Během akademického roku jednou týdně přednáší zvaný přednášející (z ciziny i od nás) o své vědecké práci. Kolokvium, které probíhá na Fakultě informatiky, je otevřeno pro vědeckou veřejnost. Termíny přednášek můžete najít v programu. Úterý 14.00 - 15.00, D2, FI MU, Botanická 68a

Program kolokvií s abstrakty pro semestr Jaro 2014

25. 2. 2014
Prof. Dr. Doğan Kesdogan, Faculty of Business, Economics and Management Information Systems, University of Regensburg
Interdependent Security and Compliance in Service Selection
Abstrakt: Service-Oriented Computing has gained much importance in the last years in research and industry. Concepts such as cloud computing or Everything-as-a-Service (XaaS) are the new hypes and are utilized extensively to implement business processes. The cross-organizational and cross-border implementation of service-based processes however leads to challenges regarding security and privacy. These properties can be seen as a part of non-functional quality issues of services, i.e. non-functional Quality of Service (QoS) properties.

Current approaches for service selection consider security as either a single QoS attribute or as several mutually independent quality properties. This view is however not adequate since security objectives do not exist on their own but are subject to interdependence. Formal methods on the other hand are limited to a fixed set of security objectives and do not cover interdependence of objectives as well.

In this talk we present an approach that assesses the quality of service compositions with regards to interdependent security objectives while considering compliance requirements. Our work utilizes the notion of structural decomposition that estimates the impact of single quality attributes on a security goal. Single security objectives are expressed as utility functions that allow assessing the fulfillment of a security objective. This in turn enables defining domain models for any set of security objectives and to model interdependence by means of functional interdependence. The result is a Multi-Objective Optimization (MOO) problem. We present first evaluation results of transforming domain models into MOO problems and tackling them with state-of-the-art genetic algorithms.
4. 3. 2014
Mgr. Tomáš Jirotka, GoodData
Aplikace algebry v datové analytice
Abstrakt: Společnost GoodData poskytuje svým zákazníkům kompletní správu jejich dat, včetně nástrojů pro jejich analýzu. Data, uložená v relačních databázích, jsou popsána abstraktním logickým datovým modelem, pro jehož popis jsou využívány vlastnosti algebraických svazů. Díky těmto vlastnostem je možné validovat uživatelské analytické dotazy a provádět jejich optimalizace. V přednášce budou vysvětleny principy abstraktního matematického modelu a důsledky jeho vlastností pro běžného uživatele - analytika.
11. 3. 2014
Dr. Luděk Smolík, Siegen, SRN
Je jen jedno správné vnímání kvantové kryptografie?
Abstrakt: Kvantová kryptografie je jednou z mála praktických aplikací kvantové mechaniky a cíleně využívá měření jednotlivých kvantových stavů elementárních částic jako nosiče kvantové informace. Kvantová mechanika samotná je teoretický popis chování elementárních částic a zatím bravurně předpovídá výsledky i těch nejsubtil­nějších experimentů mikrosvěta. Nutno podotknout, že se pojmy /předpověď výsledku/ v kvantové mechanice a v jiné klasické fyzikální teorii od sebe fundamentálně liší. Kvantová mechanika udává jako výsledek jen pravděpodobnost výskytu měřené hodnoty. S vysvětlením těchto podivností a nenázorností kvantové mechaniky se in­tenzivně zabývala generace fyziků prvních dvou třetin minulého století. Dnešní přístup k těmto nevyřešeným pa­radoxům je na­proti tomu téměř pragmatický. Převážně optimisticky pragmatický je i přístup kvantové krypto­grafie, která zakládá svojí bezpečnost právě na nevysvětlených ale možná i nevysvětlitelných kvantových podivnostech. Příspěvek se zabývá krátkou diskuzí historie interpreta­cí kvantové mechaniky, pojmů reality a lokality, experimentu Einstein-Podolsky-Rosen a dopa­du na kvantovou kryptografii.
18. 3. 2014
RNDr. Igor Peterlík, Ph.D., ÚVT MU
Interactive computer-based surgical simulations and modeling
Abstrakt: In the last decade, the interactive virtual models of living tissues were developed and employed mainly in the area of medical education and training. The advances in hardware performance, human-computer interaction and numerical modeling have opened new horizons: the computer simulation is becoming involved directly in the clinical procedures such as pre-operative planning and intra-operative guidance. Generic models used previously in the context of medical training are replaced with specific ones, tailored to the actual patient and target intervention. New interfaces are being developed in order to facilitate the interaction between the surgeon and computer. Moreover, much higher standards are required concerning the robustness and stability of underlying numerical algorithms.

