Nov 17, 2019   7:52 a.m. Klaudia, štátny sviatok - Deň boja za slobodu a demokraciu
Academic information system

Summary of topics offered - Faculty of Chemical and Food Technology


Basic information

Type of work: Bachelor thesis
Topic: Využitie umelej inteligencie pri štúdiu kvantovo-chemických systémov
Title of topic in English: Artificial intelligence in quantum-chemical studies
State of topic: approved (prof. Ing. Tibor Gracza, DrSc. - Study programme supervisor)
Thesis supervisor: Ing. Peter Poliak, PhD.
Faculty: Faculty of Chemical and Food Technology
Supervising department: Department of Chemical Physics - IPC FCFT
Max. no. of students: 1
Academic year:2019/2020
Proposed by: Ing. Peter Poliak, PhD.
Summary: Prudký rozvoj počítačov v posledných rokoch umožnil využitie presných kvantovo-chemických metód (QM) pri štúdiu chemicky zaujímavých systémov. V súčasnosti nám tieto metódy umožňujú študovať systémy až do veľkosti niekoľkých stoviek atómov. Výpočet je však zvyčajne obmedzený na plynnú fázu pri teplote 0 K. Výpočet vlastností väčších systémov v kvapalnej fáze a pri bežných teplotách si vyžaduje simuláciu molekulovou dynamikou (MD). Tomu zodpovedá výpočet energií najmenej niekoľko stoviek tisíc rôznych konformácií a obrovské množstvo počítačového času. Rýchlosť určujúci krok výpočtu je práve QM výpočet, ktorý sa nanešťastie dá len obmedzene paralelizovať. Pri MD metódach sa mnohokrát počíta energia vzájomne podobných konformácií, no napriek tomu sa musí celý výpočet realizovať vždy takmer od začiatku. Práve z dôvodu podobností výpočtov majú v tejto oblasti veľký potenciál metódy umelej inteligencie. Neurónová sieť (NN) je výpočtový model inšpirovaný fungovaním ľudského mozgu. Myšlienka uplatnenia NN v QM je relatívne stará a jej začiatky siahajú do 80-tych rokov, no až dnešný výkon počítačov umožňuje v rozumnom čase natrénovať NN na veľkom množstve dát. V prípade trénovania na predikciu QM energií to môžu byť sady konformácií a ich vypočítaných presných QM energií. Takáto sieť je následne schopná predpovedať energie ďalších podobných konformácií za zlomok času v porovnaní s riadnym QM výpočtom, zároveň ale s pozoruhodnou presnosťou, čo otvára nové možnosti využitia práve v molekulovej dynamike veľkých systémov. Študent si pri tejto práci osvojí techniky kvantovej chémie, molekulovej dynamiky, neurónových sietí a naučí sa aplikovať tieto metódy na chemicky zaujímavé systémy. Získané poznatky dokáže uplatniť nielen vo výskume a vývoji v chémií, ale aj v mnohých ďalších odvetviach, ktoré sú závislé od spracovávania veľkého množstva dát, ako je automatizácia a robotizácia v priemysle a doprave, medicíne, meteorológií, či vo finančnom sektore. Podmienkou sú dobré počítačové zručnosti, skúsenosti s programovaním sú výhodou.



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Restrictions by study
The table shows restrictions by study to which the student has to be enrolled in order to sign up for the given topic.

Programme
B-CHEMAT Chemistry, Medical Chemistry and Chemical Materials

Limit to courses
The table shows limitations of a course the student has to complete to be able to register for a given topic.

DepartmentCourse title
No suitable data found.