Nazwa przedmiotu: Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy moduł specjalności informatyka medyczna Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium BIOCYBERNETYKA Biocybernetics Forma studiów: studia stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 1W, 1L Kod przedmiotu: S1_2_ss Rok: III Semestr: VI Liczba punktów: 3 ECTS I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z możliwościami zastosowania metod technicznych, których inspiracją są rozwiązania zaczerpnięte z natury. C2. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Podstawowa wiedza biologii oraz fizjologii człowieka. 2. Umiejętność programowania w wybranym środowisku programistycznym. 3. Umiejętność doboru metod numerycznych do rozwiązywania postawionych zadań problemowych. 4. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań. 5. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 6. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 7. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 posiada wiedzę teoretyczną metod i technik, EK 2 zna, EK 3 jest zdolny rozwiązania danego technicznego, EK 4 jest zdolny do samodzielnego wykonania oprogramowania z, EK 5 potrafi przebiegu realizacji ćwiczeń laboratoryjnych. WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 1/6
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1 Metodologia biocybernetyki. Pola zainteresowań biocybernetyki. 1 W 2,3 Sieci neuronowe: biologiczne źródła sztucznych sieci neuronowych, rys 2 historyczny, modele cybernetyczne wybranych struktur i funkcji układu nerwowego, podstawowe struktury sztucznych sieci neuronowych. W 4,5 Architektury kognitywne i drogi do budowy sztucznego mózgu. 2 W 6,7 Geneza i podstawy algorytmów genetycznych i ewolucyjnych. 2 W 8,9 Modelowanie ruchu organizmów żywych. 2 W 10,11 Biologiczne podstawy algorytmów mrowiskowych. 2 W 12,13 Modelowanie procesów fizjologicznych: modelowanie hemodializy, 2 modelowanie systemu oddechowego, modelowanie przepływu krwi. W 14,15 Fraktale w przyrodzie i medycynie 2 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1,2 Budowanie perceptronu w zastosowaniu do klasyfikacyjnego. 2 L 3,4,5,6 Budowanie wielowarstwowej sieci neuronowej uczonej algorytmem wstecznej 4 propagacji błędów jako uniwersalny klasyfikator L 7,8,9,10 Budowanie prostego systemu diagnostycznego opartego na algorytmie 4 genetycznym. L 11,12,13,14 Budowanie prostego systemu optymalizacyjnego opartego na algorytmie 4 mrowiskowym. L 15 Prezentacja graficzna funkcjonowania wybranego fraktala. 1 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. wybrane środowisko programistyczne 3. stanowiska komputerowe z zainstalowanym środowiskiem programistycznym 4. formularze protokołów testów WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 2/6
SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F2. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć P1. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 15L 30 godz. 5 godz. 27,5 godz. 7,5 godz. 5 godz. Suma 75 godz. LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 3 ECTS 1,4 ECTS 1,1 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Tadeusiewicz R.: Sieci neuronowe, Akademicka Oficyna Wydawnicza RM, Warszawa, 1993 2. Rutkowska D., Piliński M., Rutkowski L.: Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997 3. Osowski S.: Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym, WNT, Warszawa, 1996 4. Cytowski J.: Algorytmy genetyczne. Podstawy i zastosowania, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1993 5. Goldberg D. E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, WNT, Warszawa, 1995. 6. Tadeusiewicz R.: Neurocybernetyka teoretyczna, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2009 7. Boryczka U.: Algorytmy optymalizacji mrowiskowej, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice, 2006. 8. Kudrewicz J..: Fraktale i chaos, WNT, Warszawa, 1996. 10. Schuster H.G.: Chaos deterministyczny, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1996 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr hab. inż. Robert Cierniak, Prof. PCz cierniak@kik.pcz.pcz.pl WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 3/6
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny EK1 KIM_W02 C1 W1-15 1 F1 EK2 KIM_U09 C1 W1-15 1 F2 EK3 KIM_W10 W2-15 K_U01 C1,C2 L1-15 K_U02 1 F1,F2 EK4 KIM_W10 C2 L1-15 2,3 F2,F4 P1 EK5 K_U30 C2 L1-15 4 F3 WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 4/6
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Efekt 1 Student posiada wiedzę teoretyczną z zakresu metod i technik Student nie opanował podstawowej wiedzy metod i technik Student częściowo opanował wiedzę z zakresu metod i technik Student opanował wiedzę metod i technik Student bardzo dobrze opanował wiedzę metod i technik, zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Efekt 2 Student zna określić podstawowych tendencji i kierunków określić podstawowe z określić podstawowe określić podstawowe uzasadnić trafność przyjętych założeń, zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Efekt 3 Student jest zdolny technicznego odpowiedniej metody technicznego technicznego z technicznego technicznego z rozwinięciem metody WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 5/6
Efekt 4 Student jest zdolny do samodzielnego wykonania oprogramowania z oprogramowania z oprogramowanie z z oprogramowanie z oprogramowanie z wraz ze zmodyfikowaną Efekt 5 przebiegu realizacji ćwiczeń laboratoryjnych sprawozdania z laboratoryjnego laboratoryjnego z laboratoryjnego laboratoryjnego w sposób profesjonalny Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów dotyczące przedmiotu w tym harmonogramu odbywania zajęć, warunków zaliczenia oraz konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć z przedmiotu oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Inteligentnych Systemów Informatycznych. WIMiI_IB_Ist_S1_2_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 6/6