Tematikos pavadinimas |
Galimi moksliniai vadovai |
Finansavimo šaltinis |
Adaptyvių klasifikavimo algoritmų projektavimas ir tyrimas
|
prof. dr. Tomas Ruzgas |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Šio mokslinio tyrimo tikslas – sukurti žinias apie klasifikavimą paremtą algoritmais, kurie būtų efektyvūs heteroskedastiškumo atveju. Norint pasiekti šį tikslą reikia ištirti matematinius metodus paremtus statistine objektų pasiskirstymo analize. Šio tyrimo tikslas bus pasiekiamas keturiais pagrindiniais uždaviniais: A) sudaryti objektų pasiskirstymo tikimybinį modelį ir sukurti modelio identifikavimo procedūras; B) sukurti šiuo modeliu ir jo identifikavimo procedūromis paremtus konstruktyvius klasifikavimo algoritmus; C) pasiūlyti matematinius metodus, kaip klasifikavimo algoritmuose atsižvelgti į papildomą informaciją, susijusią su objektų pozicijomis ir kontekstu tarp jų; D) realių duomenų pagrindu ištirti pasiūlytus sprendimus, atlikti sukurtų bei alternatyvių klasifikavimo algoritmų palyginamąją analizę.
|
Adaptyvūs geometriniai iteraciniai metodai duomenų analizei
|
doc. dr. Svajūnas Sajavičius |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Daugelis tradicinių metodų duomenų interpoliavimui ir aproksimavimui remiasi tam tikrų globalių tiesinių lygčių sistemų sprendimu. Tai smarkiai riboja tokių metodų šiuolaikinių taikymų galimybes, nes norint atlikti net ir lokalias modifikacijas, didelės apimties lygčių sistemas tenka spręsti pakartotinai. Pastaraisiais metais duomenų interpoliavimui ir aproksimavimui vis dažniau taikomi geometriniai iteraciniai metodai. Šie metodai turi intuityvią geometrinę interpretaciją, yra lengvai realizuojami programiškai, leidžia nesunkiai užtikrinti įvairius geometrinius reikalavimus. Šiuo metu tokie metodai yra taikomi kompiuteriniame geometriniame dizaine, vaizdų ir paviršių rekonstrukcijos uždaviniuose, apgrąžos inžinerijoje ir kt. Iki šiol yra mažai tirtos galimybės geometriniuose iteraciniuose metoduose pritaikyti hierarchinių splainų technologijas. Hierarchinių splainų išskirtinumas yra jų lokalaus adaptyvaus tobulinimo savybė. Praktiniuose taikymuose lokalus adaptyvumas leidžia ženkliai sumažinti reikalingų skaičiavimo resursų apimtis ir atveria galimybes žymiai sudėtingesnių uždavinių sprendimui. Tyrimo metu bus siekiama sukurti ir ištirti hierarchinių splainų technologijomis pagrįstus geometrinių iteracinių metodus duomenų aproksimavimui. Pagrindiniai uždaviniai apims adaptyviųjų geometrinių iteracinių metodų konstravimą ir programinę realizaciją bei jų teorinius ir eksperimentinius tyrimus.
|
Algoritmų, paremtų fizikos pagrindu veikiančiais giliaisiais neuroniniais tinklais, sukūrimas dinaminių sistemų modeliavimui
|
doc. dr. Dalia Čalnerytė |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Galimybės kaupti ir apdoroti didelius duomenų kiekius lėmė mašininio mokymosi (ML) modelių populiarumą įvairiems uždaviniams spręsti. Jei apmokymui naudojama pakankamai duomenų, ML modeliai gali identifikuoti pasikartojančias struktūras. Ši savybė leidžia panaudoti ML modelius spręsti tokiems uždaviniams, kurie dėl savo kompleksiškumo negali būti aprašomi fizikinėmis lygtimis. Paprastai tokie uždaviniai sprendžiami taikant supaprastiną sistemos modelį, tačiau tokiu atveju prastėja modelio tikslumas. ML ir fizikinėmis lygtimis aprašomų sistemų kombinacija leistų modeliuoti dinaminių sistemų procesus priimtinos skiriamosios gebos modeliuose, kurie klasikiniais skaitiniais metodais negali būti naudojami dėl skaičiavimo išteklių (atminties ir laiko) apribojimų.
