Výzkumné granty

MOSAIC Modalities in Substructural Logics: Theory, Methods and Applications

SEP-210669451 2021 - 2024

Modální logiky jsou formální systémy, rozšiřující expresivitu klasické logiky o možnost usuzovat o "modech" pravdivosti prostřednictvím modalit. Navrhovaný projekt se zaměřuje na systematické zkoumání modálních logik, založených na logikách substrukturálních, které jsou obecně deduktivně slabší než logika klasická. Projektu se soustředí také na aplikace substrukturálních modálních logik za hranicemi matematické logiky, zejména v reprezentaci znalostí, právním usuzování, soukromí a bezpečnosti dat a logické analýze jazyka. Jedná se o 4-letý projekt rámce H2020-MSCA-RISE-2020: Research and Innovation Staff Exchange.

Predikce funkčního vyústění schizofrenie z multimodálních neurozobrazovacích a klinických dat

NU21-08-00432 2021 - 2024

Schizofrenie je chronické, těžké a velmi omezující onemocnění. Z každých 100 osob trpících schizofrenií, pouze 1 či 2 ročně dosáhnou úzdravy, a přibližně 14% se uzdraví během 10 let, se špatným funkčním vyústěním pro 27% pacientů. Existuje urgentní potřeba vyvinout prediktivní modely vyústění aplikovatelné v časných fázích nemoci, za účelem optimalizace a intenzivnění intervenčních programů k zamezení špatného vyústění. Funkční vyústění je těžko odhadnutelné pouze z klinického obrazu, ale zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), zejména multimodální, dává příslib zlepšené stratifikace pacientů. Cílem tohoto projektu je vyvinout nástroje k predikci funkčního vyústění schizofrenie z kombinace neurozobrazovacích, klinických a kognitivních měření získaných časně po začátku onemocnění. Statistická omezení způsobená vysokou dimenzionalitou MRI dat budou řešena kombinací robustních metod strojového učení a informovaným výběrem datových příznaků za využití pokročilých metod zpracování dat i teoretických poznatků o relevantních mozkových sítích.

Výzvy pro hodnocení znalostí: Analytická podpora tvorby znalostních testů

TL05000008 2021 - 2023

Cílem navrhovaného multidisciplinárního projektu je vytvořit soubor postupů a nástrojů pro komplexní vyhodnocování výsledků znalostních testů a podpořit implementaci a další využití navržených postupů a nástrojů v přijímacích, maturitních a jiných znalostních testech. Soubor postupů a nástrojů umožní rychlé vyhodnocení výsledků znalostních testů včetně srovnání napříč variantami a roky testování, jakož i podrobnou analýzu meziskupinových rozdílů, např. dle genderu či typu školy. Soubor bude využitelný jak pro analýzu dat z proběhlých testů, tak pro podporu tvorby nových znalostních testů využívaných pro hodnocení vzdělávacích výsledků nebo při výběru uchazečů. Podpoří také informované rozhodování na úrovni škol a bude mít potenciál ovlivnit tvorbu státních politik.

Charakterizace stavového repertoáru a dynamiky spontánní mozkové aktivity neurozobrazovacími metodami

21-32608S 2021 - 2024

Současná psychologická teorie nabízí komplexní popis mentálních funkcí a procesů. Obecně je přijímaný názor, že mentální funkce mají mozek za substrát, a mentální procesy a stavy jsou vázány na dynamiku mozkové aktivity. Rychle se rozvíjející oblastí neurověd je stadium spontánní mozkové aktivity s použitím funkční magnetické rezonance. Tento postup umožňuje současné měření dynamiky aktivity řady mozkových sítí. Teoretiky bylo navrženo, že během spontánního (tzv. klidového) stavu mozek exploruje dynamický repertoár možných stavů. Struktura a dynamika tohoto spontánního procesu explorace stavů zůstává nevyjasněná. V tomto projektu navrhujeme použít kombinaci datově analytických technik, současného měření EEG a fMRI spontánní i komplexně buzené mentální aktivity, a srovnání s dostupnými funkčně neuroanatomickými poznatky k charakterizaci stavového repertoáru a přechodové dynamiky spontánní mentální aktivity, tak jak je pozorovatelná pomocí neurozobrazovacích metod.

