17. 11. 2019  13:25 Klaudia, štátny sviatok - Deň boja za slobodu a demokraciu
Akademický informační systém

Přehled vypsaných témat - Fakulta chemickej a potravinárskej technológie


Základní údaje

Typ práce: Bakalářská práce
Název tématu: Využitie umelej inteligencie pri štúdiu kvantovo-chemických systémov
Název tématu anglicky: Artificial intelligence in quantum-chemical studies
Stav tématu: schváleno (prof. Ing. Miroslav Fikar, DrSc. - Garant studijního programu)
Vedoucí práce: Ing. Peter Poliak, PhD.
Fakulta: Fakulta chemickej a potravinárskej technológie
Garantující pracoviště: Oddelenie chemickej fyziky (ÚFCHCHF FCHPT)
Max. počet studentů: 1
Akademický rok:2019/2020
Navrhl: Ing. Peter Poliak, PhD.
Abstrakt: 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.



Omezení k tématu

K přihlášení řešitele na téma je potřeba splnění jednoho z následujících omezení

Omezení dle studia
Tabulka zobrazuje omezení dle studia, na které musí být student zapsán, aby se mohl na dané téma přihlásit.

Program
B-AIMCHP automatizácia, informatizácia a manažment v chémii a potravinárstve

Omezení na předměty
Tabulka zobrazuje omezení na předmět, který musí mít student odstudován, aby se mohl na dané téma přihlásit.

PracovištěNázev předmětu
Nenalezena žádná vyhovující data.