Disertacijos tikslas - sukurti fizikos pagrindu veikiančiais neuroniniais tinklais paremtą algoritmą, kuris leistų modeliuoti dinamines sistemas su praktiškai priimtinu tikslumu ir ribotais skaičiavimams reikalingais ištekliais.
|
Algoritmų skirtų bepiločių orlaivių skrydžio trajektorijos sudarymui ir korekcijai realiu laiku sukūrimas
|
doc. dr. Andrius Kriščiūnas |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Paskutiniu metu bepiločiu orlaivių naudojimas tampa vis dažniau taikomas tiek civilinėje veikloje kaip pvz. lauko žaidimai, transportavimo sektorius, kartografavimas, tiek ir karinėje pramonėje kaip pvz. žvalgyba ar taktinės lauko ir vidaus operacijos. Dėl itin plataus bepiločių orlaivių taikymo, neišvengiamai tampa vis aktualesnė tema, kai bepiločio orlaivio valdymas atliekamas ne tiesiogiai žmogaus ar pagal iš anksto sudarytą trajektoriją, bet jo trajektorija keičiama realiu laiku atsižvelgiant tiek į stacionarias kliūtis, tiek į dinamines, kaip pvz. paukščiai ar kitas bepilotis orlaivis. Automatinis orlaivių trajektorijų valdymas gali būti pritaikytas skirtingų problemų sprendimui, kaip pvz. kova su neteisėtų orlaivių naudojimu draudžiamose teritorijose kaip oro uostai ar kariniai objektai. Analogiškai automatinis trajektorijų koregavimas gali būti taikomas ir visiškai priešingose situacijose, kai pvz. siekiama išvengti susidūrimo su kitu bepiločiu orlaiviu krovinių transportavimo metu ar atliekant nuotolinį stebėjimą.
|
Dirbtiniu intelektu grįstas pastatų energijos optimizavimas panaudojant fizinius modelius ir gilųjį mokymąsi |
prof. dr. Agnė Paulauskaitė-Tarasevičienė |
valstybės finansuojama |
Duomenimis pagrįstas Lietuvos išeikvotų angliavandenilių telkinių ir gilių druskingų vandeningųjų sluoksnių vandenilio gamybos ir saugojimo galimybių įvertinimas
|
prof. dr. Mayur Pal |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Vandenilis (H2) turi didelį potencialą kaip švarios energijos nešiklis, padedantis sumažinti pramonės šakas ir pasiekti energetinę nepriklausomybę nuo iškastinio kuro. Jis gali būti naudojamas pastatų šildymui, taip pat kaip patikimas kuras traukiniams, autobusams ir sunkiasvoriams sunkvežimiams. Pramonės sektorius padarė pažangą gerindamas vandenilio infrastruktūros efektyvumą. Šiuo metu vandenilio gamyba skiriasi nuo rudo (nuo anglies dujinimo) iki žalio (nuo švarių vandenilio išteklių, tokių kaip elektrolizė naudojant atsinaujinančią energiją).
Šiame tyrime pagrindinis dėmesys skiriamas GOLD vandenilio koncepcijai Lietuvos žemės gelmėse. GOLD reiškia „Dujos į mažo anglies dioksido kiekio technologijų plėtros galimybes“ ir naudoja mikrobų veiklą, kad išeikvotuose laukuose likusius angliavandenilius paverstų vandenilio dujomis. Kai kurie mikrobai gali suskaidyti angliavandenilius anaerobinės fermentacijos būdu, kaip šalutinį produktą generuodami vandenilį. Išeikvotame lauke įvertinamos tinkamos mikrobų bendruomenės ir optimalios sąlygos mikrobų veiklai. Vandenilio gavybos ir saugojimo vertinimas bus atliktas naudojant duomenis valdomus modeliavimo įrankius kartu su dirbtiniu intelektu, o modeliavimu pagrįsti bandymai bus atliekami laboratoriniu mastu, siekiant įvertinti vandenilio gamybos ir saugojimo potencialą Lietuvos žemės gelmėse.
