Obhajoby tezí disertačních prací v roce 2003

Mgr. Jan Flasar

Název:	Interakční techniky ve virtuálním prostředí
Školitel:	doc. RNDr. Jiří Sochor, CSc.
Oponenti:	doc. Ing. Pavel Zemčík, Dr. (FIT VUT Brno) doc. Ing. Jiří Žára, Dr. (FEL ČVUT Praha)
Datum obhajoby:	30. září 2003

Záměr disertační práce:

Cílem disertační práce je zaměřit se na dvě oblasti výzkumu virtuální reality, které do dnešní doby nebyly dostatečně zpracovány a vyhodnoceny. První oblastí je interakce v lokální oblasti uživatele, kde se budeme zejména zajímat o práci s objekty, které jsou nějakým objektem zastíněny, či jsou zcela za překážkou. Předpokladem pro realizaci těchto metod interakce je, že uživatel má buď částečnou znalost scény nebo má k dispozici vhodné nástroje pro rychlý průzkum jeho okolí. Navrhneme několik technik, jenž urychlí interakci se zastíněnými objekty. Navržené techniky následně porovnáme v různých situacích a za rozličných podmínek. Druhou oblastí je využití stávajících metod interakce v haptickém prostředí. Haptické prostředí nám poskytuje nové možnosti interakce a je škoda, že spousta metod nebyla ještě použita či adaptována pro tento typ prostředí. My se zaměříme zejména na interakční techniky pro výběr a manipulaci s objekty. Cílem tedy bude přizpůsobení těchto metod pro prostředí se silovou zpětnou vazbou.

2. verze tezí disertační práce byla obhájena.

Mgr. Pavel Kolčárek

Název:	Multiresolution methods in force feedback
Skolitel:	doc. RNDr. Jiří Sochor, CSc.
Oponenti:	doc. Ing. Pavel Zemčík, Dr. (FIT VUT Brno) doc. dr. Ing. Ivana Kolingerová (ZČU Plzeň)
Datum obhajoby:	30. září 2003

Záměr disertační práce:

Cílem disertační práce je vyvinout metodu, která umožní používání multirezolučních povrchů v silové zpětné vazbě a povede ke zlepšení kvality vnímaní prozkoumávaného povrchu.

Ačkoliv je zjednodušování trojúhelníkových sítí v počítačové grafice v současné době poměrně běžné, v haptice je situace jiná: neexistuje zde žádná metoda, která by byla navržena přímo pro potřeby silové zpětné vazby. Techniky LOD (Level of Detail) jsou v grafice používány zejména pro zrychlení manipulace a vykreslování trojrozměrného objektu beze ztráty podstatných informací. Pokud je zobrazovaný model daleko od uživatele, můžeme použít nejhrubší povrch, ovšem pro blízké zobrazení použijeme jeho nejdetailnější reprezentace.

Tento přístup nemůžeme v haptice použít, protože když uživatel prozkoumává povrch, je s ním stále v kontaktu. Různé reprezentace jediného modelu můžeme v haptice použít například s ohledem na fyzikální veličiny -- sílu, rychlost a směr pohybu.

2. verze tezí disertační práce byla obhájena.

Mgr. David Antoš

Název:	Associative Memories for IP Packet Routing
Školitel:	doc. RNDr. Luděk Matyska, CSc.
Oponenti:	Ing. Martin Bloch (FEL ČVUT Praha) doc. Ing. Pavel Zemčík, Dr. (FIT VUT Brno)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Záměr disertační práce:

LibeRouter, projekt IPv6 směrovače, je částí strategického projektu CESNETu "Implementace IPv6 v síti CESNET2". IPv6 je nový internetový protokol, navržený tak, aby odstranil nedostatky současného hlavního protokolu IPv4. Máme dobré zkušenosti s použitím běžných osobních počítačů jako směrovačů. Nicméně jejich výkon není na požadované úrovni hlavně z důvodu omezené propustnosti systémové sběrnice. Řešení, které navrhuje tento projekt, je vytvoření hardwarového akcelerátoru, který provádí nejnáročnější operaci směrovače -- vlastní přepínání paketů.

Tento návrh se zabývá vyhledávacím procesorem akcelerátoru. Vyhledávací procesor čte hlavičky paketů a rozhoduje, co se s paketem má udělat. Procesor je implementován speciálním hardwarem. Obsah asociativní paměti (Content Addressable Memory, CAM) a paměti s náhodným přístupem (Random Access Memory, RAM) je interpretován hradlovým polem (Field Programmable Gate Array, FPGA).

