Tudományos célzatú gépi tanulást elősegítő programrendszer fejlesztése

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Cím angolul: 
Development of a program system promoting scientific machine learning
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2022/23/2.
Témavezető: 
Név: 
Dr. Varga Imre
Email cím: 
varga.imre@ttk.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék
Beosztás: 
egyetemi docens
Hallgató: 
Név: 
Murin Dániel
Képzés: 
Fizika BSc - fizikus
Elvárások: 

Pyton programozásban gyakorlat, alapfogalmak ismerete a mesterséges intelligencia, gépi tanulás, neurális hálózatok témakörében előnyt jelent.

Leírás: 

A mesterséges intelligencia alkalmazása manapság már igen sok rétű, szinte mindennapos. A hozzá kapcsolódó számítógépes környezetek is sokat fejlődtek az elmúlt időszakban. Több platform és könyvtár is fellelhető, amelyek megkönnyítik ennek a gyorsan fejlődő technológiának az alkalmazását és elterjedését automatizált kép-, szöveg felismerésben és nagy mennyiségű adat analízisében is.

A jelen téma keretében ismert program környezetek megismerése, implementálása, alkalmazása és tesztelése a feladat legfőképpen olyan célból, hogy fizikai problémák kutatásához hatékony eszközöket ismerjünk meg és fejlesszünk. Példaként két tudományos célzatú program rendszer megismerése, alkalmazása a feladat.

  • Az egyik a SciANN, ami egy fizika orientált rendszer ami az általános, Keras és TensorFlow általános rendszerekre épül. Ez utóbbiak megismerése és implementálása is fontos lépés a gépi tanulás megismerése és alkalmazása terén, de a SciANN segítségével olyan fizika orientált neurális hálózati modelleket lehet tanulmányozni, amelyek újfajta megközelítést adnak komplex problémák kezelésére, mint például nem-lineáris, kaotikus fizikai rendszerek.
  • Egy másik megvizsgálandó rendszer a SciML egy olyan nyilt forráskódú, Julia nyelven az MIT-ban íródott szoftver, ami könnyen kapcsolható R-ben, MATLAB-ban vagy Python-ban megvalósítható programokhoz és amivel a beágyazott neurális hálózatokon keresztül akár eddig ismeretelen, dinamikai egyenletekre is fényt lehet deríteni.

Ezen rendszereket nemlineáris, alacsony szabadsági fokú rendszerekben, integrálható és kaotikus esetben fogjuk alkalmazni.

Amennyiben eredményesen sikerül implementálni a fenti programokat, továbblépésként más ismert platformok és program környezetek implementálását is meg lehet próbálni, pl. PennyLane, Tequila, amivel akár kvantum számítógépeken futó algoritmusok is megvalósíthatók.

Titkosítas: 
Hozzáférés nincs korlátozva