GOLD vandenilio koncepcija turi pranašumų prieš tradicinius metodus. Jis išnaudoja nepanaudotą energijos potencialą išeikvotuose laukuose ir yra neutralus anglies dioksido kiekiui, nes jame naudojama anksčiau sugauta anglis. Požeminė geologinė vandenilio saugykla poringose terpėse, tokiose kaip vandeningieji sluoksniai ir angliavandenilių rezervuarai, yra perspektyvus kaip ekonomiškas saugojimas ir elektros energijos poreikių buferis. Siekiant užtikrinti gyvybingumą, reikia atlikti išsamius tyrimus, siekiant nustatyti tinkamas požeminio saugojimo vietas ir jas apibūdinti.
|
Hierarchiniai (savi-panašūs) euristiniai algoritmai kombinatorinio optimizavimo uždaviniams
|
prof. dr. Alfonsas Misevičius |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Reikšmingą vietą kompiuterių moksle užima optimizavimo algoritmų dirbtinio intelekto pagrindu kūrimas ir tyrimas. Svarbią dalį sudaro euristiniai algoritmai (EA), tokie kaip lokaliosios/tabu paieškos algoritmai, genetiniai/evoliuciniai-populiaciniai algoritmai, taip pat jų kombinuoti variantai.
Kombinuotų EA veikimo efektyvumas buvo pademonstruotas dar praėjusiame šimtmetyje. Pastaraisiais metais efektyvių EA kūrimas vykdomas, stengiantis jau ne tik kombinuoti įvairius algoritmus, bet ir tobulinant algoritmų architektūrą. Viena iš perspektyvių krypčių yra hierarchinės struktūros (hierarchinių) euristinių (HE) algoritmų kūrimas. HE algoritmų esmė glūdi tame, jog kuris nors efektyviai veikiantis įprastinis EA panaudojamas ne vieną, o daug kartų. Taip iš pradžių gaunamas iteratyvusis algoritmas, kuris savo ruožtu vėl gali būti panaudotas daug kartų. Taip galima tęsti ir toliau. Šį daugkartinio panaudojimo procesą ir vadiname hierarchiniu algoritmu. Hierarchinis algoritmų sudarymo būdas siejasi su savi-panašumo idėja, kurios esmė yra ta, jog objektas, pilnai ar iš dalies sutampa su savo dalimis. Savi-panašumas yra vienas fundamentalių gamtos principų, stebimas tiek materijos struktūrose, tiek fiziniuose procesuose; todėl natūralu teigti, kad ir sudarant optimizavimo algoritmus, šio principo panaudojimas gali būti pasiteisinantis.
Nors tai ir nėra labai nauja idėja, hierarchinis algoritmų principas vis dar yra preliminarioje tyrimų stadijoje. Reikalingas tolimesnis HE algoritmų tyrimas, ieškant tuo pačiu įvairių patobulinimų (hibridinių HE algoritmų, populiacinių HE algoritmų ir pan.). Tai ir sudaro aktualią mokslinę problemą, o pagrindinis tyrimo tikslas yra išanalizuoti HE algoritmų efektyvumą, sprendžiant praktinius ir teorinius uždavinius. .
