|
Neural Networks Between Integer and Rational Weights
Šíma, Jiří
The analysis of the computational power of neural networks with the weight parameters between integer and rational numbers is refined. We study an intermediate model of binary-state neural networks with integer weights, corresponding to finite automata, which is extended with an extra analog unit with rational weights, as already two additional analog units allow for Turing universality. We characterize the languages that are accepted by this model in terms of so-called cut languages which are combined in a certain way by usual string operations. We employ this characterization for proving that the languages accepted by neural networks with an analog unit are context-sensitive and we present an explicit example of such non-context-free languages. In addition, we formulate a sufficient condition when these networks accept only regular languages in terms of quasi-periodicity of parameters derived from their weights.
Plný tet: v1237-16 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
Terapeutická hypotermie po srdeční zástavě
JIRCOVÁ, Danuše
Bakalářská práce se zabývá vlivem mírné řízené hypotermie jako poresuscitační nemocniční péče o pacienty po kardiopulmonální resuscitaci pro netraumatickou srdeční zástavu oběhu. Od roku 2005 je součástí Evropských doporučení pro resuscitaci. Jsou známy její pozitivní účinky na neurologický stav pacienta. Použití metody snižuje poškození mozku a srdečního svalu a tím zvyšuje procento přežití pacientů. Teoretická část práce se zabývá vlivem mírné řízené hypotermie na lidský organismus. Uvádí indikační a kontraindikační kritéria pro zahájení řízené hypotermie, popisuje metody ochlazování pacienta a způsoby ukončení terapeutické hypotermie. Věnuje se monitorací fyziologických funkcí a ošetřovatelské péči o pacienty léčené terapeutickou hypotermií. Praktická část bakalářské práce mapuje postupy při aplikaci terapeutické hypotermie u pacientů léčených ve dvou velkých nemocnicích. Jde se o Fakultní nemocnici Královské Vinohrady v Praze a Nemocnici České Budějovice, a.s. Použitá výzkumná strategie byla kvalitativní. Byla provedena obsahová analýza 10-ti kazuistik, 5 z každé nemocnice. Jedná se o kazuistiky pacientů po kardiopulmonální resuscitaci,u kterých byla v rámci nemocniční péče aplikována terapeutická hypotermie. Cílem této práce bylo zmapovat postupy používané při aplikaci terapeutické hypotermie u pacientů po kardiopulmonální resuscitaci. Výzkum probíhal formou sběru dat v podobě informací získaných ze zdravotnické dokumentace. Ta byla zpřístupněna nemocnicemi po udělení souhlasu Etických komisí na základě podaných žádostí. Z informací byly následně vytvořeny kazuistiky, které byly analyzovány. Výsledky byly pro přehlednost zpracovány do kategorizačních tabulek. V diskuzi byly výsledky porovnány s publikovanými poznatky, uvedenými v teoretické části práce, a byly komentovány. Analyzováno bylo následující: složení souboru pacientů podle věku a pohlaví, poskytnutí laické resuscitace před příjezdem posádek zdravotnické záchranné služby, vstupní rytmus na EKG záznamu při příjezdu zdravotnické záchranné služby, doba uplynulá od vzniku zástavy oběhu do obnovení krevního oběhu, zahájení terapeutické hypotermie již v přednemocniční péči, doba uplynulá od zahájení terapeutické hypotermie po dosažení cílové tělesné teploty, doba působení terapeutické hypotermie, metody použité pro chlazení pacienta, způsob snímání tělesné teploty a neurologický stav při propuštění z oddělení nemocnice. Výsledky výzkumu prokázaly překvapivě dobrou informovanost laické veřejnosti. Svědci byli schopni rozpoznat srdeční zástavu, časně přivolali odbornou pomoc a byli ochotni poskytnout masáž srdce. Svědčí to i o úspěchu při implementaci metody telefonicky asistované resuscitace do praxe, jelikož svědci byli v řadě případů k resuscitaci instruováni pracovníkem zdravotnického operačního střediska. U většiny pacientů byla jako vstupní rytmus na EKG záznamu diagnostikována komorová fibrilace. Doba do obnovení spontánního oběhu se pohybovala ve většině případů do 29 minut. Dosáhnout cílové teploty v doporučovaném časovém limitu se podařilo u poloviny pacientů. Cílová tělesná teplota byla udržována vždy v doporučeném časovém rozmezí a byla monitorována teplota tělesného jádra. Znepokojení vyvolalo zjištění absence aplikace metody již v přednemocničních podmínkách. Práce poukázala na závažnost náhlé zástavy oběhu a vysoký výskyt pacientů propuštěných z oddělení s těžkým neurologickým deficitem. Proto je potřeba nadále tuto metodu zkoumat, vylepšovat a snažit se jí zakomponovat již do přednemocniční péče.
