)
9.Modelování vlastností a interakcí nanomateriálů
10.Vztah nanoinformatiky a nanotoxikologie. Perspektivy
- Osnova cvičení:
-
Témata seminářů a počítačových cvičení budou přizpůsobena aktuálním trendům a budou sledovat obsah přednášek.
Studenti budou řešit samostatné úlohy s využitím otevřených zdrojů v nanoinformatice, jako např. eNanoMapper (https://data.enanomapper.net/, http://www.enanomapper.net/nsc-modelling-tools, http://www.jaqpot.org/). Příklady úloh:
Výběr dat, trénování modelu a predikce vlastností (Experiment 1)
Validace existujícího modelu s využitím vybraných metod (Experiment 2)
1.-2. Úvod do nástrojů eNanoMapper a dalších, princip úloh, vyhledávání vhodné literatury k tématu
3. Diskuse o literatuře a návrhu experimentálního protokolu
4. - 6. Realizace experimentu a zpracování dat (Experiment 1)
7. 8. Realizace experimentu a zpracování dat (Experiment 2)
9. Evaluace úloh a prezentace výsledků
10. Finální zhodnocení
- Cíle studia:
- Studijní materiály:
-
Tanaka, Isao (Ed.): Nanoinformatics. Springer, 2018, Open Access
Mark D Hoover, Nathan A Baker, Frederick Klaessig, Stacey Harper, Juli Klemm, Victor Maojo, William Andrew, Nanoinformatics: Principles and Practice, Computers, 2018
EU US Roadmap Nanoinformatics 2030 (dostupné z https://www.nanosafetycluster.eu/outputs/eu-us-roadmap-nanoinformatics-2030/)
Tutoriály k nástrojům eNanoMapper: http://www.enanomapper.net/enm-tutorials
Vybrané publikace z elektronické knihovny projektu eNanoMapper: http://www.enanomapper.net/library
- Poznámka:
-
Materiály ke stažení jsou k dispozici studentům zapsaným na předmět a jsou dostupné v systému Moodle.
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Navazující magisterská studijní specializace Nanotechnologie (povinný předmět)