In this talk, we provide a general overview of the state-of-the-art methods used in soft-tissue simulations, focusing mainly but not exclusively on patient-specific modeling. We show that the world of medical simulations is an exciting area of research where techniques, methods and algorithms developed in the context of informatics and computer science are employed to improve the quality of healthcare and reduce the patient's as well as doctor's risk. We also present our scientific contribution to this area focusing on needle insertion planning and guidance in interventional radiology and prediction of tumor position during a laparoscopic liver surgery based on biomechanical simulation and augmented reality.

Since his graduation, Dr. Peterlík spent several years as a postdoctoral fellow and researcher at the following institutes:

  • 2009 -- 2011: INRIA, Lille, France
  • 2011 -- 2012: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 2012 -- 2013: Institut Hospitalo-Universitaire, Strasbourg, France
25. 3. 2014
Ing. Jiří Jaroš, Ph.D., FIT VUT
Superpočítačové simulace šíření ultrazvuku v lidském těle
Abstrakt: Realistické simulace šíření ultrazvukových vln v živých tkáních nabízí široký rozsah využití. Velmi slibnou oblastí je fokusovaný ultrazvuk o vysoké intenzitě používaný v neinvazivní chirurgii k léčbě nádorových onemocnění či zastavování vnitřního krvácení. Tato metoda pracuje na principu vysílání svazku soustředěných paprsků ultrazvukových vln do tkáně. Akustická energie dosahuje v místě ohniska takové úrovně, že způsobuje buněčnou nekrózu, zatímco tkáň mimo ohnisko ponechává bez poškození.

Pro úspěšnou a šetrnou léčbu je nutné precizně umístit ohnisko ultrazvukových vln. Přesného zacílení je však velmi obtížné dosáhnout vzhledem ke zkreslení ultrazvukové vlny způsobené průchodem tkáněmi o různých vlastnostech (vrstvy tuku, měkké tkáně, chrupavky a kosti). Zde přichází ke slovu počítačové simulace, které poskytnou přesné operační plány pro konkrétního pacienta. Realistické simulace však vyžadují obrovské datovém množiny a výpočetní výkon, který jsou schopny poskytnout pouze superpočítačové systémy.

Jedním z moderních akustických simulačních systémů je toolbox k-Wave (http://www.k-wave.org/), který vznikl jako rozšíření Matlabu v roce 2009 na University College London. V roce 2011 byl vývoj přenesen na Australskou Národní Universitu, kde jsem se k projektu připojil i já. Během dvou let se povedlo vytvořit vysoce výkonnou implementaci v C++, která je schopna efektivně využívat až 4096 procesorových jader. Tato implementace umožnila zvětšit velikost simulační domény o tři řády, při zachování realistické časové náročnosti simulace. V roce 2013 byl vývoj toolboxu přenesen zpět do Evropy. V Londýně probíhá vývoj fyzikálního modelu, zatímco implementace, ladění a škálování probíhá na FIT VUT v Brně za podpory superpočítačových alokací v rámci projektů IT4I a PRACE.

V rámci přednášky budou představy kroky a úskalí, které vedly od vývoje první sekvenční verze až po vysoce efektivní paralelní variantu testovanou a produkčně běžící na předních superpočítačích světa (Raijin, HECToR, Legion, Emerald, Anselm). Dále budou prezentovány současné pokroky ve vyžití hybridních systémů (GPU), či nové techniky dekompozice, které by měli umožnit škálování za hranici 10.000 jader. V závěru krátce shrnu postřehy a zkušenosti z 2,5letého působení na ANU Canberra a UCL London.