Taigi, būtų išsiaiškinta, kiek yra efektyvūs HE algoritmai ir kiek jie yra galimai pranašesni, lyginant su kitų tipų algoritmais.
|
Kompiuterinės regos algoritmai objektų formos nustatymo uždaviniams spręsti
|
doc. dr. Armantas Ostreika |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Kompiuterinė rega (KR), tai tarpdisciplininė sritis, kurioje nagrinėjami algoritmai, leidžiantys daryti sprendimus, analizuojant skaitmeninių vaizdų duomenis. Čia siekiama automatizuoti užduotis, kurias įprastomis sąlygomis galėtų atlikti tik žmogus. KR sistemos yra naudojamos daugelyje sričių, įskaitant gamybos, medicinos, eismo stebėjimo, apsaugos sistemas ir kt. KR metodai leidžia automatiškai analizuoti svarbią informaciją apdorojant didelius duomenų kiekius. Dirbtinio intelekto algoritmai pastaruoju metu yra neatsiejama kompiuterinės regos uždavinių sprendimo dalis.
Siūlomoje tematikoje bus siekiama pagerinti esamas bendras metodikas orientuojantis į konkrečius specifinius gamybinius bei realaus pasaulio procesus, siekiant gauti didesnį efektyvumą bei patikimumą, tyrimuose adaptuojant bei tobulinant mašininio mokymosi metodus apimančius Sprendimų medžius, K artimiausių kaimynų, Na?ve Bayes, Atraminių vektorių klasifikatorių, Konvoliucinius neuroninius tinklus bei YOLO algoritmo modifikacijas.
Čia KR užduotys apims skaitmeninių vaizdų gavimo, apdorojimo, analizės ir interpretavimo metodus; realaus pasaulio duomenų gavybą, siekiant gauti skaitmeninę arba simbolinę informaciją priimamų sprendimų formoje. Duomenų interpretavimas šiame kontekste reiškia skaitmeninių vaizdų pavertimą aprašais, kurie gali būti susieti su kitais veiksmų procesais ir pasiūlyti tolimesni tinkami sprendimai.
Orientuojantis į realius teikiamų paslaugų arba gamybinių procesų pavyzdžius, bus siekiama gautus algoritmus pritaikyti ir ištestuoti praktikoje. Taikymo pavyzdžiais gali būti KR sistemos išmatuojančios ir skaičiuojančios sudėtingų formų gaminius arba ruošinius, įvertinančios jų svorį, formą arba apimtį ir tikrinančios objektus dideliu greičiu, atsižvelgiant į jų iš anksto numatytas charakteristikas.
Šiame tyrime tikimasi, kad bus tobulinamos esamos metodikos ir įdiegtos naujos mokslinių tyrimų idėjos, pagrįstos dirbtinio intelekto bei naujomis euristikos metodikomis.
|
Konfidencialių ir patikrintinų transakcijų sistema blokų grandinėse
|
prof. dr. Eligijus Sakalauskas |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Mokslinė problema. Kaip užtikrinti transakcijų konfidencialumą ir jų teisingumo patikrinamumą visiems verslo subjektams: transakcijų dalyviams, mokesčių auditoriams, validuotojams ir tinklo dalyviams? Bendru atveju, šifravimas gali užtikrinti informacijos iššifravimą transackcijų dalyviams ir mokescčių auditoriams, bet visi kiti dalyviai negalės patikrinti transakcijų sąžiningumo.
Vienas iš galimų sprendimo būdų yra integruoti ir patobulinti egzistuojančius kriptografinius metodus sukuriant konfidencialias ir patikrintinas transakcijas visiems dalyviams. Tačiau remiantis naujais kvantinių kompiuterių vystymosi rezultatais, egzistuojantys kriptografiniai metodai yra pažeidžiami kvantine kriptoanalize, kai kvantiniai kompiuteriai pasieks tam tikrą skaičiavimo pajėgumą.
Todėl daug kriptografinės visuomenės pastangų yra nukreipta į tai, kad sukurti post-kvantinės kriptografijos metodus, kurie būtų atsparūs kvantinei kriptoanalizei.
