(Témy J. Kľuku)
Line 925: Line 925:
 
| tema = Jazyky, modely a nástroje na modelovanie, špecifikáciu a verifikáciu a ich aplikácie
 
| tema = Jazyky, modely a nástroje na modelovanie, špecifikáciu a verifikáciu a ich aplikácie
 
| popis = bližší popis je na [[BakTema Jazyky modely a nastroje|samostatnej stránke]]
 
| popis = bližší popis je na [[BakTema Jazyky modely a nastroje|samostatnej stránke]]
 +
}}
 +
 +
=== Ján Kľuka ===
 +
 +
{{Tema
 +
| tema = Programovacie prostredie pre novú verziu jazyka CL
 +
| popis = Spolupráca s vedúcim na vývoji programovacieho prostredia pre novú verziu jazyka CL s podporou modularizácie a typovania
 
}}
 
}}
  
Line 938: Line 945:
 
| popis = http://ii.fmph.uniba.sk/cl/view/courses/bak-mag/?lang=sk
 
| popis = http://ii.fmph.uniba.sk/cl/view/courses/bak-mag/?lang=sk
 
}}
 
}}
 +
  
 
== Bioinformatika ==
 
== Bioinformatika ==
Line 944: Line 952:
  
 
Aktuálne témy diplomových prác z bioinformatiky nájdete na našej stránke http://compbio.fmph.uniba.sk/temy.php
 
Aktuálne témy diplomových prác z bioinformatiky nájdete na našej stránke http://compbio.fmph.uniba.sk/temy.php
 +
 +
== Systémové programovanie ==
 +
 +
=== Ján Kľuka ===
 +
 +
{{Tema
 +
| tema = Zálohovanie do obsahom adresovaného úložiska dát
 +
| popis = Popis na [[BakTema Zalohovanie do obsahom adresovaneho uloziska dat|samostatnej stránke]]
 +
}}

Revision as of 18:11, 12 September 2013

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

Pozrite si aj informácie na stránke Bakalárskeho seminára - obsahuje linky do knižnice, TeXový template pre písanie práce a ďalšie.

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 5 študenov tento rok!). Pozrite si aj moje témy bakalárskych prác, tiež ich možete použiť ako diplomové témy.

Michal Fano

Téma: Data Loss Prevention area – kontrola aktivít data storage devices
Popis: Vytvorit prehlad problematiky(principy, postupy a riesenia) a vytvorenie softveru(realizacia niektorych popisanych postupov).
Téma: Rekonštrukcia "event logs" z hard disku, forensic obrazu
Popis: Vytvorit prehlad problematiky(principy, postupy a riesenia) a vytvorenie softveru (realizacia niektorych popisanych postupov).
Téma: Rekonštrukcia suborov obsahujucich obraz z hard disku, forensic obrazu
Popis: Vytvorit prehlad problematiky(principy, postupy a riesenia) a vytvorenie softveru(realizacia niektorych popisanych postupov).

Katarína Kozlíková

Téma: Príprava výučbových materiálov z lekárskej biofyziky
Popis: Animácie procesov na osvetlenie preberanej látky
Požiadavky: Flash
Téma: Automatické vyhodnocovanie testov
Popis: Vytvorenie aplikácie na tvorbu a automatické vyhodnocovanie testov
Téma: Spracovanie EKG signálov
Popis: Štatistické a vizuálne spracovanie EKG signálov
Požiadavky: Matlab

Júlia Kučerová

Téma: Semantics in visual attention models
Popis: Zakomponovanie sémantickej informácie do určenia významných oblastí v obraze.
Požiadavky: Matlab

Ján Lacko

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: Manipulácia s virtuálnou bunkou
Popis: Navrhnúť a vytvoriť interaktívnu simuláciu manipulácie s bunkou v mikroskopickom prostredí. Zohľadniť pružné vlastnosti objektu a simulovať odchytenie uchopenie bunky a interakciu s ihlou. Dôraz sa kladie na realizmus simulácie a renderovania. Simulácia je zjednodušená do 2D priestoru.
Téma: SPREAD - Rozmiestňovanie opakujúcich sa objektov
Popis: Vytvoriť systém pre poloautomatické rozmiestnenie objektov do scény, ktoré sa pravidelne alebo náhodne vyskytujú v určitej oblasti. Napríklad autá na parkovisku, lampy pri ceste alebo ľudia na námestí. Systém podporuje 1- a 2-rozmerné oblasti rozmiestnenia a viacero druhov rozmiestnenia (náhodné, pravidelné, Gaussovské ,..). Vytvorené rozmiestnenie sa dá opätovne meniť na báze parametrov a tiež je možné ho exportovať ako statický model. Súčasťou práce je aj jazyk, ktorý popisuje definované rozmiestnenie. V ideálnom prípade ako vlastné rozšírenie formátu Collada.
Téma: Rozšírená realita pre výstavné exponáty
Popis: Navrhnúť a implementovať systém pre real-time rendering 3D objektov na mobilnom zariadní (tablete) využívajúcom rozšírenú realitu (augmented reality - AR). Použítím vybranej AR knižnice a renderovacieho enginu Unity vytvoriť aplikáciu, ktorá umožní návštevníkovi galérie či múzea prezerať technikou rozšírenej reality virtuálne objekty alebo virtuálne rekonštrukcie existujúcich objektov. Téma je realizovaná v spolupráci so spoločnosťou VIS GRAVIS, ktorá zabezpečuje HW/SW pre riešiteľa.
Téma: CAMPER - Systém pre plánovanie rozmiestnenia bezpečnostných kamier
Popis: Navrhnúť a implementovať systém, ktorý umožní interaktívne vizuálne plánovanie rozmiestnenia bezpečnostných kamier v objekte alebo v jeho okolí. Vstup do systému je 3D model objektu a parametre dostupných kamier (zorný uhol, možnosť rotácie, efektívna vzdialenosť, cena). Používateľ môže v modeli objektu rozmiestňovať kamery, pričom systém vizuálne zvýrazňuje, ktoré časti objektu sú a ktoré nie sú v zábere kamier. Systém tiež simuluje signál z umiestnenej kamery a svetelné podmienky v objekte resp. jeho okolí. Cieľom je vytvoriť systém, ktorý optimalizuje náklady na pokrytie objektu kamerami a eliminuje tzv. slepé miesta.
Téma: Reprezentácia abstraktných dátových štruktúr v prepojených vizualizáciách
Popis: Zatiaľ čo pre jednoduché mnohorozmerné dáta existujú vizualizačné paradigmy prepájajúce rôzne vizualizácie tých istých dát, pre abstrakné dáta (klastre, reťazce, relácie) je to zatiaľ živá oblasť výskumu. Úlohou práce je analyzovať dostupné riešenia, návrh vlastnej techniky alebo vylepšenie existujúcej techniky a implementácia prototypu.

