Projekti / Programi
Umetna inteligenca in inteligentni sistemi
01. januar 2009
- 31. december 2014
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.07.00 |
Tehnika |
Računalništvo in informatika |
|
2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
2.10.00 |
Tehnika |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
|
Koda |
Veda |
Področje |
P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
Koda |
Veda |
Področje |
1.02 |
Naravoslovne vede |
Računalništvo in informatika |
umetna inteligenca, strojno učenje, odkrivanje zakonitosti v podatkih, bioinformatika, vizualizacija podatkov, evolucijsko računanje, kvalitativno modeliranje, aplikacije umetne inteligence,
Raziskovalci (45)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
20242 |
dr. Andraž Bežek |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2013 |
25 |
2. |
28779 |
dr. Zoran Bosnić |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
200 |
3. |
24287 |
dr. Andrej Bratko |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2009 |
13 |
4. |
02275 |
dr. Ivan Bratko |
Računalništvo in informatika |
Vodja |
2009 - 2014 |
737 |
5. |
36469 |
dr. Niko Colnerič |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2013 - 2014 |
3 |
6. |
23399 |
dr. Tomaž Curk |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
237 |
7. |
37515 |
dr. Andrej Čopar |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2014 |
6 |
8. |
16324 |
dr. Janez Demšar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
339 |
9. |
11770 |
dr. Aleš Dobnikar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2013 |
131 |
10. |
31049 |
dr. Erik Dovgan |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2010 - 2014 |
139 |
11. |
34403 |
dr. Miha Drole |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2011 - 2014 |
6 |
12. |
05026 |
dr. Bogdan Filipič |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
465 |
13. |
08501 |
dr. Matjaž Gams |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
1.628 |
14. |
29523 |
dr. Anton Gradišek |
Fizika |
Raziskovalec |
2014 |
391 |
15. |
33187 |
dr. Vida Groznik |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2014 |
47 |
16. |
28365 |
dr. Matej Guid |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
83 |
17. |
35424 |
dr. Tomaž Hočevar |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2012 - 2014 |
26 |
18. |
30875 |
dr. Boštjan Kaluža |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec začetnik |
2009 - 2014 |
146 |
19. |
04242 |
dr. Igor Kononenko |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
472 |
20. |
31885 |
dr. Aljaž Košmerlj |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
34 |
21. |
14565 |
dr. Matjaž Kukar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
215 |
22. |
35423 |
dr. Timotej Lazar |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2012 - 2014 |
10 |
23. |
23398 |
dr. Gregor Leban |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
60 |
24. |
23581 |
dr. Mitja Luštrek |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
453 |
25. |
23318 |
dr. Domen Marinčič |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
31 |
26. |
32926 |
dr. Miha Mlakar |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2014 |
53 |
27. |
29021 |
dr. Martin Možina |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2010 - 2014 |
75 |
28. |
25792 |
dr. Minca Mramor |
Reprodukcija človeka |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
58 |
29. |
32041 |
dr. Darko Pevec |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
18 |
30. |
29884 |
dr. Rok Piltaver |
Računalništvo in informatika |
Tehnični sodelavec |
2010 - 2014 |
78 |
31. |
20815 |
dr. Aleksander Pivk |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
34 |
32. |
37516 |
Matevž Poberžnik |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2014 |
2 |
33. |
32042 |
dr. Matija Polajnar |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2014 |
0 |
34. |
15295 |
dr. Marko Robnik Šikonja |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
363 |
35. |
20389 |
dr. Aleksander Sadikov |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
172 |
36. |
33189 |
Anže Starič |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2014 |
8 |
37. |
15656 |
dr. Tomaž Šef |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
390 |
38. |
31917 |
dr. Domen Šoberl |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2013 - 2014 |
31 |
39. |
29630 |
dr. Miha Štajdohar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec začetnik |
2009 - 2014 |
20 |
40. |
29486 |
dr. Erik Štrumbelj |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
115 |
41. |
28519 |
dr. Lan Umek |
Upravne in organizacijske vede |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
180 |
42. |
12536 |
dr. Blaž Zupan |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
516 |
43. |
29020 |
dr. Jure Žabkar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2011 - 2014 |
109 |
44. |
30921 |
dr. Lan Žagar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2014 |
16 |
45. |
35422 |
dr. Marinka Žitnik |
Računalništvo in informatika |
Mladi raziskovalec |
2012 - 2014 |
83 |
Organizacije (2)
Povzetek
Člani programske skupine se ukvarjajo z raziskavami na naslednjih področjih:
• strojno učenje in odkrivanje zakonitosti v podatkih;
• evolucijsko računanje in preiskovalni algoritmi;
• programiranje z omejitvami in kombinatorična optimizacija;
• metode kvalitativnega sklepanja;
• strojno učenje v biomedicinski informatiki;
• agentni sistemi in semantični splet.
