Vědecko-výzkumná činnost ústavu

V rámci Národního superpočítačového centra IT4Innovations se podílíme, ve spolupráci s týmem Ostravské univerzity, na řešení výzkumného programu VP 6 "Metody soft computing s aplikacemi pro superpočítač."

Výzkumný program VP6

Základním cílem je vytvořit matematické nástroje z oblasti soft computing pro aplikace vyvíjené v NSC IT4Innovations. Soft computing je zde chápán jako nástavba klasických superpočítačových metod, která umožňuje řešit extrémně komplikované problémy bez specifické struktury nebo jejichž struktura není známa. Jako příklady uveďme predikce povodňových situací, krizové řízení apod. Další část výzkumného programu je orientována na oblast bio-inspirovaných výpočtů a bioinformatiky.

Výzkumné cíle ústavu

Hlavními cíli našeho ústavu je, vedle aplikace "soft" metod na studium a predikci časových řad, rovněž modelování multiagentních systémů, a to na dvou úrovních - jednak robotické systémy, včetně létající multiagentní platformy UAV (Unmanned Aerial Vehicles) vybavené řadou senzorů, a jednak biologické multiagentní systémy, zejména na bakteriální a buněčné úrovni, s využitím metod bioinformatiky a syntetické biologie.

Robotická helikoptéra a vrtulník:

Helikoptera2 Vrtulnik

Oblasti zájmu:

  • teoretický výzkum systémů uměle vytvořených autonomních agentů, popisovaných metodami a prostředky formálních gramatik (gramatické systémy) a na bázi multimnožin (membránové systémy),
  • zkoumání aspektů emotivity a životnosti agentů, prostorové lokalizace a identifikace pozice agentů v sítích, výpočetní síly soustav agentů,
  • multiagentové a přírodou inspirované modely pro analýzu řad vysokofrekvenčních dat a odhady projevů rizik,
  • modelování a práce s reálnými soustavami robotických autonomních agentů ‑ pojízdných i létajících (UAV ‑ Unmanned Aerial Vehicles),
  • modelování systémů biologických agentů (bakterie), konstrukce programovatelných bakteriálních týmů schopných spolupráce na úlohách jako detekce látek kontaminujících životní prostředí, boj proti původcům nemocí apod.

Simulátor týmu bakterií využívajících konjugaci:

Simulator

Simulátor P Kolonií:

Simulátor P Kolonií 1Simulátor P Kolonií 2

main-content

Aplikace

Výsledky výzkumu budou využity k modelování dynamiky biologických (bakteriálních, buněčných) systémů, spolu s experimenty v zahraničních spolupracujících laboratořích a aplikacemi v systémové biologii a bioinženýrství. Dále k modelování dynamiky dopravních systémů, reálných krizových situací (např. povodně), a ke zlepšení znalostí složitého chování v sociálních sítích živých nebo umělých agentů.

Modelování programovatelných bakteriálních týmů:

Bakterie3 Bakterie1 Simulace bakterie 2