|
|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Navrhování experimentů pro nestacionární produkční procesy
Jadrná, Monika ; Macák, Tomáš (vedoucí práce)
Disertační práce se zaměřuje na oblast služeb a oblast hromadné výroby. Konkrétně se jedná o optimalizaci produktového portfolia cestovní kanceláře a optimalizaci výroby nábojů.
V literárních východiscích je vysvětlena terminologie z oblasti rozhodování a popsány metody, které jsou používány pro podporu rozhodování. Jedná se o aktuální přehled řešené problematiky a definování základních pojmů. Teoretická východiska výzkumu jsou v oblasti služeb zaměřena na volbu vhodných vstupních proměnných. V oblasti výroby pak na volbu konkrétního materiálu a vhodného vybavení pro danou výrobu. Literární východiska a teoretická východiska výzkumu současně tvoří základ pro praktickou část práce.
V praktické části disertační práce je zvolen konkrétní podnik působící v daném odvětví. V oblasti služeb je optimalizováno produktové portfolio pomocí Fuzzy logiky a Fuzzy množin, tak aby firma působící v dané oblasti byla schopna se uplatnit a fungovat na současném vysoce konkurenčním trhu. V oblasti výroby je nastaveno optimální složení produktu tak, aby bylo dosahováno jeho požadovaných vlastností.
Hlavním cílem disertační práce je návrh metodického přístupu pro řízení vybraných podnikových procesů při jejich nestacionárním časovém průběhu. V praktické realizaci je cílem verifikovat funkčnost navrženého metodického přístupu, jak v oblasti služeb, tak v oblasti hromadné výroby.
|
|
Populačně genetický rozbor plemene starokladrubský kůň
Vostrá Vydrová, Hana ; Majzlík, Ivan (vedoucí práce) ; Karel, Karel (oponent)
Starokladrubský kůň, spolu s plemenem lipicán, andaluský kůň a lusitano, patří mezi plemena starošpanělského a staroitalského typu a je chováno ve dvou barevných variantách (bělouši a vraníci). Protože se jedná o uzavřenou populaci, je populace ohrožena ztrátou genetické proměnlivosti. Genetická rozmanitost a populační struktura byla analyzována u starokladrubského koně na základě rodokmenových záznamů jedinců registrovaných v plemenné knize. Dále byly identifikovány faktory, které mohou ovlivnit genetickou variabilitu starokladrubského plemene. Rodokmenové záznamy použité v analýze zahrnovaly data o 7971 jedincích v rozmezí let 1729 až do roku 2013. Rodokmenové záznamy zahrnovaly 33 generací předků, s průměrnou kompletností rodokmenu 15,1. Efektivní počet zakladatelů a předků přispívajících do současného genofondu populace byl 92,69 a 17,16. Průměrné hodnoty koeficientů příbuzenské plemenitby byly následující: 13 % (s maximální hodnotou 29 %) pro referenční populaci (jedince schopné reprodukce n=612 jedinců), 11 % pro variantu běloušů (s maximální hodnotou 25 %) a 15% pro vranou variantu (s maximální hodnotou 29 %). Podíl inbredních jedinců v celé referenční populaci představoval 99 %. Průměrný nárůst koeficientu příbuzenské plemenitby z generace na generaci nabýval hodnot: 1% pro celou referenční populaci, 0,8 % pro variantu běloušů a 1,1 % pro variantu vraníků. Těmto hodnotám odpovídaly také hodnoty efektivní velikosti populace, které byly odhadnuty: 52 jedinců pro referenční populaci, 62 jedinců pro bílou variantu a 45 jedinců pro variantu vraníků. Odhadnuté ztráty genetické rozmanitosti z důvodu nenáhodného páření uvnitř sledované populace a barevných subpopulací byly 1 % pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a 1,2 % pro variantu vraníků. Celková ztráta genetické rozmanitosti pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a vraníků dosahovaly hodnot 11 %, 13% a 17%.
