Katedra aplikovanej informatiky

Témy diplomových prác

Na tejto stránke je zoznam aktuálnych tém diplomových prác zoradených podľa zamerania a školiteľov.

Počítačová grafika a videnie

Silvester Czanner

Téma: Virtual Eyes

Popis: The project proposed involves design and construction of "virtual eyes". There are several goals in this project. The first goal is to capture a real world scene with several cameras from different angles and stitch the collected video streams into one stream represented by panoramatic image. Second goal is to project this panoramatic image on a special projection wall to create the basis for a virtual environment. All that actions must be done very continuously in real-time. This sub-system will be used as a part of an immersive Virtual conferencing system.

Literatura: P. Kauff and O. Schreer,“Immersive Videoconferencing”, published in O. Schreer, P. Kauff and T. Sikora, (Editors): 3D Videocommunication, John Wiley & Sons, Chichester, UK, July 2005.

Požiadavky: Must be able to program in C/C++.

Odporúčania na predmety: Computer Graphics, Virtual Reality.

Téma: Virtual Microscope

Popis: The project proposed involves the design of a graphics/robotics user-interface to support communication between PC and a haptic device. Haptic device will be based on a simplification of a micromanipulation system. It will contain several joysticks to control positions of two pipettes. Signal from joysticks must be transformed into recognizable input for a PC user interface. This sub-system will be use as a part of a Virtual microscope system.

Literatura: Ref: Hui Chen, Hanqiu Sun, Xiaogang Jin, Interactive soft-touch dynamic deformations (p 153-163), Computer Animation and Virtual Worlds, Volume 18 Issue 3 , July 2007

Požiadavky: Must be able to program in C/C++.

Odporúčania na predmety: Computer Graphics, Virtual Reality.

Téma: Ice surface modeling and visualization

Popis: The project proposed involves mathematical modeling, rendering and visualization of an ice surface used for skating. The properties of the ice will be measured/captured during different light conditions and with several qualities of the ice (before and after an ice-hockey game). To design a mathematical model a data from HDRI camera (Spheron 3D) will be used. The results from this project will be used as a part of the Coventry SkyDome virtual model.

Požiadavky: Must be able to program in C/C++.

Odporúčania na predmety: Computer Graphics, Virtual Reality, HDR Imaging.

Roman Ďurikovič

Problémy spadajúce do okruhu povodní:

Téma: Physical based animation of flowing objects.

Popis: Toto je podporný modul pre náš dynamický systém simulácie vody. Medzi objektami plávajúcimi na vode môže dôjsť ku kolízii, tak isto môže dôjsť ku koliízii objektu s prekážkou. Vstupom budú parametre zo simulátoru v presne definovanom formáte a výstupom bude nová pozícia objektov a ďalšie parametre spôsobené kolíziou s vodou.

Téma: Simulation and visualization of soap bubble dynamics.

Popis: Here you will do quantitative and qualitative extensions of existing software. The bubble dynamic is simulated by a particle system. Bubble destruction and animation of large foam should be done. We should be able to simulate bubbles in the smoke or gas fluid controlled by parameters.

Problems related to EU project:

Téma: Sparkling effects simulation in metallic paint including visualization.

Popis: The motivation here is to develop the industry standard of a paint model. Some research was done on this topic. We will try to improve the Ershov 2001 paper. We can not see very bright sparkles using his (Intergra) software. First step is re-implementation of Ershov sparkle model and then improve it to make sparkles more realistic. Good sparkling effect was produced in case of Japanese lacquer by Durikovic SCCG2003 but that method can not be used for non-planar surfaces.

Téma: Multi-texturing approach for paint appearance simulation on virtual vehicles.

Popis: This theme similar to theme 3 is part of the EU project. This is not a new approach; similar approach was used for rendering complex reflections on urushi EG2003. This is a fake approach often applicable in games.

Téma: Real-time rendering of BRDF with hemispherical representation.

Popis: Use the hemispherical representation of BRDF (compression). First step will be to make the rendering of Lambertian surfaces (diffuse surfaces), using hemisphere basis functions. In second step we need to extend to FULL BRDF, this will be yours new contribution. Hemispherical compression is more natural for BRDF and it is also a hot topic. Your implementation can be done on CPU or GPU.

Téma: Survey of BTDF methods and BTDF representations, management and BTDF -> BRDF conversion.

Popis: Huge data sets, larger than in volume rendering! You will summarize the known methods on a web site for "pain coating" projects. New contribution could be the level of texture detail during BTDF->BRDF conversion.

