200 likes | 404 Views
RAÄŒUNALNIÅ KI SISTEMI, METODOLOGIJE IN INTELIGENTNE STORITVE Programska skupina P2-0041 Predstavitev rezultatov v obdobju 2004-2008 in predlog programa za naslednje obdobje. FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAÄŒUNALNIÅ TVO IN INFORMATIKO. UNIVERZA V MARIBORU. Osnovne informacije o programski skupini.
E N D
RAČUNALNIŠKI SISTEMI, METODOLOGIJE IN INTELIGENTNE STORITVEProgramska skupina P2-0041Predstavitev rezultatov v obdobju 2004-2008 inpredlog programa za naslednje obdobje FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO UNIVERZA V MARIBORU Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Osnovne informacije o programski skupini • Program združuje 6 laboratorijev Iništituta za računalništvo na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko v Mariboru • Ustanovljen 1999, v sedanji sestavi 2004 z nazivom Računalniški sistemi, metodologije in inteligentne storitve • V letih 2004-2008 sodelovalo 25 raziskovalcev z doktoratom znanosti, 12 tehniških sodelavcev in 10 mladih raziskovalcev • Področja znanstvenega raziskovanja: • sistemi in računalniške tehnologije • računalniški jeziki in arhitekture • porazdeljeno računalništvo • spletno programiranje in storitve • računalniška grafika • umetna inteligenca • obdelava signalov in slik • računalniški vid • geometrijsko modeliranje in multimediji Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Obiski v tujini Obiski iz tujine Projekti Revije in konference Statistični pregled raziskav 2004-2008 Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Kvalitativni kazalci dosežkov raziskovalnega programa • Izr. prof. dr. Marjan Mernik: gostujoči profesor na University of Alabama at Birmingham v ZDA od leta 2006 (http://www.cis.uab.edu/faculty/) • Objava M. Mernik, J. Heering, T. Sloane: »When and How to Develop Domain-Specific Languages«, ACM Computing Surveys, Issue 4, December, 2005, str. 316-344 v reviji s faktorjem vpliva 7,4 (1. na področju) • Še ena objava v reviji, ki je 2. na svojem področju • Ustanovili nov laboratorij za programirne metodologije, 2006 • Dobili podeljene 4 slovenske patente, 2 še v prijavi • Eden od bivših mladih raziskovalcev ustanovil novo visokotehnološko podjetje • Dolgoročna pogodbena in projektna sodelovanja: 18 mednarodnih, 5 slovenskih • Uspešna mentorstva članov raziskovalnega programa Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Najpomembnejši znanstveni in razvojni dosežki Računalniška grafika – hiperdrevesa • Hiperdrevo je proceduralno tvorjen volumetrični fraktalni model drevesa. • Omogoča kompaktno predstavitev drevesa pri srednji stopnji podrobnosti. • Razvit je bil poseben jezik za opis fraktalne strukture dreves. • Metoda je primerna za tvorbo tako listavcev kot iglavcev. D. Strnad, N. Guid, “Modeling Trees with Hypertextures,” Computer Graphics Forum, vol. 11, no. 2, pp. 173-187, 2004. Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Najpomembnejši znanstveni in razvojni dosežkiAlgoritem diferencialne evolucije • Algoritem je namenjen reševanju zahtevnih optimizacijskih problemov. • Vključuje samoprilagajanje krmilnih parametrov znotraj evolucijskega procesa v algoritmu DE. • Doseženi rezultati so primerljivi s trenutno najboljšimi rezultati algoritmov na tem področju. • Algoritem smo uporabili tudi za učenje računalniškega šaha, kjer se je program uspešno učil na lastnih izkušnjah. • Uvršča se med 20 najboljših odprtokodnih programov Computer Chess Rating List (CCRL) http://computerchess.org.uk/ccrl/4040/ • Spletna storitev Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Najpomembnejši znanstveni in razvojni dosežkiUčinkovita verižna koda s Huffmanovim kodiranjem • Skupna raziskava članov s kitajskimi partnerji. • Kompaktna predstavitev krivulj v rastrskih slikah s pomočjo sprememb smeri. • Različne verjetnosti sprememb statistično (Huffmanovo) stiskanje. • Učinkovitejše od drugih verižnih kod po zaslugi temeljite statistične analize ter vključitve dveh dodatnih simbolov/kod za pogosti zaporedji po dveh sprememb smeri. • Dve kvalitetni objavi v revijah. Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Najpomembnejši znanstveni in razvojni dosežkiMetodologija razvoja domensko specifičnih jezikov • Mnogo vprašanj glede 'kdaj' in 'kako' razviti domensko specifičen jezik ostaja odprtih. Da bi olajšali delo razvijalcem domensko specifičnih jezikov smo identificirali vzorce v fazi odločitve, analize, načrtovanja in implementacije domensko specifičnih jezikov. • Podrobneje smo preučili prednosti in slabosti posameznih implementacijskih pristopov. • Identificirali smo odprte probleme na področju domensko specifičnih jezikov, ki jih bo potrebno še rešiti, da bi se domensko specifični jeziki popolnoma uveljavili. MERNIK, Marjan, HEERING, Jan, SLOANE, Anthony M: When and how to develop domain-specific languages,ACM computing surveys, vol. 37, no. 4, str. 316-344, december 2005. JCR IF: 7.4 Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Najpomembnejši znanstveni in razvojni dosežkiNova metoda za razcep sestavljenih signalov • Metoda je posebej primerna za popolnoma avtomatični razcep bioelektričnih signalov, kot so površinski EMG, EKG ali EEG. • Uvaja nov koncept t. i. kompenzacije konvolucijskih jeder (CKC) in razen merjenih signalov ne potrebuje nobenih dodatnih informacij o izvoru, strukturi ali številu signalnih izvorov. • Doseženi rezultati presegajo vse doslej znane metode. Preizkusi so bili opravljeni že na več kot 100 osebkih, klinična preverjanja pa se še nadaljujejo. • Metoda se lahko uporabi tudi pri razdvajanju komunikacijskih sporočil, pri detekciji objektov in poravnavanju slik itd. Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Pomembni družbeno-ekonomski učinkiRazvoj portalne infrastrukture • Lastno portalno infrastrukturo smo nadgradili s funkcionalnostmi • digitalne knjižnice • podpore e-izobraževanju • sistema za odgovore na vprašanja v naravnem jeziku • S spletnimi portali smo opremili • akademske ustanove • portal Univerze v Mariboru, vključno z digitalno knjižnico in podporo e-izobraževanju • portali fakultet UM • Univerzitetna knjižnica Maribor idr. • slovenske občine (skupno več kot 25) • druge ustanove (prototipna digitalna knjižnica Ministrstva za obrambo RS, Geološki zavod, Ljudska univerza Koper idr.) Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Sistem spletnih inteligentnih storitev http://www.cs.feri.uni-mb.si Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlog programa in usmeritve EU v naslednjem raziskovalnem obdobju • IKT, še posebej Izziv 7: IKT za samostojno bivanje in vključevanje (Odločba Sveta 2006/971/EC, Uradni list Evropske Unije, L400/86, 30. 12. 2006.) • Znanje, kognitivni in učeči se sistemi • Simulacije, vizualizacija, interaktivnost in obogatena resničnost • Programska oprema in orodja za vgrajene sisteme • Domača okolja • Nemoteči sistemi za nadziranje zdravja • Vključevanje posameznikov v skupnosti Izhodišča za naš program Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskavePriprava modelov in simulacij • Znanstvenoraziskovalno • modeli za razvoj ekosistemov • simulacijske tehnike za naravne procese rasti in vedenja • optimizacijski pristopi • razvoj hitrih algoritmov za paralelizacijo procesov • Razvojno • simulacija in vizualizacija razvoja ekosistemov in pokrajin • razvoj orodja za odzivanje v kritičnih situacijah • uporaba zmogljivih grafičnih pospeševalnikov za izvajanje paraleliziranih procesov Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskavePriprava inteligentnih rešitev, kognitivni sistem • Znanstvenoraziskovalno • preučevanje človekovega načina kognicije in obnašanja v stiku s stroji • diferencialna evolucija in večkriterijski evolucijski algoritmi • biomimetski pristopi • strojno učenje s kratkotrajnim in dolgotrajnim spominom • inteligentne rešitve na področju obdelave geometrijskih podatkov • Razvojno • razvoj inteligentnih iger, predvsem računalniškega šaha • računalniška realizacija večnivojskega strojnega učenja • zasnova strojnega kognitivnega sistema Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskaveRazvoj domensko specifičnih jezikov • Znanstvenoraziskovalno • programski jeziki – refleksija, metaprogramiranje • domensko specifični jeziki in njihovo razumevanje • memetski algoritmi in njihova uporaba pri sklepanju o gramatikah • Razvojno • razvoj programske opreme na osnovi adaptivnosti jezika • razvoj gramatik • razvoj domensko specifičnih prevajalnikov • razvoj očiščevalnikov in simulatorjev Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskaveInterpretacija signalov in računalniški vid za vmesnik človek-stroj • Znanstvenoraziskovalno • multivariantna analiza podatkov • nelinearna nadgradnja kompenzacije konvolucijskih jeder • računalniški vid z geometrijo več pogledov • multimodalna segmentacija slik in modeli obogatene resničnosti • Razvojno • sistem za prekognicijo in sklepanje o človekovih namenih na osnovi posnetih bioelektričnih, gibalnih in drugih signalov • rekonstrukcija scene s pomočjo več spletnih kamer • rekonstrukcija biomedicinskih posnetkov, npr. ultrazvok, doppler, MRI • gradnja modelov z obogateno resničnostjo Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskaveStiskanje in obravnava prostorskih ter multimedijskih podatkov • Znanstvenoraziskovalno • algoritmi računalniške geometrije in geografskih informacijskih sistemov • algoritmi multimedijev • algoritmi za kognitivne, multimodalne vmesnike človek-stroj • Razvojno • orodja za delo z rastrskimi podatki • GeoServer • sistem za stiskanje večdimenzionalnih podatkov • prototip multimodalnega vmesnika človek-stroj Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskaveHrbtenica za povezovanje inteligentnih storitev • Znanstvenoraziskovalno • porazdeljeno in spletno računalništvo • algoritmi za digitalne knjižnice • podatkovno rudarjenje • varnost in zaščita pri spletnih storitvah • Razvojno • hrbtenica za inteligentne storitve • razširjanje slovenskega digitalnega slovarja • inteligentne spletne storitve za povpraševanje in sklepanje • personalizacija in anonimizacija storitev, npr. nevsiljiv, anonimiziran sistem s hišnimi kamerami Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskaveInfrastruktura za demonstratorje • Laboratorij s povezljivimi hišnimi aparati (http://storm.uni-mb.si/cms) Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008
Predlagane bodoče raziskavePrototipne rešitve oz. demonstratorji • Razvoj sistema za oddaljeni inteligentni nadzor okolja in ljudi s pomočjo senzorjev in kamer, npr. stanja hišnih naprav ali počutja stanovalcev • Multimodalni vmesnik za stik s hišnimi napravami, pri čemer naprave sklepajo o namenu uporabnika, pomagajo najti optimalne rešitve – samodejno naročanje hrane in drugih artiklov • Podpora samostojnemu bivanju starejših – samodejno sklepanje, pomoč in obveščanje o težavah: • nadzor pri jemanju zdravil in pravilni prehrani; • svetovanje načina življenja, recimo vodenje rehabilitacijskih vaj; • spremljanje aktivnosti za pravilno vzdrževanje kondicije s pomočjo obogatene resničnosti; • uporaba nemotečih suhih elektrod, vtkanih v obleko, očal s kamerami in svetlobnimi vodniki, sledenja pogledu, televizorja, zaslonov hišnih naprav) itd. Ocenjevanje programskih skupin, Ljubljana, 27. junij 2008