Uskutečněné přednášky v LS 2023/24



Matematika a obrazy

Barbara Zitová (ÚTIA)

Abstrakt: Matematika je od nepaměti hluboce provázaná s tvorbou obrazů, od strukturované krásy klasického umění až po složitost moderních pláten generovaných umělou inteligencí. Tato přednáška se bude zabývat matematickými koncepty skrytými v postupech tvorby, interpretace a analýzy obrazů a fotografií. Začneme zkoumáním matematické krásy v klasických obrazech, kde teorie proporcí, symetrie a fraktální geometrie vysvětlují estetickou přitažlivost a strukturu viditelnou v dílech slavných umělců. Od této analýzy se přesuneme k postupům, jak lze významnost a jedinečnost hledat v obrazech a hlavně fotografiích, což nás zavede do oblasti digitálního zpracování obrazu. Zde se podíváme na invariantní postupy popisu a hledání vzorů. Průzkum zakončíme v oblasti umělé inteligence a strojového učení, kde neuronové sítě obrazy nejen popisují, ale také napodobují umělecké styly, a dokonce generují nový vizuální obsah. Budeme se zabývat také etickými aspekty a způsoby, jak můžeme jedinečnost děl chránit.

O přednášejícím: Barbara Zitová působí v Ústavu teorie informace a automatizace Akademie věd ČR, kde vede oddělení Zpracování obrazové informace. Přednáší na FJFI ČVUT a MFF UK. Mezi její výzkumné zájmy patří invarianty pro popis objektů, registrace a fúze obrazů a aplikace metod zpracování obrazu a umělé inteligence v oblasti kulturního dědictví, bezpečnosti a medicíny.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Zamyšlení nad post-kvantovou kryptografií

David Pikálek (KPMG)

Abstrakt: Kryptografie je dnes přítomna jako základ moderní civilizace. Kryptografické algoritmy jsou zabudované do běžných zařízení spotřební elektroniky a spoléháme na ně v každodenním životě. Současné algoritmy se vyvíjely cca 100 let a stojí na ještě starších matematických základech. S rozvojem poznání fyziky se začínají do praxe prosazovat kvantové počítače, které provádějí operace nikoliv jako logické nebo číselné výpočty v binárním kódu, ale na základě kvantových jevů. Spolu s nimi ale přichází ohrožení pro bezpečnost používaných kryptografických algoritmů.
V přednášce si vysvětlíme, co se označuje jako klasická, kvantová a post- kvantová kryptografie. Shrneme připravované algoritmy post-kvantové kryptografie, jaký je stav jejich standardizace a očekávaný postup přijetí do praxe. Vysvětlíme si možné budoucí hrozby kvantových počítačů vůči kybernetické bezpečnosti. Uvidíme, proč a jak se již dnes připravovat na post- kvantovou kryptografii i v provozu informačních systémů.

O přednášejícím: David vystudoval Teoretickou kybernetiku, informatiku a teorii systémů na MFF UK. Má více než 30 let zkušeností v oboru informačních technologií. Jako konzultant KPMG se specializuje na implementace systémů řízení kybernetické bezpečnost, a to zejména v prostředí kritické informační infrastruktury státu.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






AI pro automatizaci dokumentů (a jak to udělat bez ChatGPT)

Martin Holeček (AmpX)

Abstrakt: Pro automatizaci práce s fakturami, kde je potenciál ušetřit ohromné množství lidské práce, se nejlépe hodí AI, respektive neuronové sítě, protože v tomto typu dokumentů neexistují pevné šablony. V přednášce se podíváme na to, jak se problém dá řešit (procesně, produktově i vědecky) i bez nástrojů typu chatGPT. Budeme potřebovat mnohem menší výpočetní výkon, ale zato výrazně větší areznál technik: konvoluční, rekurentní, siamské a grafové neuronové sítě, základní techniky zpracování jazyka (NLP). Uvidíme, jak lze různé strategie kombinovat dohromady. Cílem přednášky je na specifickém ukázkovém tématu předat širší spektrum znalostí, technik, tipů a triků, které mohou zájemcům o tuto oblast ušetřit trochu času, ne jít rigorózně do hloubky. Bude díky tomu prostor pro jakékoliv připravené i nepřipravené dotazy k libovolné oblasti DataScience nebo AI.

