25 Flashcards
(6 cards)
Definujte umělou a výpočetní inteligenci
Definujte umělou a výpočetní inteligenci
Fraktální geometrie
- Fraktál = objekt jehož geometrická struktura se v něm samém opakuje. Dají se matematicky velmi jednoduše popsat
- Soběpodobné fraktály = v každé části objektu najdu naprosto přesně vygenerovaný ten základní tvar, ze kterého je fraktál tvořen (počítačové simulace)
- Soběpříbuzné fraktály = v objektu nenajdu ten jeden konkrétní tvar, z kterého se to pak opakuje (v přírodě)
- Výskyt = v přírodě (vločka, strom), v technologiích (struktura polovodičů), v komplexních sítích
- Aplikace fraktálů = generování grafických objektů, fraktální antény, fraktální komprese, identifikace OS
- Nejznámější fraktály = Sierpinského trojúhelník a koberec, Kochova vločka, Kapradina, Mandelbrotova množina
Konstrukce fraktálů:
- IFS (Iteration Function System):
- Pro konstrukci černobílých fraktálů
- Využívá se afinních transformací
- Hierarchický IFS (každá transformace má definovanou pravděpodobnost)
- Stochastický IFS (každý koeficient má definovanou pravděpodobnost)
- TEA (Time Escape Algorithm):
- Pro konstrukci barevných fraktálů, založen na předpokladu toho, že trajektorie bodu unikne ze zvolené oblasti
- Provádí dané iterace až do překročení zvolené hranice nebo do zvoleného maximálního počtu iterací
- Pokud je trajektorie bodu stále ve zvolené oblasti, tak má černou barvu, pokud z ní unikne, tak se bodu přiřadí barva úměrná počtu iterací, které byly potřeba pro překročení hranice zvolené oblasti
L systémy
L-systémy
- Skupiny fraktálů, které využívají gramatiku (množina pravidel, obsahující abecedu, úhel otočení, počáteční symbol (axiom) a přepisovací pravidla). Využívá se často želví grafiky, která vykresluje L-systém.
Typy L-systémů:
- Parametrický L-systém = symboly mají parametry, podle parametru se volí, která přepisovací pravidla se spustí a která ne
- Deterministický L-systém = Jednoznačně určeny, při stejném zadání a stejném počtu iterací vypadá stejně
- Stochastický L-systém = Hraje zde roli náhoda, např. náhodný výběr přepisovacího pravidla
- Kontextový L-systém = Mohou obsahovat přepisovací pravidla, které se použijí jen v případě splnění specifického kontextu (kontextem je symbol před a za právě přepisovaným symbolem)
- L-systém reagující na prostředí = Obsahuje symboly pro obousměrnou komunikaci s prostředím, což je nějaká datová struktura, která je schopna odpovídat na dotazy.
Umělé neuronové sítě
Umělé neuronové sítě
- Umělý neuron = základ neuronové sítě, do kterého vedou vstupy, které obsahují váhy. Vstupy jsou popisem konkrétních objektů, které budeme chtít identifikovat/predikovat (např. identifikace objektu v obrázku, predikce akcie na trhu)
- Vstupy = vstupní data
- Váhy = velikost váhy měníme prostřednictvím učení, reprezentuje uložení zkušeností do neuronu, čím vyšší váha, tím je vstup důležitější
- Práh = aditivní hodnota, která pomůže neuronu se lépe učit
- Vnitřní potenciál = část neuronu, kde dochází ke zpracování vstupních dat s váhami
- Přenosová funkce = Hodnota vnitřního potenciálu, která se přenese na výstup neuronu
Evoluční algortimy
Umělé neuronové sítě
- Umělý neuron = základ neuronové sítě, do kterého vedou vstupy, které obsahují váhy. Vstupy jsou popisem konkrétních objektů, které budeme chtít identifikovat/predikovat (např. identifikace objektu v obrázku, predikce akcie na trhu)
- Vstupy = vstupní data
- Váhy = velikost váhy měníme prostřednictvím učení, reprezentuje uložení zkušeností do neuronu, čím vyšší váha, tím je vstup důležitější
- Práh = aditivní hodnota, která pomůže neuronu se lépe učit
- Vnitřní potenciál = část neuronu, kde dochází ke zpracování vstupních dat s váhami
- Přenosová funkce = Hodnota vnitřního potenciálu, která se přenese na výstup neuronu
Evoluční software
- Využívá evolučních algoritmů pro tvorbu nových výhodných implementací číslicových, analogových obvodů a dalších zařízení
- Některé konkrétní evolučně vytvořené obvody již fungují lépe než doposud nejlepší řešení vytvořená experty v oboru.
- Hardware je šlechtěn skrz populaci, kde každý jedinec navrhne obvod. Řešení každého jedince je otestováno a je spočítána fitness funkce, podle toho, jak dobře design obvodu splňuje specifika. Vyberou se ti jedinci, kteří vytvořili nejlepší obvody a vzniká další generace. Časem pak vznikne obvod, který má požadované vlastnosti.
- Řešení obvodu může být buď nejdřív tvořeno pomocí simulátoru v počítači a následně implementováno nebo se může využít tzv. rekonfigurovatelných obvodů (skládají se z programovatelných hradlových/analogových polí), které hodnotí řešení jedinců přímo v reálném prostředí. Výhodou rekonfigurovatelných obvodů je větší rychlost evoluce, může měnit své vlastnosti na základě okolních podmínek a může se také vyvinout úplně dokonale na dané podmínky, ve kterých se hardware nachází.