Vse raziskovalne teme so vseskozi motivirane z možnostmi uporabe in neposrednimi konkretnimi aplikacijami.
Izbrani znanstveni dosežki za leto 2005:
• Analiza in rekonstrukcija genetskih mrež na podlagi genskih izrazov, med drugim objavljeno v članku van Driessche, Demšar, Juvan, Zupan, et al. Epistasis analysis with global transcriptional phenotypes. Nature Genetics, May 2005, z visokim faktorjem vpliva 24.69.
• Inteligentna vizualizacija podatkov v kombinaciji s strojnim učenjem, med drugim objavljeno v člankih (Leban et al., VizRank: finding informative data projections in functional genomics by machine learning; Curk et al., Microarray data mining with visual programming) v reviji Bioinformatics, ki je na področju računalništva rangirana na prvem mestu.
• Argumentirano strojno učenje: nov pristop k strojnemu učenju, pri katerem ekspert za domeno učenja lahko komentira učne primere s svojimi argumenti (razlaga izbranih podrobnosti v učnih primerih).
• Genetski algoritem za analizo kompleksnih bioloških sistemov z EPR spektroskopijo (dva članka v vodilnih revijah) in genetski algoritem za procesno optimizacijo, uporabljen v železarnah Acroni (Jesenice) in Ruuki Steel (Finska).
• Strojno učenje kvalitativnih modelov iz numeričnih podatkov z originalno metodo Q2 z aplikacijami v ekoloških problemih (napovedovanje koncentracije ozona in napovedovanje poplav Savinje).
• Sistem za avtomatsko iskanje patologij v scintigrafskih slikah okostij, v sodelovanju z Kliniko za nuklearno medicino v Ljubljani.
• Prispevki k tehnologiji slovenskega jezika: avtomatsko naglaševanje slovenskih besed, uporaba ontologij za interpretacijo, nadaljnji razvoj sistema Govorec.
Mednarodni nagradi v 2005:
• Nagrada ECCAI za najboljši doktorat iz umetne inteligence v Evropi v 2005: A. Jakulin, Machine Learning Based on Attribute Interactions.
• Prva nagrada v tekmovanju NIST (ZDA) filtrov za neželeno elektronsko pošto (A. Bratko, B. Filipič).
Aplikativna področja raziskav:
• medicina;
• bioinformatika in funkcijska genomika;
• vodenje in identifikacija sistemov;
• okoljska problematika;
• inženirske aplikacije (tekstilstvo, strojništvo);
• internetne aplikacije (filtriranje elektronske pošte, inteligentni brskalniki);
• trženje in ekonomija.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program Umetna inteligenca in inteligentni sistemi prispeva k več področjem umetne inteligence: strojno učenje in odkrivanje znanja v podatkih, kvalitativno modeliranje, hevristično preiskovanje, evolucijsko računanje ter inteligentni poučevalni sistemi. Prispevki so raznih vrst: teoretični rezultati, metode in tehnike za reševanje odprtih problemov na teh področjih umetne inteligence, prosto dostopne implementacije razvitih metod ter aplikacije na izbranih področjih uporabe. Nekatere metode in tehnike so splošno zanimive tudi za znanost izven umetne inteligence. Te vsebujejo metode strojnega učenja in podatkovnega rudarjenja, ki so postale zelo pomemben del infrastrukture za raziskave v drugih znanostih, kot so biologija, genetika, medicina itd. Rezultati tega programa, ki so zanimivi v tem bolj splošnem smislu, vključujejo: popularni sistem Orange za strojno učenje in analizo podatkov, ki se znotraj tega programa stalno izpopolnjuje; tehnike za fuzijo podatkov iz raznih virov z matrično faktorizacijo; metode za razlago klasifikacij, dobljenih iz induciranih klasifikatorjev; argumentirano strojno učenje (Argument-based machine learning, ABML), ki omogoča, da v standardnih pristopih strojnega učenja uporabimo že obstoječe znanje, ki ga poda ekspert v obliki argumentov o konkretnih učnih primerih; ABML-zanka za zajemanje znanja. Delo na kvalitativnem modeliranju omogoča netradicionalen način modeliranja v znanosti in tehniki. To je modeliranje brez števil, vendar s kvalitativnimi relacijami namesto tega. Pogosto so o problemski domeni znane le take, kvalitativne relacije. Pristop, imenovan Padé, k strojnemu učenju omogoča avtomatsko generiranje kvalitativnih modelov iz podatkov. Med konkretnimi pomembnimi raziskovalnimi rezultati tega programa