Seminarium ISSI Semestr letni 2010/2011

Transkrypt

1 Seminarium ISSI Semestr letni 2010/ maja Plan seminarium Seminaria Instytutu Sterowania i Systemów Informatycznych, odbywaj si w czwartek o godznie 10:45 w sali 6-A, w budynku A-2 Wydziaªu Elektrotechniki, Informatyki i Telekominikacji, przy ulicy Podgórnej 50, , Zielona Góra. Aktualny plan seminarium Lp. Data Imi i Nazwisko Temat Marcel Luzar Bez±ladowy ltr Kalmana w estymacji parametrów modeli neuronowych Przemysªaw Jacewicz Odzyskiwanie haseª chronionych poprzez SHA1 przy pomocy klastra ISSI Wojciech Paszke Synteza schematów iteracyjnego sterowania z uczeniem Marek Sawerwain Metody programowania nowoczesnych kart gracznych * Lothar Siebold Software Structures and Models for Advanced Control and Diagnosis of Independent Mobile Units in Production Systems Šukasz Dziekan Modelowanie neuro-rozmyte typu Takagi-Sugeno w sterowaniu toleruj cym uszkodzenia 7a Bªa»ej Cichy Analiza i sterowanie czasoprzestrzennych systemów wielowymiarowych (nd), nieprzyczynowych ze wzgl du na zmienne przestrzenne 7b Paweª Filipczuk Segmentacja i ekstrakcja cech obrazów mikroskopowych materiaªu pozyskanego metod bezaspiracyjnej biopsji cienkoigªowej nowotworów piersi [Wielki Tydzie«] [Wielki Tydzie«] * Marcin Makowski Porz dki intranzytywne a kwantyzacja prostej gry wyborów z Natur * Krystyna Lukierska-Walasek Statystyka domen magnetycznych w modelach Isinga i Pottsa Andrzej Janczak Identykacja liniowych procesów repetycyjnych metodami podprzestrzeni Marek Kowal Wpªyw bª dów segmentacji obrazów cytologicznych na dokªadno± klasykacji zªo±liwo±ci raka piersi 13a Andrzej Czajkowski Synteza ukªadów sterowania toleruj cych uszkodzenia z wykorzystaniem dynamicznych sieci neuronowych 13b Marcel Luzar Dynamiczne, sztuczne sieci neuronowe w projektowaniu odpornych ukªadów diagnostyki uszkodze«14a Roman Gielerak Quantum Key Distribution Technology The Present State of Art 14b Bartosz Kwa±niewski Generacja superfraktali z wykorzystaniem algorytmów równolegªych i ich implementacja w CUDA 15a Andrzej Marciniak [temat zostanie podany w innym terminie] 15b Maciej Sawala [temat zostanie podany w innym terminie] 15c Paweª Majdzik [temat zostanie podany w innym terminie] 1

2 2 Streszczenia poszczególnych wyst pie«2.1 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Marcel Luzar, mgr in»., ISSI, UZ, Projektowanie odpornych, dynamicznych sztucznych sieci neuronowych z zastosowaniem bez±ladowego ltru Kalmana M.Luzar@issi.uz.zgora.pl W trakcie wyst pienia zostanie zaprezentowany bez±ladowy ltr Kalmana (unscented Kalman lter - UKF) oraz jego praktyczna implementacja dla zadania estymacji parametrów modelu neuronowego. Omówione zostan jego wady i zalety w porównaniu do rozszerzonego ltru Kalmana (extended Kalman lter). Uwypuklone zostan zalety bez±ladowego ltru Kalmana w procesie estymacji przy staªych ograniczeniach. W dalszej cz ±ci prezentacji b dzie pokazana praktyczne zastosowanie UKF w sieci neuronowej. Przedstawione zostan wyniki estymacji parametrów z zastosowaniem jednowej±ciowego neuronu wykorzystuj cego UKF. W podsumowaniu zaprezentowane zostan planowane etapy rozszerzenia funkcjonalno±ci bez±ladowego ltru Kalmana na wielowarstwowe sieci neuronowe oraz sieci typu GMDH. 2.2 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Przemysªaw Jacewicz, dr in»., ISSI, Odzyskiwanie haseª chronionych