Kvazirozhodovací procedury pro logické teorie reálných funkcí

21-09458S 2021 - 2024

Rozhodovací procedury pro teorie v predikátové logice hrají čím dále větší roli v informatice, zejména v kombinací s řešiči pro Boolovskou splnitelnost, tj. v SAT modulo teorie (SMT) řešičích. Existuje široké pole výzkumu rozhodovacích procedur pro celá čísla, reálná čísla, různé datové struktury a mnoho dalších teorii. Skoro ale nejsou žádné výsledky pro příklad reálných funkcí, ačkoli reálné funkce hrají fundamentální roli v mnoha oblastech informatiky a matematiky. Důvod pro tuto situaci je pravděpodobně těžkost problému. Tuto situaci chceme překonat tím, že místo rozhodovacích procedur chceme navrhnout kvazirozhodovací procedury pro reálné funkce. Kvazirozhodovací procedury zjednodušují problém tím, že nepožadují terminaci pro určité hraniční případy, kde infinitesimální změny vstupní formule změní i její splnitelnost. V mnoha aplikacích vyhýbání se takovým případům patří k základním postupům. Kvazirozhodovací procedury tudíž vyřeší přesné tyto případy, které jsou v takových aplikacích důležité.

Struktury synchronizace v mnohorozměrných neurálních signálech: strojové učení a predikce účinnosti antidepresiv

21-14727K 2021 - 2024

Koncept synchronizace nelineárních dynamických systémů bude základem pro vývoj matematických metod a počítačových algoritmů určených k detekci a charakterizaci interakcí a závislostí v mnohorozměrných nelineárních časových řadách. Směrové vazby a kauzální vztahy budou kvantifikovány nástroji teorie informace. Vyvíjené metody budou přizpůsobeny specifickým vlastnostem skalpového elektroencefalogramu (EEG), zvláštní pozornost bude věnována mezifrekvenčním interakcím. Celková struktura synchronizace EEG signálů odrážející funkční integraci, jak v rámci různých časových a prostorových škál, tak i mezi škálami, bude klasifikována metodami strojového učení a použita k popisu stavů mozku a jejich změn způsobených duševními poruchami. Synchronizace a její změny v EEG depresivních pacientů budou testovány jako prediktory terapeutické úspěšnosti antidepresiv. Vyvinuté metody budou využitelné nejen v analýze elektrofyziologických signálů v neurologii a psychiatrii, ale obecně v analýze složitých vícerozměrných signálů odrážejících nelineární interakce v různých časových a prostorových škálách.

Modelování kvality ovzduší a tepelného komfortu s rozlišenou turbulencí v městském prostředí

TO01000219 2021 - 2023

Předkládaný projekt obsahuje několik hlavních cílů: - výrazné zlepšení kvality a prostorového rozlišení výstupů atmosférického modelování městského prostředí na základě využití nejmodernějších technologií v oblastech modelování, pozorování a analýzy dat; - zdokonalení a validace pokročilých modelových nástrojů se zaměřením na modely založené na principu turbulentního proudění v komplexním městském prostředí; - zlepšení metod kombinujících údaje z modelování a pozorování; - srovnání environmentálních dopadů vybraných adaptačních nástrojů a preferovaných politik Praze a Bergenu; - poskytnout orgánům veřejné a městské správy nástroje pro podporu rozhodování v oblastech souvisejících s kvalitou ovzduší a tepelného komfortu. Výsledky projektu jsou podrobně popsány v části Deliverables.

Limity grafů a související obory

21-21762X 2021 - 2025

Teorie grafových limit je jedním z nejdůležitějších nedávno vzniklých nástrojů diskrétní matematiky. Její vznik a rozvoj vedly k prolomení mnoha starých problémů v extremální teorii grafů, teorii náhodných grafů a zejména k výraznému propojení diskrétní matematiky s oblastmi jako je teorie pravděpodobnosti, reálná a funkcionální analýza nebo teorie grup. Projekt se zabývá teoretickými základy teorie grafových limit, grafovými normami a souvislostmi s matematickými modely statistické fyziky.

Teoretické základy výpočetní psychometrie

21-03658S 2021 - 2023

Psychometrie, obor zabývající se psychologickým, medicínským (tzv. health-related), didaktickým a dalším behaviorálním měřením, je coby disciplína domovem značného množství metod statistické data science. Tento projekt studuje teoretické a výpočetní aspekty psychometrie s cílem navrhnout přesnější a efektivnější metody odhadu a detekce, než jsou metody běžně používané. Projekt se soustředí na dvě témata psychometrie (odhad reliability měření a detekce odlišného fungování položek) a na jejich rozšíření pro komplexnější pokusná uspořádání (designy). Projekt také řeší softwarové implementace, a nabízí příklady simulovaných a reálných dat demonstrující výhody nově navržených metod. Teoretické a výpočetní aspekty a inovace vylepšující psychometrické algoritmy, které jsou součástí projektu, mohou mít širší dopad na vývoj v oblasti statistických základů data science.

