|
|
Genetic Algorithms Based Game in Unity
Bábek, Radomír ; Beran, Vítězslav (referee) ; Vlnas, Michal (advisor)
This thesis focuses on the areas of game development and genetic algorithms. It describes the design and implementation of the game PlantEVO, which features special fighting plants. The player's task is to understand the workings of the genetic algorithm and to use it as efficiently as possible in breeding his plants. After then the strength of his plants is tested in online battles against other players. The battles are designed in a turn-based strategy combat style. The game uses a client-server architecture. The client is programmed in the Unity game engine, the server uses the REST API architecture.
|
|
|
Cellular automata and rules defined using genetic algorithm
Goliáš, Darek ; Lang, Stanislav (referee) ; Matoušek, Radomil (advisor)
This bachelor's thesis explores the integration of cellular automata (CA) and genetic algorithms (GA). It briefly outlines the history and principles of CA and GA, including their key components. The theoretical part covers various types of CA, their classification, boundary conditions, and examples of applications. Additionally, it describes genetic algorithms, their representation of population, selection, crossover, and mutation. The practical part involves the design and implementation of a two-dimensional CA with a rule generation system using GA.
|
|
|
Automated compression of neural network weights
Lorinc, Marián ; Sekanina, Lukáš (referee) ; Mrázek, Vojtěch (advisor)
Konvolučné neurónové siete (CNN) od svojho vynájdenia zrevolucionizovali spôsob, akým sa realizujú úlohy z odvetvia počítačového videnia. Vynález CNN viedol k zníženiu pamäťovej náročnosti, keďže váhy boli nahradené konvolučnými filtrami obsahujúcimi menej trénovateľných váh. Avšak, toto zníženie bolo dosiahnuté na úkor zvýšenia požiadaviek na výpočtový výkon, ktorý je naviazaný na výpočet konvolúcie. Táto práca skúma hypotézu, či je možné sa vyhnúť načítavaniu váh a miesto toho ich vypočítať, čím sa ušetrí energia. Na otestovanie tejto hypotézy bol vyvinutý nový algoritmus kompresie váh využívajúci Kartézske genetické programovanie. Tento algoritmus hľadá najoptimálnejšiu funkciu kompresie váh s cieľom zvýšiť energetickú účinnosť. Experimenty vykonané na architektúrach LeNet-5 a MobileNetV2 ukázali, že algoritmus dokáže efektívne znížiť spotrebu energie pri zachovaní vysokej presnosti modelu. Výsledky ukázali, že určité vrstvy je možné doplniť vypočítanými váhami, čo potvrdzuje potenciál pre energeticky efektívne neurónové siete.
|
|
|
Evolutionary Circuit Design by Means of Genetic Programming
Synák, Maroš ; Hurta, Martin (referee) ; Bidlo, Michal (advisor)
Tato práce zkoumá aplikaci genetického programování (GP) pro návrh elektronických obvodů, zaměřuje se na sinusové a obdélníkové oscilátory a diskriminátory tónů, s použitím Pythonu a PySpice. Cílem je znovu vytvořit aspekty základní práce Johna Kozy v tomto oboru. Hlavním cílem je posoudit, zda může GP generovat pokročilé elektronické návrhy efektivněji než tradiční metody, přizpůsobujíc přitom Kozy genetické operace - výběr, křížení, mutaci - moderním výzvám v návrhu obvodů. Metodologie zahrnuje vývoj modelů GP pro simulaci evolučního návrhu obvodů, hodnocených prostřednictvím kontrolovaných experimentů. Tyto experimenty testují schopnost modelů vyvíjet se od základních po složité konfigurace, které splňují specifické elektronické funkce. Tato studie nejenže přezkoumává, ale také upravuje Kozy metody, zahrnuje strategie více závislé na počátečním nastavení embrya, aby řídily evoluční proces v generování cílených návrhů. Kromě toho studie zkoumá nedávné metodologie využívané v podobných aplikacích, aby zvýšila adaptabilitu a efektivitu GP. Výsledky ukazují, že zatímco GP může účinně podporovat a zlepšovat návrh elektronických obvodů pro sinusové oscilátory a diskriminátory tónů, jeho aplikace na generování obdélníkových oscilátorů narazí na omezení a vážné problémy. To zdůrazňuje oblasti pro potenciální zlepšení v genetické diverzitě a zdokonalení algoritmů. Celkově tato práce zdůrazňuje potenciál genetického programování v revoluci návrhu elektronických obvodů, což naznačuje další průzkum a zdokonalení Kozy metodologií, které by mohly rozšířit aplikovatelnost GP v oboru. Tato práce představuje jak pokračování, tak evoluci jeho průkopnických úsilí, čímž otevírá cestu pro budoucí inovace v elektronickém inženýrství.