poprzez SHA1 przy pomocy klastra ISSI UZ, P.Jacewicz@issi.uz.zgora.pl Algorytm SHA-1 (Secure Hash Algorithm) jest najpowszechniejszym standardem wyznaczania funkcji skrótu stosowanym w podpisie elektronicznym do roku 2010, oraz w szeregu innych zastosowa«. Jednym z nich jest ukrywanie warto±ci haseª lub innych tre±ci u»ywanych przy autoryzacji. Celem wyst pienia jest pokazanie mo»liwo±ci wykorzystania zasobów Klastra ISSI przy przeprowadzaniu ataku na 15-cyfrowe hasªo potrzebne do zdj cia blokady SIM w najnowszych telefonach rmy Nokia. Oprócz wyników bada«zostan przedstawione rozwi zania programowe przydatne przy programowaniu mechanizmów zatrzymania oblicze«w przypadku znalezienia rozwi zania. 2.3 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Wojciech Paszke, dr in»., ISSI, UZ, Synteza schematów iteracyjnego sterowania z uczeniem W.Paszke@issi.uz.zgora.pl Iteracyjne sterowanie z uczeniem jest relatywnie now metod regulacji automatycznej przeznaczon dla systemów/procesów wykonuj cych to samo zadanie (ruch, operacj itp.). Pozwala ona na iteracyjn popraw sygnaªu steruj cego obiektem lub procesem w celu uzyskania mo»liwo±ci dokªadnego ±ledzenia zadanego sygnaªu odniesienia w sko«czonym interwale czasowym. Istotnym faktem jest tu to,»e zastosowanie klasycznego regulatora o staªej strukturze (np. PID) i parametrach w przypadku niezmiennych warunków procesu w ka»dym powtórzeniu skutkuje pojawieniem si tego samego bª du (uchybu regulacji) ±ledzenia zadanej trajektorii. Celem wyst pienia jest prezentacja oryginalnych procedur syntezy schematów iteracyjnego uczenia z u»yciem dziedziny cz stotliwo±ciowej do formuªowania wymaga«jako±ciowych uzyskanych ukªadów regulacji, co ma istotne znaczenie w praktyce in»ynierskiej. Szczególny nacisk kªadzie si na wykorzystanie metod analizy i syntezy procesów powtarzalnych oraz zaproponowanie rozwi za«bazuj cych na formuªowaniu rozwa»anego problemu jako problemu optymalizacji wypukªej. 2.4 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Marek Sawerwain, dr in»., ISSI, UZ, Metody programowania nowoczesnych kart gracznych M.Sawerwain@issi.uz.zgora.pl Mo»liwo±ci i moc obliczeniowa (najwy»sza teoretyczna wydajno± oferowanych kart jest szacowana na 4 6 TFlops) wspóªczesnych kart gracznych spowodowaªy ogromne zainteresowanie wykorzystaniem kart gracznych w obliczeniach naukowych. Istniej dwie najwa»niejsze technologie przeznaczone do tworzenia oprogramowania dla kart gracznych CUDA oraz OpenCL. Równie» dost pne oprogramowanie do realizacji oblicze«naukowych jak min. pakiet Matlab oraz Mathematica oferuj bezpo±redni dost p do mocy obliczeniowej karty gracznej. Wykorzystanie karty do realizacji oblicze«mo»na realizowa na dwa zasadnicze sposób, na poziomie procedur obliczeniowych tworzonych samodzielnie w postaci tzw. kerneli obliczeniowych oraz poprzez wykorzystanie dedykowanych pakietów uªatwiaj cych programowanie przy u»yciu oblicze«realizaowanych przez GPU. Do tego typu pakietów nale» min. Jacket oraz CULA, MAGMA i Thrust. W ramach wyst pienia zaprezentowane zostan podstawowe informacje o modelu programowania GPU, dost pny sprz t oraz oprogramowania ramach Mini-LABu technologii GPU. Omówione zostan przykªady wªasnych procedur obliczeniowych oraz ich wspóªpraca z pakietem Matlab. A tak»e wykorzystanie pakietów CULA/MAGMA/Thrust we wªasnych aplikacjach tworzonych w j zyku C++.