Síťové modely komplexních systémů: od korelačních grafů k informačním hypergrafům

21-17211S 2021 - 2023

Vývoj metod pro efektivní popis komplexních systémů je rostoucí oblastí interdisciplinárníhovýzkumu na rozhraní kybernetiky, informatiky, matematiky a teoretické fyziky, s aplikacemi v dalších vědních oborech včetně neurovědy, sociologie, ekonomie, genetiky či ekologie. Jedním z klíčových problémů je robustní charakterizace struktury interakcí v rámci systému na základě pozorování časových řad. Základní metodou je reprezentace systému pomocí matice korelací převedené na graf, jehož topologická struktura je následně studována v porovnání s náhodnými grafy stejné velikosti a hustoty. Nedávné výsledky ukazují slabiny tohoto přístupu: korelační matice neodrážejí věrně interakce mezi prvky systému, zanedbávají interakce vyšších řádů, nedostatečně zachycují prediktivní sílu v nelineárních vícerozměrných modelech a vedou k nadhodnocení některých grafových struktur. V rámci navrhovaného projektu posuneme stávající stav řešení těchto problémů a naše předchozí výsledky směrem k obecnější a robustnější charakterizaci komplexních systémů.

Podpora internacionalizace ÚI AV ČR, v.v.i.

CZ.02.2.69/0.0/0.0/18_053/0017594 2020 - 2023

V rámci projektu vytvořil Ústav informatiky AV ČR, v. v. i., postdoktorandskou výzkumnou pozici pro vynikajícího juniorského pracovníka ze zahraničí, dále uskuteční dva střednědobé výzkumné pobyty juniorského výzkumného pracovníka a PhD studenta v zahraničí a vyšle na dvě krátkodobé stáže administrativní nebo technické pracovníky.

Na projekt je poskytována finanční podpora od EU.

Město pro lidi, ne pro virus

TL04000282 2020 - 2021

Cílem projektu je vytvoření softwarového nástroje pro simulaci sociálních vazeb a protiepidemických opatření, který umožní porovnat efektivitu opatření s jejich dopadem na život jednotlivce i společnosti. Jádrem tohoto nástroje je síťový model dosavadního šíření COVID-19 v ČR. V modelování kombinujeme data longitudinálního sociologického výzkumů Život během pandemie (mezilidské kontakty, pracovní, volnočasové činnosti, ekonomické dopady na domácnosti atd.), s demografickými a epidemiologickými daty. Takto odhadujeme zdravotní, sociální a ekonomické dopady různých protiepidemických opatření (karanténa, trasování kontaktů, lokální uzávěry). Plánovaný výstup bude sloužit obcím, samosprávným celkům, firmám či nemocnicím pro porovnání dopadů jednotlivých opatření na život jednotlivců i komunit.

Integrovaný systém výzkumu, hodnocení a kontroly kvality ovzduší

SS02030031 2020 - 2026

Cílem projektu je především vyvinout metody kontrol kvality ovzduší, metody identifikace zdrojů znečišťování ovzduší a jejich podílů na imisních koncentracích znečišťujících látek se zaměřením na aktuální hlavní problémy kvality ovzduší a obtížně kvantifikovatelné druhy znečištění. V návaznosti je třeba vyvíjet modelové nástroje identifikující rozptyl znečistění ovzduší, a to jak s ohledem na aktuální koncentrace, ale i se zaměřením na budoucí rozvoj technologií. Součástí výzkumu je i rozvoj laboratorních metod pro vyhodnocování kvality ovzduší, a to jak metod manuálních, izotopových analýz prvků ve vzorkách aerosolových částic, tak i metod elementární analýzy aerosolových částic. Se zřetelem na vliv na zdraví obyvatelstva bude na 5 lokalitách v ČR vyhodnocen vliv ultrajemných částic a to i s ohledem na vnější vlivy, jako jsou např. meteorologické podmínky. Dojde také k vyhodnocení rozmístění imisních stanic, které vyústí v obnovu státní sítě imisního monitoringu. Součástí řešení projektu je také odhad podílu mlhy a námrazy na celkové atmosférické depozici a výstupy budou využiti pro kvantifikaci vlivu ozonu. Zajímavým výsledkem projektu budou také mapy fytotoxických dávek ozonu pro různé rostliny. Napříč celým projektem se prolíná vliv dopravy, a to jak na zdraví obyvatelstva, tak na množství emisí znečišťujících látek a skleníkových plynů. Neopomenutelným úkolem tohoto projektu je vývoj metodik a emisních faktorů využívaných v přípravě emisních bilancí a to v návaznosti na mezinárodní požadavky EU a Úmluv OSN. Součástí výzkumu metodik v oblasti skleníkových plynů je i analýza potenciálů biomasy a v neposlední řadě kvantifikace budoucího vývoje emisí a politických nástrojů zajišťujících snižování emisí, nebo dodržování emisních stropů. V neposlední řadě budou vyvinuty datové standardy pro ohlašovací povinnosti zavedené zákonem 25/2008 Sb., které budou základním prvkem následně vyvíjeného komplexního informačního systému o kvalitě ovzduší.

