Věda a výzkum

Další článek ze série o biologicky inspirovaných algoritmech jako jsou evoluční algoritmy, neuronové sítě, konvoluční neuronové sítě a další. Dnes zjistíme, jak vypadají neuronové sítě a jak se neurony spojují, jak lze rozlišovat i mezi více třídami a také zjistíme, jak funguje algoritmus Backpropagation.

Neuronové sítě jsou modelem biologických struktur neuronů v živých organismech. Kvůli schopnosti se učit (někdy i doučovat na nových vzorcích) jsou často užívané v umělé inteligenci. Existuje celá řada modelů neuronů – jednoduché používající nespojité funkce, až složité popisující každý detail živého neuronu.

Způsobů, jak evoluční algoritmus vytvořit, je velmi mnoho. Různé přístupy se liší kvalitou i rychlostí nalezení optimálního řešení. Dnes se v našem seriálu společně podíváme na některé další strategie, dále na různé možnosti reprezentace řešení a nakonec na různé typy selekce a křížení.

V dnešním díle našeho seriálu vyzkoušíme naprogramovat evoluční algoritmus v Javě a vyřešíme jednoduchou optimalizační úlohu. Naučíme se další významnou strategii, používanou v evolučních algoritmech – elitismus. Naším úkolem bude najít tři kružnice, které nejlépe pasují na rozložené body ve 2D.

Biologicky inspirované algoritmy vyznačující se vysokou robustností, jsou obecně schopny řešit celou řadu problémů. Nejvíce se tyto algoritmy uplatňují v oblasti optimalizace, klasifikace a rozhodování. V prvním dílu seriálu se naučíme princip evolučních algoritmů, v dalším dílu je zkusíme naprogramovat v Javě.

Tajemné zařízení ukrývající se pod názvem 3D tiskárna RepRap umožňuje modelovat z různých materiálů téměř libovolné reálné objekty. Na tiskárně RepRap pracuje otevřená komunita na celém světě a vzniká tak unikátní open-source hardwarový projekt. Navštívili jsme jednoho z českých vývojářů – Josefa Průšu.

Jelikož je tvorba elektrických schémat, součástek a obvodů, jakožto jejich simulace a testování, tématem poměrně zajímavým a obsáhlým, přinášíme ještě jednou pohled na další zajímavé nástroje, které mohou své využití najít u nadšených amatérů, ale i studentů a učitelů na středních školách.

Dnes společně nahlédneme do kuchyně vědce, který vyvíjí 100 000× rychlejší náhradu dnešních HDD. Přijde však řeč i na brzy chystané 3D OLED displeje, nový standard pro hodnocení výkonu superpočítačů, proč se mohou uživatelé mobilního internetu těšit na větší výdrž baterií a rychleji stažené soubory.

V poslední době můžeme zaznamenat zajímavý trend, kdy se stále více složitých úloh, typicky používaných doposud většinou jen na superpočítačích, přesouvá na dnešní běžné desktopy. Řada nových nasazení míří tímto směrem, což je umožněno především gigantickým nárůstem výkonu počítačů v posledních letech.

V dnešním díle seriálu o software (nejen) pro výuku fyziky se podíváme na několik menších, ale zajímavých prográmků s velmi rozmanitými možnostmi; od skládání a modelování vln, přes znázornění a studium mechanického kmitání, Lissajousovy obrazce, výpočty gravitačního působení až po informace o družicích.

Celestia je zajímavý program, který vás pozve na prohlídku vesmíru i za hranicemi naší Sluneční soustavy a přitom nabídne zajímavé informace i mimořádný estetický zážitek. Obsahuje ohromné množství různých objektů a umí je atraktivně představit. Zaujme jistě každého – laika, fyzika i studenty ve výuce.

Se softwarovými chybami, bugy, má zkušenosti každý, kdo si byť jen zkusil napsat svůj první „Hello World“. Jak jsou k těmto chybám náchylné gigantické multi-level systémy nebo obří projekty s miliony řádky kódů, proto jistě není třeba zdůrazňovat. Někdy může dojít k nepříjemně velké katastrofě.

Phun je aplikace, která dokáže studenty zábavnou a nenucenou formou přivést k zájmu o fyziku. A nemusí být určena jen pro školáky – ocení ji každý, kdo má hravého ducha a chce se přesvědčit, zda věci fungují tak, jak by čekal.

Nedávno jsme přinesli článek o tom, jak a proč si postavit vlastní výpočetní cluster. Dnes se na vše podíváme prakticky a popíšeme si jednotlivé kroky vedoucí k sestavení funkčního clusteru. Máte několik volných PC a potřebujete pořádný výpočetní výkon? My vám ukážeme, jak přesně postupovat.

Program LabPlot patří mezi vůbec nejvybavenější linuxové programy pro vizualizaci a analýzu dat různého charakteru. Nabízí širokou paletu funkcí všeho druhu. Pokud hledáte profesionálního a zručného pomocníka, odborníka zvláště na 3D grafy, pak může být pro vás tím pravým. V článku si jej podrobně představíme.

QtiPlot je nástroj pro tvorbu grafů a analýzu dat. Jeho možnosti jsou sice skromnější než možnosti známějšího Originu, ale i přesto rozhodně stojí za vyzkoušení. Tvorba profesionálně vyhlížejícího grafu je v něm otázkou několika málo kliknutí. Navíc je k dispozici pro Linux, v češtině a úplně zdarma.

Tento článek popisuje cestu, která vedla k vytvoření fungujícího clusteru za pomoci operačního systému Debian Lenny na Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra Akademie věd ČR. Je zde zdůvodněn výběr tohoto řešení a každý, kdo by se chtěl o linuxový cluster sám pokusit, zde nalezne cenné rady.