|
|
|
Automatic scheduling, execution and monitoring of computational workflows on distributed systems
Jaroš, Marta ; Corbalan Gonzales, Julita (referee) ; Martinovič, Jan (referee) ; Jaroš, Jiří (advisor)
Rutinní automatizované vykonávání složitých výpočetních procesů, tzv. workflows, se stalo naprosto klíčovým pro dosažení vysoké produktivity v různých oblastech vědy a výzkumu. Výpočetní workflows se v posledních několika letech staly důležitou abstrakcí mnoha reálných procesů a jevů, jako např. digitálních dvojčat, personalizované medicíny či na simulaci založené vědě obecně. Vykonání workflow lze vnímat jako orchestraci mnoha úloh s různými výpočetními požadavky a vzájemnými závislostmi. Vzhledem k výpočetní složitosti reálných workflows je jejich provádění možné pouze na výpočetních klastrech nebo v cloudu, kde hraje efektivní plánování a optimalizace provedení workflows klíčovou roli. Hlavním cílem této práce je umožnit automatizované a spolehlivé vykonání výpočetních workflows. Tyto workflows se často skládají z distribuovaných úloh, které jsou schopny běžet na několika výpočetních prostředcích najednou, dokonce umožňují toto množství měnit. Anglicky se tyto úlohy nazývají moldable tasks. Množství přiřazených prostředků ovlivňuje jak dobu vykonání workflow, tak i cenu výpočtu, ovšem ne stejnou měrou díky rozdílné výpočetní efektivitě. Proto tato práce zkoumá různé přístupy k plánování a optimalizaci vykonání workflows, převážně se zabývá optimalizačními technikami založenými na genetických algoritmech. Práce představuje tři optimalizační přístupy zkoumající dynamicky i staticky přidělované výpočetních zdroje. V procesu optimalizace hraje důležitou roli výkonnostní databáze, která je průběžně vytvářena a jejíž úlohou je uchovávat paralelní škálování prováděných úloh při různých vstupech. Řídkost a neúplnost výkonnostní databáze je řešena různými interpolačními metodami. Navrhované přístupy vykazují lepší využití výpočetních prostředků a umožňují prioritizaci různých optimalizačních kritérií, např. doby provádění workflow či ceny výpočtu. Finální implementace byla experimentálně ověřena na reálných workflows vykonávaných na klastrech v národním superpočítačovém centru IT4Innovations. Tato práce rovněž představuje návrh a implementaci komplexního systému pro automatické plánování, vykonávání a monitorování workflows na výpočetních klastrech. Systém rovněž disponuje dalšími funkcemi jako jsou účtování, reportování či odolnost vůči chybám. Tento systém, zvaný k-Dispatch, byl úspěšně komercializován v oblasti ultrazvukové neurostimulace a je nabízen společností Brainbox, Ltd.
|
|
|
Application of genetic algorithms for optimisation of agricultural machinery operation in precision farming systems
BUMBÁLEK, Roman
Metaheuristic methods, inspired by physical, biological, chemical, semantic and social phenomena, are used to optimise problems with a large number of possible solutions in a wide range of fields, including agriculture, with a significant part of evolutionary computation, of which genetic algorithms are mainly used for precision agriculture. This paper deals with their implementation in the context of the problem of planning the routes of agricultural machines with the aim of reducing the length of the trajectory of movement both on the headlands and in the inner part of the plot. The developed algorithm consists of several parts, where first the coordinates of the partial routes are calculated and then genetic algorithms are applied to optimise the rotation of the im-plements on the headlands through a suitable combination of their passes with respect to the input parameters, including the turning radius and the tool sweep. The quality of the results obtained is influenced by many factors, such as the size of the population, the number of generations or the type of selection chosen, with better solutions being generated as the number of chromosomes in the population and generations increases, allowing a reduction of more than 37 % in the distance travelled when turning on he-adlands, which can directly translate into savings in working time, fuel and reduced soil compaction.
|
|
|
Utilization of artificial intelligence in vibrodiagnostics
Dočekalová, Petra ; Huzlík, Rostislav (referee) ; Zuth, Daniel (advisor)
The diploma thesis deals with machine learning, expert systems, fuzzy logic, genetic algorithms, neural networks and chaos theory, which fall into the category of artificial intelligence. The aim of this work is to describe and implement three different classification methods, according to which the data set will be processed. The GNU Octave software environment was chosen for the data application for licensing reasons. Further evaluate the success of data classification, including visualization. Three different classification methods are used for comparison, so that we can compare the processed data with each other.
|
|
|
Diffusion Evolutionary Algorithm
Mészáros, István ; Pospíchal, Petr (referee) ; Jaroš, Jiří (advisor)
There are new trends in artificial intelligence nowadays. Methods known as evolutionary algorithms are one of them. These algorithms allow us to design and optimize systems using computers. One of the variants of evolutionary algorithms is the diffusion evolutionary algorithm. This type of algorithms is able to run in parallel, and besides that it brings many positive features. The question is under what conditions the diffusion variant of evolutionary algorithms can effectively be used. Is it possible to use for planning systems and for problem optimization? Why are they more favorable than other types of evolutionary algorithms? This work tries to answer these questions and explain the behavior of these algorithms.
|
|
|
Optimization of concrete structures using stochastic optimization methods
Slowik, Ondřej ; Pukl,, Radomír (referee) ; Novák, Drahomír (advisor)
The thesis focuses the reader on the sense of optimization and its importance for civil engineering. It outlines the principles used by some optimization methods and discusses the possibility of combination of any type of methods LHS with other optimization method. The result is a new type of optimization method named Nested LHS described in the text of the third chapter. The fifth chapter applies some of the lessons learned to solve practical optimization problem - reinforced concrete bridge solved by nonlinear finite element analysis using pseudostochastic optimization method LHS mean.
|
|
|
Image registration of ultrasound sequences using evolutionary algorithms
Hnízdilová, Bohdana ; Odstrčilík, Jan (referee) ; Mézl, Martin (advisor)
This master´s thesis deals with the registration of ultrasound sequences using evolutionary algorithms. The theoretical part of the thesis describes the process of image registration and its optimalization using genetic and metaheuristic algorithms. The thesis also presents problems that may occur during the registration of ultrasonographic images and various approaches to their registration. In the practical part of the work, several optimization methods for the registration of a number of sequences were implemented and compared.
|
guest ::