Spolupráce na experimentech ve Fermilab 2

CZ.02.1.01/0.0/0.0/18_046/0015954 2020 - 2022

Projekt navazuje na OP VVV projekt CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001787 podobného jména a zkratky. Obsahem je pokračování v rekondici a navyšování výpočetních a úložných kapacit pro zpracování dat experimentů ve Fermilab. Cílem je vylepšování infrastruktury pro získání nových vědeckých poznatků na spolupracujících experimentech ve Fermilab. Na projekt je poskytována finanční podpora od EU.

Na projekt je poskytována finanční podpora od EU.

Substrukturální modální logiky pro reprezentaci znalostí

CSIC-20-12 2020 - 2021

Modální logiky jsou dobře známým nástrojem v oblasti Umělé inteligence a v informatice obecně. Jsou užívány k reprezentaci a usuzování s informacemi o možnosti a nutnosti, o čase, akcích, znalostech a schopnostech agentů a o jiných „módech pravdivosti“. Jejich verze založené na klasické logice mají nicméně řadu omezení, kupříkladu při modelování usuzovaní s modálními pojmy v kontextech zahrnujících stupňované vlastnosti, v kontextech citlivých na zdroje, nebo při usuzování o kognitivně limitovaných agentech. Tento projekt přispěje k systematickému budování teorie modálních logik založených na logikách slabších nežli klasická logika. Soustředit se přitom bude na širokou oblast takovýchto neklasických logik, na takzvané substrukturální logiky. Při řešení projektu budou vědecké týmy z IIIA-CSIC v Barceloně a ÚI AV ČR v Praze stavět na své práci v oblasti modálních a substrukturálních logik a na minulé bohaté spolupráci jejich členů. Cíle projektu budou dosaženy pomocí dvouleté intenzivní spolupráce posilované vzájemnými výzkumnými návštěvami a společnými workshopy.

Denní vývoj mozkové konektivity v preiktálním období u intracerebrálních záznamů epileptických pacientů

Mob_France 2020 - 2021

Epilepsie je chronická neurologická porucha, která postihuje přibližně 50 milionů lidí na celém světě, charakterizovaná opakovanými záchvaty mozku, jejíž neurofyziologické mechanismy jsou stále do značné míry neznámé. Nedávné studie dokazují existenci pozměněného stavu mozku před záchvatem. Naším cílem je identifikovat změny v mozkové konektivitě, které odpovídají těmto rozdílům v mozkových stavech během pre-iktálního období. Naměřili jsme vysoce kvalitní intrakraniální EEG a povrchové EEG u 74 pacientů z nichž každý byl sledován déle než týden. Cílem je pochopit změny v interakcích mezi oblastmi mozku, když se mozek blíží záchvatu. Na základě těchto interakcí identifikujeme markery iktogeneze, které mohou napomoci predikci záchvatů a léčbě. Navrhovaný projekt prohloubí současnou spolupráci mezi oběma ústavy.

Interakce a kauzalita ve složitých systémech

2020 - 2025

Street-level urban microclimate modelling using LES principle in north-american cities

MSM100302001 2020 - 2021

Human thermal environment is in researchers’ interest for several decades. At the same time, with increasing computation power is possible to solve more complex problems. One of them, urban climate, demands on resolution raises the question, whether turbulence should be treated as a (partly) resolved or as a (complete) sub-grid scale process. Atmospheric modelling of urban areas usually considers a limited number of relevant processes, alternatively it is performed with coarser resolution which cannot properly describe the conditions in street canyons. PALM-4U is the first open-source meteorological model based on large-eddy simulation (LES) principle with implementation of the most of urban canopy related processes. The recent version of PALM-4U include Urban Surface Model (USM) and Radiative Transfer Model (RTM), necessary modules for calculation of MRT for biometeorology module. Those features open new challenges in street-level scale research of biometeorology.