Elena Šikudová

sikudova @ sccg.sk

Téma: Eye-tracking
Popis: Zostrojenie zariadenia na sledovanie očí. Uvedenie do prevádzky pomocou dostupného open source softvéru.
Literatura:

http://www.gazegroup.org/downloads/23-gazetracker

Požiadavky: .NET Framework
Téma: Gamut mapping = téma je zadaná
Téma: Mobilná aplikácia pre rozpoznávanie tvárí = téma je zadaná
Téma: Výber príznakov
Popis: Naštudovanie a vylepšenie metód na vyhľadávanie príznakov (rohy, bloby, body záujmu, ...)
Požiadavky: pouzitie Matlab-u alebo OpenCV knižnice
Téma: Sémantika vo videu
Popis: Naštudovanie a implementácia metód na extrakciu sémantickej informácie z videa.
Požiadavky: pouzitie Matlab-u alebo OpenCV knižnice

Zuzana Haladová

Téma: Vlastná téma z rozšírenej reality
Popis: Napr. Aplikácia pre mobilné zariadenia.


Peter Borovský

Téma: Ukladanie dát pre virtuálne mestá
Popis: V rámci diplomovej práce by mali byť skúmané rôznorodé dátové reprezentácie a spôsoby ukladania dát veľkých virtuálnych miest, vrátane geometrických modelov či textových atribútov. Diplomant môže očakávať prácu v niektorom z priestorových DBMS (predpokladajú sa aspoň základné znalosti databáz), GIS, 3D modelerov alebo iných nástrojov pracujúcich s 3D geomteriou, v prípade úspechu aj účasť na projektoch Virtuálnej Bratislavy (VrBA).

Martin Samuelčík

Téma: Multi-lights OpenGL renderer
Popis: Cieľom bude vytvorenie renderera, ktorý bude schopný zobraziť veľké množstvo svetiel v scéne a zároveň vhodne aplikovať osvetľovací model na objekty v scéne. Bude potrebné naštudovanie potrebných princípov, implementácia pomocou deferred renderingu v OpenGL a testovanie na rôznych scénach so zvyšujúcim sa počtom svetiel.
Požiadavky: C++, OpenGL, GLSL
Téma: Rekonštrukcia terénu z GPS dát
Popis: Cieľom práce je vygenerovanie terénu vo forme trojuholníkovej siete z voľne dostupných GPS dát (cesty, body). Bude potrebné spracovanie vstupných dát, odstránenie zle nameraných údajov, preloženie plochy nameranými údajmi a vytvorenie optimálnej trojuholníkovej siete. Výstup sa uloží do štandardného formátu pre ukladanie modelov.
Požiadavky: C++

Martin Madaras

Téma: Skeleton Extraction from Point Clouds on GPU
Popis: Cieľom práce je implementácia algoritmu na extrakciu kostry modelu z point cloudu. Algoritmus bude implementovaný n GPU, buď riešením iteratívneho lineárneho systému pomocou OpenCL, alebo namapovaním problému na renderovaciu pipelinu a implementáciou v shadroch. Ideálne by boli obe implementácie a porovnanie výsledkov. Takisto je potrebné spraviť GPU implementácie niektorých numerických algoritmov, ako napríklad SVD kôli PCA a QR dekompozícia. Diplomová práva je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku. Veľmi zaujímavá téma vhodná pre študenta čo sa chce venovať paralelným výpočtom na GPU, má rád geometriu a zároveň sa nebojí numeriky.
Literatura:

Cao et al. 2010 - Point Cloud Skeletons via Laplacian Based Contraction, Au et al. 2008 - Skeleton extraction by mesh contraction

Požiadavky: C++, OpenCL, OpenGL, GLSL
Téma: Mesh Curvature Estimation on GPU for Ambient Occlusion Approximation
Popis: Cieľom práce je implementácia algoritmu na odhadnutie krivosti geometrie. Algoritmus by mal fungovat čo najvšeobecnejšie, najlepšie na lubovoľnom point cloude. Na vyhodnotenie sa využije správne namapovanie geometrie na renderovaciu pipelinu. Následne sa odhadnutá krivosť geometrie využije na aproximáciu Ambient Occlusionu v reálnom čase. Diplomová práca je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku.
Literatura:

Griffin et al. 2011 - GPU curvature estimation on deformable meshes

Požiadavky: C++, OpenGL, GLSL
Téma: Procedural Based Modeling and Rendering of Skin Wrinkles
Popis: Cieľom práce je navrhnúť a implementovať riešenie na procedurálne modelovanie a renderovanie vrások a záhybov na pokožke. Primárne ide o dva druhy záhybov, pohybové a starnúce. Pohybové vrásky by sa mali generovať pomocu známej kostry modelu a kĺbov na nej. Na starnúce vrásky by sa mal použiť parametrický model pokožky. Vygenerovaná geometria by sa mala transformovať do textúr (diffuse, displacement, bump map) a tie by sa mali následne využiť pri renderovaní pokožky v reálnom čase. Diplomová práca je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku. Parametre obsiahnuté v modeli nemusia mať korektný fyzikálny základ, doležitý je výsledný vizuálny efekt.
Požiadavky: C++, OpenGL, GLSL
Téma: Procedural Based Modeling and Rendering of Veins Under Skin Layer
Popis: Cieľom práce je navrhnúť a implementovať riešenie na procedurálne modelovanie a renderovanie žíl pod pokožkou. V prvom kroku sa vygeneruje geometria žíl (L-system) pod pokožkou, pri známej polohe srdca a iných modelovacích parametrov. Následne by sa mala vygenerovaná geometria transformovať do textúr (diffuse, displacement, bump map) a tie by sa mali využiť pri renderovaní pokožky v reálnom čase. Diplomová práca je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku. Parametre obsiahnuté v modeli nemusia mať korektný fyzikálny základ, doležitý je výsledný vizuálny efekt.
Požiadavky: C++, OpenGL, GLSL
Téma: Geodesic and Volume Distance for Non-Manifold Objects
Popis: Cieľom práce je implementácia algoritmu na rátanie povrchovej a objemovej vzdialenosti medzi dvoma bodmi. Povrchová vzdialenosť je vzdialenosť medzi dvoma bodmi na povrchu geometrie, objemová sa dá predstaviť ako šnúra natiahnutá vo vnútri objemu. Algoritmus musí fungovať všeobecne na geometrii, ktorá nieje 2D manifold, dokonca v najhoršom prípade to môže byť iba point cloud. Hlavnou myšlienkou je nad geometriou vytvoriť adaptívnu Octree štruktúru a v nej aproximovať vzdielenosti. Diplomová práca je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku.
Literatura:

Campen et al. 2010 - Walking On Broken Mesh: Defect-Tolerant Geodesic Distances and Parameterizations

Požiadavky: C++
Téma: Mesh Deformations Based on Arc-Spline Skeletons
Popis: Cieľom práce je preskúmanie možností využitia splajnových kostier na skinning a implementácia skinning algoritmu pomocou splajnovych kostier na GPU. Takisto treba spraviť konverziu medzi kalsickými segmentovými kostrami a splajnovými kostrami. Diplomová práca je implementačného charakteru, požadovaná je publikácia dosiahnutých výsledkov v anglickom jazyku.
Literatura:

Fostmann et al. 2007 - Deformation styles for spline-based skeletal animation

Požiadavky: C++, OpenGL, GLSL

Pavol Fabo

Téma: Overview of haptic interfaces and implementation of an interface guiding using a haptic mouse
Popis: Vyrobiť prototyp zariadenia, schopného navádzať pohyb používateľa, na základe vopred definovaných interakčných cieľov
Literatura:

Joshua J. Noble - Programming Interactivity

Požiadavky: C++, JAVA, HW zručnosť
Téma: Detection and usage of fingers, hand pose, and QR codes on a multi-touch table
Popis: Implementácia presného rozpoznávania a detekcie konkrétnych prstov (malíček, palec,...), orientácie a tvaru ruky, a iných význačných tvarov zobrazených/položených na dotykovom stole
Literatura:

Dan Saffer - Designing Gestural Interfaces, Daniel Wigdor - Brave NUI World

Požiadavky: C++, OpenCV/gpuCV, CUDA

Michal Hučko

Téma: 3D rozšírenie pre interaktívny segmentačný nástroj
Popis: Cieľom práce je rozšírenie existujúceho interaktívneho segmentačného nástroju pre stereo zobrazovanie. Následne je úlohou analýza potenciálu priestorového používateľského vstupu (Kinect, Spinstube, ...) pre interakciu s nástrojom. Vybrané metódy implementovať.
Požiadavky: C++, OpenGL, Qt4

Umelá inteligencia a kognitívna veda

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.

Literatura:
  1. J. A. Leite: Logic Program Updates
  2. F Banti, JJ Alferes, A Brogi, P Hitzler: The well supported semantics for multidimensional dynamic logic programs
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.
Literatura:
  1. Melvin Fitting: Bilattices Are Nice Things
  2. J. A. Leite: Logic Program Updates
  3. F Banti, JJ Alferes, A Brogi, P Hitzler: The well supported semantics for multidimensional dynamic logic programs
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".
Téma: Defeasible Logic Programs with Disjunction
Popis: Defeasible logický program je argumentačný formalizmus. Argument pre nejaké tvrdenie je množina pravidiel, pomocou ktorých sa dá dané tvrdenie odvodiť. Pôvodná definícia argumentov neumožňuje použiť pravidlá s disjunkciou v hlave. Cieľom práce je rozšíriť syntax a sémantiku defeasible logických programov o disjunkciu v hlavách pravidiel. Táto téma je už obsadená.
Literatura:
  1. Garcia, Simari: Defeasible Logic Programming An Argumentative Approach
Odporúčania na predmety: "Logické programovanie ASP", "Sémantické základy znalostných systémov".
Téma: Acyclic Defeasible Logic Programs
Popis: Defeasible logický program je argumentačný formalizmus. Argument pre nejaké tvrdenie je množina pravidiel, pomocou ktorých sa dá dané tvrdenie odvodiť. Existujúca sémantika Defeasible logických programov nie je schopná identifikovať cyklické argumenty (argumenty závisiace sami na sebe). Cieľom práce je upraviť sémantiku tak, aby bola voči takýmto argumentom odolná.
Literatura:
  1. Garcia, Simari: Defeasible Logic Programming An Argumentative Approach
Odporúčania na predmety: "Logické programovanie ASP", "Sémantické základy znalostných systémov".