3 2.5 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Lothar Siebold, RAFI GmbH & Co. Software structures and models for Advanced Control and Diagnosis of Independent Mobile Units in Production Systems KG, Berg, Niemcy, lothar.seybold@ra.de 2.6 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Šukasz Dziekan, mgr in»., ISSI, UZ, Modelowanie neuro-rozmyte typu Takagi-Sugeno w sterowaniu toleruj cym L.Dziekan@issi.uz.zgora.pl uszkodzenia Celem prezentacji jest pokazanie technik modelowania neuro-rozmytego typu Takagi-Sugeno u»ytych do oblicze«strategi aktywnego sterowania toleruj cego uszkodzenia. Na pocz tku zostanie pokazany wst p do modelowania Takagi- Sugeno, wraz z przykªadem. Nast pnie zostania pokazana technika neuro-rozmytych, wirtualnych urz dze«wykonawczych, wraz z omówieniem ich zªo»ono±ci obliczeniowej. Kolejnym punktem b dzie przedstawienie neuro-rozmytego, predykcyjnego sterowania toleruj cego uszkodzenia i zwi zanych z nim problemem zªo»ono±ci obliczeniowej. Prezentacja zostanie podsumowana przykªadem obrazuj cym skuteczno± prezentowanych technik. 2.7 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Bªa»ej Cichy, mgr in»., ISSI, UZ, Analiza i sterowanie czasoprzestrzennych systemów wielowymiarowych (nd), B.Cichy@issi.uz.zgora.pl nieprzyczynowych ze wzgl du na zmienne przestrzenne Celem prezentacji jest przedstawienie wyników, które b d podstaw do zamkni cia przewodu doktorskiego. Prezentacja b dzie dotyczyªa zagadnie«analizy i syntezy (z uwzgl dnieniem niepewno±ci) nowych klas procesów powtarzalnych z dynamik czasoprzestrzenn to jest tak zwanych procesów falowych, procesów z wygªadzaniem (systemy 2D) oraz procesów planarnych (systemy 3D). Przedstawione zostan równie» metody iteracyjnego sterowania z uczeniem dla rozwa»anych klas procesów powtarzalnych. Przedstawiony zostanie tak»e dorobek autora. Seminarium z dnia , godzina 11:25 Paweª Filipczuk, mgr in»., ISSI, UZ, Segmentacja i ekstrakcja cech obrazów mikroskopowych materiaªu pozyskanego P.Filipczuk@issi.uz.zgora.pl metod bezaspiracyjnej biopsji cienkoigªowej nowotworów piersi W ramach wyst pienia zaprezentowana zostanie problematyka zwi zana z automatyczn diagnostyk raka piersi na podstawie analizy mikroskopowych obrazów materiaªu pobranego metod bezaspiracyjnej biopsji cienkoigªowej. Omówione zostan metody segmentacji obrazu, techniki ekstrakcji cech obiektów oraz sposoby klasykacji. Przedstawione zostan problemy jakie mo»na napotka przy budowie takiego systemu, a nast pnie rozwi zania powy»szych problemów. Autor zaprezentuje równie» dotychczasowe wyniki uzyskane dla hybrydowych metod segmentacji opartych na klasykacji rozmytej i sieciach Kohonena. Zostan one porównane z wynikami uzyskanymi dla segmentacji manualnej. Wymienione zostan równie» przyszªe kierunki bada«. 2.8 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 [Wielki Czwartek] 2.9 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Marcin Makowski, mgr in»., Instytut Porz dki intranzytywne a kwantyzacja prostej gry wyborów z Natur Fizyki, Uniwersytet l ski, makowski.m@gmail.com, Tranzytywno± preferencji jest jednym z podstawowych zaªo»e«teorii gier i decyzji. Preferencje intranzytywne uwa-»ane s cz sto za paradoksalne i niepo» dane. Problem ten dyskutowany jest na gruncie wielu nauk spoªecznych i przyrodniczych. W referacie poruszamy to zagadnienie w kontek±cie ilo±ciowym. Rozwa»ymy prosty model gry z Natur, w której gracz okre±la swoje preferencje wobec oferowanych mu w parach mo»liwo±ci. Zbadamy osi galno± optymalnych strategii gracza wybieraj cego w kontek±cie staªej strategii gracza oferuj cego wybór Natury. Problem ten analizujemy odwoªuj c si do nieklasycznego sposobu opisu gry jakiego dostarcza nam, intensywnie rozwijana w ostatnich latach, kwantowa teoria gier. Okazuje si,»e w modelach kwantowych mo»emy zaobserwowa wzrost znaczenia strategii intranzytywnych.