Náhodné diskrétní struktury

20-27757Y 2020 - 2022

Projekt je zaměřen na problémy na pomezí diskrétní matematiky a teorie pravděpodobnosti. Uvažujeme jednoduché diskrétní struktury: grafy, orientované grafy, stromy a uniformní hypergrafy, které jsou vyžívány v aplikovaných disciplínách jako abstraktní modely pro sítě, populační dynamiku, atd. Budeme studovat náhodně generované diskrétní struktury z teoretické perspektivy. Budeme se zaměřovat na náhodné veličiny počítající výskyt určitých podstruktur (např. kopií daného grafu) a hledat odpovědi na následující otázky: jaké jsou jejich asymptotické distribuce, jak pravděpodobné je, že tyto náhodné veličiny budou mít velkou odchylku od střední hodnoty. Mezi cíli projektu je výzkum podobnosti mezi náhodným regulárním grafem a náhodným binomickým Erdős-Rényiho grafem vyřešením Sendvičové domněnky Kima a Vu; odhad horního chvostu pravděpodobnosti pro počty malých podgrafů v řídkých náhodných grafech; určení limitní distribuce počtu neomezených struktur (např. párování, dominující množiny) v náhodných grafech a Galton-Watsonových stromech.

Výzkumná infrastruktura pro experimenty ve Fermilab

LM2018113 [Registrované výsledky] 2020 - 2022

Cílem je provozovat a neustále udržovat na nejvyšší možné mezinárodní úrovni výzkumnou infrastrukturu, která podporuje spolupráci fyziků z ČR na aktuálně řešených projektech ve Fermilab, USA a dodává služby všem spoluřešitelům těchto experimentů po celém světě. Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) je nejvýznamnější americká národní laboratoř ve výzkumu fyziky elementárních částic. V současnosti se její experimenty soustředí hlavně na neutrinovou fyziku, kde využívá svého urychlovacího komplexu, který dodává největší intenzitu částic pro vznik neutrin na světě. Hlavní dodávané služby jsou výpočetní kapacity z výpočetních středisek ve FZU AV ČR a MFF UK, služby detektorové laboratoře při návrhu, stavbě a upgradu experimentů a služby vývoje nejmodernější statistických a nestatistických metod zpracování dat s využitím nejnovějších metod umělé inteligence a strojového učení dodávané spoluřešitelskou skupinou matematiků. Důsledkem je výchova studentů ve špičkové odborníky v mezinárodním konkurenčním prostředí.

Modelování spícího mozku: směrem k neurálnímu masovému modelu spánkových rytmů a jejich interakcí

CZ.02.2.69/0.0/0.0/19_074/0016209 2019 - 2021

Konsolidace paměti, jako prominentní příklad vyšších kognitivních procesů, se spoléhá na dva důležité neurální jevy: spánek s pomalými vlnami s množstvím odlišných rytmů a mezi-frekvenční jevy mezi těmito rytmy. Žádný z těchto procesů není dodnes plně pochopen. Podle tzv. dvoustupňového modelu konsolidace paměti se však zdá, že souhra mezi pomalými oscilacemi a spánkovými “spindles" pomocí fázové-amplitudové vazby, stejně jako souhra mezi spánkovými “spindles" a hippocampální “ripples" s ostrými vlnami, podporuje nervovou plasticitu a zahájit kortikálně-hippocampální dialog, který vede k opakování, přehrávání a nakonec k migraci nově zakódovaných vzpomínek do dlouhodobějšího úložiště (mozková kůra). Celkovým cílem tohoto projektu je objasnit souhru pomalé oscilace se spánkovýmí “spindles" pomocí biologicky realistického modelu neuronové hmoty (neural mass model) a navíc reprodukovat mezi-frekvenční jevy pozorované v reálných datech.

Na projekt je poskytována finanční podpora od EU.