Igor Farkaš

Téma: Porozumenie jazyku a situačné modely (Paula Stachová, 2011-2013, mIKV)
Popis: V oblasti porozumenia textu je stále otvorenou otázka, aké typy mentálnej reprezentácie si čitateľ vytvára pri tomto procese. Popri "klasickej" propozičnej úrovni reprezentácie stále väčší význam nadobúdajú tzv. situačné modely, podporované empirickými výskumami. Náplňou diplomovej práce bude navrhnúť a realizovať behaviorálny experiment (v slovenčne), ktorý bude testovať hypotézu o využití situačnej úrovne reprezentácie u čitateľa. (inšpiráciu možno nájsť v DP Rakovský (2009), viz "defended theses" na mojej stránke).
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Senzomotorická koordinácia pri interakcii s objektom (Tomáš Štibráni, 2011-2013, mAIN)
Popis: S využitím robotického ramena (AL5D, Lynxmotion) a stereo vizuálneho systému (SVS, Surveyor) vytvorte robotický systém, ktorý sa naučí koordinovať zrak a ruku pri siahaní na objekt. Učiaci sa model realizujte pomocou neurónových sietí a otestuje ho v reálnom nasadení.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, záujem o kognitívnu robotiku, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Využitie rozhrania mozog-počítač pri ovládaní kurzora na obrazovke (mIKV)
Popis: S využitím meracieho zariadenia EEG a softvéru bci2000 nadizajnujte, realizujte a vyhodnoťte experiment s trénovaním subjektov v úlohe ovládania kurzora na obrazovke pomocou vizuálnej spätnej väzby. Využite metódy výskumu BCI v oblasti číslicového spracovania signálu, extrakcie príznakov a strojového učenia.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, programovanie v C++, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Filozofický problém mentálnej kauzality (pre mIKV)
Popis: Naštudujte si filozofickú literatúru týkajúcu sa problému vzťahu mylse tela, so zameraním sa na otázku mentálnej kauzality, t.j. ako môže nemateriálna myseľ ovplyvňovať. DP má mať kritický prehľadový charakter. Literatúra: Robb D. & Heil J. (2003). Mental causation. Stanford Encyclopedia of Philosophy, plato.stanford.edu. Farkaš I.: Mental causation in a physical brain? In: Brain-Inspired Cognitive Systems, Madrid, 14-16 July, 2010.
Požiadavky: dobrá znalosť angličtiny, záujem o filozofiu mysle, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Vytváranie multimodálnych reprezentácií objektov počas manipulácie s nimi (Matej Klobušník, 2011-2013, mIKV)
Popis: Simulovaný robot iCub sa učí rozpoznávať okolité objekty, a súčasne ich začína poznávať i pomocou dotykov. Cieľom je navrhnúť systém prepojených neurónových sietí, ktoré umožnia u robota modelovať vývin multimodálnych reprezentácií objektov (vizuálna a haptická modalita).
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, záujem o kognitívnu robotiku, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Reprezentácia priestoru v rôznych referenčných rámcoch (Marcel Švec, 2011-2013, mAIN)
Popis: Človek využíva viaceré egocentrické referenčné rámce (súradnicové sústavy) pri efektívnej senzomotorickej koordinácii (ruka-oko). Tieto poznatky môžu byť inšpiratívne pri dizajne umelých robotov, ktoré sa musia vytvoriť vnútorné reprezentácie okolitého priestoru. Cieľom DP je návrh takéhoto systému s využitím virtuálneho robota iCub a neurónových sietí.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, záujem o kognitívnu robotiku, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Samoorganizácia senzomotorických reprezentácií a ich využitie pri uchopovaní objektov (Matej Pecháč, 2011-2013, mIKV)
Popis: Pre úspešnú senzomotorickú koordináciu je kľúčové prepojenie senzorických a motorických reprezentácií, ktoré sú aktivované pri pozorovaní vlastného vykonávaného pohybu ramenom. Vytvorte dva moduly pomocou samoorganizácie (detektory rôznych pohybov) a prepojte ich vzájomne v rámci neurónovej siete. Model otestujte v simulovanom prostredí.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, záujem o kognitívnu robotiku, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Ukotvenie jazyka v senzomotorickej aktivite (Norbert Szénási, 2011-2013, mAIN)
Popis: Navrhnite a implementujte neurálny model umožňujúci ukotviť slová jazyka v senzomotorickej aktivite, s využitím robotického simulátora iCub (v Linuxe). Modul implementujte v jazyku C/C++ a otestujte ho na rôznych pevných objektoch uchopiteľných jednou rukou. Literatúra: DP Tomáša Malíka (FMFI, 2011), ďalšie články budú dodané.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, absolvovaný predmet Neurónové siete, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Využitie rozhrania mozog-počítač na ovládanie kurzora (Martin Kokoška, mAIN, 2010-2013)
Popis: S využitím meracieho zariadenia EEG implementujte učiaci systém s rozhraním mozog-počítač (BCI), ktorý bude schopný využiť spätnú väzbu na realizáciu akcií pomocou mysle. K tomu budete potrebovať: (1) naštudovať si literatúru z oblasti BCI systémov (metódy merania EEG, algoritmy spracovania a vyhodnocovania signálu), (2) zoznámiť sa s meracím zariadením EEG (g.USBamp od firmy g.tec je k dispozícii), (3) získať praktické skúsenosti s meraním, (4) otestovať funkčnosť systému na jednoduchšej úlohe (napr. ovládanie kurzora myši na obrazovke).
Požiadavky: záujem o danú problematiku, angličtina, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Navigácia mobilného robota v neznámom priestore (Filip Tóth, 2010-2013, mIKV)
Popis: Navrhnite kognitívnu architektúru mobilného robota na báze neurónových sietí, ktorý sa na základe odrazených signálov z ultrazvukových senzorov naučí orientovať sa v neznámom priestore. Systém otestujte v reálnom prostredí.
Požiadavky: záujem o danú problematiku, angličtina, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne
Téma: Kvantitatívne meranie kauzality v simulovaných distribuovaných systémoch (mIKV, resp. mAIN)
Popis: Naštudujte si literatúru z oblasti formálnych neurovedne orientovaných prístupov k meraniu zložitosti a kauzálnych vzťahov v distribuovaných systémoch (napr. mozgu), so zameraním sa na neparametrické metódy a experimentálne analyzujte jej vyhodnocovanie v prípade vybraných simulovaných systémov. Viz tiež DP A. Vanča (2012, "defended theses" na mojej webstránke).
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, záujem o danú problematiku, relatívna samostatnosť, ochota pracovať priebežne. Vhodné pre matematicky zdatného študenta (resp. študentku).

Martin Takáč

Téma: Výpočtový model epizodickej pamäte (pre mIKV alebo mAIN)
Popis: Cieľom práce je implementovať výpočtový model epizodickej pamäte zložený z viacerých kooperujúcich umelých neurónových sietí - samoorganizujúcich máp. Teoretický návrh je zväčša hotový, úlohou diplomanta bude implementácia vrátane online vizualizácií a experimenty/simulácie s modelom.
Požiadavky: schopnosť programovať, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne.
Téma: Kognitívna sémantika rozlišovacích kritérií (pre mIKV)
Popis: Práca bude vychádzať z článku uvdeného v literatúre. Cieľom je alebo rozpracovať detaily formalizmu navrhnutého v článku (teoretická práca), alebo implementácia niektorej časti teórie, alebo návrh a prevedenie empirickej štúdie zameranej na testovanie tejto teórie.
Literatura:

Takáč, M. and Šefránek, J.: Semantics of distinguishing criteria: from subjective to intersubjective. Interdisciplinary Description of Complex Systems 10(3). 248-269. 2012.

Požiadavky: schopnosť rozumieť formálnym opisom a vytvárať ich, programátorské schopnosti alebo skúsenosť s metodológiou empirického výskumu. Vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne.


Téma: Výpočtový model osvojovania fonológie (pre mIKV)
Popis: Cieľom práce je implementovať výpočtový model osvojovania fonológie. Model bude trénovaný na vzorke anglických slov, po natrénovaní pre dané slovo/význam vygeneruje postupnosť foném. Model bude jednoduchá Elmanova neurónová sieť (SRN), fonémy (a príp. aj slová) budú reprezentované distribuovane. Implementácia môže byť vlastná, alebo s použitím dodaného simulátora.
Literatura:

G.S. Dell, C. Juliano, A. Govindjee: Structure and Content in Language Production: A Theory of Frame Constraints in Phonological Speech Errors. Cognitive Science 17, 149-195 (1993).

Požiadavky: schopnosť používať simulačné prostredie alebo programovať, dobrá znalosť angličtiny, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne.
Téma: Jednoduchý konekcionistický model bilingualizmu (pre mIKV)
Popis: Návrh a experimentovanie s modelom generovania viet súčasne trénovaným vzorkami viacerých jazykov. Výber vhodnej architektúry a analýza vnútorných reprezentácií. Implementácia môže byť vlastná, alebo s použitím dodaného simulátora.
Literatura:

Li, P. (2012). Computational modeling of bilingualism. A special issue of Bilingualism: Language and Cognition.

Požiadavky: schopnosť používať simulačné prostredie alebo programovať, dobrá znalosť angličtiny, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne.

