Akcelerace neurostimulace pomocí metod umělé inteligence

but.committeeprof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c. (předseda) doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (místopředseda) Ing. Vítězslav Beran, Ph.D. (člen) Ing. Roman Juránek, Ph.D. (člen) Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen) Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)cs
but.defenceStudent nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm C. Otázky u obhajoby: Co je myšleno pojmem "low-quality sample" v replay bufferu? Proč bylo při trénování sítě možné použít pouze velikost batche 4, když bylo trénování prováděna na kartách se 40GB paměti? Na jakém hardwaru byly spouštěny metody, se kterými se srovnáváte?cs
but.jazykčeština (Czech)
but.programInformační technologie a umělá inteligencecs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorJaroš, Jiřícs
dc.contributor.authorGaňo, Martincs
dc.contributor.refereeChlebík, Jakubcs
dc.date.accessioned2022-06-24T06:55:15Z
dc.date.available2022-06-24T06:55:15Z
dc.date.created2022cs
dc.description.abstractLéčba pomocí transkraniálního ultrazvuku je rychle se rozvíjející doménou medicíny. Tato metoda přináší možnosti neinvazivní mozkové terapie, včetně ablace, neuromodulace nebo potenciálního otevření hematoencefalické bariéry pro následující léčbu. Zdravotník potřebuje neustále dostávat zpětnou vazbu o ultrazvukovém vlnovém poli v lidské lebce v reálném čase, aby mohl pomocí těchto technik provést léčbu. Tradiční metody pro simulaci monochromních ultrazvukových vln jsou výpočetně příliš drahé. Jejich použití by proto bylo pro tyto účely neproveditelné a přináší to potřebu alternativních metod.Tato práce navrhla a implementovala metodu řešení Helmholtzovy rovnice ve 3D prostoru pomocí neuronové sítě dosahující vyšší rychlosti konvergence. Návrh neuronové sítě využívá odlehčenou architekturu založenou na UNet. Hlavním předmětem zájmu této práce je neuromodulace, protože v této aplikaci je možné ignorovat několik proměnných a jevů, které by v jiných případech nebyly zanedbatelné. Jejich vynecháním z výpočtů se zvýšila šance na provedení výpočtů v rozumném čase. Tato metoda je plně bez dozoru a používá výhradně uměle generované sférických harmonik a fyzikální ztráty pro trénink, bez nutnosti anotovaných dat. Výsledky ukázaly rychlejší výpočet s přijatelnou chybou než jiné tradiční metody.cs
dc.description.abstractTreatment using transcranial ultrasound is a rapidly arising domain of medicine. This method brings options for non-invasive brain therapies, including ablation, neuromodulation, or potentially opening the blood-brain barrier for the following treatment. The health officer needs to constantly receive feedback on the ultrasound wavefield in the human skull in real-time to accomplish the cure using these techniques. The traditional methods for simulating monochromous ultrasound waves are computationally too expensive. That is why their usage would be infeasible for these purposes, and it brings the need for alternative methods. This work proposed and implemented a method to solve the Helmholtz equation in 3D space using a neural network achieving a faster convergence rate. The neural network design uses lightweight architecture based on UNet. The main interest of this work is neuromodulation because, in this application, it is possible to ignore several variables and phenomena that would not be negligible in other use cases. Omitting them from the calculations increased the chances of accomplishing computations in a reasonable time. The method is fully unsupervised and uses exclusively artificially generated spherical harmonics and physics-based loss for training, with no required ground truth labels. Results showed a faster calculation with acceptable error than other traditional methods.en
dc.description.markCcs
dc.identifier.citationGAŇO, M. Akcelerace neurostimulace pomocí metod umělé inteligence [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2022.cs
dc.identifier.other145404cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/207808
dc.language.isocscs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologiícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectHelmholtzova rovnicacs
dc.subjectnaučený optimalizátorcs
dc.subjectučenie bez učiteľacs
dc.subjectfyzikálna chybová funkciacs
dc.subjecttranskraniálny ultrazvukcs
dc.subjectHelmholtz equationen
dc.subjectlearned optimizeren
dc.subjectunsupervised learningen
dc.subjectphysics-based loss functionen
dc.subjecttranscranial ultrasounden
dc.titleAkcelerace neurostimulace pomocí metod umělé inteligencecs
dc.title.alternativeAcceleration of Neurostimulation Using Artificial Intelligence Methodsen
dc.typeTextcs
dc.type.drivermasterThesisen
dc.type.evskpdiplomová prácecs
dcterms.dateAccepted2022-06-20cs
dcterms.modified2022-06-23-09:13:49cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta informačních technologiícs
sync.item.dbid145404en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2022.06.24 08:55:15en
sync.item.modts2022.06.24 08:14:42en
thesis.disciplinePočítačové viděnícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. Ústav počítačových systémůcs
thesis.levelInženýrskýcs
thesis.nameIng.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 4 of 4
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
8.01 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-23927_v.pdf
Size:
86.37 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-23927_v.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-23927_o.pdf
Size:
92.11 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-23927_o.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
review_145404.html
Size:
1.45 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
review_145404.html
Collections