Strukturální vlastnosti viditelnosti terénů a Voroného diagramů nejvzdálenější barvy

GJ19-06792Y [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Předkládaný výzkumný projekt se zabývá dvěma populárními tématy v Kombinatorické a výpočtové geometrii: viditelností a Voroného diagramy. První konkrétní téma je viditelnost v terénu za přítomnosti několika pozorovatelů. Tato varianta, které se dostalo méně pozornosti než případu s jedním pozorovatelem, poskytuje velké množství aplikací. Pro daný terén a množinu pozorovatelů je nejzákladnějším problémem schopnost určit, které části terénu jsou viditelné pro alespoň jednoho pozorovatele; pokusíme se zlepšit současný nejrychlejší algoritmus na řešení tohoto problému. Zároveň budeme studovat aproximační verze viditelnosti map, a reální nastavení, kde pozorovatelé nebo terén splňují některé přirozené předpoklady. Druhé téma se zabývá Voroného diagramem nejvzdálenější barvy, který nebyl dosud studován tolik jako jiné typy Voroného diagramů. Chceme získat nový vhled na strukturu tohoto diagramu, a prozkoumat jeho algoritmické důsledky.

Národní centrum kompetence - Kybernetika a umělá inteligence

TN01000024 [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Projekt NCK KUI cílí na vznik nové platformy pro kybernetiku a umělou inteligenci, které synergicky propojuje excelentní výzkumná a aplikačně orientovaná centra v oblasti robotiky a kybernetiky pro Průmysl 4.0, “Smart cities”, inteligentních dopravních systémů a kybernetické bezpečnosti. Propojením stávajících inovačních lídrů (výzk. center a prům. partnerů) dojde ke zvýšení potenciálu a efektivity aplikovaného výzkumu pro klíčová národní odvětví, jako jsou vyspělé technologie pro globálně konkurenceschopný průmysl (Průmysl 4.0), rozvoj komunikačních a informačních technologií či transportní systémy 21. století. NCK KUI je úzce spjato s aplikačním sektorem a umožní tak vzájemnou mezioborovou spolupráci, vznik inovací a transfer technologií.

Vnořování, Pakování a Limity v Grafech

GA19-08740S [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Grafy patří mezi nejjednodušší matematické struktury. Jsou základem velké části informatiky a jejich význam značně rostl s rozvoji počítačových sítí. V tomto projektu se soustředíme jak na centrální problémy v extremální teorie grafů, stejně tak nové příbuzné oblasti limit grafů. Budeme užívat klasické metody z extremální teorie grafů a také pravděpodobnostní a analytické metody. Naše hlavní témata jsou vnořovací problémy, pakovací problémy a studium limitů grafů pomocí slabé* topologie.

FoNeCo: Analytické základy neurovýpočtů

GA19-05704S [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Výpočetní paradigma se v poslední době posouvá směrem k inteligentnímu zpracování informací, což lze prokázat obrovským úspěchem (hlubokých) neuronových sítí (NS), které v umělé inteligenci dosahují nejlepších výsledků. Většina technik používaných v NS má heuristickou povahu, a proto je jen částečně teoreticky zdůvodněná. FoNeCo je projektem základního výzkumu, jehož ambicí je přispět k rozvoji analytických základů vybraných praktických modelů neurovýpočtů. Jeho cílem je zejména charakterizovat výpočetní sílu subrekurzivních NS mezi celočíselnými a racionálními váhami s využitím kvazi-periodicity a biologicky inspirovaných NS založených na synfire rings, zkoumat aproximační vlastnosti (např. modelovou složitost) a robustní aproximace různých regresních NS a analyzovat složitost ládování hlubokých NS. Analýza příslušných modelů NS bude základem nových architektur a účinnějších, spolehlivějších a teoreticky více podložených učících algoritmů, které budou implementovány jako otevřený software a experimentálně testovány na referenčních problémech.

Reprezentace booleovských funkcí úplné vzhledem k jednotkové propagaci

GA19-19463S [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Jde o projekt základního výzkumu, v němž plánujeme pracovat na problémech z oblasti kompilace znalostí. Uvažujeme speciální případ kompilace znalostí, kde znalostní báze je reprezentovaná booleovskou funkcí, obvykle reprezentovanou formulí v konjunktivní normální formě (KNF). Plánujeme studium takové kompilace, kde je formule upravována do jiné KNF formule, jež je úplná vzhledem k jednotkové propagaci. Přesněji, budeme uvažovat situaci, kde cílovým jazykem kompilace je jazyk formulí úplných vzhledem k zamítání pomocí jednotkové propagace (unit refutation complete, URC) a jazyk formulí úplných vzhledem k odvozování literálů pomocí jednotkové propagace (propagation complete, PC). Cílem projektu je řešení teoretických otázek souvisejících s kompilací do URC nebo PC reprezentace či kódování a vývoj kompilátoru pro tuto úlohu. Za tím účelem budeme navrhovat a testovat algoritmy a heuristiky pro automatickou kompilaci. Výstupy projektu budou publikovány formou článků ve vědeckých časopisech a konferenčních sbornících.

