Nabídka přednášek pro popularizaci technických a přírodovědných oborů na středních školách
(na období listopad 2006 – březen 2007)
Fakulta aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni
www.fav.zcu.cz
Úvodní slovo děkana Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni
Vážení kolegové ze středních škol, dostáváte do ruky nabídku vybraných přednášek z technických a přírodovědných oborů, které pracovníci naší fakulty připravili s cílem posílit u studentů středních škol zájem o studium na technických a přírodovědných fakultách. Fakulta aplikovaných věd se vymezuje právě jako fakulta s technicko-přírodovědným profilem a tato aktivita je jedním z jejích příspěvků ke snahám Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy (ale nejen jeho) o účinnější motivaci ke studiu v přírodovědných a inženýrských oborech. Tyto tendence jsou formulovány např. v Koncepci reformy vysokého školství formulované Ministerstvem školství a tělovýchovy v roce 2004 a její aktualizací na rok 2006. Pokud dospějete k názoru, že některé z přednášek mohou doplnit látku probíranou ve vašich předmětech nebo rozšířit obecný přehled vašich studentů, neostýchejte se využít uvedený kontakt. Přednášky nabízíme samozřejmě bezplatně, první etapa proběhne v listopadu a první polovině prosince. Na závěr Vás chci ubezpečit, že se v žádném případě nemusíte obávat toho, že by se přednášky změnily v propagační akci fakulty s cílem prezentovat všechny naše studijní programy a obory (i když takovou přednášku vám tímto také nabízíme). S pozdravem
Prof. Ing. Jiří Křen, CSc. Děkan FAV
Kontakt Prof. Ing. Jiří Šafařík, CSc. Proděkan pro rozvoj a vnější vztahy Fakulta aplikovaných věd ZČU Univerzitní 8 306 14 Plzeň e-mail:
[email protected] tel: 377 632 439 fax: 377 632 002
2
Artistické kousky a kybernetika (garant doc. Miloš Schlegel, katedra kybernetiky) Byli jste překvapeni výkony artistů v cirkusu či varieté spočívajících v balancování s různými rekvizitami nebo v jízdě na jednokolce? Pak vás určitě napadlo, kde jsou hranice těchto povedených kousků. Jejich nalezení není v žádném případě jednoduché a na pomoc musíme vzít kybernetiku, speciálně teorii automatického řízení. Aplikací této teorie dokážeme analyzovat nejrůznější úlohy balancování, odpovědět, zda stabilizace příslušné soustavy je možná, a dokonce navrhnout a vytvořit umělého artistu, který to vše zvládne mnohem lépe než ten živý. Je pozoruhodné, že umělí artisté nacházejí uplatnění v nejrůznějších mechatronických soustavách, užitečných například při řízení letu rakety nebo při stabilizaci hromadně vyráběného osobního dvoukolového vozítka Segway. O tom všem se můžete na přednášce něco dozvědět. Přednáška je určena zejména zájemcům o automatické řízení a kybernetiku, ale určitě rozšíří obzor všem těm, kdo se zajímají o technické obory, fyziku nebo matematiku.
Počítače mluví a slyší (garant prof. Josef Psutka, katedra kybernetiky) Jsou současné kybernetické systémy schopné komunikovat s člověkem lidskou řečí? Právě na tuto otázku vám přednáška odpoví. Jejím cílem je populární formou přiblížit zájemcům současné možnosti počítačů a počítačových programů při zpracování mluvené řeči. Na přednášce bude v úloze titulkování vybraných pořadů vysílaných Českou televizí ukázána funkce systému automatického rozpoznávání mluvené řeči. Dále bude prezentován systém počítačové syntézy řeči, tj. systém automatického vytváření řečového signálu z psaného textu. Tato počítačová syntéza řeči bude vizuálně podpořena 3-dimenzionální artikulující hlavou. Všechny zmíněné ukázky i další možnosti využití systémů „počítačového mluvení a slyšení“ se budou samozřejmě týkat především mluvené češtiny. Přednáška je určena zejména zájemcům o umělou inteligenci, kybernetiku a speciální aplikace počítačů, ale určitě rozšíří obzor všem těm, kdo se zajímají o moderní trendy v technických oborech.