Téma: Prehlad analytickych modelov zamracenej a jasnej oblohy s priemernou radianciou v kazdom bode oblohy a implementacia tohto modelu.

Téma: Prehlad BRDF reprezentacii a ich vyhodnotenenie pre potreby simulacie lakov.

Téma: Tvorba HDR textúr z fotografii skutočných nameraných automobilových lakov.

Téma: Vizualizácia vodných plôch v reálnom teréne a v reálnom čase.

Téma: Simulácia záplav pomocou výpočtu povrchu vody (shallow model).

Téma: Simulácia a vizualizácia šplechov pri vodnych tokoch.

Téma: Simulácia erózie pôdy vodným tokom.

Téma: Prehľad a implementácia nových modelov adaptívnych hadov a ich topológií. (toto je téma zo spracovania obrazov, najviac ISI citovaný článok na katedre KAI.)

Témy projektu VIPER:

Téma: Projekcie obsahu WWW stánok do audio priestoru v mobilných zariadeniach, PocketPc.

Téma: Adaptácia audio a video kodeky pre PocketPc.

Téma: podľa dohody - pozri projekty na stránke http://www.sccg.sk/~durikovic

Popis: (Vezmem maximálne 4 študenov tento rok!). Pozrite si aj moje témy bakalárskych prác, tiež ich možete použiť ako diplomové témy.

Ján Lacko

Téma: Jednopohľadová rekonštrukcia objektov.

Popis: Cieľom práce je vytvorenie aplikácie pre semiautomatickú rekonštrukciu architektonických objektov s využitím metód jednopohľadovej rekonštrukcie

Téma: Extrakcia parametrov zo vstupných fotografií pre virtuálnu rekonštrukciu objektov a ich využitie v renderovacom procese.

Popis: Cieľom práce je nájdenie maximálneho množstva parametrov (geometrických a fotogrametrických) využiteľných pri renderovacom procese v rámci doplnenia neexistujúcich dát.

Téma: Virtuálne planetárium.

Popis: Cieľom práce je vytvorenie aplikácie (OpenGL) a hardvérového riešenia pre rendering a animáciu planetárnych a solárnych systémov.

Téma: Virtuálne planetárium.

Popis: Cieľom práce je vytvorenie aplikácie (OpenGL) a hardvérového riešenia pre rendering a animáciu planetárnych a solárnych systémov.

Ľubomír Lúčan

Téma: Úvod do metód spracovania videa v súčasnom multimediálnom prostredí. (obsadené)

Michal Nociar

Téma: Platform independent generic implementation of triangulations.

Popis: Cieľom práce je implementácia vybraných druhov rovinných triangulácií pomocou Boost Graph Library ako súčasti knižníc Boost, ktoré sú založené na princípoch obdobných ako uStandard Template Library. Táto implementácia má ponúknuť znovupoužiteľný kód, ktorý nebude závislý na konkrétnych dátových štruktúrach asociovaných s elementami grafu. Navrhnutá implementácia by mala byt použitá na riešenie konkrétneho problému z praxe. Medzi implementovanými trianguláciami by mali byt minimálne DT, GT a prípadne aj aproximácia MWT založená na konštrukcií LMT-skeletonu. Samotné implementácie majú byť samozrejme časovo i priestorovo efektívne. Predpokladá sa samozrejme aj teoretický prehľad týkajúci sa implementovaných triangulácií.

Požiadavky: C/C++, Templates, STL, Boost.

Matej Novotný

Téma: Štruktúra internetovej diskusie a jej vizualizácia.

Popis: Práca pozostáva z dvoch častí. V prvej je cieľom analyzovať vstupný text (záznam z chatu – IRC, Pokec) a identifikovať v toku komunikácie kľúčové slová a väzby medzi účastníkmi chatu. Kto s kým o čom a kedy komunikuje. V druhej časti budú tieto vzťahy a pojmy interaktívne zobrazované formou siete objektov predstavujúcich témy a účastníkov diskusie. Motiváciou práce je umožniť štúdium sociálnej siete, ktorá stojí za elektronickou komunikáciou. Výsledky bude možné aplikovať na offline záznam komunikácie aj na online komunikáciu s vizualizáciou v reálnom čase.

Požiadavky: schopnosť samostatného štúdia odbornej literatúry v angličtine, základná znalosť počitačovej grafiky, záujem o štúdium niektorých techník na analýzu textu.

