Beágyazott intelligens rendszerek

A tantárgy angol neve: Embedded Intelligent Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2010. április 13.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Mérnök informatikus szak

 

Intelligens rendszerek szakirány

MSc

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIM137 2 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dobrowiecki Tadeusz Pawel, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
4. A tantárgy előadója
Dr. Dobrowiecki Tadeusz

 

Dr. Pataki Béla

 

Kovács Dániel László

 

egyetemi docens

 

egyetemi docens

 

egyetemi tanársegéd

 

MIT

 

MIT

 

MIT

 

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Mesterséges intelligencia, programozási ismeretek (Java). Kooperatív rendszerek. Beágyazott rendszerek.
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIMA02" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIMIMA02", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Mesterséges intelligencia (BSc). Gépi tanulás (BSc).

7. A tantárgy célkitűzése Napjaink meghatározó trendje az informatika beépülése a mindennapi élet tárgyaiba és környezeteibe. Az emberi felhasználót körülvevő ún. ambiens informatikai környezet hanggal, gesztussal, arckifejezéssel kiadott parancsokat hajt végre, és önmaga is keresi a problémákat, felméri az ember emocionális állapotát és ennek megfelelően szabályozza az ember fizikai világát. A tantárgy célkitűzése ilyen célzatú számítógépi technológia többszintű vizsgálata az informatikai alapinfrastruktúrától kezdve az embert magába foglaló ambiens intelligens informatikai környezetekig. Ezen túlmenően foglalkozik a beágyazott rendszerek ágensszerű kialakításával, az ilyen ágensszervezetek kooperatív viselkedésével. Külön hangsúlyt kap a szenzorhálózatok intelligenciának növelése, az ágenstechnológiával való ötvözése. A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy tisztában legyenek az „eltűnőben lévő” számítástechnika és az ambiens intelligencia problémakörével, áttekintésük legyen a beágyazott rendszerek körében alkalmazható intelligens megoldásokról, jártasságot szerezzenek az intelligens szenzorhálózatok tervezésében és elemzésében, az ambiens intelligenciát igénylő feladatok elemzésében és az informatikai terek és ambiens környezetek informatikai rendszereinek specifikálásában.

 

8. A tantárgy részletes tematikája

I. A hagyományos MI-től az ambiens intelligenciáig. A hagyományos MI-től az ambiens intelligenciáig: beágyazott rendszerek, multiágens rendszerek, viselhető számítástechnika, pervazív számítástechnika és ambiens intelligencia.

II. Beágyazott rendszerek alapjai. Beágyazott rendszerek S/H technológiai áttekintése, jellegzetes rendszertechnikai komponensek.

III. Többágenses rendszerek. Több-ágenses rendszerek és kooperativitás. Kibontakozó és lágy számítási modellek. Genetikus algoritmusok. Mesterséges élet (Alife). Mesterséges immunrendszerek. Biológiai ihletésű ágens-rendszerek: sejt automaták, rajok (madarak, halak, méhek, hangyák), PSO (Particle Swarm Optimization), SDS (Stochastic Diffusion Search).

IV. Intelligencia kooperativitás szolgálatában. Autonómia és szabályozása. Intelligens ütemezés és erőforrás-gazdálkodás. Koalícióformálás és az infoszféra. Intelligens beágyazott ágensek. Szolgáltatás-felfedezés.

V. Ágens-ember kölcsönhatások. Ágens-felhasználó kölcsönhatások, felhasználó profil/ viselkedés tanulása, felhasználó emocionális állapotának érzékelése és jóslása. Ágesn-ember kommunikáció kérdései.

VI. Intelligens szenzorhálózatok. (Wireless) szenzorhálózatok S/H összefoglalása. Mótok, protokollok, erőforrás-gazdálkodás, energiagazdálkodás. Intelligencia szenzorhálózatokban. Autonóm, rekonfigurálható, önszervező mobil szenzorhálózatok. Érzékelés, számítás, kommunikáció és kooperáció integrálása. Hibatűrő mobil szenzorhálózatok. Biológiai ihletésű heterogén mobil szenzorhálózatok. Mobil és statikus szenzor hálózatok kooperatív vezérlése.

VII. Információs terek és Ambiens intelligens környezetek. Információs terek. Információs tér fogalma. Információs terek tervezési szempontjai. Intelligens szoba, intelligens iroda, intelligens jármű, stb. Ambiens intelligencia elemei. Az ambiens intelligencia fogalma, tulajdonságai, kihivások. Ambiens környezet komponensei. Intelligencia elhelyezése. Kisérleti megvalósítások, Ambient Assisted Living, ISL -  Incremental Synchronous Learning, MIT Oxygen Project, iDorm projekt és a beágyazott intelligens műtárgyai, stb. Ambiens inteligencia és katasztrófaelhárítás.

A tárgyhoz tartozó gyakorlati ismereteket hallgatók a Beágyazott intelligens rendszerek labor keretein belül sajátitják el.
9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

A tárgy elméleti része előadás formájában kerül leadásra. Gyakorlati kísérletezésre a házi feladatban, a félév végi előadásokon, illetve a kapcsolódó labor keretein kerül sor.

10. Követelmények a. A szorgalmi időszakban:  

·        egy házi feladat, melynek kiadása a szorgalmi időszak közepén történik. A megoldásokat dokumentáló jegyzőkönyveket a szorgalmi időszak végéig kell leadni. A házi feladat bemutatása és értékelése (amennyiben a dokumentáció előzetesen le lett adva) a 14. héten történik, egy közös nyilvános bemutató keretében. A házi feladatra max. 20 pontot lehet kapni, a szükséges minimum a pontok 40%-a.

b. A pótlási időszakban: szóbeli elővizsga. A vizsgára bocsátás feltétele a házi feladat minimális (40 %) szintű teljesítése.

c. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga. A vizsgára bocsátás feltétele a házi feladat minimális (40 %) szintű teljesítése.

d. Osztályozás:

A vizsga osztályzata a félévközi feladat-, és a vizsgapontok alapján kerül megállapításra.

11. Pótlási lehetőségek

A házi feladat a pótlási időszak végéig pótol­ható.

12. Konzultációs lehetőségek

Igény esetén, megbeszélés alapján.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

A tárgy web-lapján közzétett előadási jegyzet, elektronikusan hozzáférhető ajánlott szak­iro­da­lom és kiegészítő információ, valamint web-es linkgyűjtemény.

Wooldridge, M., An Introduction to Multi-agent Systems, J. Wiley, 2002

Stuart Russell és Peter Norvig: Mesterséges intelligencia korszerű megközelítésben, 2., átdolgozott kiadás, Panem Kiadó, Budapest, 2006

F. L. Bellifemine, G. Caire, D. Greenwood: Developing Multi Agent Systems with JADE, Wiley, 2007

Sensor Modelling, http://www.opengeospatial.org/standards/sensorml

Voting Systems, http://pj.freefaculty.org/Ukraine/PJ3_VotingSystemsEssay.pdf

G. Riva, F. Vatalaro, F. Davide, M. Alcañiz (eds.), Ambient Intelligence. The evolution of technology, communication and cognition towards the future of human-computer interaction, http://www.emergingcommunication.com/volume6.html

Auction Theory, http://ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Engineering-Systems-Division/ESD-260JFall2003/2CECCCEB-0165-42A3-B86A-B4BBA5A6930B/0/l18ch22auctheory.pdf

 

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra10
Felkészülés zárthelyire0
Házi feladat elkészítése12
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása8
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Dobrowiecki Tadeusz

 

Kovács Dániel László

 

egyetemi docens

 

egyetemi tanársegéd

 

MIT

 

MIT