Dynamika zpracování prostorové scény v dorzální a ventrální zrakové dráze lidského mozku

GA19-11753S [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Cílem projektu je popis dynamiky mozkových procesů při vizuálním zpracování prostorové scény v dorzální a ventrální zrakové dráze. Zatímco dorzální dráha, vedoucí z vizuální kůry do temenního laloku, zpracovává především prostorové uspořádání, zpracování vizuální informace ve ventrální dráze vedoucí do spánkového laloku je zaměřené na rozpoznání objektů. Tato představa je podporována řadou výsledků, není ale zřejmá míra oddělení těchto dvou proudů ani předávání informace mezi nimi. Oba proudy se setkávají ve spánkovém laloku, což umožňuje vytvoření reprezentace prostředí obsahující orientační body, ale přesná lokalizace a dynamika tohoto propojení není popsána. Projekt ověří několik modelů o spolupráci těchto dvou vizuálních proudů a toku informace mezi týlním, temenním a spánkovým lalokem a retrospleniální kůrou. Pomocí zanořených elektrod u pacientů s refrakterní epilepsií určíme fáze aktivace těchto mozkových oblastí a jejich synchronizace s vysokým časovým rozlišením. Projekt přinese výsledky týkající se dynamiky mozkových procesů zásadní pro teorie zpracování prostorové scény.

Nelineární interakce a přenos informace v komplexních systémech s extrémními událostmi

GA19-16066S [Registrované výsledky] 2019 - 2021

Teorie synchronizace nelineárních dynamických systémů a teorie informace pomáhají pochopit projevy kooperativního chování ve složitých systémech. Avšak známé metody detekce kauzálních informačních toků v experimentálních časových řadách neřeší problémy multiškálové dynamiky a rozdělení pravděpodobnosti s těžkými konci. V navrhovaném projektu použijeme a dále rozvineme metody teorie informace a superstatistiky v detekci a kvantifikaci interní dynamiky a informačních toků ve skutečných složitých systémech s extrémními událostmi. Zaměříme se zejména na přenos informace v mnohorozměrných multiškálových časových řadách měřený pomocí entropií Shannona a Rényiho a rozvinutí metod superstatistiky ve studiu složité dynamiky s negaussovskými fluktuacemi. Primární aplikační oblastí bude analýza mnohorozměrných meteorologických časových řad, odrážejících měnící se pozemské klima a jeho variabilitu v mnoha časových a prostorových měřítkách.

Zavedení cílené ochrany porostů obilnin proti hmyzím škůdcům v precizním zemědělství

QK1910281 [Registrované výsledky] 2019 - 2022

Projekt směřuje k zavedení cílené ochrany proti vybraným škůdcům obilnin v podmínkách precizního zemědělství. Základem projektu jsou dlouhodobé řady pozorování početnosti škůdců obilnin (mšice, kohoutci a další druhy) a jejich přirozených nepřátel a existence předběžných modelů prognózy maximální abundance škůdců v závislosti na kvalitě porostu. Budou vytvořeny statistické modely předpovědi maximální abundance vybraných druhů škůdců v závislosti na kvalitě porostu a početnosti přirozených nepřátel. Založeny budou na semiparametrickém regresním přístupu a formalizované selekci mezi vysvětlujícími proměnnými a faktory. V závislosti na těchto faktorech budou doporučeny postupy cílené ochrany a ověřeny v podmínkách precizního zemědělství.

Adaptační výzvy měst: podpora udržitelného plánování s využitím integrované analýzy zranitelnosti

TL01000238 [Registrované výsledky] 2018 - 2022

Cílem navrhovaného multidisciplinárního projektu je zpracování analýz zranitelnosti a tvorba metodiky integrovaného hodnocení zranitelnosti města a jeho obyvatel vůči teplotním extrémům s využitím klasifikace městských povrchů (termín dosažení 02/2022), která bude sloužit jako nástroj podpory adaptací a plánování adaptačních opatření ve městech. Pro pilotní města (Praha, Brno, Ostrava) bude zpracováno podrobné prostorové hodnocení zranitelnosti na základě klimatických analýz teplotních extrémů, s využitím participativních přístupů a projekcí budoucího vývoje (budoucího klimatu, změny land cover a předpokládaného socio-demografického vývoje měst), dalším výstupem budou specializované mapy s odborným obsahem. Cílem integrovaného hodnocení je přispět k udržitelnému plánování ve městech ČR.