4 2.10 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Krystyna Lukierska-Walasek, dr hab., Statystyka domen magnetycznych w modelach Isinga i Pottsa prof. UZ, Wydziaª Mechaniki, UZ Pokazany jest zwi zek prawa Zipfa-Mandelbrota ze statystyk rozkªadu domen magnetycznych dla modeli Isinga i Pottsa. Statystyka ta jest rozpatrywana w pobli»u przej±cia fazowego i poza nim. W pobli»u przej±cia fazowego rozkªad statystyczny domen jest typu Pareto. Pokazana jest te» relacja tej statystyki z hiperbolicznymi dystrybucjami oraz z entropi Shanonna Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Andrzej Janczak, dr hab. in»., prof. Identykacja liniowych procesów repetycyjnych metodami podprzestrzeni UZ, ISSI, UZ, A.Janczak@issi.uz.zgora.pl Celem prezentacji jest przedstawienie nowego podej±cia do identykacji liniowych procesów powtarzalnych opartego na metodach podprzestrzeni. Metody podprzestrzeni s to nieiteracyjne metody identykacji systemów umo»liwiaj ce wyznaczanie modeli MIMO w przestrzeni stanów z zastosowaniem efektywnych narz dzi obliczeniowych, takich jak rozkªady QR i SVD oraz rzuty ortogonalne i uko±ne. W proponowanym podej±ciu rz d i nieznane macierze procesu LRP s wyznaczane na podstawie danych pomiarowych w postaci ci gów sygnaªów wej±ciowych i wyj±ciowych z bie-» cego pasa i ci gu sygnaªów wyj±ciowych z poprzedniego pasa. Model liniowego procesu powtarzalnego w przestrzeni stanów jest otrzymywany bezpo±rednio w wyniku przetworzenia macierzy zbudowanych z tych danych pomiarowych. Nie wymaga si parametryzacji kanonicznej modelu i nie jest wymagane rozwi zywanie zadania optymalizacji nieliniowej. Zªo»ono± obliczeniowa algorytmów identykacji liniowych procesów repetycyjnych metodami podprzestrzeni jest umiarkowana w porównaniu z metodami bª du predykcji Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Marek Kowal, dr in»., ISSI, UZ, Wpªyw bª dów segmentacji obrazów cytologicznych na dokªadno± klasykacji M.Kowal@issi.uz.zgora.pl zªo±liwo±ci raka piersi Podczas wyst pienia omówione zostan wybrane zagadnienia zwi zane z automatyczn klasykacj nowotworów piersi na podstawie obrazów mikroskopowych komórek pobranych z guza z wykorzystaniem bezaspiracyjnej biopsji cienkoigªowej. Przedstawione zostan problemy i wyzwania, które w ramach omawianego zagadnienia musz zosta rozwi - zane a nast pnie zaprezentowane zostan obecnie stosowane i prezentowane w literaturze podej±cia oraz ich wyniki. Prezentacja skupi si na problemie wyznaczania cech morfometrycznych i kolorymetrycznych obiektów obecnych na analizowanych rozmazach mikroskopowych. W tym celu zaproponowana zostanie metoda segementacji z wykorzystaniem adaptacyjnego progowania oraz klasteryzacji metod k-means i klasteryzacji hierarchicznej. Ponadto, omówione zostanie zagadnienie wykorzystania metod automatycznego wyznaczania liczby skupie«dla wymienionych algorytmów klasteryzacji. Zaprezentowane zostan wyniki segmentacji ze szczególnym uwzgl dnieniem problemu niedokªadno±ci segmentacji. Zaproponowane zostanie podej±cie, którego celem b dzie eliminacja z dalszej analizy obiektów, które zostaªy stosunkowo silnie znieksztaªcone w procesie