Obsadené témy:

Téma: Modelovanie raného kognitívneho vývinu - motivačno-emočný systém, integrácia (Michal Gurník, mIKV)
Popis: V posledných rokoch vzniklo na našom pracovisku niekoľko čiastkových modelov raného kognitívneho vývinu dieťaťa: senzomotorická interakcia s prostredím, kategorizácia na základe náhodných akcií, plánovanie, jazykové interakcie. Cieľom tejto práce bude čiastkové výsledky integrovať do jedného koherentného a fungujúceho implementovaného celku, čo obnáša aj návrh chýbajúcich súčastí (emócie, afektívna motivácia, ...).
Literatura:

Konštruktivistické modelovanie raného kognitívneho vývinu simulovaného vteleného agenta (proposal VEGA 1/0439/11)

Požiadavky: schopnosť programovať a tvorivo myslieť, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne
Téma: Transformačné autoenkódery a rozlišovacie kritéria (Ján Rajníček, mAIN)
Popis: preskúmať, implementovať a otestovať zaujímavú architektúru kapsúl (AutoEncoders) G. Hintona, porovnať ju s existujúcou výpočtovou realizáciou rozlišovacích kritérií a skúsiť ich integrovať dokopy ako efektívny nástroj kategorizácie/rozpoznávania objektov.
Literatura:
  1. Takáč, M.: Autonomous Construction of Ecologically and Socially Relevant Semantics. Cognitive Systems Research 9 (4), October 2008, pp. 293-311.
  2. G. Hinton, A. Krizhevsky, S. Wang: Transforming Auto-Encoders, ICANN 2011.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne
Téma: Modelovanie správania kognitívnych agentov vo virtuálnom svete v simulačnom prostredí TerraSim (Peter Vlk, mIKV)
Popis: Úlohy: úprava sveta, implementácia kognitívneho aparátu, návrh algoritmov, experimenty. Vedecký prínos (možné témy):
  1. riadenie akcií na základe reinforcement learning,
  2. obohatenie o medziagentovú komunikáciu, jednoduchá samoorganizácia komunikačného systému,
  3. rečový akt ako možný typ akcie, pragmatické aspekty komunikácie.
Literatura:
  1. Takáč, M.: Developing Episodic Semantics. In: Honkela, T., Pöllä, M., Paukkeri, M., Simula, O. (eds.): Proceedings of AKRR '08, the 2nd International and Interdisciplinary Conference on Adaptive Knowledge Representation and Reasoning, Espoo, Finland, 2008, pp. 90-96.
  2. Benc, L.: Simulované prostredie pre učiacich sa agentov, Diplomová práca FMFI UK, 2011 [1].
  3. Prostredie TerraSim [2]
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, dobrá schopnosť programovať, vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne
Téma: Hierarchická kategorizácia dát pomocou rozlišovacích kritérií (Jozef Čechovský, mAIN)
Popis: Cieľom práce je rozšírenie aparátu rozlišovacích kritérií o možnosť hierarchickej kategorizácie, či už na báze hierarchických Bayesovských modelov, RBF neurónových sietí či spektrálnej dekompozície matíc rozlišovacích kritérií.
Literatura:
  1. Takáč, M.: Autonomous Construction of Ecologically and Socially Relevant Semantics. Cognitive Systems Research 9 (4), October 2008, pp. 293-311.
  2. L. Shi, T. Griffiths: Neural Implementation of Hierarchical Bayesian Inference by Importance Sampling.
  3. R. Salakhutdinov, J. Tenenbaum, A. Torralba: One-Shot Learning with a Hierarchical Nonparametric Bayesian Model, Technical report MIT, 2010.
Požiadavky: pasívna znalosť angličtiny, schopnosť a ochota používať matematický aparát :), vlastná iniciatíva a ochota pracovať priebežne

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:
  1. Schreiber T., Grassberger P.: A simple noise-reduction method for real data. Physics Letters A 160, pp. 411-418, 1991.
  2. Grassberger P. a i.: On noise reduction methods for chaotic data. Chaos 3, pp. 127-141, 1991.
  3. 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:
  1. 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.

Andrej Lúčny

Téma: Vysvetľovanie optických klamov
Popis: Existencie rôznych optických klamov (ref. napr. Escherove diela) svedčia o tom, že vizuálny systém človeka nedisponuje konzistentným 3D modelom vnímaného prostredia. Na základe Minského societného modelu mysle, predovšetkým štruktúr mysle nazývaných Minským rámce, je potrebné vysvetliť možnosť nekonzistentnej interpretácie vnímaného obrazu.
Literatura:

Minsky: Society of Mind, Simon&Schuster 1986, séria článkov od vedúceho, práce + monografia z kognitívnej vedy podľa vlastného výberu + neurologická literatúra o vizuálnom systéme človeka.

Požiadavky: Práca nemusí mať implementačný charakter, musí však pri nej dôjsť k hlbokému pochopeniu problematiky preukázanému výkladom, ktorý je zrozumiteľný i bez študovania literárnych zdrojov z ktorých sa bude vychádzať.
Odporúčania na predmety: kognitívna veda
Téma: Modelovanie kráčajúceho hmyzu
Popis: Rozvitie vlastností existujúceho modelu mravca (dipl. práca Andreja Rišku) v MicroSoft Robotics Developer Studio (MRDS): vyváženie a dovybavenie senzormi a jeho použitie pre experimenty
Literatura:

Johns, K. , Taylor, T. Professional Microsoft Robotics Developer Studio. Wrox, 2008. Séria článkov od Cruse H., Schmitz J., Zollikofer, C. P. E.

Požiadavky: práca má implementačný charakter, platforma Visual C++ a MRDS
Odporúčania na predmety: absolvovať predmet multiagentové systémy
Téma: Filtrovanie pozemných cieľov
Popis: Vývoj a implementácia techniky filtrovania pozemných cieľov z radarových snímkov typu ColumnMax založená na rozlíšení pohybujúcich sa oblakov od nepohyblivých odrazov pozemných cieľov na sekvencií radarových obrázkov. Zamýšľaná metóda: Kalmanova filtrácia.
Literatura:

Michael Piovoso, Phillip A. Laplante: Kalman filter recipes for real-time image processing. Real-Time Imaging 9 (2003)

Požiadavky: implementačný charakter, C++ a OpenCv
Téma: Porovnanie PCA a NN
Popis: PCA je metóda založená na lineárnej algebre (LA) a štatistike (zmení bázu dát tak, že ich variančno-kovariančná matica sa stane diagonálnou, t.j. rôzne bázy - primárne komponenty - majú nulovú koreláciu). PCA sa dá použiť na klasifikáciu (rozpoznávanie). V teórii neurónových sietí (NN) zodpovedá PCA Sangerova sieť. K PCA existuje iteratívna metóda ICA dávajúca ešte lepšie výsledky rozkladu na primárne komponenty. Cieľom práce je zanalyzovať vzťahy uvedenými tromi metódami, prípadne - ak sa podarí - určiť takú neurónovú sieť, ktorá ICA zodpovedá.
Literatura:

monografia o NN a LA, prípadne kapitola z monografie o UI (tu sa ponúka množstvo konkrétnych kníh)