O přednášejícím: Martin Holeček absolvoval v roce 2023 doktorský program Numerická a výpočtová matematika na MFF UK. Momentálně vede týmy data scientistů a machine learning engineerů ve firmách. Praktické zkušenosti s aplikovanou matematikou má už 12 let v oblastech od zdravotnictví, přes startupy až k energetice. Pracoval ve firmách Rossum a AmpX.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Brains in Games: umělá inteligence ve videohrách

Jiří Hanák (Bohemia Interactive)

Abstrakt: Vývoj videoher je dnes svébytnou disciplínou, která obsahuje mnoho rozmanitých problémů k řešení. Renderování realistického či stylizovaného prostředí, specifická řešení síťové komunikace v multiplayer hrách či optimální struktura uživatelského rozhraní pro co nejpřehlednější zážitek – to vše jsou sub-disciplíny, do kterých může vývojář pronikat roky a stále objevovat nové poznatky. Jednou z neustále se měnících oblastí je práce na umělé inteligenci. Obsahuje spoustu zajímavých problémů, stmeluje ostatní herní systémy a často je rozhodujícím faktorem pro výsledný úspěch hry samotné. Ve hrách je „AI“ přítomná už od jejich prvopočátků a světy videoher by bezesporu byly o poznání nudnější, kdyby se v nich neproháněly různé počítačem řízené entity – ať už jako hráčovi pomocníci, či oponenti.
Ale jak to vlastně funguje? Existují nějaké „obecně dané“ či „léty osvědčené“ postupy, po kterých by herní programátoři a designéři mohli při vývoji sáhnout? V této přednášce se podíváme na několik vybraných technik, které pro vývoj umělé inteligence ve videohrách běžně používají firmy u nás i v zahraničí.

O přednášejícím: Jiří Hanák působí jako senior herní programátor v české videoherní firmě Bohemia Interactive. Vystudoval psychologii a žurnalistiku na FSS MUNI, od roku 2017 se pak profesně přesunul k programování, které ho táhlo už od dětství. Během své programátorské kariéry pracoval nejen ve videohrách, ale také ve vývoji vojenských simulátorů.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Do hlubin překladače Charles Translator

Martin Popel (MFF UK)

Abstrakt: Jak je možné vytvořit anglicko-český překladač, který překoná v přesnosti překladu profesionální překladatelskou agenturu? Kdo a jak vlastně může vyhodnocovat kvalitu takto kvalitních překladů? Dá se na automatický překlad spolehnout? Jak se podařilo během dvou týdnů v březnu 2022 vytvořit a zpřístupnit zdarma veřejnosti ukrajinsko-český překladač? Kde se ve vývoji překladačů využívá matematika? Na tyto a další otázky se pokusí odpovědět přednáška o překladači Charles Translator vyvinutém na MFF UK.
Dnešní nejlepší překladače jsou založeny na technologiích umělé inteligence, konkrétně hlubokých neuronových sítí, ale pro širší rozhled budou v přednášce krátce zmíněny i předchozí přístupy ke strojovému překladu.

O přednášejícím: Martin Popel vyučuje na Ústavu formální a aplikované lingvistiky MFF UK, kde se zabývá vývojem překladačů, vyhodnocováním jejich kvality a také syntakticky anotovanými korpusy v projektu Universal Dependencies. V roce 2019 pracoval v Redmontu v týmu Microsoft Translator. Je autorem česko-anglického překladače (https://lindat.cz/cubbitt) a česko- ukrajinského překladače (https://translator.cuni.cz).

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Jak starý je Váš mozek?

Ondřej Klempíř (DNAnexus)

Abstrakt: Je člověk opravdu tak starý, jak starý se cítí? Stanovení rozdílu mezi chronologickým věkem a skutečným stářím mozku je v současné době zajímavou teoretickou i klinicky praktickou otázkou. Významný rozdíl totiž může u některých lidí předurčovat horší průběh nemocí.
Na této přednášce si velmi stručně nastíníme, jak se tento problém modeluje s využitím statistických i jiných metod strojového učení na datasetu 50 tisíc mozků. Dozvíte se, jaké kroky je třeba provést, abychom z obrázku mozku z magnetické rezonance mohli stanovit odchylku jeho stáří od chronologického věku. A uděláme si i praktickou ukázku trénování takového modelu.