|
|
Neinvazivní metody pro stanovení pohlaví a stereoidních hormonů u gibonů rodu Nomascus
Bolechová, Petra ; Bartoš, Luděk (vedoucí práce) ; Pavel, Pavel (oponent)
Giboni rodu Nomascus patří ke kriticky ohroženému druhu, o kterém zároveň chybí velké množství základních biologických informací. Vzhledem ke statutu těchto zvířat ve volné přírodě i počtu chovaných jedinců v chovu zoologických zahrad je prioritní otázkou zlepšení managmentu chovu, kam patří i znalost reprodukce. Základním cílem této práce je praktické využití neinvazivních metod (polymerázová řetězová reakce k extrakci DNA a enzymové imunotesty), využívajících k analýzám vzorky výkalů. První metoda, polymerázová řetězová reakce, byla využita pro determinaci pohlaví u mláďat, protože kvůli jejich specifickému zbarvení a vzhledové podobnosti vnějších pohlavních orgánů, není diagnostika možná bez odchycení zvířete. Další částí je zodpovězení hypotéz týkajících se ovariálního cyklu samic a faktorů ovlivňujících jejich koncentrace včetně souvislosti nástupu pohlavního cyklu u samic a jejich změny barvy srsti. Hypotézy byly ověřeny sledováním výše koncentrací metabolitů progesteronu a estrogenu ve výkalech a vyhodnocením složení chovné skupiny gibonů a vlivu ZOO. Celkem bylo analyzováno během čtyř let (2010-2014) 51 zvířat z 16 zoologických zahrad v celkovém množství 1618 vzorků výkalů. Výsledky potvrdily využití neinvazivních metod pro determinaci pohlaví a tak zajištění maximálního welfare v chovech. Endokrinologické analýzy potvrdily hypotézy o vlivu prostředí (ZOO) na koncentraci hormonů a vliv březosti samice a jejího věku na výši koncentrace hormonů, ale také vliv březosti na koncentraci hormonů u samců-otců. Prvotní informací v této studii je potvrzení nástupu ovariálního cyklu u mladých samic bez návaznosti na jejich přebarvení a významný faktor vlivu matky a její teritoriality. Tato studie předkládá první dlouhodobější monitoring ovariálního cyklu u samic a koncentrace hormonů u ostatních jedinců ve všech věkových kategoriích i pohlaví. Výsledky umožňují pochopit vliv chovatelského prostředí na reprodukční postavení těchto gibonů a přispívají k celkovému zlepšení managementu chovu.
|
|
DCTOOL-A3
Bakule, Lubomír ; Papík, Martin ; Rehák, Branislav
DCTOOL-A3 is a documentation of Matlab routines developed for the design of decentralized control of large scale complex systems. The current beta version covers three areas as follows:\nReport 4.1 deals with the event-triggered control design for unstructured uncertain systems. Both non-quantized and quantized feedback is analyzed. The results are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Logarithmic quantizer is used. Numerical example illustrates the effectiveness of the presented results.\nReport 4.2 presents a new decentralized overlapping wireless control design with a switched communication protocol. The method is applied by simulations on the 20-story building structure including the test of robustness of the methods against sensor failures and network node dropouts of a digital network.\nReport 4.3 presents the construction of a new decentralized wireless controller and a set of heuristic algorithms for evaluation of packet dropouts, sensor faults and actuator faults. The digital network operates at the standard frequency used in well-known widely-used industrial protocols. The results are tested at the Benchmark model decomposed into two disjoint substructures. The results are published. Thus, the details are omitted here.