Téma: Vizuálne programovanie analytického nástroja.

Popis: Vizuálne programovanie umožňuje vytvárať skripty alebo postupnosti príkazov pomocou interaktívneho skladania a prepájania grafických objektov predstavujúcich elementárne operácie, filtre, transformácie. Cieľom práce je vytvoriť nástroj na vizuálne programovanie pre účely interaktívnej analýzy viacrozmerných dát. Predmetom práce nie je výskum analytických metód ani zložitá implementácia analytických algoritmov. Dôraz je kladený na vzájomne prepájanie jednotlivých krokov analýzy, vytváranie postupností krokov, rozvetvovanie postupností a iné.

Požiadavky: schopnosť samostatného štúdia odbornej literatúry v angličtine, základná znalosť počitačovej grafiky, záujem o matematiku a štatistiku výhodou.

Miloš Šrámek

Téma: pozrite si Témy bakalárskych prác (2007/2008).

Téma: Asynchronous Input/Output in the Linux kernel / Asynchronní vstup/výstup v Linuxovém jádře

Popis: Cílem diplomové práce je seznámit se s API pro AIO (Asynchronous Input/Output) podle normy POSIX 1003.1, jeho současnou implementací v jádře Linuxu, případně i v jiných operačních systémech, a navrhnout změny, které by obecně umožnily asynchronní vstup a výstup na jakémkoli souborovém deskriptoru. Součástí práce by měla být analýza výkonnosti daného řešení s ohledem na cílové aplikace (tj. zejména databáze), včetně vypracování potřebné metodiky. (DP pre Suse.cz)

Literatura: Michael Beck et al: Linux Kernel Programming, third edition, Addison-Wesley Publishing Company, 2002, ISBN 0-201-71975-4 IEEE Standard, March 2003, Base Definitions Volume of IEEE Std 1003.1, The Open Group, 2003, ISBN 1-931624-23-2 Linux Kernel Archives na www.kernel.org

Marek Zimányi

Téma: Témy diplomových prác pre študentov MPG najdete na internetovej stránke katedry:

Popis: http://fractal.dam.fmph.uniba.sk/~kg/study-sk.shtml Študujúci so záujmom o grafické diplomovky si môžu nájsť témy a konzultantov aj na TU Wien a VRVis v Rakúsku: www.vrvis.at, www.cg.tuwien.ac.at. Platená diplomová práca v oblasti GIS - informácie u doc. A. Ferka.

UMELÁ INTELIGENCIA

Martin Baláž

Téma: Transformational Semantics for Well-Supported Models of Multidimensional Dynamic Logic Programs.

Popis: V dnešnej dobe neexistuje software na počítanie sémantiky multidimenzionálnych dynamických logických programov, avšak existuje viacero implementácií na počítanie stabilných modelov klasických logických programov. Cieľom práce je zadefinovať preklad multidimenzionálneho dynamického logického programu na klasický logický program tak, aby sa sémantika pôvodného programu dala skonštruovať z množiny stabilných modelov transformovaného programu.

Odporúčania na predmety: "Logické programovanie ASP", "Sémantické základy znalostných systémov"

Téma: Paraconsistent Semantics for Multidimensional Dynamic Logic Programs.

Popis: Multidimenzionálne dynamické logické programy riešia konflikty na základe relácie preferencie. Pokiaľ viac preferovaná informácia (novšia, spoľahlivejšia) tvrdí opak ako menej preferovaná informácia (staršia, nespoľahlivá), uprednostňujeme samozrejme tú preferovanejšiu. Nie však vždy v prípade konfliktu vieme spoľahlivosť či aktuálnosť informácií porovnať. V takomto prípade neexistuje klasický dvojhodnotový model. Cieľom práce je zadefinovať parakonzistentú sémantiku, ktorá by pomohla identifikovať časti báz znalostí, ktoré nie sú ovplyvnené takýmto konfliktom a získať z nich zmysluplné konzistentné informácie.

Odporúčania na predmety: "Logické programovanie ASP", "Sémantické základy znalostných systémov"

Téma: Implementácia legislatívy pomocou ontológií a logických programov.

Popis: Formalizácia právnych textov sa vo všeobecnosti musí vysporiadavať s pojmami, ktoré sú vágne. Existujú však v ekonomickom práve oblasti, kde s formalizáciou nie je problém, ba niekedy je až priamočiara. Cieľom práce je namodelovať právnickú taxonómiu pomocou ontológií a prepojiť ich s pravidlovými systémami. Takýmto spôsobom sa získajú rôzne druhy reasoningu, ktoré sú veľmi dobrým pomocníkom pri analýzach právnych textov.