O přednášejícím: Ondřej Klempíř vystudoval PhD v oboru biomedicínské inženýrství na FBMI ČVUT. V DNAnexus se zabývá velkými daty z UK Biobank, (zejména těmi, co se týkají zobrazovacích metod) a souvisejícím využitím ML algoritmů v cloudu.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Uskutečněné přednášky v ZS 2023/24



Matematika v prevenci finančních krizí

Pavel Doležel (Ernst & Young)

Abstrakt: Cílem komerční banky, jako každé jiné soukromé firmy v ekonomice, je především realizace zisku. Ale protože převážně neoperuje s vlastními penězi, musí vedle snahy o maximalizaci zisku splňovat celou řadu omezujících podmínek. Bankovnictví se tak stává jedním z nejvíce regulovaných odvětví (a velmi kreativní disciplínou) a řízení bankovních rizik je tak vyhledávanou a velmi dobře oceňovanou odborností. Na přednášce si představíme nejnovější trendy v řízení úvěrových rizik, která v komerčních neinvestičních bankách obvykle představují dominantní část všech finančních rizik. Vysvětlíme si nejen základní účetní a ekonomické principy fungování bank, ale i specifické matematické metody a postupy pro tento účel používané.

O přednášejícím: Pavel Doležel vystudoval ekonomické teorie na IES FSV UK, finance a účetnictví na ESF MU vBrně a matematiku se zaměřením na ekonometrii a optimalizaci na MFF UK. V současné době dokončuje studium ekonomiky a managementu na ESF Univerzity Pardubice. Profesní kariéru zahájil v GE Money Bank v roce 2005 na pozici finančního analytika. Poté prošel několika analytickými pozicemi v Komerční bance a ve skupině PPF a od roku 2015 pracuje v poradenské firmě EY jako manažer v oblasti řízení úvěrových rizik.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Vývoj aerodynamiky vozu ve Škoda Auto

Vojtěch Trusík (Škoda Auto)

Abstrakt: Aerodynamika osobních vozů se stává středem pozornosti teprve v nedávné době. Vzrůstající zájem je výsledkem nejen rostoucího tlaku na snižování emisí CO2 a honbou za zvyšováním dojezdu EV vozů, ale i rozvojem počítačové techniky umožňující provádět náročné simulace proudění. Simulace jsou založené na numerické diskretizaci téměř 200 let starých rovnic, jejichž obecné řešení je do dnešní doby považováno za jeden z matematických problémů tisíciletí. Přednáška vás postupně provede významem aerodynamiky přes její začlenění do vývoje celého vozu až po využití moderních experimentálních a virtuálních metod při vývoji. Důraz bude kladen na význam a způsoby validace virtuálních metod vůči experimentálním datům. Závěr přednášky bude zaměřen na praktické ukázky využití pokročilých simulací ve vývoji funkčních vlastností vozu.

O přednášejícím: Vojtěch Trusík vystudoval obor Stavba Letadel na FSI VUT v Brně. Po absolvování v roce 2014 přešel z leteckého průmyslu do automobilového a nastoupil do oddělení vývoje aerodynamiky ve Škoda Auto a.s. V průběhu svého působení v aerodynamice měl možnost se podílet a vést vývoj vnější aerodynamiky vozů jako Škoda Kodiaq, Škoda Karoq, a další. V současnosti v oddělení aerodynamiky zastává funkci vedení skupiny vývoje virtuálních a experimentálních metod.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Data, roboti a krávy: AI ve světě farmářů

Jan Bím, Markéta Jůzlová (Datamole)

Abstrakt: Málokdo by čekal umělou inteligenci mezi kupkami hnoje. Ale krávy jsou už řadu let její velké fanynky. Roboti je dojí, krmí, hlídají jejich zdraví, růst a produkci způsobem, který jim vyhovuje daleko více než starší metody a lidská obsluha. Díky zapojení AI může také každé zvíře dostat „personalizovanou“ péči a farmář zase trochu odpočinku. Celosvětově používaní roboti na mléčných farmách přitom nesou výraznou českou stopu ve svém software. Na této přednášce (nejen) o data science se dozvíte, kolik Matfyzáků je potřeba k podojení stáda krav a jak to vlastně dělají. Ukážeme si, jaká data se sbírají z farem, co všechno z nich lze spočítat a k čemu je to vůbec dobré.

O přednášejících: Jan Bím vystudoval programování na MFF UK, umělou inteligenci na VU Amsterdam a PhD v oboru výpočetní neurovědy na Universita di Trento. V Datamole vede oddělení data science a specializuje se na zpracování obrazu. Markéta Jůzlová vystudovala strojové učení na FIT ČVUT. V Datamole vede tým řešící „kraví“ projekty.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Matematika a ekologie

Luděk Berec (JČU)

Abstrakt: Matematická ekologie je dnes rozvinutá vědní disciplína přispívající k řešení řady aktuálních problémů biodiverzity, ale také k poznání základních zákonitostí přírody v situacích, kdy je možnost klasického experimentování omezená. Zatímco matematici se občas jako svému koníčku věnují detailnímu studiu relativně jednoduchých matematických modelů umožňujících exaktní analýzu, biology matematika zpravidla děsí a o informace z této disciplíny a práci v ní nemají valný zájem. I proto je dnes matematických ekologů (a obecně biologů) potřeba. Ve své přednášce bych rád představil některé zajímavé problémy a výsledky matematické ekologie, ty praktické i ty přinášející obecné poznání, ty současné i ty klasické.

O přednášejícím: Luděk Berec vystudoval obor Matematické inženýrství na FJFI ČVUT. Krátce po doktorátu zběhl k matematické biologii, které se dodnes věnuje na Katedře matematiky PřF JU v Českých Budějovicích. Speciálně se zabývá matematickým modelováním v ekologii, epidemiologii a evoluční biologii a prostřednictvím různých přednášek se snaží význam těchto aktivit přibližovat. Kdekoliv je to možné, vkládá témata z těchto oblastí do svých matematických kurzů, má však s kolegy na tato témata i kurzy speciální. Kromě matematického modelování se věnuje i modelování papírovému.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Byl jednou jeden JPEG ... a je tu stále s námi

Pavel Rajmic (VUT)

Abstrakt: JPEG byl standardizován v roce 1992. Ještě dnes, v roce 2023, všichni používáme tuto metodu pro kompresi (a dekompresi) digitálních obrázků, v takové podobě jak byla navržena před 30 lety. Proč tento oblíbený obrazový formát nikdy nebyl reálně vytlačen moderními konkurenty? V před- nášce se budeme věnovat i této otázce, nicméně těžiště přednášky bude ležet v představení komponent, ze kterých se algoritmus JPEG skládá a jejichž chytré propojení umožňuje vysoké kompresní poměry při nízké výpočetní náročnosti. Komponenty samozřejmě fungují na matematické bázi, ale pramení z různých oborů jako teorie informace, lineární algebra, psychofyzika.Vysvětlíme si také, jak vypadají běžné JPEG artefakty (nepříjemné a nežádoucí vizuální důsledky komprese) a jaké existují způsoby jak artefakty zmírnit. Jako vedlejší produkt přednášky by posluchači mohli JPEG začít používat skutečně jen na obrázky, pro které je určen.

O přednášejícím: Pavel Rajmic vystudoval obor matematika–ekonomie na Masarykově Univerzitě. Od roku 2004 pracuje jako pedagog a výzkumník na elektrofakultě Vysokého učení technického v Brně, kde získal doktorát a od roku 2021 je zde profesorem. Odborně se věnuje metodám digitálního zpracování multimediálních signálů.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Personalizovaná medicína - udělej si sama/sám

Anastazie Sedláková (DNAnexus)

Abstrakt: Algoritmy sociálních sítí nám na základě našich dat ukazují reklamu. Ale co kdybychom si podobně, na základě našich biologických a genetických dat, nechali doporučovat léčbu nemocí? Počítat rizika a predispozice k chorobám? Na této přednášce si uděláme výlet do oboru personalizované medicíny. Kromě teoretického úvodu si ve funkčním kódu ukážeme, jak lze z (vlastní) genetické informace spočítat skóre náchylnosti k dědičným chorobám.

O přednášejícím: Anastázie Sedláková má PhD z oboru Forenzní genetiky a statistiky. V současné době pracuje ve firmě DNAnexus, kde se věnuje bioinformatice a stará se o komunitu. S manželem má firmu sedlakovi.org, která dělá firemní kurzy programování, datové analyzy a strojového učení.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.