Tyrimas bus paremtas vadovo pasiūlyta taip vadinama matricinio laipsnio funkcija (MLF). Ši funkcija yra interpretuojama kaip sutartinė vienkryptė funkcija, kadangi vadovo ir mokslinės grupės publikuotuose straipsniuose yra įrodyta, kad jos inversija atitinka NP-Pilnojo uždavinio sudėtingumą. Iki šiol yra manoma, kad kriptografinis protokolas paremtas NP-Pilnojo problema yra atsparus prieš kvantinę kriptoanalizę.
|
Metaeuristiniai metodai maksimaliai įvairialypio grupavimo uždaviniams.
|
doc. dr. Gintaras Palubeckis |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Maksimaliai įvairialypio grupavimo uždaviniai (MĮGUi) prašo surasti aibės elementų suskaidymą į duotą skaičių poromis nesikertančių grupių, atsižvelgiant į reikalavimus taikomus grupių dydžio apribojimams ir įvairialypiškumui. MĮGU modeliuoja daug realaus pasaulio situacijų. Yra galima formuluoti MĮGUs su įvairiomis tikslo funkcijomis ir apribojimais. Temos tikslas yra suformuluoti MĮGUs su Max-Min tikslo funkcija. Toks MĮGU variantas turi keletą svarbių taikymų. Yra aiškus poreikis sukurti metaeuristikomis pagrįstus algoritmus Max-Min MĮGU sprendimui.
|
Modeliais grindžiamo kūrimo ir dirbtinio intelekto metodų derinimas Agile reikalavimų inžinerijoje |
doc. dr. Lina Čeponienė |
valstybės finansuojama |
Oftalmologinių struktūrų radimas akies dugno vaizduose bei jų parametrizavimas
|
doc. dr. Martynas Patašius |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Akies dugnas yra viena iš nedaugelio žmogaus kūno vietų, kur galima neinvaziškai stebėti nedideles kraujagysles. Jos vertinamos ne tik diagnozuojant akių, bet ir kai kurias sistemines ligas (hipertenziją, diabetą). Akies dugno vaizduose matoma ir daugiau struktūrų (pavyzdžiui, regos nervo diskas, drūzos ir pan.), kurių nagrinėjamas naudingas diagnostikai. Tačiau ir šioje srityje vis dar esama mokslinių problemų, kurios dar nėra išspręstos. Pavyzdžiui, nėra sukurta patikimo ir greito kraujagyslių tinklo trasavimo metodo, kuris, savo ruožtu leistų lengviau nustatyti įvairius parametrus (vingiuotumą, išsišakojimų kampus ir pan.). Šiame tyrime ir būtų siekiama išspręsti kai kurias panašaus tipo problemas.
|
Statistinių hipotezių tikrinimo kriterijų kūrimas ir tyrimas taikant imitacinį modeliavimą
|
prof. dr. Tomas Ruzgas |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Hipotezių tikrinimas yra viena iš esminių duomenų tyrybos šakų, kuria remiasi daugelio kitų uždavinių sprendimas (diskriminantinė analizė, vaizdų atpažinimas ir pan.). Suderinamumo, homogeniškumo, simetriškumo bei nepriklausomumo hipotezių tikrinimo metodologija sulaukia vis daugiau dėmesio dėl naujai atsiradusių taikymo sričių: genetinės informacijos apdorojimo, astronomijos tyrimų objektų analizės, kompiuterinės technikos bei jos periferijos duomenų tyrimo ir t. t. Nors yra daugybė hipotezių tikrinimo kriterijų, įvairūs autoriai siūlo vis naujas idėjas (Nguyen, 2017; Arnastauskaitė, Ruzgas, Bražėnas, 2021). Moksliniuose darbuose minėtų hipotezių tikrinimo statistikoms naudojama daugeliu gerų savybių pasižyminti tikimybinių matų klasė, N-metrikos (Klebanov, 2005). Šiame moksliniame tyrime planuojami tyrimai leis praplėsti N-metrikų teorijos pritaikymą konstruojant hipotezių tikrinimo statistikas. Šios disertacijos doktorantas sieks pasiūlyti N-metrikų teorija paremtus kriterijus bei juos palyginti su kai kuriais klasikiniais kriterijais. Kartu su teoriniais rezultatais pasiūlytų N-metrikos tipo kriterijų galingumą ištirti, naudojant Monte-Karlo metodą. Išanalizuoti paprastos ir sudėtinės suderinamumo hipotezių homogeniškumo, simetriškumo ir nepriklausomumo kriterijus vienamačiu ir daugiamačiu atvejais. Ištirti platų alternatyvių hipotezių diapazoną. Galiausiai, sukurtus algoritmus patikrinti taikant juos realiems duomenims, naudotiems empiriniuose tyrimuose (Karpusenkaite, Ruzgas, Denafas, 2016; Milonas, Ruzgas, Venclovas, Jievaltas, Joniau, 2021).