Odporúčania na predmety: "Logické programovanie ASP", "Sémantické základy znalostných systémov", "Deskripčné logiky, ontológie a sémantický web".

Igor Farkaš

Téma: Modelovanie systematickosti v jazyku pomocou neurónovej siete.

Popis: Implementujte neurónovú sieť (najlepšie v Jave) a otestujte ju, či je schopná správať sa systematicky, t.j. či je schopná zovšeobecniť svoje správanie pri spracovaní viet anglického jazyka pri použití malej trénovacej množiny. Analyzujte robustnosť správania siete (závislosť úspešnosti od parametrov siete). Viac info na osobnej stránke.

Téma: Filtrácia signálu, založená na rekonštrukcii dynamiky generujúceho systému. (v spolupráci s RNDr. A. Krakovskou, PhD, z ÚM SAV)

Popis: Získať prehľad o možnostiach filtrácie signálov v systéme Matlab. Vytvoriť program tzv. nelineárnej filtrácie, ktorý využíva metódy modernej teórie nelineárnych dynamických systémov. Viac info na osobnej stránke.

Téma: Predikcia časového radu. (v spolupráci s RNDr. A. Krakovskou, PhD, z ÚM SAV)

Popis: Porovnajte predikcie vybraných časových radov pomocou umelej neurónovej siete a pomocou metódy, založenej na rekonštrukcii stavového portrétu. Viac info na osobnej stránke.

Téma: Rekurzívne neurálne siete na reprezentáciu štruktúrovaných dát

Popis: Reprezentovanie dátových štruktúr je pomerne ťažkou úlohou pr e neurónovú sieť, no súčasne výzvou v kontexte kognitívnej vedy a konekcionistickému prístupu ku modelovaniu kognitívnych schopností človeka. Cieľom diplomovej práce môže byť testovanie existujúceho modelu neurónovej siete, resp. jeho modifikácia a testovanie na zvolených štruktúrovaných dátach (sekvencie, stromy, grafy).

Požiadavky: ochota pracovať priebežne, angličtina.

Martin Homola

Téma: Navrh a implementacia semantickej databazy pre projekt lumberjazk

Anna Krakovská

Vedúci projektu: RNDr. Anna Krakovská, PhD., ÚM SAV
Pedagogický vedúci: Doc. RNDr. Mária Markošová, PhD.

Téma: Filtrácia signálu, založená na rekonštrukcii dynamiky generujúceho systému: Vytvorenie programu pre systém MatLab.

Popis: Získať prehľad o možnostiach filtrácie signálov v systéme MatLab. Vytvoriť program tzv. nelineárnej filtrácie, ktorý využíva metódy modernej teórie nelineárnych dynamických systémov. Nadviazať pritom na výsledky, získané v rámci diplomového projektu [3]. Navrhnúť optimálnu voľbu parametrov nelineárnej filtrácie, vytvorenej v jazyku C++ a publikovanej v [3]. Výslednú filtračnú techniku porovnať s tradičnými algoritmami prostredníctvom testovania na známych chaotických signáloch (atraktory Henona, Ikedu a Lorenza) a vybraných biologických signálov (EKG, EEG).

Literatura: Schreiber T., Grassberger P.: A simple noise-reduction method for real data. Physics Letters A 160, pp. 411-418, 1991. Grassberger P. a i.: On noise reduction methods for chaotic data. Chaos 3, pp. 127-141, 1991. Bobrík M.: Porovnanie lineárnych metód filtrácie s metódami na báze nelineárnej dynamiky: Aplikácia na biologické signály EKG a EEG. Dipl. Práca, FEI STU, Bratislava, 2002.

Téma: Predikcia časového radu, založená na dynamických vlastnostiach rekonštruovaného stavového portrétu.

Popis: Preštudovať predikčné metódy, uverejnené v [1]. Zamerať sa najmä na algoritmy, využívajúce metódy, inšpirované výsledkami v oblasti nelineárnych dynamických systémov. Navrhnúť algoritmus a vytvoriť program, použiteľný v systéme MatLab. Vytvoriť alternatívny predikčný program typu ARMA modelu. Výsledné algoritmy porovnať prostredníctvom testovania na dátach, použitých aj v [1] (laser, EEG, finančné časové rady, chaotický signál, atď).

