|
|
Geometric algebras and neural networks
Zapletal, Jakub ; Procházková, Jana (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
This thesis deals with the use of geometric algebras in the field of neural networks. First, Conformal Geometric Algebra (CGA) and Geometric Algebra for Conics (GAC) and their Python implementations are introduced. The functioning of neural networks is then described, including an explanatory example. Finally, both topics are connected by using the appropriate library in the Python language, and the possibilities of geometric algebras for different models of neural networks are demonstrated on several examples.
|
|
|
Geometric control of nonholonomic systems
Ramasubramaniyan, Sri Ram Prasath ; Vašík, Petr (referee) ; Návrat, Aleš (advisor)
This thesis focuses on a mathematical model for a three-body space robot with the objective of reconfiguring its structure using only internal joint torques. The aim is to minimize fuel consumption and achieve efficient reconfiguration without relying on external actuators. The system exhibits one holonomic and non-holonomic constraint, making the analysis and control design challenging. To address the complexity of the non-holonomic system, the local behavior is studied through the nilpotent approximation. The thesis emphasizes understanding the nilpotent approximation and constructing the nilpotent system of the space robot using algebraic coordinates, along with transforming them into exponential coordinates within the Maple environment.
|
|
|
Spherical geometry
Kokh, Konstantin ; Vašík, Petr (referee) ; Doupovec, Miroslav (advisor)
This bachelor thesis deals with the description of sphere and spherical geometry. The second chapter defines the mathematical apparatus that we will need in the next part of the work. The third part begins with describing the sphere from the point of view of differential geometry of curves and planes. In the middle, we will show the conformal map of the sphere to the plane and the equiareal map of the sphere to the cylinder. Then we will describe the basic properties of spherical geometry. In the end, we will compare the properties of Euclidean geometry and spherical geometry.
|
|
|
Application of Geometric Algebras in Quantum Computing
Michálek, Jan ; Eryganov, Ivan (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
Tato práce se zabývá využitím geometrických algeber v oblasti kvantového počítání. Nejprve je definována obecná Cliffordova algebra a následně je odvozena specifická komplexní geometrická algebra, která je vhodná pro reprezentaci kvantových výpočtů. Tento přístup je porovnán s tradiční metodou použití klasické maticové reprezentace. Cílem práce je poskytnout poznatky o potenciálních výhodách použití geometrických algeber pro kvantové výpočty.
|
|
|
Robotic mechanisms control
Mareček, Tomáš ; Hrdina, Jaroslav (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
The aim of this thesis is to discuss kinematic models, their properties and control. For this task, we chose a geometric control theory approach. For a predescribed trajectory of the gripper, a straight path in particular, motion planning algorithm for the UR5e robotic arm from Universal Robots is implemented. For the description of motion, the concept of conformal geometric algebra is used. Properties of the algebra objects were thoroughly described and consequently used to propose a model of forward and reverse kinematics of UR5e. Gains and losses of this approach were discussed. The algorithms are implemented in CLUViz 7.0.
|
|
| |
|
|
Kinematics of a robotic arm by means of geometric algebras
Křápek, Michal ; Hrdina, Jaroslav (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
In this thesis we are dealing with forward and inverse kinematics of a robotic arm using a model of two dimensional space in conformal geometric algebra. Goal of this thesis is a proposal of algorithms for dealing with inverse kinematics problem and their implementaion. Five algorithms were constructed and implemented in python language. One for computing a position of a robotic arm and four for calculating the trajectory of the gripper. In this thesis, the problem was solved using a theorem about orientation of the line segment normal and with the triangle signature. Because of that, the cumputing load was reduced in implementation of the most complex algorithm which is combining the motion of the gripper along a polygonal chain and motion of the gripper along circular trajectory. The benefit of this thesis is a new approach to solving inverse kinematics problem.
|
|
|
Two person quantum game theory
Krajný, Matěj ; Vašík, Petr (referee) ; Hrdina, Jaroslav (advisor)
This thesis presents introductuion to mathematical notation of quantum states, furthermore foucuses on deeper understanding of their representation. We broaden a clasical game of two players Prisoners dilema by adding quantum strategies. And we observe changes of equilibrium in comparison to clasical game.
|
|
|
Shor's algorithm in Quantum Cryptography
Nwaokocha, Martyns ; Vašík, Petr (referee) ; Hrdina, Jaroslav (advisor)
Kryptografie je velmi důležitým aspektem našeho každodenního života, protože poskytuje teoretický základ informační bezpečnosti. Kvantové výpočty a informace se také stávají velmi důležitou oblastí vědy kvůli mnoha aplikačním oblastem včetně kryptologie a konkrétněji v kryptografii veřejných klíčů. Obtížnost čísel do hlavních faktorů je základem některých důležitých veřejných kryptosystémů, jejichž klíčem je kryptosystém RSA . Shorův kvantový faktoringový al-goritmus využívá zejména kvantový interferenční účinek kvantového výpočtu k faktorovým semi-prime číslům v polynomiálním čase na kvantovém počítači. Ačkoli kapacita současných kvantových počítačů vykonávat Shorův algoritmus je velmi omezená, existuje mnoho rozsáhlých základních vědeckých výzkumů o různých technikách optimalizace algoritmu, pokud jde o faktory, jako je počet qubitů, hloubka obvodu a počet bran. v této práci jsou diskutovány, analyzovány a porovnávány různé varianty Shorova factoringového algoritmu a kvantových obvodů. Některé varianty Shorova algoritmu jsou také simulované a skutečně prováděné na simulátorech a kvantových počítačích na platformě IBM QuantumExperience. Výsledky simulace jsou porovnávány z hlediska jejich složitosti a míry úspěšnosti. Organizace práce je následující: Kapitola 1 pojednává o některých klíčových historických výsledcích kvantové kryptografie, uvádí problém diskutovaný v této práci a představuje cíle, kterých má být dosaženo. Kapitola 2 shrnuje matematické základy kvantového výpočtu a kryptografie veřejných klíčů a popisuje notaci použitou v celé práci. To také vysvětluje, jak lze k rozbití kryptosystému RSA použít realizovatelný algoritmus pro vyhledávání objednávek nebo factoring. Kapitola 3 představuje stavební kameny Shorova algoritmu, včetně kvantové Fourierovy transformace, kvantového odhadu fází, modulární exponentiace a Shorova algoritmu. Zde jsou také uvedeny a porovnány různé varianty optimalizace kvantových obvodů. Kapitola 4 představuje výsledky simulací různých verzí Shorova algoritmu. V kapitole 5 pojednejte o dosažení cílů disertační práce, shrňte výsledky výzkumu a nastíňte budoucí směry výzkumu.
|
|
|
Geometric algebra applications
Machálek, Lukáš ; Návrat, Aleš (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá využitím geometrické algebry pro kuželosečky (GAC) v autonomní navigaci, prezentované na pohybu robota v trubici. Nejprve jsou zavedeny teoretické pojmy z geometrických algeber. Následně jsou prezentovány kuželosečky v GAC. Dále je provedena implementace enginu, který je schopný provádět základní operace v GAC, včetně zobrazování kuželoseček zadaných v kontextu GAC. Nakonec je ukázán algoritmus, který odhadne osu trubice pomocí bodů, které umístí do prostoru pomocí středů elips, umístěných v obrazu, získaných obrazovým filtrem a fitovacím algoritmem.
|
guest ::