1. 4. 2014
RNDr. Petr Holub, Ph.D., ÚVT MU
Image Compression on Massively Parallel Architectures
Abstrakt: Advances and practical availabilty of massively parallel computing systems, such as graphics processors and many-core commodity accelerators, have dramatically changed the landscape of the high-performance computing. This talk will discuss applicability of such systems to the field of image and video compression. I will discuss various types of algorithms used namely in the image compression, such as data transformation, motion estimation, or entropy coding, and their suitability for the massively parallel architectures. As an active research contributor to this field, I will illustrate these problems with the our research results, which have pushed borders of applicability of practically used and widespread algorithms on such systems.
8. 4. 2014
Prof. RNDr. Jaroslav Nešetřil, DrSc., Dr.h.c.mult., MFF UK
Řídké a Husté Třídy Struktur s Algoritmickými Souvislostmi
Abstrakt: V přednášce uvedeme dichotomii řídkých a hustých struktur definovanou autorem spolu s P. Ossonou de Mendezem v mnoha (někdy překvapivých) podobách. Ukazuje se, že toto dělení představuje výhodné schéma pro algoritmicky dobře řešitelné úlohy.
15. 4. 2014
doc. PaedDr. RNDr. Stanislav Katina, Ph.D., PřF MU
(Semi)landmark-based shape analysis: Landmarks to curves to surfaces
Abstrakt: A three-dimensional image of the human face can be captured by, for example stereo-photogrammetry. Subsequent smoothing is often needed because of imperfections of surface representation. Compared with anatomical landmarks, curves have the advantage of providing a much richer description of facial shape. In the talk, this is explored in the context of identifying some anatomical curves (valleys or ridges) and geodesics between two carefully chosen anatomical landmarks. These curves, defined by semi-landmarks, are automatically identified by curvature in particular local surface patches, detection of slope discontinuities in local principal curves or optimised surface cuts. A full standardised surface representation is then available by interpolation across the relatively flat surface patches between identified curves. Each level of this hierarchical structure (landmarks, curves, surfaces) is amenable to shape analysis. For the purposes of visualisation, a high resolution template can be fitted to the semi-landmark surface by warping. Where the semi-landmarks and/or template have a symmetric structure this leads to natural ways of quantifying asymmetry. These methods will be illustrated on facial images collected under different studies.
22. 4. 2014
RNDr. Jana Tůmová, Ph.D., FI MU
Intersection of Theoretical Computer Science, Robotics, and Automatic Control
Abstrakt: In this talk, we give an overview of a research area that has recently gained a considerable amount of attention: the application of formal verification methods from computer science into automatic control of dependable robotic systems. We present the approach of correct-by-design control of complex dynamical systems, and particularly mobile robots and autonomous cars, while discussing benefits and challenges associated with bridging the control and computer science techniques. We summarize the recent contributions to the research field, and outline the currently open research questions. The talk builds on experiences gained during collaborations with Boston University, Massachusetts Institute of Technology and Royal Institute of Technology on projects in robot motion planning, autonomous car development, and multi-robot control, respectively.
29. 4. 2014
Alexandru Popa, Ph.D., FI MU
Power of approximation algorithms
Abstrakt: Under the strongly believed conjecture that P is not NP, no polynomial time exact algorithms exist for many important problems. However, suboptimal solutions (which run in polynomial time) are most of the time sufficient for practical applications. Moreover, approximation algorithms allow us to explore the structure of NP-hard problems and distinguish between different levels of difficulty that these problems exhibit in theory and practice.

In this talk I attempt to give an overview of the most famous results in the field of approximation algorithms. Interestingly, many problems which seem unrelated at the first sight can be tackled using similar techniques. Thus, I will also survey the main methods used so far to derive approximation algorithms and to prove hardness of approximation.

In the last part I will present part of my recent work. I will show some novel results regarding NP-hard problems with applications in areas such as wireless networks, computational biology and pattern matching. Finally, I will talk about an intriguing problem, which was believed to be NP-hard, but turned out to be polynomial time solvable.

6. 5. 2014
Prof. Ing. Josef Psutka, CSc., Centrum komputační lingvistiky, Západočeská univerzita Plzeň
Eliminace jazykových bariér handicapovaných diváků České televize
Abstrakt: Přednáška bude věnována dílčím výsledkům řešení projektu "Eliminace jazykových bariér handicapovaných diváků České televize", který je s podporou TAČR řešen na FAV ZČU v Plzni pro Českou televizi. Projekt má čtyři cíle: a) titulkování "živých" TV pořadů; b) vytváření doprovodné zvukové stopy TV vysílání; c) automatické generování znakového jazyka; d) asistovaná katalogizace TV příspěvků. V přednášce budou prezentovány aktuální výsledky řešení projektu, a to zejména z oblasti titulkování "živých" TV pořadů. Řešení je zde založeno buď na přímém zpracování doprovodné zvukové stopy anebo na využití tzv. stínového řečníka. Oba způsoby titulkování jsou již dnes aplikovány a prakticky se využívají při titulkování pořadů České televize vybraných (zatím zpracovaných) žánrů.
13. 5. 2014
Mgr. Pavel Zahradníček, Ph.D., CzechGlobe, Centrum výzkumu globální změny AV ČR
Využití a zpracování měřených, tak predikovaných časových řad meteorologických prvků
Abstrakt: Cílem přednášky bude seznámit posluchače s meteorologickými daty a práci s nimi: jak se vůbec provádí měření, jaké chyby časové řady meteorologických prvků obsahují a jak pomocí matematicko-statistických postupů odstranit neklimatické faktory z těchto časových řad. Prvníčást přednášky tedy věnována kontrole kvality dat, homogenizaci a doplňování chybějících hodnot včetně možnosti tvorby pravidelné i nepravidelné sítě pomocí interpolačních metod. Další část přednášky se bude zabývat klimatickým modelováním a možností využití superpočítače. Budou prezentovány výsledky klimatického modelování do roku 2100 pro území ČR. Zajímavou součástí meteorologie je relativně nový obor energetické meteorologie, kdy na základě numerických předpovědních modelů jsou predikovány v hodinovém kroku výkony solárních a větrných elektráren, což je důležité pro stabilizaci energetické sítě.