Směrování paketů stojí na operaci nalezení nejdelšího shodujícího se prefixu. Když se navíc požaduje filtrování, jsou potřeba další operace, například porovnání čísla portu. Množství informace, které je třeba zpracovat, přesahuje možnosti největších dostupných CAM, a je tedy třeba sofistikovaného řešení. Navrhujeme "single instruction" stroj, který používá CAM a "vyhledávací program" uložený v RAM. To přináší nové problémy: je třeba vypočítat vyhledávací program tak, aby se do kapacitně omezených pamětí vešel, a navíc byl optimalizován na rychlost. Jinými slovy, za silných omezujících podmínek minimalizujeme vyhledávací stroj. Vytvoříme praktickou implementaci a teoretický model chování stroje.

Vyhledávací program se počítá z konfigurace systému, směrovací tabulky a nastavení paketových filtrů. Operační systém provádí filtrování v několika krocích. Oproti tomu vyhledávací stroj má jediný běh. Problémem tedy je, jak vytvořit vyhledávací program, který se chová stejně jako standardní směrování a filtrování v systému. Navíc se musíme přizpůsobit různorodým způsobům, jak se paketové filtry konfigurují na podporovaných systémech.

Tato práce přinese nové teoretické výsledky, problém silných omezujících podmínek ve vyhledávacích strojích dosud nebyl důkladně zkoumán. Naše hlavní aplikace, IPv6 směrovač, má dosáhnout gigabitových rychlostí směrování IPv6 a stane se experimentálním zařízením pro výzkum v oblasti sítí.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Jan Bouda

Název:	Quantum cryptography
Školitel:	prof. RNDr. Vladimír Bůžek, DrSc.
Oponenti:	prof Mayers (USA) prof Kent (U.K.)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Jan Flasar

Název:	Interakční techniky ve virtuálním prostředí
Školitel:	doc. RNDr. Jiří Sochor, CSc.
Oponenti:	doc. Ing. Pavel Zemčík, Dr. (FIT VUT Brno) doc. Ing. Jiří Žára, Dr. (FEL ČVUT Praha)
Datum obhajoby:	6. května 2003

1. verze tezí disertační práce nebyla obhájena.

Mgr. Pavel Kolčárek

Název:	Multiresolution methods in force feedback
Školitel:	doc. RNDr. Jiří Sochor, CSc.
Oponenti:	doc. Ing. Pavel Zemčík, Dr. (FIT VUT Brno) doc. dr. Ing. Ivana Kolingerová (ZČU Plzeň)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Záměr disertační práce:

Cílem disertační práce je vyvinout metodu, která umožní používání multirezolučních povrchů v silové zpětné vazbě a povede ke zlepšení kvality vnímaní prozkoumávaného povrchu.

1. verze tezí disertační práce nebyla obhájena.

Mgr. Miroslav Kubásek

Název:	Automatické generování ontologií ze semistrukturovaných dat
Školitele:	prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc.
Oponenti:	doc. RNDr. Milan Berka, CSc. (Eunet Czechia, s.r.o) doc. PhDr. Karel Pala (FI MU)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Záměr disertační práce:

Vygenerování ontologie je jedním ze způsobů, jak získat ontologii která by popisovala strukturu a sémantiku Webové aplikace. Ačkoliv se dá souhlasit s tím, že proces pro vytváření ontologií nemůže být nikdy plně automatizován, je zde i přesto šance dosáhnout vysokého stupně automatizace vyžadující jen nepatrný lidský zásah.

Záměrem práce je vytvoření formálního modelu pro automatizované generování ontologií z veřejně dostupných informačních zdrojů na Internetu a navržení metrik pro ohodnocení ontologií které vzniknou na základě tohoto modelu. Dále pak navrhnout systémem který umožní sloučení vygenerovaných ontologií ze stejných tématických oborů a umožní transformovat dotazy vyjádřené v globální tématické ontologii do jejich ekvivalencí vyjádřených pomocí lokálních ontologií.

Funkčnost systému bude ověřena na konkrétní implementaci za použití některého z jazyků pro reprezentaci ontologií (RDF, DAML-OIL, OWL) a sady webových portálů z vybraného oboru (životní prostředí, finance, business apod).

1. verze tezí disertační práce nebyla obhájena.

Mgr. Hynek Mlčoušek

Název:	Algorithms for checking bisimulation equivalence
Školitel:	doc. RNDr. Luboš Brim, CSc.
Oponenti:	prof. RNDr. Milan Češka, CSc. (FIT VUT Brno) doc. RNDr. Antonín Kučera, Ph.D. (FI MU)
Datum obhajoby:	6. května 2003

1. verze tezí disertační práce nebyla obhájena.

Mgr. Jan Pešl

Název:	Využití nástrojů počítačové algebry v rozhodovacím procesu měkkých systémů
Školitel:	prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc.
Oponenti:	doc. RNDr. Karel Segeth, CSc. (MÚ AV ČR) doc. Ing. Václav Šebesta, DrSc. (ÚI AV ČR)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. David Šafránek

Název:	Graphical Specification of Concurrent Systems
Školitel:	doc. RNDr. Luboš Brim, CSc.
Oponenti:	prof Jacquet (Belgie) prof Smolka (USA)
Datum obhajoby:	6. května 2003

Záměr disertační práce:

Graficke metody specifikace softwarových systémů společně s metodami analýzy a návrhu systemu, jež jsou v současně době součástí univerzálního modelovacího jazyka UML, se jeví vhodné rovněž pro specifikaci souběžných systémů. Nejsignifikantnější výhodou univerzálních formalizmu jako UML je jejich vhodnost pro specifikaci systémů složených z komponent heterogenního charakteru. Bohužel dosud nebyly jazyky tohoto typu precizně formalizovány. Účelem zamýšlené disertační práce je návrh a implementace univerzalního jazyka pro grafickou specifikaci souběžných systémů. Nejpodstatnější vlastností, již bereme v úvahu, je kompozičnost a hierarchie koordinační vrstvy navrhovaného jazyka. Tyto vlastnosti jsou klíčové v komponentově orientovaném návrhu systému. Návrh a implementace uživatelského rozhraní pro navrhovaný jazyk je rovněž součástí navrhované práce.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Jaroslav Šilberský

Název:	Informační technologie na podporu rozhodování v prostředí multidimensionálních databází
Školitel:	prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc.
Oponenti:	prof. Ing. Oliver Moravčík, Dr.(MTF STU Trnava) prof. RNDr. Jaroslav Pokorný, CSc. (MFF UK Praha)
Datum obhajoby:	6. května 2003

1. verze tezí disertační práce nebyla obhájena.

Mgr. Jiří Barnat

Název:	Parallel and Distributed LTL Model-Checking
Školitel:	doc. RNDr. Luboš Brim, CSc.
Oponenti:	prof. RNDr. Miroslav Švéda (FIT VUT Brno) Dr. Ulrich Ultes-Nitsche(Velká Británie)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Všechny existující algoritmické přístupy pro řešení enumerativního model-checkingu trpí tzv. problémem stavové exploze, tedy velkými prostorovými nároky. Nedávno byl k redukci prostorových nároků několika model-checkingových algoritmů úspěšně použit princip distribuce a paralelizace. Cílem této práce je vyvinout nové algoritmy pro řešení enumerativního LTL model-checkingu v distribuovaném a paralelním prostředí, ve kterém je možné využít agregovanou paměť a výpočetní sílu několika vzájemně propojených pracovních stanic. Již byl vyvinut první experimentální algoritmus pro model-checking úplné LTL a v něm použita nově navržená datová struktura, která zajišťuje korektní chování algoritmu v distribuovaném prostředí. Také byla navržena nová dělící (partition) funkce, která je založena na dekompozici automatu verifikované vlastnosti. Nový algoritmus má stále jistá omezení v použitém paralelismu a také v kompabilitě s hlavní technikou redukce stavového prostoru. Tyto omezení by měly být překonány v následující práci.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Jitka Žídková (Crhová)

Název:	Distributed Modular Model Checking
Školitel:	doc. RNDr. Luboš Brim, CSc.
Oponenti:	prof Orna Grumberg (Izrael) prof Willem Visser (RIACS) prof. RNDr. Milan Češka, CSc.(FIT VUT Brno)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Techniky ověřování modelu (model checking) jsou formální metody, které pracují s konečně-stavovým modelem systému a se specifikací požadovaných vlastností vyjádřenou v některé z temporálních logik. Tyto techniky byly v komerční praxi úspěšně použity k verifikaci hardwarových systémů a také k ověření klíčových vlastností souběžných softwarových systémů. Nejvýraznějším technickým omezením při používání ověřování modelu v praxi je tak zvaný problém stavové exploze. Tento problém vyplývá ze skutečnosti, že počet stavů systému roste exponenciálně vzhledem k velikosti specifikace systému. Hlavním omezením jsou tedy paměťové nároky algoritmů pro ověřování modelu.

Úkolem mé práce je využít modulární techniky k distribuci algoritmů pro ověřování modelu. Cílem je navrhnout teoretické pozadí pro distribuci ověřování modelu založenou na modulárním přístupu a využít modulární přístup k rozdělení stavového prostoru, konkrétně k definici dělících funkcí, které sníží potřebnou komunikaci v distribuovaném prostředí.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Vlastislav Dohnal

Název:	Indexing Structures for Similarity Search in Metric Spaces
Školitel:	prof. Ing. Pavel Zezula, CSc.
Oponenti:	dr. Fausto Rabitti (Itálie) doc. RNDr. Václav Snášel, CSc. (VŠB-TU Ostrava)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Problém vyhledávání prvků množiny, které jsou vzhledem k jistému podobnostnímu kritériu blízké danému dotazovému prvku, se vyskytuje v různých odvětvích počítačové vědy (computer science), od aplikací rozpoznávání vzorů až po vyhledávání v textových a multimediálních datech. V obecném případě je vhodnou abstrakcí podobnostního kritéria {\em metrický prostor}. S rostoucí složitostí a objemem moderních dat se zvyšuje potřeba indexovacích struktur, které umožňují použití diskových úložišť. Bohužel mnoho existujících indexovacích struktur podporuje použití pouze operační paměti, tedy není schopno pracovat s velkými, někdy i distribuovanými, databázemi. Současné indexovací struktury byly navrženy jako statické, což omezuje jejich použití v dynamických prostředích. Aktualizace dat v těchto prostředích jsou nevyhnutelné a tím se náklady na ukládání nebo mazání stávají významnými a je nutné je minimalizovat. Tato práce se zaměřuje na vytvoření nové indexovací struktury pro podobnostní hledání, která kombinuje techniku shlukování (clustering) a pivotovací strategii (pivot-based strategy) s cílem zrychlit provádění podobnostních dotazů. Navrhovaná struktura má nízké náklady na ukládání/mazání dat a shora omezuje cenu vyhledávání, je schopna pracovat v distribuovaných a paralelních prostředích.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Petr Kuba

Název:	Data Mining in Structures Data
Školitel:	prof. Ing. Pavel Zezula, CSc.
Oponenti:	prof Pavel Brazdil (Portugalsko) Ing. Jan Žižka, CSc. (FI MU Brno)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Mým cílem je vyvinout metodu pro dolování v objektově-orientovaných datech. Většina současných metod umožňuje dolování v jednoduchých tabulkových datech. Reálná data jsou však obvykle příliš složitá na to, aby mohla být takto uložena. Proto používám k uložení dat objektově-orientovaný model, který je dostatečně silný k uložení strukturovaných dat a navíc má kvalitní podporu v objektově-orientovaných databázích.

Pro dolování v OO datech chci využít algoritmus Support Vector Machines (SVM). Jedná se o velmi výkonný algoritmus, který je schopen řešit jak klasifikační, tak regresní problémy. Jeho hlavní nevýhodou je, že ve své základní verzi může pracovat pouze s jednoduchými daty. Chci prozkoumat dva přístupy k rozšíření jeho schopností.

V prvním případě chci z dat dolovat rysy (features) a ty použít jako vstup pro SVM. Pro vytvoření rysů použiji časté vzory, které vydoluji z OO dat. Protože neexistuje obecná metoda pro dolování častých vzorů v OO datech, vytvořím ji. V druhém případě chci rozšířit schopnosti SVM pro práci s OO daty definováním vhodné "kernel" funkce (nebo funkcí), která by toto umožňovala.

Posledním problémem, kterým je nutné se zabývat, je nastavování parametrů algoritmu SVM. Vliv parametrů na výkonnost tohoto algoritmu je velmi vysoký a výsledky s defaultním nastavením jsou velmi špatné. Správné nastavení parametrů vyžaduje hlubší znalost a zkušenost s SVM a pro nezkušeného uživatele představuje vážný problém.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Jan Strejček

Název:	Expressiveness and Model Checking of Temporal Logics
Školitel:	doc. RNDr. Mojmír Křetínský, CSc.
Oponenti:	doc. RNDr. Luboš Brim, CSc.(FI MU Brno) prof Igor Walukiewicz (Francie)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Zamýšlená disertační práce se zaměří na vlastnosti Logiky lineárního času (LTL) a na možnosti řešení problému stavové exploze v kontextu LTL model checkingu. Zatímco pro fragment LTL uzavřený na stuttering řeší tento problém algoritmy pro tzv. partial order redukci, pro obecný případ zůstává tento problém otevřený. Nedávno představené principy n-stutteringu a obecného stutteringu poskytují teoretický základ pro redukce aplikovatelné na celou LTL. Pro fragment LTL uzavřený na stuttering může být zredukovaný systém ještě menší než výstup současných redukčních algoritmů. Vedle zkoumání vlastností LTL se dále budeme zabývat také vývojem nových redukčních algoritmů založených na n-stutteringu a obecném stutteringu.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Petr Švéda

Název:	Selected current issues of reliable digital signatures
Školitel:	doc. Ing. Jan Staudek, CSc.
Oponenti:	Mgr. Pavel Vondruška (Český telecom) Ing. Petr Hanáček, Dr. (FIT VUT Brno)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Využívání prostředků elektronického podpisu poukazuje na řadu otázek, které nebyly dosud řešeny. V řadě současných aplikací a projektů se objevují problematická místa. Jednotlivé požadavky plynoucí z funkčních specifikací projektů a aplikací nejsou řešeny přímo schématy elektronického podpisu na úrovni asymetrické kryptografie. Mým cílem je utřídit současné roztříštěné poznatky, zpracovat a sestavit transakční model, model hrozeb a kritéria pro hodnocení aplikací elektronického podpisu. Při disertaci se budu orientovat na témata a otázky spojené s důvěrou v elektronický podpis a útoky na schémata elektronického podpisu.

V rámci disertační práce hodlám formulovat kritéria pro hodnocení důvěryhodnosti podepsaných dokumentů. Kritéria by měla být strukturována univerzálně a budou rozšiřitelná s pomocí uživatelských profilů. Dále chci v rámci práce rozšířit a uceleně formulovat transakční model a model hrozeb pro elektronický podpis. S formulovanými modely se hodlám zaměřit na analýzu slabin v aplikacích a implementacích využívajících elektronický podpis. Součástí práce bude také návrh a diskuse možných protiopatření vůči diskutovaným útokům, které budou rovněž zvažovat uplatnění prvků bezpečného hardware.

V uvažovaných oblastech nebyly dosud publikovány kompletní a ucelené výsledky. Existují pouze řešení pro konkrétní izolované problémy. Navržená kritéria budou umožňovat jasné hodnocení a srovnávání důvěryhodnosti elektronických dokumentů. Přínosem formulovaného transakčního modelu a modelu hrozeb elektronického podpisu bude možnost přehledné analýzy možných rizik pro schémata elektronického podpisu. Přehled možných typů útoků a jednotlivá ochranná opatření proti těmto útokům zvýší úroveň bezpečnosti aplikací.

Teze disertační práce obhájeny.

Mgr. Petr Vydržal

Název:	Použití strojového učení pro sémantickou desambiguaci
Školitel:	doc. PhDr. Karel Pala, CSc.
Oponenti:	doc. RNDr. Ivan Kopeček, CSc. (FI MU Brno) doc. Ing. František Zbořil, CSc. (FIT VUT Brno)
Datum obhajoby:	9. ledna 2003

Záměr disertační práce:

Práce se zabývá porovnáním metod strojového učení vhodných pro řešení problému sémantické desambiguace. Jednak ukazuje srovnání metod a přístupů používaných v zahraničí, zejména se však zaměřuje na srovnání metod pro český jazyk, jejich implementaci a vhodná nastavení. Jako zdrojová data lze použít libovolný text, ale i strukturovaná data uložená v korpusech.

Mezi metody strojového učení vhodné pro český jazyk patří metoda Naivního Bayesova klasifikátoru pro jeho velmi dobré výsledky na zdrojových datech pro angličtinu i češtinu, zejména ve spojení s metodou winnow určenou pro selekci vhodných atributů. Také byly zvoleny metody rozhodovacích stromů a nejbližšího souseda vybrané pro úspěchy v angličtině.

Jako zdrojová data pro vybrané metody sloužily korpusy DESAM a ČNK 2.5. Byly vybrány pro možnost pracovat i s dalšími atributy dat než jen prostým textem. Výsledný systém má na testovacích slovech úspěšnost nyní přes 91% a ve více případech i přes 98%. Dá se použít jak pro samotné určování významů slov ve volném textu tak i k pomoci při vytváření učící množiny nutné pro dobré fungování jednotlivých metod.

Teze disertační práce nebyly obhájeny.