Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Kognitív informatikai modellezés

    A tantárgy angol neve: Cognitive Modeling

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 18.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus szak, MSc képzés
    Villamosmérnöki szak, MSc képzés
    Kognitív infokommunikáció mellékszakirány

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VITMM335 3 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Vicsi Klára, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója

     Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
     Dr. Baranyi Péter DSc tudományos tanácsadó BME-TMIT
     Dr. Vicsi Klára tudományos tanácsadó BME-TMIT
     Dr. Petres Zoltán ösztöndíjas BME-TMIT
     Szaszák György tanszéki mérnök BME-TMIT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Információ-ábrázolás c. tantárgy ismeretére

     

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Befejezett BSc

     

    7. A tantárgy célkitűzése

    A kognitív informatika a tudományterületein történt szemléletváltozására támaszkodik. Az elmúlt évtized során a fenti tudományterületeken számos új, a korábbi eredményekkel sokszor szembenálló eredmény látott napvilágot, melyeket a kognitív tudomány foglal össze. Ennek műszaki informatikai megközelítésével a kognitív informatika foglalkozik. A tárgy célja a modern kognitív tudományok kutatási irányai mentén létrehozott modelleket, elméleti eredményeket és az azok alapján elkészített intelligens műszaki rendszereket és alkalmazásokat bemutatni gyakran a látás vagy hallás és beszédfeldolgozás területeiről vett példákon keresztül.

    Mivel a Neumann-féle számítógép architektúrák nem a legmegfelelőbbek a kognitív folyamatok megvalósításához, ezért még a nagy teljesítményű számítógépek sem képesek megoldani az agyban megoldott nagy komplexitású problémákhoz hasonlóakat. Ehhez speciális hardver kialakításokra van szükség, amelyek struktúrájukban is követik az agykéregben tapasztaltakat. A tantárgy harmadik része e hardver megvalósításokat veszi sorra és mutatja be.

    8. A tantárgy részletes tematikája
    1. A kognitív tudomány. Neurobiológia, kognitív pszichológia alapjai. Az agykéreg moduláris és unitárius megközelítése.
    2. A látás biológiai és kognitív háttere. Retina, szub-kortikális funkciók. Látókéreg funkciói. Elsődleges látókéreg tulajdonságai, receptív mezők és tulajdonságaik, kortikális térképek. Laterális gátlások szerepe. A szemmozgások, és azok szerepe a látásban.
    3. A hallás biológiai és kognitív háttere. A hangosság érzet kialakulása, frekvencia és időbeli szelektivitás, elfedés jelensége, alaphangérzékelés. Hangjelenségek szeparálása és beazonosítása, kategorikus érzékelés. Duplex érzékelés, audiovizuális integráció.
    4. A beszéd keltés és beszédmegértés biológiai és kognitív háttere.
      Beszéd előállítás folyamata, különböző szintjei. Artikulációs bázis kialakulása. A beszéd jellegzetességei. A beszéd és gesztus szinkronja, a beszéd és mimika.
      Beszédészlelés. A beszédmegértési minták működése, kategoriális beszédpercepció, a beszédpercepciós bázis kialakulása.
      Beszéd érzékelési és megértési modellek: motoros modell, analízis szintézissel modell, globális beszédmegértési modell,  Bondarkó-féle elmélet, hierarchikus megértési modell,  interaktív beszédmegértési modell, konnekcionista modellek. Multimodális beszédfeldolgozás
    5. A nyelv kognitív reprezentációja. A nyelv alapjai, formális nyelvek, természetes nyelvek, párbeszéd
    6. Szót ejtünk a fogalomkezelés különböző módszereiről, valamint az objektumok felismerésének képességéről és azok informatikai modelljeiről.
    7.  Retina alapú informatikai modellek: receptív mezők, élkiemelés, szemmozgáson alapuló látórendszerek, hipotézisek.
    8.  Látókérgi funkciókkal kapcsolatos informatikai modellek: Nem-klasszikus receptív mezők, térképek modellezése, vizuális figyelem modellezése, térérzékelés.
    9. A VFA modell. Irányszelektivitás, lateráis gátlás, sarkok és mettszetek keresése.
    10. Lényegkiemelés, vektor kvantálás. Dinamikus programozás. Tudásbázis alapú modellek. „Key word spotting” technika, hierarhikus modellek. Statisztikai alapú mintaillesztési modellek: Rejtett Markov Modell (HMM), neurális háló alapú (NN) modellek, tudásbázis-statisztika elvű hibrid modellek. Dialógus modellek.
    11. Infokommunicációs nyelvi feldolgozás: gépi fordítás, adatbázis hozzáférés, információ visszakeresés, szövegkategorizálás, adatok kinyerése szövegből, stb.
    12. Fogalomkezelés, tartalom alapú keresés képi és szöveges információkban, a hallott és írott nyelv összefüggése.
    13. Kognitív pszichológia alapú modellek: recognition by components, hierarchikus háromszög háló.
    14. Objektumok kognitív felismerése.
    15. Kognitív informatikai modellek számításigénye.
    16. Számítás speciális digitális hardver megvalósításokkal: FPGA, DSP.
    17. Analóg megoldásokon alapú számítások: cellular neural network, korrelációs képérzékelő, opto-mechanikai megoldások.

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás, gyakorlat.

     

    10. Követelmények
    • szorgalmi időszakban: 1 zárthelyi dolgozat sikeres megírása az aláírás megszerzésének feltétele.
    • A vizsgaidőszakban: írásbeli.
    • Elővizsga: nincs.
    11. Pótlási lehetőségek

    Zárthelyi pótlása a pótlási héten.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Megbeszélés szerint.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Folyamatban van egy magyar nyelvű tankönyv elkészítése. Jelenleg hosszabb-rövidebb részek állnak rendelkezésre, ezt a hallgatók letölthetik az internetről.

    Egyébként:

    1. Pléh Csaba, Kovács Gyula, Gulyás Balázs: Kognitív idegtudomány, Osiris Kiadó 2003.
    2. D. Jurafsky, J.H. Martin:Speech and language processing, Prentice Hall 2000.
    3. Gósy Mária : Pszicholingvisztika, Corvina Kiadó, 1999.
    4. Brian C.J. Moore: The Psychology of hearing. Academic Press, 2001
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra  42
    Félévközi készülés órákra  10
    Felkészülés zárthelyire  17
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása   3
    Vizsgafelkészülés  48
    Összesen 120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
     Dr. Baranyi Péter DSc tudományos tanácsadó BME-TMIT
     Dr. Vicsi Klára tudományos tanácsadó BME-TMIT
     Dr. Petres Zoltán ösztöndíjas BME-TMIT
     Szaszák György tanszéki mérnök BME-TMIT