Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
33ZBK Základy biokybernetiky Rozsah výuky:2+2
Přednášející (garant):Eck V., Lhotská L. Typ předmětu:S Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:333 Kreditů:4 Semestr:Z

Anotace:
Cílem předmětu je ukázat základní kybernetické metody a jejich využití v biologii a medicíně. Předmět je především zaměřen na objasnění souvislostí a analogií zpracování signálů a informací v živých a neživých systémech. Předmět nevyžaduje hlubší znalosti z biologie či fyziologie. Tento předmět se také věnuje problémům počítačové simulace biologických systémů, modelování biologických systémů a technické realizaci těchto modelů. Cílem tohoto předmětu je poskytnout studentům solidní základ a široký rozhled v oblasti biokybernetiky.

Osnovy přednášek:
1. Kybernetické metody v biologii a medicíně. Klasifikace biosystémů
2. Termodynamika otevřených systémů, informace, energie a entropie v živých organismech
3. Modelování a simulace orgánů a organismů, typy modelů, verifikace
4. Zpracování a přenos informace v živých systémech. Interakce živých organismů
5. Nervové buňky a jejich interakce, základní typy receptorů, kódování senzorické informace
6. Zpracování informace v centrálním nervovém systému, paměť
7. Plasticita neuronových sítí, biologické podklady adaptivity a učení
8. Druhová paměť, geny, záznam genetické informace, memy
9. Regulace v organismech a společenstvích, homeostatické mechanismy
10. Zákon nutné variety, jeho význam pro stabilitu organismů a společenstev, evolučně stabilní strategie
11. Evoluční principy, autoreprodukce, možnosti aplikace evolučních principů v technických oblastech
12. Vlastnosti a popis chování biotechnických systémů
13. Deterministický chaos a jeho aplikace
14. