Témata závěrečných prací

Na této stránce najdete oblasti problémů, kterým se můžete věnovat ročníkové, bakalářské nebo diplomové práci. Mojí specializace je především kombinatorika, optimalizace a umělá inteligence, čemuž odpovídají navržená témata. Pokud vás tato témata zaujala nebo máte vlastní představu o práci, tak mi napište a určitě se domluvíme.

Pro studenty bakalářského stupně bych doporučoval nejprve si vyzkoušet algoritmy umělé inteligence nebo optimalizace na jednoduchých (i když teoretických) problémech. Můžeme se domluvit i na praktických problémech, ale bude nutné tyto problémy značně zjednodušovat, abychom nestrávili celý rok pochopením zadání. V praxi to například může znamenat, že při plánování dopravy nebudeme studovat zákonník práce a nařízením vlády o zaměstnancích v dopravě, abychom se naučili všechny požadavky na bezpečnostní přestávky řidičů, ale můžeme uvažovat plně automatický vozidla bez řidičů. Studenti magisterského stupně mohou též vycházet z níže uvedených témat, která nebudeme tolik zjednodušovat jako u bakalářských prací. Dále v diplomové práci bude nutné prokázat porozumění pokročilejších algoritmů.

Témata

  • Plánování úloh je oblast výzkumu, která plánuje vykonání úloh na strojích s různými omezeními. Představte si například, že v rámci evolučního algoritmu potřebujeme počítat fitness jedinců, jejichž výpočet může trvat několik hodin, ale můžeme je počítat paralelně. Dopředu neznáme všechny jedince, protože závisí na předchozí generaci, takže evoluční algoritmus vytvoří dalšího jedince až po vyhodnocení jeho předků. Toto je jeden z mnoha příkladů v plánování úloh, jejichž přehled můžete najít zde.
  • Optimalizace zimní údrby: Dokážete navrhnout plány po posypové vozy tak, aby všechny silnice byly ošetřené v daném časovém limitu a přitom se minimalizovat počet vozů i přejezdy?
  • Řízení robotů na Marsu: Pokud máte rádi pravděpodobnost, tak můžeme řídit robota, kteréme se při nepřesném přistání trochu rozbije navigace, senzory i motory a přesto se má pokusit splnit zadané úkoly. Pro začátek se můžete inspirovat úkoly z Úvodu do umělé inteligence (Bellman robot).
  • Plánování hromadné dopravy: V této oblasti se můžeme zabývat hledáním
    • vhodných umístění zastávek,
    • vytvářením linek minimalizujících přestupy,
    • jízdních řádů minimalizujících čekání,
    • objehů vozidel dle jízdních řádů nebo
    • směr řidičů.
    Můžete si vybrat, jestli chcete optimalizovat autobusovou, železniční, leteckou či jinou dopravu. Samozdřejmě bychom se v jedné práci věnovali jen jedné části této problematiky.
  • Supply chain management: Optimalizace výroby, převozu a skladování zboží.
  • Vehicle routing problems:
    • Matematicky: Varianty problému obchodního cestujícího uvažujících více obchodníků cestujících v autech s omezenou kapacitou přijíždějících dle časových možností zákazníků.
    • Prakticky: Jak rozvést dané balíky s nejmenšími náklady?
    Vyberte si variantu, která vám připadá zajímavá.
  • VeRoLog Solver Challenge 2019: Cílem je naplánovat rozvoz strojů a jejich instalaci při několika podmínek jako je omezený počet aut, instalatérů, časové možnosti zákazníků a podobně.
  • Truck loading Cílem je co nejlépe naložit kamiony daným zbožim a přepravit je při zadaných časových omezeních.
  • Rozvrhování: Můžeme vytvářet rozvrhy pro sportovní utkání (další varianty).
  • Smart Grids: Velmi široká oblast, ve které se především zajímám o vyvažování výroby a spotřeby elektrické energie.
  • Optimalizace moderních výtahových systémů: Zvládli byste napsat algoritmus, který bude řídit desítky výtahů ve stopatrovém mrakodrapu a přepravovat tisíce cestujících za hodinu?
  • Cesty, kružnice a párování v hyperkrychli: Pro studenty, kteří mají radši grafy a kombinatoriku.

Optimalizační soutěže a výzvy

Sousty dalších problémů, které můžeme diskutovat, můžete najít na Internetu. Tyto problémy mají různou složitost a některé z nich je možné případně zjednodušit, aby zadaní bylo odpovídající stupni studia a znalostem studenta. Další možností je vytvořit si vlastní problém nebo se inspirovat vědeckými článkami a použít dostupné datasety.

Dříve zadané práce

Nemůžu vám zadat přesně stejnou práci, kterou jsem vedl dříve, ale můžete si zde udělat představu, jak vypadají mnou vedené práce, nebo se inspirovat k vytvoření dalšího tématu. Seznam zadaných témat můžete najít na SISu.
  • Conway's Game of Life má jednoduchá pravidla, jak z daného stavu určit následující. Dokážete pro daný stav zjistit, jestli existuje předcházející? Podrobnosti na Kaggle 2014 a 2020.
  • Demand-responsive transport: Přizpůsobme hromadnou dopravu skutečným potřebám cestující. Každý cestující řekne odkud, kam, kdy a za kolik chce jet a naším cílem je naplánovat jízdy autobusy tak, abychom po odečtení nákladů na autobus maximalizovali zisk. Další možné přístupy například zde.
  • Nabíjení elektrických autobusů: Výstavba a údržba trolejového vedení je nákladná a v některých místech je i z estetických důvodů zakázaná. Pokud autobus má baterii, dokážete najít vhodná místa pro nabíjení tak, aby se současně minimalizovala místa nabíjení i kapacita baterií? Podrobnější informace o problematice elektrických automobilů zde, ale zejména u bakalářské práce by bylo vhodnější zadání příliš nekomplikovat.