Požiadavky: kompilačný a reimplementačný charakter, octave alebo matlab, prípadne Java
Téma: Riadenie robota pomocou Agent-Space
Popis: Všeobecná téma na riadenie simulovaného alebo reálneho robota pomocou architektúry Agent-Space ktorú navrhol školiteľ.
Literatura:

27. Lúčny, A.: Multiagentový prístup k modelovaniu mysle - alebo ako sledovať pingpongovú loptičku. In: Umelá inteligencia a kognitívna veda III. (Kvasnička, V. ed.), STU Bratislava, 2011

Požiadavky: implementačný charakter, Java alebo C++

Mária Markošová

Téma: Funkčná sieť slnečnej aktivity.
Popis: Diplomant bude zapojený do výskumného projektu školiteľky a projekt bude vypracovaný v spolupráci so školiteľom špecialistom z Katedry astronómie, fyziky Zeme a meteorológie. Preto musí zvládnuť teóriu sietí aj spracovanie astronomických dát. Jeho úlohou je vytvoriť funkčnú sieť na báze merania slnečnej aktivity a zmerať jej štatistické vlastnosti v rôznych fázach cyklu slnečnej aktivity.
Literatura:
  1. Barabási, Albert , Science (1999) 509; Watts, Small worlds, Princeton Univ. Press, 2004.,
  2. Markošová, Dynamika sietí v Umelá inteligencia a kognitívna veda II, STU Bratislava 2010
Požiadavky: Velmi motivovaný a tvorivý študent so záujmom o astronómiu
Téma: Hierarchické rastúce siete.
Popis: Diplomant bude zapojený do výskumného projektu školiteľky. Preto musí zvládnuť teóriu rastúcich sietí. Jeho úlohou je naprogramovať rôzne modely a typy rastúcich sietí a určiť vlastnosti, ktoré sú relevantné pre vytvorenie hierarchie uzlov v sieťach. Diplomant taktiež musí zmerať štatistické vlastnosti takýchto sietí, hlavne tie, ktoré opisujú hierarchiu uzlov.
Literatura:
  1. Barabási, Albert , Science (1999) 509;
  2. Watts, Small worlds,Princeton Univ. Press, 2004 ;
  3. Náther , Markošová, Rudolf, Hierarchy in the growing scale - free networks, vyjde vo Physica A.,
  4. Markošová, Dynamika sietí v Umelá inteligencia a kognitívna veda II, STU Bratislava 2010
Požiadavky: motivovanosť a záujem
Téma: Model rastúcej siete riadenej klasterizáciou.
Popis: Diplomant bude zapojený do výskumného projektu školiteľky. Preto musí zvládnuť teóriu rastúcich sietí. Jeho úlohou je naprogramovať rastúcu sieť ktorej rast je riadený klasterizáciou 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.
Literatura:
  1. Barabási, Albert , Science (1999) 509; Watts, Small worlds, Princeton Univ. Press, 2004,
  2. Markošová, Dynamika sietí v Umelá inteligencia a kognitívna veda II, STU Bratislava 2010
Požiadavky: motivovanosť a záujem
Téma: Skúmanie vlastností sociálnych sietí.
Popis: Úlohou študenta je získať dáta o sociálnej sieti pomocou Facebooku. Zo získaných dát je potrebné zostaviť sociálnu sieť a zmerať jej štatistické vlastnosti. Danú sieť treba potom porovnať so známymi modelmi a porovnanie vyhodnotiť, poprípade navrhnúť iný model, ak sa vlastnosti siete výrazne líšia od vlastností modelových rastúcich sietí.
Literatura:
  1. Barabási, Albert , Science (1999) 509; Watts, Small worlds, Princeton Univ. Press, 2004.,
  2. Markošová, Dynamika sietí v Umelá inteligencia a kognitívna veda II, STU Bratislava 2010

Marek Nagy

pre rok 2011/2012

Téma: Automatická segmentácia slov v súvislej reči
Popis: Cieľom je automatické určenie hraníc slov v súvisle hovorenej reči. Využijú sa prozodické vlastnosti slovenčiny a to najmä princíp prízvuku na prvej slabike slovenských slov, ktorý je hraničným signálom. Zadefinuje sa sada HMM modelov modelujúcich intonačné javy, ktoré sa budú rozpoznávať a tým identifikovať slová.
Literatura:

Klára Vicsi and György Szaszák: Automatic Segmentation of Continuous Speech on Word Level Based on Supra-segmental Features, International Journal of Speech Technology, Volume 8, Number 4, 363-370, Springer Netherlands, 2005

Požiadavky: Octave, HTK, C, C++
Téma: Automatická konverzia viackanálového zvuku do stereo slúchadiel
Popis: Cieľom práce je konvertovať pomocou HRTF transformácií priestorový zvuk reproduktorov (5+1) na stereo zvuk reprodukovaný prostredníctvom ("štuplových") slúchadiel do uší. Podstata spočíva v správnej voľbe HRIR (head related impulse response) filtra na základe umiestnenia zdroja v priestore. Namodelovaním 5+1 zdrojov príde k vytvoreniu stereo zvuku prislúchajúceho ľudským ušiam. Následnou reprodukciou (do uší) sa vytvorí dojem priestorového 5+1 zvuku.
Literatura:

V. R. Algazi, R. O. Duda and D. M. Thompson: The Cipic HRTF Database, 2001

Požiadavky: Octave, C, C++
Téma: HMM laboratórium.
Popis: Cieľom je vytvoriť demonštračné prostredie na vizualizáciu Skrytých Markovových modelov (HMM). V prostredí by bolo možné vizualizovať a modifikovať topológie modelov a parametrov pravdepodobností (gausiánov). Dôležitá je i možnost sledovania správania sa modelov (ich parametrov) v procese trénovania a testovania. Napríklad: grafy gausiánov, zmeny parametrov v kroku iterácie, posuny stredných hodnôt gausiánov, zvýraznenie najpravdepodobnejšej cesty v kroku iterácie, ...
Požiadavky: C, C++, GTK, Linux
Téma: Podohode: Oblasť spracovania zvuku, reči, písma. Využitie v aplikáciách.
Popis: HMM, DTW, klastrovanie, štatistika, pravdepodobnosť, DSP, ...
Požiadavky: C, C++
Téma: Výuka a automatická korekcia písaného písma. (obsadené: Miloš Karas, 2009-2011)
Popis: Vylepšenie existujúcich prístupov k automatickej kontrole a korekciiô výuka písania na počítači v nadväznosti na predchádzajúcu diplomovú prácuô sätná väzba z korekcie. (Implementácia Linux, C++, Gtk+).
Téma: Hláskovací tutor. (obsadené: Michal Gašpierik, 2009-2011)
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: Melody tutor. (obsadené: Vladimír Kabát, 2009-2011)
Popis: Počítač na základe zosnímaného zvuku kontroluje správnosť zahratého tónu (jednoduchý hudobný nástroj-cinkátko). 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: Zmena tempa reči. (obsadené: Michal Vrábel, 2008-2010)
Popis: Každá reč sa vyznačuje svojím tempom. Najlepšie je reprezentované počtom slabík za sekundu. Nahrávka prečítaného textu môže byť rýchla, alebo pomalá. Isto by bolo zaujímavé keby si každý mohol zvoliť akým tempom si ju vypočuje. Bádanie v tomto smere by sa mohlo odraziť od známeho zvukového editora audacity. Vstupom je text a jeho doslovná nahrávka, čo umožňuje jednoduchý prepočet koeficientu slabík za sekundu.
Požiadavky: Linux, C/C++