Literatura: Weigend A., Gershenfeld N. A.: Time Series Prediction: - Forecasting the Future and Understanding the Past. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Comparative Time Series Analysis. Santa Fe, New Mexico, 1992.

Téma: Vývoj spätno-väzobného EEG systému s dotykovým prenosom informácie.

Popis: 1. Štúdium problematiky EEG ako prejavu fyziologickej činnosti mozgu, ako aj merania EEG a jeho matematickej analýzy. 2. Úprava softvéru pre zber údajov existujúceho snímača EEG, pripojeného sériovou linkou. 3. Vývoj jednoduchého výkonového prevodníka k PC pre ovládanie spätno-väzobného reproduktora a ovládacieho softvéru.

Literatura: Viceník K., Bartók K.: Tactile EEG biofeedback and its EEG spectra response. Studia Psychologica, 39, 1997, 4, pp. 291-293. Basar E. et al.: Is the alpha rhythm a control parameter for brain responses? Biological Cybernetics, 76, 1997, pp. 471-480.

Požiadavky: Problematika predpokladá schopnosť programovania v jazyku C a základné vedomosti z návrhu elektronických zariadení.

Andrej Lúčny

Téma: užšia téma z oblasti tvorby modelov správania živých systémov

Popis: Implementacia v podobe robota alebo modelu vo virtuálnej realite, ktorý je oživený riadiacim systémom na báze agentov

Literatura: Brooks, Minsky, Kelemen

Požiadavky: Implementačná schopnosť

Odporúčania na predmety: detaily domyslíme po vzájomnej dohode

Mária Markošová

Téma: Model rastúcej siete s ohraničenou kapacitou uzlov.

Popis: Diplomant bude zapojený do výskumného projektu školiteľky. Preto musí zvládnuť teóriu rastúcich sietí. Jeho úlohou je naprogramovať rastúcu sieť, nájsť vhodnú funkciu pre kapacitu uzlov (inšpirovať sa môže skutočnými sieťami) a zmerať štatistické vlastnosti siete. Zvlášť motivovaný diplomant sa môže pokúsiť o nájdenie a analytické riešenie modelu danej siete vo forme diferenciálnej alebo diferenčnej rovnice. (2. študenti)

Literatura: Barabási, Albert , Science (1999) 509; Watts, Small worlds, Princeton Univ. Press, 2004.

Téma: Model rastúcej siete so starnutím uzlov.

Popis: Diplomant bude zapojený do výskumného projektu školiteľky. Preto musí zvládnuť teóriu rastúcich sietí. Jeho úlohou je naprogramovať rastúcu sieť so starnutím uzlov (inšpirovať sa môže skutočnými sieťami) a zmerať štatistické vlastnosti siete. Zvlášť motivovaný diplomant sa môže pokúsiť o nájdenie a analytické riešenie modelu danej siete vo forme diferenciálnej alebo diferenčnej rovnice. (2. študenti)

Literatura: Barabási, Albert , Science (1999) 509; Watts, Small worlds, Princeton Univ. Press, 2004.

Téma: Tvorba jazykoveho grafu v procese ucenia

Popis: V poslednej dobe sa vela bada v oblasti tzv. sieti maleho sveta [1] . Maju siroke moznosti aplikacii. Jednou z nich je aj tzv. "word net" [4,5] , kde sa lexikon jazyka chape ako graf. Ulohou projektu je pozriet sa na proces tvorby takejto siete pri uceni sa anglictiny [3]. Budeme analyzovat sposob, akym sa v procese ucenia slova pripajaju do slovnej zasoby [2]. Budeme zistovat, ci tvoriaci sa graf je prepojeny, budeme studovat ako sa menia jeho lokalne a globalne vlastnosti.

Literatura: Watts, Small Worlds, Princeton University Press, Princeton (2004) Barabasi, Albert, Science 286 (1999) 509 Rozne ucebnice anglictiny a kurzy dostupne na internete Cancho, Sole, Proc. Royal. Soc.London B268 (2001) 2261 Dorogovtsev, Mendes, Proc. Royal. Soc.London B269 (2001) 2603

Marek Nagy

Téma: Melody tutor.

Popis: Počítač na základe zosnímaného zvuku kontroluje správnosť zahratého tónu. Dieťa musí podľa predlohy zahrať jednoduchú postupnosť tónov. Možnosť rozšíriť to na ”spievanie” (lalakanie). Cieľom je preskúmať problematiku a vytvoriť aplikáciu. Linux, C/C++.