Pozvání do nanosvěta (garant doc. Jan Slavík, katedra fyziky) Nanometr je jedna miliardtina metru. Může být Encyclopedia Britannica zmenšena tak, aby se vešla na špendlíkovou hlavičku? Jak bychom potom text zapisovali a jak ho četli? Co vlastně rozumíme pod pojmem nanotechnologie? Jak mohou být využity nově objevené uhlíkové struktury? Mohou objevy v biologii inspirovat rozvoj v oblasti nanotechnologií? Jak bude vypadat blízká budoucnost – bude lidstvo využívat nanoroboty? Odpovědi na tyto otázky (ale i na řadu dalších) může posluchač nalézt právě v této přednášce. Přednáška je určena zejména zájemcům o moderní trendy ve fyzice a materiálovém inženýrství, zcela jistě ale rozšíří obzor všem těm, kteří se zajímají o vědu a techniku.
Inženýrské výpočty v technické praxi (garant doc. Vladislav Laš, katedra mechaniky) Přednáška seznámí studenty s moderními výpočtovými trendy v mechanice, které jsou užívány při řešení reálných problémů technické praxe. V rámci přednášky bude předvedena simu-
3
lace nárazu dopravního prostředku na překážku. Budou demonstrovány přístupy posuzování pevnosti a životnosti zařízení vyrobených z kompozitní materiálů. Přednáška se dále bude věnovat matematickému modelování primárního okruhu jaderných elektráren s ohledem na seismické vlivy. V oblasti proudění tekutin budou ukázány možnosti simulace proudění v interiérech kolejových vozidel s ohledem na tepelnou pohodu a komfort cestujících. V další části se dotkneme problematiky vnější aerodynamiky vozidel. To vše s využitím moderních výpočtových softwarů. Při přednášce se studenti také seznámí s principy vedoucími od návrhu (designu) výrobku až k jeho výrobě. Přednáška je určena pro všechny zájemce o technické obory, zejména o moderní výpočtový software.
Modelování dějů v lidském těle s pomocí moderních výpočetních nástrojů aneb Jak mechanika pomáhá medicíně (garant prof. Jiří Křen, katedra mechaniky ) Přednáška seznámí studenty s principy moderní vědní disciplíny – biomechaniky. Tato mezioborová disciplína na pomezí technických věd a medicíny se zabývá zejména vyšetřováním mechanických vlastností tkání lidského těla a mechanických dějů, které v lidském tělo probíhají. V rámci přednášky bude demonstrováno matematické modelování biologických tkání, počítačové simulace lidského těla při nárazových testech, simulace proudění krve v cévách a cévních náhradách a počítačové modelování kloubních náhrad; to vše s využitím moderních výpočtových softwarů. Přednáška je určena pro zájemce o technické a přírodovědné obory.
Kam zmizely háčky (garant doc. Pavel Herout, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška seznamuje s problematikou kódování českého textu a v současné době existujícími standardy (11 různých kódování). Díky výměně dat na Internetu je časté, že dokument čitelný na jednom systému bez problémů je na druhém systému nečitelný buď zcela nebo s chybnými akcenty znaků š, ž a ť. Přednáška má za cíl vysvětlit základní souvislosti a také ukázat na možné způsoby nápravy vzniklých problémů. Přednáška je určena všem uživatelům počítačů a Internetu.
Fenomén Java (garant doc. Pavel Herout, katedra informatiky a výpočetní techniky) Odlehčená přednáška o vzniku, významu a současné podobě jednoho z dnes nejpoužívanějších programovacích jazyků. Součástí přednášky jsou ukázky srovnání s jinými jazyky. Cílem je, aby si posluchači učinili představu o komplexnosti Javy a jejích základních možnostech. Přednáška je určena zejména zájemcům o programování a internetové aplikace. Základní znalost některého programovacího jazyka je výhodou.