Peter Náther

Téma: Porovnanie funkčných a skutocných sietí mozgu
Popis: Zostrojiť funkcne siete mozgu vyplývajúce z fMRI meraní a porovnať ich s reálnou štruktúrou prepojenia neurónov. Porovnať klasterizáciu funkčných sietí s hirerchickou štruktúrov a modulmi mozgový centier.
Téma: Vyhľadávanie klastrov v grafoch a vizualizácia ziskaných dát za pomoci softvéru Navigator
Popis: Implementácia prípadne vylepšenie viacerých klasterizačných algoritmov

vo veľkých grafoch do prostredia NAVIGATOR 3.0. Implementácia evaluačných metód, a porovnanie klasterizačných algoritmov na experimentálnych dátach. Využitie prostriedkov NAVIGATOR-a pre vizualizáciu grafov so zvýraznením získaných klastrov, prípadne vlastná implementácia layoutu. Jedná sa o grafy s veľkým množstvom vrcholov a hrán (stovky tisíc a viac). Výsledok sa využije pri spracovaní dát v oblasti výskumu komplexných sietí.

Pavel Petrovič

Téma: Indirect Representations for Evolutionary Design
Popis: See Indirect Representations for Evolutionary Design
Téma: Cellular Embryogenetic Representations for Evolutionary Design
Popis: See Cellular Embryogenetic Representations for Evolutionary Design
Téma: Evolution of Finite-State Automata
Popis: See Evolution of Finite-State Automata
Téma: Bayesian and Probabilistic Robotics in Remotely-Operated Robotics Laboratory
Popis: See Probabilistic Mapping in Remotely-Operated Robotics Laboratory and Bayesian Robot Programming
Téma: RoboCup Rescue Simulation League
Popis: See RoboCup Rescue Simulation League
Téma: Factored MDPs
Popis: See Factored MDPs
Téma: Bayesian Robot Programming
Popis: See Bayesian Robot Programming
Téma: RoboTour
Popis: See RoboTour
Téma: Visual System for SBOT robot
Popis: See Visual System for SBOT robot
Téma: Robots in Secondary School Curriculum
Popis: See Robots in Secondary School Curriculum
Téma: RL in Robotics
Popis: See RL in Robotics

Ján Rybár

Téma: Reprezentácia poznatkov: obrazy verzus symboly (pre KV)
Popis: Práca by mala byť zameraná na rekonštrukciu sporu medzi kognitívnymi vedcami, ktorí kladú veľký dôraz na analogické reprezentácie (Kosslyn) a na druhej strane tými, ktorí kladú veľký dôraz na symbolové reprezentácie (Pylyshyn).
Téma: Indikátory vnímania hĺbky a optické ilúzie (pre KV)
Popis: Práca by mala byť zameraná na tie optické ilúzie, ktoré pomáhajú pochopiť indikátory vnímania hĺbky (predovšetkým tzv. nemožné objekty)
Téma: Pracovná pamäť: modely a meranie (pre KV)
Popis: V súčasnosti je výskum pracovnej pamäti „šlágrom“ v oblasti výskumu pamäti. Práca by mala byť zameraná na Baddleyho model a príslušné postupy na meranie pracovnej pamäti.

Ján Šefránek

Téma: Model rozumenia (vhodne najma pre studentov kognitivnej vedy)
Popis: Pojem rozumenia sa niekedy spaja s nejakou semantickou koncepciou.

Na dokladne porozumenie vsak treba okrem pochopenia vyznamov jazykovych vyrazov aj zaclenenie do existujucej poznatkovej sustavy s vyuzitim usudzovania. Okrem toho, isty druh rozumenia mozno pozorovat aj u zvierat a deti v predjazykovom stadiu - elementarnym druhom rozumenia je rozumenie prostrediu, v ktorom organizmus kona. Cielom prace bude vytvorit ucelenu teoreticku koncepciu rozumenia, ktora by brala do uvahy uvedene vychodiska a pripadne aj vytvorit experimentalnu implemntaciu. Diplomova praca by mohla nadvazovat na moj clanok Ina cinska izba (o rozumeni).

Literatura:
  1. Sefranek: Ina cinska izba (o rozumeni)
Téma: Znovupremyslenie idey skakania k zaverom (vhodne najma pre studentov kognitivnej vedy)
Popis: McCarthy prisiel niekedy v zaciatkoch umelej inteligencie s viziou skakania k zaverom (jumping to conclusions). Idea vychadzala z toho, ze logicka

dedukcia nie je vhodna na navrh a realizaciu usudzujucich agentov. Dedukciu malo nahradit nemonotone usudzovanie, od ktoreho sa ocakavalo, ze bude z vypoctoveho hladiska efektivnejsie. Ukazalo sa vsak, ze vypocty v nemonotonnych logikach su este narocnejsie na cas, nez klasicka dedukcia.

Cielom prace bude navrhnut kombinaciu rychleho, ale omylneho usudzovania s logicky korektnym a uplnym, ale neefektivnym usudzovanim. Takto usudzuje aj clovek - obvykle nerobi dlhe odvodeniea, ale priamo "vidi" riesenia a az vtedy, ked sa dostane do tazkosti, robi zdlhavejsie odvodenia, analyzy, "konzultuje" bazy znalosti.

Cielom prace bude formualcia modelu a pripadne aj experimentalna implementacia agenta, ktory usudzuje opisanym sposobonm (napriklad moze ist o usudzovanie potrebne na orientaciu a pohyb k nejakemu cielu v nejakom prostredi, kde sa mozu vyskytnut necakane prekazky zdrzania).