Téma: Model pier pri vyslovovaní slov.

Popis: Vytvorenie modelu virtuálnych pier (dve krivky), ktoré demonštrujú vyslovovanie slov. Preskúmať pohyby pier pre každú fonému a podľa rozkladu slov na fonémy pohybovať ústami. Cieľom je preskúmať problematiku, zozbierať dáta a vytvoriť model-aplikáciu. Linux, C/C++.

Téma: Hláskovací tutor.

Popis: Nadviazanie na úspešne ukončenú diplomovú prácu. Realizovanie aplikácie rozpoznávača vyhláskovaných (vyspelovaných) slov. Využitím rozpoznávača hlások realizovať (edukačnú) aplikáciu (určenú deťom). Potreba riešiť ďalšie odborné problémy napr. detekcie začiatku a konca vyslovenej hlásky, rozumné prehladávanie priestoru možných slov veľkého slovníka, . . . Linux, C/C++.

Téma: HMM laboratórium.

Popis: V súčasnosti možno na experimentovanie s rozpoznávaním reči (ale i písma) využívať balíky ako Sphinx, HTK, CSLU. Problematické je však zasahovať do štandardných zaužívaných postupov trénovania a používania HMM (Hidden Markov Models). Najlepšie, z tohto pohľadu, je HTK. Je však programátorsky neprehľadné (jazyk C). Cieľom by bolo implementovať škálovatelnú, rozširovatelnú a prehladnú knižnicu HMM. (Minimálne musia byt realizované vlastnosti z HTK. Základným prvkom by bol gausián.) (Implementácia Linux, C++).

Téma: HMM laboratórium – vizualizácia.

Popis: V nadväznosti na predchádzajúcu tému by bolo cieľom implementovať grafickú vizualizáciu HMM (Hidden Markov Models). V prostredí by bolo možné vizualizovať a modifikovať topológie modelov, rozloženie pravdepodobností. Dôležitá je i možnost sledovania správania sa modelov v procese trénovania a testovania (napr. grafy gausiánov, . . .). (Implementácia Linux, C++, Gtk+).

Téma: Určovanie veku detí podľa rečového signálu.

Popis: Ľahko možno nahliadnuť, že zvuková stránka rečového prejavu sa v závislosti od veku mení (dieťa rastie a spolu s ním i rečový aparát). Na základe rozloženia formantov je predpoklad určovať vek detí. Na základe tejto informácie bude napríklad možné vyberať medzi rozpoznávačmi reči pre jednotlivé vekové kategórie. Cieľom by bolo preskúmať túto oblasť a vytvoriť experimentálnu aplikáciu využívajúcu navrhnuté určovacie techniky. (Implementácia Linux, C++).

Literatura: Whiteside, S. P., Hodgson, C., (2000), ”Speech patterns of children and adults elicited via a picture-naming task: an acoustic study”, Speech Communication, 32:4, 267-285.

Peter Náther

Téma: Vyhladavanie klastrov v grafoch a vizualizacia ziskanych dat

Popis: Vybrat alebo navrhnut vhodny algoritmus pre hladanie klastrov vo velkych grafoch, pricom klastre v grafe sa mozu navzajom prekryvat. 2D a 3D vizualizacia grafov so zvyraznenim ziskanych klastrov (volba a uprava vhodnych nastrojov pripadne vlastna impelmentacia). Jedna sa o grafy s velkym mnozstvom vrcholov a hran (asi stovky tisic). Vysledok sa vyuzije pri spracovani dat v oblasti vyskumu sieti maleho sveta.

Literatura: Q. Feng. Algorithms for Drawing Clustered Graphs. PhD thesis, Department of Computer Science and Software Engineering, University of Newcastle, Apr. 1997. Shamir, Sharan, Tsur, Cluster Graph Modification Problems (2002) Kanovsky Igor, Complex Networks Clustering and Edges Correlation. International Conference on Network Science (NetSci2006), Bloomington, Indiana, USA . May. 2006 Jens Gramm, Jiong Guo, Falk Hffner, Rolf Niedermeier - Graph-Modeled Data Clustering: Fixed-Parameter Algorithms for Clique Generation (2003) Watts, Small Worlds, Princeton University Press, Princeton (2004)

Ján Šefránek

Téma: Dependency framework

Popis: Dependency framework bol navrhnuty v [1,2] ako semantika pre multidimenzionalne dynamicke logicke programy resp. nemonotonne bazy znalosti. Ulohou diplomovej prace je - dotiahnut ho do vseobecneho tvaru (niektore casti boli rozpracovane iba pre elementarny pripad dvoch programov, z ktorych jeden predstavuje povodnu bazu znalosti a druhy jej update) a do relativne finalnej podoby. Porovnanie s Refined Semantics [3].