4
Metody počítačové identifikace osob a ověřování jejich totožnosti (garant ing. Pavel Mautner, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška se zabývá přehledem metod počítačové identifikace osob a ověřování jejich totožnosti. Základem prezentovaných metod jsou biometrické charakteristiky osob – otisk prstu a podpis. V případě identifikace osob na základě otisku prstu budou uvedeny základní charakteristiky otisku prstu, na základě kterých se provádí porovnávání a počítačové metody, používané ke zpracování a klasifikaci otisku prstu. U metod ověřování totožnosti na základě podpisu bude uveden přehled zařízení používaných pro záznam podpisu a budou diskutovány perspektivní metody identifikace založené na speciálně navrženém biometrickém peru. Přednáška je určena zejména zájemcům o problematiku identifikace osob a speciální aplikace počítačů.
Získávání informací z obsahu a topologie Webu (garant ing. Roman Tesař, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška prezentuje Internet jako zdroj dat velkého objemu, která vyžadují automatické zpracování. Jsou rozebírány způsoby zpracování textové informace a klasifikace textu. O čem konkrétní WWW stránka pojednává? Jak detekovat závadné, případně nezákonné stránky? Kde je server se stránkou fyzicky umístěn? Kdo je vlastníkem stránky? Jak rozlišit a označit důležité a nevýznamné stránky? Další témata -. hodnocení kvality webových dokumentů na základě struktury webu, vícejazyčnost webu, vyhledávání vědeckých článků, zákonů, předpisů a jiných dokumentů v různých jazycích, sumarizace textu a webových dokumentů, selekce hlavních myšlenek textu. Přednáška je určena všem uživatelům Internetu a zájemcům o metody automatického zpracování textu.
Programování pro mobilní zařízení (garant ing. Ladislav Pešička, katedra informatiky a výpočetní techniky) Obsahem přednášky je problematika programování mobilních zařízení, využívajících J2ME MIDP profile. Zmíněno je také využití .NET Compact Framework v mobilních a vestavěných (embedded) zařízeních. Stručný obsah přednášky:- klasifikace mobilních a vestavěných zařízen í- použití Windows XP Embedded. a Windows CE v embedded zařízeních - využití J2ME pro tvorbu aplikací pro mobilní zařízení- konfigurace a profily J2ME - životní cyklus midletůukázka tvorby midletů, použité vývojové nástroje a knihovny. Přednáška je určena zejména studentům a učitelům průmyslových škol se zaměřením na výpočetní a řídicí techniku nebo komunikace
Inteligence přirozená a umělá (garant ing. Roman Mouček, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška se zabývá otázkami zpracování významu (sémantické informace) v přirozených a uměle inteligentních systémech. Vysvětluje organizaci lidského mozku, popisuje různé
5
druhy paměti a procesy zapamatování a zapomínání. Část přednášky je věnována biologickým a umělým neuronovým sítím. Problém porozumění v počítačových systémech. Proč nám počítač rozumí (nebo snad nerozumí)? Přednáška je určena zejména zájemcům o principy umělé inteligence a speciální počítačové aplikace.
Filmy na počítači aneb Jak se v počítači ukládá obraz a zvuk (garant ing. Petr Lobaz, katedra informatiky a výpočetní techniky) Pro uložení jednoho filmu na počítači bychom vlastně měli potřebovat tři terabyty volného místa na disku. Za to, že tomu tak není, můžeme děkovat metodám ztrátové komprese zvuku a obrazu. V přednášce se posluchač dozví, jak problém komprese řeší standardy MPEG, se kterými se na svých počítačích běžně setkává (např. DivX nebo MP3). Budou vysvětleny také principy formátů DVD, AVI apod. K pochopení přednášky nejsou zapotřebí žádné zvláštní vědomosti, jen ochota poslouchat a porozumět, je ale vhodné, aby posluchač alespoň jeden film na počítači zhlédl (film nebude součástí přednášky). Přednáška je určena všem uživatelům multimediálních aplikací na PC.