segmentacji. Porównane zostan wyniki klasykacji nowotworów piersi uzyskane dla danych wst pnie wyczyszczonych z wynikami klasykacji dla oryginalnych danych z zakªóceniami wywoªanymi niedokªadno±ci segmentacji Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Andrzej Czajkowski, mgr in»., ISSI, Synteza ukªadów sterowania toleruj cych uszkodzenia z wykorzystaniem dynamicznych sieci neuronowych UZ, A.Czajkowski@issi.uz.zgora.pl W ramach wyst pienia zaprezentowana zostanie problematyka zwi zana z mo»liwo±ci zastosowania dynamicznych sieci neuronowych, a zwªaszcza sztucznej sieci neuronowej deniowanej w przestrzeni stanów (ang. State Space Neural network), do modelowania obiektów dynamicznych, detekcji oraz kompensacji uszkodze«w nieliniowych ukªadach sterowania. Zaprezentowana metodologia kompensacji uszkodze«opiera si na wykorzystaniu neuronowego modelu w przestrzeni stanów oraz neuronowego obserwatora (ang. Nueral Network State Space Innovation Form). Dzi ki temu mo»liwa jest akomodacja uszkodze«o charakterze zarówno addytywnym jak równie» multiplikatywnym. Kompensacja uszkodze«polega na zmianie prawa sterowania, poprzez dodanie do standardowego sterowania czªonu wspomagaj - cego. Sterowanie wspomagaj ce, jest generowane na podstawie linearyzacji wcze±niej zbudowanego modelu neuronowego obiektu. Dodatkowo zostan zaprezentowane ró»ne metody detekcji zaistniaªych uszkodze«. Podczas prezentacji zostan równie» zaprezentowane wst pne wyniki eksperymentów wykonane w symulatorze Walczaka zaimplementowanego w ±rodowisku Matlab/Simulink. Przeanalizowano ró»ne scenariusze uszkodze«oraz efektywno± omawianej metody. Wymienione zostan równie» przyszªe kierunki bada«.

5 Seminarium z dnia , godzina 11:15 Marcel Luzar, mgr in»., ISSI, UZ, Dynamiczne, sztuczne sieci neuronowe w projektowaniu odpornych ukªadów M.Luzar@issi.uz.zgora.pl diagnostyki uszkodze«w trakcie wyst pienia zostanie przedstawione ciekawe podej±cie do zagadnienia lokalizacji wyst pienia uszkodzenia w nieliniowych systemach dynamicznych. Poniewa» w systemach cz sto wyst puje wi cej ni» jedno urz dzenie wykonawcze oraz wi cej ni» jeden czujnik pomiarowy, konieczne jest jednoznaczne okre±lenie, które spo±ród wielu elementów systemu zostaªo uszkodzone. W tym celu zaproponowano u»ycie sztucznej sieci neuronowej, która umo»liwia jednoznaczne okre±lenie sygnaªu wej±ciowego nieliniowego systemu dynamicznego na podstawie sygnaªu wyj±ciowego. Dodatkowo, zastosowanie ltru Kalmana wraz z dynamicznym modelem neuronowym jednoznacznie odzwierciedlaj cym relacje mi dzy wyj±ciem a wej±ciem systemu umo»liwia opracowanie odpornych ukªadów detekcji, lokalizacji i identykacji uszkodze«nieliniowych systemów dynamicznych Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45 Roman Gielerak, prof. dr hab, Quantum Key Distribution Technology The Present State of Art ISSI,UZ, R.Gielerak@issi.uz.zgora.pl Seminarium z dnia , godzina 11:25 Bartosz Kwa±niewski, mgr in»., Generacja superfraktali z wykorzystaniem algorytmów równolegªych i ich implementacja w CUDA doktorant WEIT, ISSI, UZ, bkwasnie@weit.uz.zgora.pl 2.15 Seminarium z dnia Seminarium z dnia , godzina 10:45