Literatura:
  1. Sefranek: Kognitivna teoria usudzovania
Téma: Implementácia riešenia konfliktov medzi logickými programami
Popis: Cieľom práce je implmementovať nedeterministický algoritmus na výpočet sémantickej charakterizácie dynamivkých logických programov, navrhnutý v [1]. Sémantika je založená na závislostiach literálov na množinách defaultových negácií a na riešení konfliktov medzi závislosťami.
Literatura:
  1. Sefranek, Rethinking semantics of multidimenzional dynamic logic programming; Proc.NMR 2006; nájsť možno aj na http://www.ii.fmph.uniba.sk/~sefranek/recent.html
  2. Krumpelmann: Towards Semantics for Conflict Handling in Logic Programs.
Téma: Implementácia výpočtu preferovaných stabilných modelov
Popis: Cieľom práce je impleentiovať mnetódu výpočtu preferovaných stabilných modelov z 1. Metóda vychádza z prekladu pravidiel do argumentačných štruktúr, následého odvodenia všeobecnejších argumentačných štrukttúr, z nich niektoré zodpovedajú stabilným modelom. Podobne, ataky preferovanejších pravidiel proti menej preferovaným sa prekladajú na ataky medzi argumentačnými štriktúrami a na tom základe sa definuje preferovaný stabilný model.
Literatura:

Šefránek, Preferred answer sets supported by arguments, nájsť možno aj na http://www.ii.fmph.uniba.sk/~sefranek/recent.html

Téma: Teoretická práca z oblasti reprezentácie znalostí a usudzovania podľa dohody.

Igor Jurisica

Vedúci projektu: Ing. Igor Jurisica, PhD., University of Toronto Pedagogický vedúci: Doc. RNDr. Mária Markošová, PhD.

Téma: Podpora nested grafov v NAViGaTOR 3
Popis: Rozšíriť súčasné spojenie NAViGaTOR 3 (http://www.cs.utoronto.ca/navigator) a DEX (http://sparsity-technologies.com) na podporu nested grafov. Zlepšenie reprezentácie grafov s hierarchiou.
Literatura:

D. Auber – Grouse: Feature-based, Steerable graph hierarchy exploration, Smashing peacocks further: drawing quasy-trees from biconnected components

Téma: Modelovanie štruktúr proteínov
Popis: Použiť NAViGaTOR (http://www.cs.utoronto.ca/navigator) na modelovanie štruktúr proteínov.
Literatura:
  1. DEFT’s construction of the pictorial-structure graph given an amino acid. Atoms in the molecule correspond to nodes in the graph, while edges model covalent bonds between atoms.
  2. Look into alpha edges, targetdb, topscan,
  3. Servers performing docking: HEX, DOT, AUTODOCK, ZDOCK, ClusPro
  4. 3D structure prediction server: ProSAL, GENO3D Web Server
  5. Model validity check: PROCHEK
  6. GENO3D

Vedúci projektu: Ing. Igor Jurisica, PhD., University of Toronto Pedagogický vedúci: Peter Náther.

Téma: Návrh a implementácia paralelnej verzie GRIP algorithmu.
Popis: Rozšíriť NAViGaTOR (http://www.cs.utoronto.ca/navigator) o implementáciu algoritmu GRIP pre 2D a 3D zobrazovanie veľkých grafov.
Literatura:

Gajer,P. and Kobourov,S.G. GRIP: graph drawing with intelligent placement. Journal of Graph Algorithms and Applications, 6, 203–224, 2002.

Téma: Návrh a implementácia paralelných algoritmov pre analýzu štruktúry grafov.
Popis: Jedná sa o rozšírenie predchádzajúcich prác zaoberajúcich sa algoritmami pre analýzu štruktúry grafov.
Literatura:
  1. King, A. D., Przulj, N, Jurisica, I. Protein Complex Prediction with RNSC, Bacterial Molecular Networks, Series: Methods in Molecular Biology, Editors: Jacques van Helden, Ariane Toussaint, Denis Thieffry, Humana Press, Vol. 804, 2011. In Press
  2. Geraci, J, Liu, G, Jurisica, I. Algorithms for systematic identification of small sub-graphs, Bacterial Molecular Networks, Series: Methods in Molecular Biology, Editors: Jacques van Helden, Ariane Toussaint, Denis Thieffry, Humana Press, Vol. 804, 2011. In Press
  3. Przulj, N, D. G. Corneil, Jurisica, I. Efficient estimation of graphlet frequency distributions in protein-protein interaction networks. Bioinformatics, 22(8):974-980, 2006.
  4. Przulj, N., Corneil, D., Jurisica, I. Modeling interactome: Scale-free or g eometric?, Bioinformatics, 20(18):3508-3515, 2004.
  5. King, A. D., N. Przulj, Jurisica, I. Protein complex prediction via cost-based clustering. Bioinformatics, 20(17):3013-3020, 2004.

Vedúci projektu: Ing. Igor Jurisica, PhD., University of Toronto Pedagogický vedúci: Martin Čajági.

Téma: Analýza vývoja grafov.
Popis: použitím dát z I2D (http://www.cs.utoronto.ca/i2d) analyzovať ako sa mení lokálna a globálna štruktúra siete proteinov

Podobné analýzy existujú pre data z WWW.

Literatura:
  1. E. H. Chi and S. Card. Sensemaking of Evolving Web Sites using Visualization Spreadsheets (InfoVis ’99).
  2. Krists Boitmanis, Ulrik Brandes, and Christian Pich. Visualizing Internet Evolution on the Autonomous Systems Level. Symp. Graph Drawing (GD ’07

Deklaratívne programovanie

Peter Borovanský

Téma: Vlastnosti výpočtov riadených stratégiami
Popis: Poloautomatické dokazovanie terminácie prepisovacích programov riadených stratégiami. Teoreticko-implementačná práca. Zadal: Matej Vince.

Damas Gruska

Téma: Jazyky, modely a nástroje na modelovanie, špecifikáciu a verifikáciu a ich aplikácie
Popis: bližší popis je na samostatnej stránke

Ján Kľuka

Téma: Programovacie prostredie pre novú verziu jazyka CL
Popis: Spolupráca s vedúcim na vývoji programovacieho prostredia pre novú verziu jazyka CL s podporou modularizácie a typovania

Ján Komara

Téma: Špecifikácia a verifikácia programov
Popis: http://ii.fmph.uniba.sk/cl/view/courses/bak-mag/?lang=sk
Téma: Rekurzívne funkcie a teória vypočítateľnosti
Popis: http://ii.fmph.uniba.sk/cl/view/courses/bak-mag/?lang=sk


Bioinformatika

Tomáš Vinař (KAI) a Broňa Brejová (KI)

Aktuálne témy diplomových prác z bioinformatiky nájdete na našej stránke http://compbio.fmph.uniba.sk/temy.php

Systémové programovanie

Ján Kľuka

Téma: Zálohovanie do obsahom adresovaného úložiska dát
Popis: Popis na samostatnej stránke