Fraktální obrázky aneb Od skutečných rostlin k neskutečným ornamentům (garant ing. Petr Fraktál Lobaz, katedra informatiky a výpočetní techniky) Slovo „fraktál" se v populárních pořadech o počítačových hrách a počítačové grafice vyskytuje čím dál častěji, ale málokdo tuší, co tento pojem vlastně znamená. V přednášce se to zájemci dozvědí. Zároveň uvidí, jak se na počítači dají jednoduše kreslit na první pohled velice komplikované vzory, ať už přírodní, nebo čistě ornamentalní, v obou případech s využitím fraktální geometrie. V přednášce se trošku programuje, pro pochopení stačí rozumět základním programátorským konstrukcím. Přednáška je určena zejména zájemcům o počítačovou grafiku, geometrii a speciální počítačové aplikace.
Fotorealistická počítačová grafika (garant ing. Petr Lobaz, katedra informatiky a výpočetní techniky) Počítač dokáže ze symbolického popisu scény (tj. z matematického popisu faktu, že „tady je dřevěná židle, tady světlo a odtud se díváme“) vytvořit obrázek, který může vypadat jako věrná fotografie. V přednášce se posluchači seznámí s principy toho, jak se takové obrázky vytvářejí. Budou k tomu potřebovat schopnost porozumět základním programátorským konstrukcím a něco málo znalostí z analytické geometrie. Přednáška je určena zejména zájemcům o počítačovou grafiku, geometrii a speciální počítačové aplikace.
6
Filmové triky (nejenom) s pomocí počítače (garant ing. Petr Lobaz, katedra informatiky a výpočetní techniky) Počítače zásadním způsobem změnily svět trikových technologií. V přednášce se posluchač dozví, jak se nové techniky postupně vyvíjely a jaké principy počítačové grafiky se v praxi skutečně používají. K pochopení přednášky nejsou zapotřebí žádné zvláštní vědomostí, jen ochota poslouchat a porozumět. Přednáška je určena zejména zájemcům o filmovou tvorbu a speciální počítačové aplikace.
Vizualizace velkých dat (garant ing. Josef Kohout, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška vysvětluje, co jsou to „velká data“ a jaký je smysl jejich vizualizace. Jsou představeny zdroje velkých dat s jejich konkrétními ukázkami (např. rozsáhlé CAD modely, reálná data v rekonstrukci povrchů, volumetrická data - zejména lékařská data, tj. CT, MRI, PET). Jsou popsány principy, výhody a nevýhody základních způsobů zobrazování dat, tj. polygonální rendering (běžně na grafických kartách) a ray-tracing. Pozornost je věnována i problémům při zobrazování velkých dat a metodám jejich řešení, urychlovacím technikám (zjednodušování modelů, datové struktury), a metodám paralelizace. Budou předvedeny konkrétní ukázky aplikací zobrazujících velká data a nové trendy ve vizualizaci dat. Přednáška je určena zejména zájemcům o problematiku vizualizace dat a počítačové grafiky.
Komunikace s počítačem přirozenou řečí aneb Čeština je vlastně matematika (garant ing. Tomáš Pavelka, katedra informatiky a výpočetní techniky) Přednáška se snaží hledat odpovědi na následující otázky: Proč je automatické porozumění přirozené řeči tak složité? Jaké problémy způsobuje mnohotvárnost češtiny? Jak se dá řeč statisticky modelovat? Jak fungují programy na rozpoznávání řeči? Proč je třeba tyto programy trénovat pomocí korpusů (a proč miliony slov a tisíce hodinami řeči)? Ukázky modelování budou předvedeny na větách běžných i kuriózních. Přednáška je určena zejména zájemcům o rozpoznávání řeči a speciální počítačové aplikace.
7