|
|
Time lapse tomography of fracture progress in silicate-based composite subjected to the loading a combination with acoustic emission scanning
Kumpová, Ivana ; Kytýř, Daniel ; Fíla, Tomáš ; Veselý, V. ; Trčka, T. ; Vopálenský, Michal ; Vavřík, Daniel
The initiation and propagation of a fracture in quasi-brittle materials (such as silicatebased composite) is an increasingly discussed topic for which various methods of research have been developed/applied. As the quasi-brittle silicate-based composite compounds are very non-homogenous, the mechanism of the crack initiation and propagation can be very different even for samples with the\nidentical geometry. One possible approach to study the fracture mechanism in quasi-brittle materials is to use several different experimental techniques in a single experiment and perform detail analysis to identify generally valid fracture process phenomena. In this work, a simultaneous monitoring of fracture\nprocess zone formation and propagation by three different methods is presented and discussed. A three point bending test was performed on a notched silicate composite specimen. During the loading process, a highly accurate force displacement dependence was recorded accompanied with X-ray radiography,\nX-ray computed tomogra-phy and acoustic emission scanning.
|
|
Corrosion behavior of plasma coatings CuAl10 and CuAl50 on magnesium alloy AZ 91
Kubatík, Tomáš František ; Stoulil, J. ; Stehlíková, K. ; Slepička, P. ; Janata, Marek
The most common magnesium alloy AZ 91 is widely used as a structural material, but its use is limited at higher temperatures and high humidity. Plasma spraying is a technology that allows to prepare protective metallic and non-metallic coatings on a wide variety of substrates including magnesium and its alloys. In this study, CuAl10 and CuAl50 were plasma sprayed on magnesium alloy AZ 91 with the aim to study corrosion resistance of the plasma sprayed coatings. The corrosion resistance of layers was evaluated by the method of electrochemical potentiodynamic measurement as well as long-term corrosion tests in a condensation chamber with 0.5 mol\nNaCl at the temperature of 35 °C for 1344 hours. Layers with 1, 2, 5 passes and passes of CuAl10 with the thickness ranging from 75 to 716 mm and CuAl50 with the thickness ranging from 64 to 566 mm were prepared. The increased corrosion velocity was observed in the case of thin layers of 2 and 5 passes due to the development of a galvanic corrosion couple. The CuAl10 layer prepared with ten passes has an outstanding corrosion resistance.
|
|
Relational Verification of Programs with Integer Data
Konečný, Filip ; Bouajjani, Ahmed (oponent) ; Jančar, Petr (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This work presents novel methods for verification of reachability and termination properties of programs that manipulate unbounded integer data. Most of these methods are based on acceleration techniques which compute transitive closures of program loops. We first present an algorithm that accelerates several classes of integer relations and show that the new method performs up to four orders of magnitude better than the previous ones. On the theoretical side, our framework provides a common solution to the acceleration problem by proving that the considered classes of relations are periodic. Subsequently, we introduce a semi-algorithmic reachability analysis technique that tracks relations between variables of integer programs and applies the proposed acceleration algorithm to compute summaries of procedures in a modular way. Next, we present an alternative approach to reachability analysis that integrates predicate abstraction with our acceleration techniques to increase the likelihood of convergence of the algorithm. We evaluate these algorithms and show that they can handle a number of complex integer programs where previous approaches failed. Finally, we study the termination problem for several classes of program loops and show that it is decidable. Moreover, for some of these classes, we design a polynomial time algorithm that computes the exact set of program configurations from which nonterminating runs exist. We further integrate this algorithm into a semi-algorithmic method that analyzes termination of integer programs, and show that the resulting technique can verify termination properties of several non-trivial integer programs.
|
host ::