Literatura: Sefranek, Rethinking semantics of multidimenzional dynamic logic programming; Proc.NMR 2006 Sefranek, Irrelevant updates and nonmonotonic assumptions, Proc. of JELIA 2006 Alferes, Banti, Brogi, Leite: Refined extension principle. Studia Logica, 2005.

Téma: Dependency framework - implementácia

Popis: Implementacia (optimalizacia) nedeterministickeho algoritmu z predchádzajúcej témy; jeho zlozitostna charakterizacia

Martin Takáč

Téma: Štatistická analýza a kvalitatívne modelovanie ekologických vzťahov v spoločenstvách pavúkov (v spolupráci s RNDr. Zuzanou Krumpálovou, PhD., Ústav zoológie SAV).

Popis: 1. fáza: zoznámenie sa s aplikačnou oblasťou, výber vhodných metód resp. softvéru pre štatistickú analýzu dát z aplikačnej oblasti, príp. programovanie pomocných štatistických a vizualizačných makier. 2. fáza: návrh a simulácia kvalitatívnych modelov vzťahov v spoločenstvách pavúkov na jednotlivých typoch biotopov. Výsledky modelovania budú použité na definovanie koexistencie druhov v spoločenstve a ich vzájomnú väzbu a na vypracovanie kategorizácie druhov pavúkov zaplavovaných oblastí a na definovanie jej aplikácie pre hodnotenie stavu bioty.

Literatura: M. Takáč: Kvalitatívne modelovanie a simulácia. Vydavateľstvo Univerzity Komenského, 2003. M. Caha: Systémy pro všední den, Gemmapress, Praha, 1999. LEPŠ Jan: Biostatistika. Biologická fakulta Juhočeskej Univerzity (skriptá), České Budějovice. 1996. JONES, B., STERNER, W., SCHANK, J. 1994. Biota – an object–oriented tool for modeling complex ecological-systems. Math. Comp. Modeling, 20: 31–48. LOBRY, C., HARMAND, J. 2006. A new hypothesis to explain the coexistence of n species in the presence of a single resource. Comp. Rendus Biologies, 329: 40–46. SEGURADO, P., ARAÚJO, M.B. 2004. An evaluation of methods for modelling species distribution. J. Biogeogr., 31:1555–1568. SUTHERLAND, W.J. 2006. Predicting the ecological consequences of environmental change: a review of the methods. J. App. Ecol., 43: 599–616.

Požiadavky: Ochota pracovať samostatne, iniciatívne a od samého začiatku, ochota k samoštúdiu, komunikačné schopnosti, schopnosť pretlmočiť si poznatky a požiadavky povedané jazykom experta z aplikačnej oblasti do „informatického“ jazyka, znalosť programovania makier v Exceli.

Téma: Klasifikácia systémov vyššieho rádu kvalitatívne vyjadrených znamienkovými digrafmi.

Popis: Skúmať vlastnosti kvalitatívnych modelov vyjadrených znamienkovými digrafmi, resp. znamienkovými a intervalovými maticami a vytvoriť klasifikáciu takto reprezentovaných systémov vyššieho rádu (n>2).

Literatura: M. Takáč: Kvalitatívne modelovanie a simulácia. Vydavateľstvo Univerzity Komenského, 2003. M. Caha: Systémy pro všední den, Gemmapress, Praha, 1999.

Požiadavky: kladný vzťah k vyššej matematike a teórii grafov :-) resp. ochota doplniť si príslušné vedomosti samoštúdiom.

Téma: Vylepšovanie kognitívnej sémantiky rozlišovacích kritérií.

Popis: Vylepšenie niektorého aspektu kognitívnej sémantiky rozlišovacích kritérií, napr. reprezentácia dát s viacmodálnou distribúciou, robustnosť voči šumu, zvládanie homoným a synoným, hierarchie pojmov, odlišovanie figúry a pozadia, mechanizmus vytvárania kategórií na základe akcií, konštrukcia kritérií situácií a udalostí. Takáč, M.: Kognitívna sémantika komplexných kategórií založená na rozlišovacích kritériách. In: Kvasnička, V., Trebatický, P., Pospíchal, J., Kelemen, J. (eds.): Myseľ, inteligencia a život. Vydavateľstvo STU, Bratislava, 2007, pp. 339-355.