so: • Metoda za zlivanje podatkov s simultano tri-faktorizacijo z omejitvami, ki je dala odlične rezultate v poskusih v genetskih domenah • Empirična demonstracija, da so razlage na temelju atributnih interakcij pravilne in intuitivne za poljuben model učenja; nova, boljša mera uspešnosti klasifikatorjev • Metoda argumentiranega strojnega učenja (Argument Based Machine Learning, ABML), postopki zajemanja znanja z metodo imenovano “ABML loop” • Metoda za odkrivanje abstraktnih pojmov s poskusi v robotskih domenah • Pristopi k učenju iz senzorskih meritev v robotiki • Nova metoda kvalitativnega učenja Padé in eksperimentalna uporabe te metode na realnih problemih, kot so bakterijske okužbe, robotsko učenje, analiza vetrovnega šuma v avtomobilih • Pristop k programiranju robotov s kvalitativnim planiranjem • Raziskava dejavnikov, ki vplivajo na možnost patologije hevrističnega preiskovanja, ko bolj temeljito preiskovanje, ki zahteva več napora, paradoksalno vodi do slabših rezultatov • Pohitritev evolucijskega algoritma za več kriterijsko optimizacijo DEMO z vzporedno implementacijo in vključevanjem nadomestnih modelov prostora iskanja • Nov pristop, ki za dani problem kombinatoričnega preiskovanja avtomatsko poišče vzorce, podcilje ali faze reševanja. Ti človeku omogočijo obvladovanje sicer neobvladljivega prostora. Nekateri znanstveni rezultati tega programa so temeljnega značaja: uvedba raziskav za to, kako bi lahko težavnost problemov za človeka ocenjevali avtomatsko; avtomatsko odkrivanje abstraktnih pojmov iz podatkov, to je pojmov, ki se v zajetih podatkih nikoli ne pojavijo eksplicitno.
Pomen za razvoj Slovenije
Za razvoj Slovenije je ta raziskovalni program posebej pomemben zaradi mnogih aplikativno usmerjenih raziskav, prenašanja raziskovalnih dosežkov v prakso na mnogih področjih uporabe. Pa tudi za zagotavljanje kvalitetnega visokošolskega izobraževanja iz umetne inteligence, vključno z doktorati znanosti. Sodelujoči raziskovalci na tem programu izvajajo mnoge aplikacije v sodelovanjuz uporabniki na raznih, zelo raznolikih področjih uporabe, kot so: medicina, bioinformatika, vodenje procesov v industriji, ambientalna inteligenca, robotika, ekologija, podpora zagotavljanju kulturne dediščine, računalniško procesiranje slovenskega jezika. Med take primere sodijo konkretne izvedene aplikacije metod umetne inteligence v preučevanju in odkrivanju biomarkerjev v raznih boleznih raka (npr. pljučni rak), diagnostika tremorjev v nevrologiji, diagnostika srčnih bolezni, inteligentne stavbe (npr. vodenje stavb z optimizacijo energije in udobnosti bivanja, zagotavljanje kvalitetnih življenjskih pogojev za starejše), optimizacija procesov ulivanja, valjanja in toplotne obdelave vrhunskih jekel, vodenje in optimizacija skladišč, sistemi za individualno priporočanje filmov, sinteza in analiza slovenskega govora ter računalniško razumevanje slovenskih besedil, podpora ohranjanju kulturne dediščine (npr. ponovno sestavljanje množice fragmentov starih poslikav najdenih na zgodovinskih najdiščih). Stalno se odpirajo tudi številne druge vse bolj aktualne aplikativne možnosti, npr. razvoj inteligentnih robotskih aplikacij v nestrukturiranem okolju – npr. avtomatizirano programiranje robotov v spremenljivem okolju, zahtevni inteligentni poučevalni sistemi, kot je npr. avtomatski instruktor programiranja. Kot primer presenetljive raznolikosti uporabe umetne inteligence omenimo podrobneje tekočo aplikacijo strojnega učenja, ki omogoča odkrivanje prostorsko-časovnih zakonitosti skozi daljša časovna obdobja na podlagi bodisi izmerjenih podatkov, bodisi rezultatov numeričnih modelov. To mogoča dolgoročno validacijo numeričnih modelov (ki sicer omogočajo le kratkoročne napovedi), kot tudi odkrivanje novih zakonitosti naravnih procesov, med drugim gibanja vodnih mas v Jadranskem morju. Načrtovane aplikacije v sodelovanju z Morsko biološko postajo Piran vključujejo napovedovanje razvoja in gibanja meduz, kar vpliva tudi na ribolov in turizem v severnem Jadranskem morju.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si