|
Studento reputacijos modelio kūrimas ir tyrimas blokų grandinių pagrindu
|
prof. dr. Vacius Jusas |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Blokų grandinių (BG) technologija leidžia registruoti verslo tranzakcijas internete saugiu, skaidriu, efektyviu ir audituojamu būdu. Ši technologija leidžia kurti iš tiesų autonominius išmaniuosius įtaisus, kurie gali keistis duomenimis (įskaitant verslo duomenis) be centralizuoto tarpininko pagalbos. Tarpininkų eliminavimas leistų sumažinti daugelio viešųjų paslaugų kainas, padidintų dalijimusi grįstos ekonomikos ir e-valdymo efektyvumą, galėtų prisidėti prie sumaniojo miesto vizijos įgyvendinimo.
BG technologija leidžia sukurti vertės grandines (angl. Chains of Value), t.y. visą seką verslo procesų, kurie leidžia įmonei pateikti tam tikrą paslaugą arba produktą rinkai ir gauti atlygį saugiu, efektyviu ir nepaneigiamu būdu. Esminis tokių vertės grandinių elementas yra sumanieji kontraktai (angl. Smart Contract), t.y. autonominiai agentai (programos), veikiantis informacijos blokų grandinėse ir užtikrinantys, kad atliekant verslo tranzakcijas bus laikomasi verslo taisyklių. Sumanieji kontraktai gali nuskaityti duomenis, atlikti reikalingus skaičiavimus pagal nurodytą algoritmą ir protokolą, ir perduoti rezultatus toliau blokų grandinėse esantiems sumaniesiems kontraktams be žmogaus įsikišimo, tik laikantis nurodytų verslo taisyklių. Praktinis BG technologijų įdiegimas leistų inovatyviai transformuoti viešųjų paslaugų ir valdymo sektorių. Viena iš viešojo sektoriaus dalelių yra studentai. Baigę studijas studentai, įgyja diplomą. Tačiau diplomas neatspindi studijų eigos ir nesuteikia darbdaviui pakankamai informacijos apie būsimą darbuotoją. Todėl darbdavys negali tinkamai įvertinti būsimo darbuotojo. Studijų proceso eigoje būtų galima kaupti informaciją apie studentų elgseną, pasiekimus. Studentai galėtų prižiūrėti studentus. Tam puikiausiai tinka BG technologija.
Tyrimo tikslas būtų pritaikyti BG technologiją studentų reputacijos modelio sukūrimui.
|
Trumpeninės eilės diferencialinių lygčių modeliai ir algoritmai
|
prof. habil. dr. Minvydas Kazys Ragulskis |
valstybės finansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Trumpeninės eilės diferencialinės lygtys vaidina svarbią rolę aprašant gamtoje vykstančius procesus. Svarbus tokių modelių aspektas yra atminties efektai, kurie reikšmingai įtakoja tokių modelių savybes. Trumpmeninės eilės diferencialinėmis lygtimis aprašomi netiesiniai chaotiniai efektai yra nauja ir aktuali sritis pasauliniame tyrimų kontekste. Darbe bus nagrinėjami matematiniai ir skaitiniai tokių lygčių modeliavimo aspektai. Laukiami rezultatai yra bent kelios publikacijos aukšto lygio tarptautiniuose mokslo žurnaluose, pranešimai tarptautinėse konferencijose, įsiliejimas į mokslinę projektinę veiklą.
|