Požiadavky: dobrá znalosť anglického jazyka, schopnosť pracovať samostatne a iniciatívne.

Téma: Autonómny učiaci sa triedič dokumentov.

Popis: Pôjde o zaujímavú aplikáciu sémantiky identifikačných kritérií [1]. Učiaci sa agent pozoruje, kam si užívateľ v počítači ukladá dokumenty a na základe rôznych príznakov si inkrementálne vybuduje reprezentáciu sémantických kategórií. Potom ju využije na klasifikáciu nových dokumentov (napr. sťahovaných z webu) tak, že navrhne najvhodnejšie miesto, kam dokument uložiť. Možným rozšírením je komunikácia viacerých agentov napr. pre výmenu dokumentov medzi užívateľmi. Takáč, M.: Kognitívna sémantika komplexných kategórií založená na rozlišovacích kritériách. In: Kvasnička, V., Trebatický, P., Pospíchal, J., Kelemen, J. (eds.): Myseľ, inteligencia a život. Vydavateľstvo STU, Bratislava, 2007, pp. 339-355. (http://ii.fmph.uniba.sk/~takac/publications/takacKnihaKUZ.pdf)

Požiadavky: ochota pracovať iniciatívne a priebežne.

Bioinformatika

Tomáš Vinař (KAI) a Broňa Brejová (KI)

Práce vyžadujú dobrú pasívnu znalosť angličtiny, dobré základy matematiky, efektívnych algoritmov a kladný vzťah k pravdepodobnosti. Nevyžaduje sa predchádzajúca znalosť bioinformatiky a molekulárnej biológie, ale očakáva sa ochota rozšíriť si znalosti v týchto oblastiach. Všetky témy sú vhodné pre študentov informatiky aj aplikovanej informatiky. Ďalšie témy z oblasti bioinformatiky sú možné po dohode.

Téma: Modelovanie biologických sekvencií pomocou skrytých Markovovských modelov (HMM) (B. Brejová alebo T. Vinař)

Popis: Metódy strojového učenia sa v bioinformatike uplatňujú okrem iného na hľadanie funkčných úsekov v sekvenciách genómov a proteínov. Obzvlášť vhodné na tento účel sú HMM. Cieľom práce je študovať rozšírenia tradičných HMM a ich aplikáciu na konkrétne biologické problémy.

Téma: Algoritmy pre štúdium evolúcie génov a proteínov (T. Vinař)

Popis: Cieľom je vytvorenie nových algoritmov a pravdepodobnostných modelov pre štúdium skupín príbuzných génov. Takéto skupiny vznikajú v genómoch mnohonásobným kopírovaním prekrývajúcich sa úsekov (duplikáciami). Analýza týchto génov je náročnejšia ako v prípade neduplikovaných častí genómu a súčasné nástroje na tieto úlohy nie sú adekvátne.

Téma: Efektívne vyhľadávanie podobných reťazcov vo veľkých biologických databázach (B. Brejová)

Popis: Sekvenovanie genómov rôznych organizmov napreduje čoraz rýchlejšie a výzvou ostáva efektívne vyhľadávanie vo veľkých databázach takto získaných sekvencií. Úlohou bude vyvinúť nové prístupy na rýchle vyhľadávanie podobných reťazcov a vyhodnocovanie štatistickej významnosti výsledkov.

Téma: Komparatívna analýza mitochondriálnych genómov kvasiniek (T. Vinař alebo B. Brejová v spolupráci s prof. Tomáškom a prof. Nosekom z prírodovedeckej fakulty)

Popis: Cieľom je štúdium evolúcie a funkčných prvkov v niekoľkých mitochondriálnych genómoch kvasiniek. V úzkej spolupráci s biológmi bude potrebné adaptovať existujúce programy na tento účel, prípadne vyvinúť nové.

Téma: Metódy spracovania dát z metagenomických experimentov (T. Vinař)

Popis: Metagenomika je nové odvetvie biológie zaoberajúce sa sekvenovaním krátkych útržkov bakteriálnych genómov izlovaných z rôznych prostredí. Cieľom je navrhnúť nové spôsoby spracovania takýchto fragmentárnych dát.