2023

Browse

Now showing 1 - 5 of 23

Návrh nelineárního optimálního systému řízení pro dynamicky svázané autonomní letecké prostředky
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Novák, Jiří; Chudý, Peter; Gerdts, Matthias; Liu, Hugh H. T.
Popularita moderních technik strojového učení a optimalizace je v současnosti podpořena pokrokem z pohledu výkonu a miniaturizace vestavěných počítačových platforem. V řadě průmyslových odvětví lze proto nyní považovat implementaci technik strojového učení a optimalizace za možnou a žádoucí. Techniky navádění, navigace a řízení (GNC) jsou kritické pro autonomii vzdušných i pozemních prostředků. Vývoj algoritmů GNC se primárně spoléhá na návrh založeném na modelu, který vychází z principů fyziky a vede k vysvětlitelnému a verifikovatelnému řešení. Zvýšené požadavky spolu s dynamicky se měnícím prostředím představují výzvu pro současné algoritmy GNC a motivují využití mechanismů založených na učení a adaptaci. Související výzvou pro využití takovýchto systému v kritických aplikacích je nutnost integrace vestavěných obranných mechanismů zabezpečujících jejich stabilitu a provedení verifikace a validace. Cílem práce je navrhnout systém GNC pro bezpilotní dron modifikovaný pro integrovanou robotickou manipulaci s využitím optimálního řízení a strojového učení pro dosažení robustního, vysvětlitelného a bezpečného řízení. Navržený statistický přístup založen na náhradním modelu je použit v rámci verifikace systému. Následná evaluace pravděpodobnosti selhání systému je důležitá v rámci jeho integrace do relného světa, která vyžaduje certikaci příslušnými úřady.
Adaptivní náhradní modelování pulsarového signálu
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Kašpárek, Tomáš; Chudý, Peter; Bárta, Miroslav; Montenegro, Sergio
Tato práce je zaměřena na adaptivní náhradní modelování signálů z pulsarů, což jsou neutronové hvězdy produkující stabilní periodický signál. Takový signál hvězdných objektů může být výhodný při realizaci palubních hodin a navigaci vesmírných lodí a umožňuje doplnit nebo nahradit tradiční navigační metody pro vesmírné mise. Pro pozemní mise nebo mise na oběžné dráze Země jsou nyní pro navigaci běžné systémy GNSS . Pro provoz vesmírné lodi nad geostacionární oběžnou dráhou Země je jedinou dnes použitelnou možností navigace využití komunikačního systému, což představuje vážná omezení. Pro pulsary se ve vesmíru dává přednost měkkému rentgenovému záření, což vede k menším detektorům s nižšími požadavky na napájení a hmotnost. Vzhledem k neprostupnosti zemské atmosféry pro rentgenové záření se pro demonstraci a vývoji potřebných technologií na Zemi často používají rádiová pozorování. Při testování vyvíjených modulů pro navigaci s využitím pulsarů nebo při simulaci jejich použití pro dlouhodobé vesmírné mise je nezbytné mít možnost využít velké množství simulovaných měření těchto signálů. Pro tento účel se používají různé metody generování syntetických signálů pulsarů. Jejich vstupy jsou konstantní parametry jako profil jednoho pulsu nebo jeho intenzita. Autor popisuje vývoj adaptivního náhradního modelu pulsarového signálu vytvořeného na základě reálných měření na radioteleskopu. Model pracuje s dynamickou změnou všech vstupních parametrů. Vzhledem k tomu, že pro tvorbu modelu není vyžadována kvalita pozorování, které jsou schopny dosáhnout pouze největší a nejcitlivější radioteleskopy, je možné využít mnohem širší a dostupnější pozorovací sít’ a pracovat s vlastními výběry pulsarů a pozorovacími plány. Navržený model je postaven na regresi s pomocí Gaussovských procesů.
Evoluční syntéza komplexních číslicových obvodů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Kocnová, Jitka; Vašíček, Zdeněk; Fišer, Petr; Trefzer,, Martin
Tato dizertační práce prezentuje výzkum v oblasti evoluční optimalizace komplexních kombinačních obvodů. Práce začíná studiem existujících konvenčních i nekonvenčních přístupů k optimalizaci kombinačních obvodů. Byly analyzovány vlastnosti a problémy spjaté s nejčastěji používanými interními reprezentacemi v současných syntézních nástrojích. Dále byly představeny Booleovské sítě a možnosti jejich škálování. Pozornost byla také věnovaná evoluční syntéze logických obvodů, s důrazem na CGP (Kartézské Genetické Programovaní). Byl navržen nový přístup k evoluční optimalizaci kombinačních obvodu. Extrahováním částí obvodu o vhodném poctu hradel a jejich následnou optimalizaci pomoci CGP bylo dosazeno vetší redukce poctu hradel v obvodech, než tomu bylo při optimalizaci