Ostravský superpočítač bude analyzovat akcie a hledat lék na rakovinu

Součástí nově zřízeného centra excelence IT4Innovations v Ostravě, ve kterém bude jeden z největších superpočítačů v Evropě, je také jeho divize na Ostravské univerzitě.

Ostravský superpočítač bude analyzovat akcie a hledat lék na rakovinu


Ústav pro výzkum a aplikace fuzzy modelování, jak se pracoviště jmenuje, už zahájil práce na tzv. softcomputingu, tedy na metodách, modelech a složitých algoritmech, které budou zjednodušeně řečeno „krmivem“ pro superpočítač. „Lidé, aniž by to věděli, už dnes mají doma řadu strojů, které fungují díky schopnosti matematiků a fyziků pracovat s modely neurčitosti, tedy s fuzzy modely.  Jsou využívány v tak běžných zařízeních, jako je například automatická pračka, myčka nádobí, automatická převodovka v autě, mobilní telefon nebo digitální fotoaparát. Modely tohoto typu, ovšem násobně složitější, bude možné díky výkonnosti superpočítače využít napříč vědními obory a dokonale popsat vývoj složitých systémů, které ovlivňuje neskonalé množství faktorů, čas i typy lidského chování. To je úkol našeho ústavu v centru IT4Innovations,“ vysvětlil rektor Ostravské univerzity Jiří Močkoř.

Univerzitní Ústav pro výzkum a aplikace fuzzy modelování je jedním z pouhých několika pracovišť ve světě, kde vznikají tzv. fuzzy modely a algoritmy. Ústav je v odborném světě dobře znám a jeho vědečtí pracovníci spolupracují s matematiky v USA, Německu, Rakousku, Itálii, Číně, Belgii, Maďarsku a v řadě dalších zemí. Hlavní činností Ústavu je vývoj originálních složitých matematických teorií.

Díky modelům vyvinutým v Ústavu je možné například předvídání vývoje složitých systémů, jejichž chování se mění s časem, jako jsou např. akciové trhy, velké dopravní uzly nebo rozsáhlé ekonomické systémy. Modely tohoto typu jsou založeny na vyhodnocování tzv. časových řad. Metody vyvinuté Ústavem umožňují nejen předvídat budoucí vývoj těchto řad ale i plně automaticky vytvářet komentář, popisující a zdůvodňující daný vývoj. To vše pomocí přirozeného jazyka (angličtiny nebo češtiny), což usnadňuje uživateli pochopení toho, na čem je daný vývoj ukazatelů založen a co předchází růstům, případně poklesům, těchto ukazatelů. Počítačový systém vyvinutý v Ústavu je v současné době údajně jediným systémem na světě, který toto dokáže a navíc v reálném čase. Po zahájení činnosti superpočítače bude možné s využitím těchto metod současně zpracovávat tisíce časových řad a tak velmi realisticky předvídat budoucí vývoj těchto složitých systémů.

Další oblastí aplikace zmíněných teorií je řízení složitých systémů, jakými jsou např. ocelářské a sklářské pece, zařízení na výrobu cementu, velké čističky vod apod. „Automatizovat řízení těchto systémů, tradičně řízených člověkem – operátorem, je velmi obtížné, neboť člověk umí svůj způsob řízení popsat jen velmi hrubě pomocí slov běžného jazyka, např. „přidat“, „trochu ubrat“, „zrychlit“, „zeslabit“, apod. Fuzzy modely vyvíjené v Ústavu takovému popisu nejen „rozumí“, ale dokážou řídit procesy přinejmenším stejně dobře jako zkušený operátor,“ říká profesor Vilém Novák, který je odborníkem na tuto problematiku a vedoucím Ústavu pro výzkum a aplikace fuzzy modelování.

Podobnou oblastí využití jsou hybridní automobily, protože u nich je nutné synchronizovat činnost mnoha jejich součástí počínaje elektromotorem a klasickým motorem, až po způsob nabíjení, brzdění, apod. Rozdělit správně jejich práci musí počítač na základě mnoha informací, přičemž postup nelze přesně matematicky popsat z důvodu neustále se měnících podmínek závisejících na situaci na silnici, ve voze, na počasí, na reakci řidiče apod. Fuzzy modely vyvinuté v Ústavu se tím dokážou vyrovnat.

Fuzzy modely však mají mnohem širší použití. Nezaměnitelné je jejich místo v technikách digitálního zpracování obrazu. Častá je např. situace, kdy je k dispozici několik obrazů stejné scény, avšak každý z nich je nějak poškozen. Cílem je vytvořit jeden obraz tak, aby se z každého vybralo to nejlepší. To znají např. astronomové, kteří mají k dispozici několik obrazů galaxie nebo planety, které jsou nasnímané přes různé filtry. Jiné použití těchto metod může být při snímání určitého místa několika bezpečnostními kamerami, nebo sledování vývoje rakovinného nádoru, apod. Přitom je nutné, aby zpracování bylo velmi rychlé, a proto použitý algoritmus nesmí být příliš složitý.





Komentáře