Schopnosti a omezení mělkých a hlubokých sítí

GA18-23827S [Registrované výsledky] 2018 - 2021

Cílem projektu je přispět k vývoji neuropočítání kombinací teoretického a experimentálního výzkumu zkoumajícího schopnosti a omezení mělkých a hlubokých umělých neuronových sítí z hlediska jejich modelové složitosti a robustnosti jejich učení.

Usuzování se stupňovanými vlastnostmi

GA18-00113S [Registrované výsledky] 2018 - 2020

The goal of the grant is to create logical framework to model reasoning with graded predicates. We distinguish several types of such predicates, discuss their ubiquity in rational interaction and the logical challenges they may pose. We plan to utilize mathematical fuzzy logic as a set of logical tools that allow to model reasoning with graded predicates and concentrate on a philosophical account of the vagueness problem that makes use of these tools. Other aim is to generalize this approach to other kinds of graded predicates a lay foundation for a general research program towards a logic-based account of reasoning with graded predicates.

Objevování znalostí v datech o aktivitách člověka založené na fúzi

GA18-18080S [Registrované výsledky] 2018 - 2021

Navrhovaný projekt základního výzkumu v oblasti vytěžování multimediálních dat se pokouší přispět k dalšímu rozvoji metod pro objevování znalostí ve videodatech o aktivitách člověka. Soustřeďuje se na jedné straně na kombinování znalostí o detekovaných lidských tělech, jejich částech a jejich pohybu s dalšími znalostmi získatelnými z dat, která jsou k dispozici, jako je znalost o scéně, kontextu nebo interakci osob a objektů, na druhé straně na výzkum různých způsobů fúze více klasifikátorů a regresních modelů, včetně fúze založené na umělých neuronových sítích. Tyto cíle jsou podporovány experimentálním vybavením a složením projektového týmu. Na Fakultě informačních technologií ČVUT byla nedávno uvedena do provozu moderní Laboratoř zpracování obrazu, a tým zahrnuje kromě vedoucího laboratoře a několika doktorandů, kteří v ní provádí svůj výzkum, také dva mezinárodně uznávané výzkumníky v oblasti vytěžování dat.

Neklasické logické modely informační dynamiky

GJ18-19162Y [Registrované výsledky] 2018 - 2021

Usuzování o změnách informací dostupných kognitivním agentům (o informační dynamice) je klíčovou součástí mnoha každodenních aktivit. Lepší pochopení mechanizmů takového usuzování je důležité z praktického hlediska, i v epistemologickém kontextu. Projekt zkoumá logické modely informační dynamiky založené na neklasických logikách. Tyto modely jsou adekvátnější než standardní model založený na klasické logice. Jejich výhodou je zejména to, že lépe zachycují změny jež jsou výsledkem usuzování kognitivně nedokonalých agentů, že můžou lépe zachytit míru akceptace informací a také to, že popisují dynamiku otázek v kontextu logicky nedokonalých agentů. Projekt přinese ucelený obraz o některých takových modelech. Přineseme nové poznatky o jejich klíčových vlastnostech a prozkoumáme jejich aplikace v epistemologii. Projekt tak poslouží jako technicky propracovaný základ budoucího výzkumu na pomezí formální epistemologie a filozofické logiky.

Analýza efektivity prenatální diagnostiky vrozených vad a přežívání dětí narozených s vrozenou vadou v České republice v období 1994-2015

NV17-29622A [Registrované výsledky] 2017 - 2021

Retrospektivní analýza dat z konsekutivní řady prenatálně diagnostikovaných případů vrozených vad (VV) a narozených dětí s VV z celé ČR za období (1994 - 2015), na kterých bude provedena: 1. analýza incidencí prenatálně diagnostikovaných VV v ČR. 2. analýza incidencí postnatálně diagnostikovaných VV v ČR (incidence VV u narozených). 3. stanovení efektivity prenatální diagnostiky pro jednotlivé diagnózy vrozených vad. 4. analýza mrtvorozenosti, perinatální, neonatální a kojenecké úmrtnosti u dětí narozených s vrozenou vadou.