celých obvodu pomoci CGP. K extrakci částí obvodu byly navrženy tři metody. První je založena na algoritmu vytvářejícím tzv. řezy. Tato metoda byla schopna optimalizovat každý testovací kombinační obvod a ve většině případu překonala výsledky dosažené optimalizaci celých obvodu pomoci CGP. Druha extrakční metoda je inspirovaná windowing algoritmem, díky čemuž je možné do vyberu zahrnout i hradla nacházející se ve směru výstupu kořenového hradla vyberu, a nejen hradla ve směru jeho vstupu. Tato metoda výrazně vylepšila výsledky dosažené pomoci metody založené na tvorbě řezu. Metoda taktéž umožňuje, narozdíl od metody první, extrahovat část obvodu z jakéhokoli jeho místa, aniž by došlo k vyberu příliš malého poctu hradel nevhodného k následné optimalizaci. Třetí metoda je založena na principu vyhledávaní rekonvergentnich cest v obvodech. Přítomnost rekonvergentni cesty ve vybrané části obvodu zvyšuje pravděpodobnost přítomnosti redundantních hradel a tím i vyšší efektivitu navrhovaného optimalizačního procesu. Byla také navržena a implementována evoluční optimalizační metoda zohledňující zpozdění obvodu. Touto metodou je možné extrahovat a optimalizovat část obvodu, aniž by celkové zpozděni obvodu přesáhlo požadovanou mez. Pomoci principu lokální evoluční optimalizace bylo dosaženo lepších výsledků než při evoluční optimalizaci celých obvodů, čímž byla potvrzena hypotéza. Je vsak důležité vhodné zvolit umístěni kořenového hradla vyberu, vzhledem k jeho pozici v obvode. Taktéž je třeba vhodné zvolit nastaveni parametru evoluce, extrakce i optimalizační metody jako celku (např. počet hradel v extrahovaných částech obvodu, počet CGP generaci a počet částí obvodu, které projdou optimalizaci).
Mapování zpracování paketů popsaného v jazyce P4 do technologie FPGA
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Kekely, Michal; Kořenek, Jan; Fišer, Petr; Zilberman, Noa
Táto dizertačná práca sa zaoberá návrhom nových hardvérových architektúr na klasifikáciu paketov. Hlavným cieľom je navrhnúť všeobecné a flexibilné hardvérové prístupy, ktoré sú schopné klasifikovať pakety na vysokorýchlostných počítačových sieťach. Prístupy musia byť konfigurovateľné pomocou popisu v jazyku P4 a musia byť škálovateľné na siete s rýchlosťou 100 Gb/s a viac. Práca začína analýzou aktuálneho stavu poznania v oblasti klasifikácie paketov. Na základe tejto analýzy sú navrhnuté nové architektúry pre klasifikáciu paketov. Pri návrhu sa dbá na škálovateľnosť, flexibilitu a pamäťovú efektivitu. Cieľom je dosiahnuť vysokú priepustnosť a zároveň udržať programovateľnosť pomocou P4 a schopnosť vykonať všeobecnú klasifikáciu paketov. Navrhnuté prístupy sú optimalizované a rozšírené, aby boli čo najefektívnejšie. Prvá architektúra využíva algoritmus DCFL rozšírený o paralelnú pamäť typu TCAM, duplikáciu pamätí a analýzu množiny pravidiel. Cieľom je dosiahnutie všeobecnej klasifikácie paketov, ktorá má nízke pamäťové nároky a ponúka možnosť škálovať priepustnosť za cenu zvýšených zdrojov. Druhý navrhnutý prístup je špecializovanejší. Optimalizuje klasifikáciu paketov založenú na úplnej zhode. Toto je dosiahnuté využitím distribuovaných pamätí na čipe FPGA na zrýchlenie algoritmu kukučieho hešovania. Hlavným cieľom je dosiahnuť veľmi vysokú priepustnosť efektívne. Architektúry sú ďalej rozšírené navrhnutím mechanizmu vyrovnávacej pamäte, ktorá dovoľuje efektívne použiť externé pamäťové bloky. Nakoniec sú tieto architektúry vyhodnotené na skutočných sieťových dátach a sú ukázané dosiahnuté výsledky.
Výzkum v oblasti biometrické detekce a rozpoznávání jednotlivců pomocí obrazových dat obličeje
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Goldmann, Tomáš; Drahanský, Martin; Štruc, Vitomir; Yoon, Sang Min
Biometrické rozpoznávání osob se stalo běžnou součástí několika vědních oborů, včetně kriminalistiky, antropometrie, biometrie a informatiky. Práce se zaměřuje na vytvoření inovativního přístupu generování datových sad pro evaluaci algoritmů pro rozpoznávání osob podle obličeje. Na rozdíl od dosavadních přístupů naše řešení zachovává obličejové rysy. Vygenerované datové sady přinášejí nové možnosti pro hodnocení algoritmů rozpoznávání podle obličeje, které je jinak těžce realizovatelné z důvodu malého množství dat. Dále v této práci řešíme akceleraci algoritmů pro rozpoznávání osob na základě obličejových dat pomocí vestavěných zařízení. Především jsme se zaměřili na zhodnocení možností, které přináší neuronová síť pro extrakci příznaků EfficienNet.

Browse

Recent Submissions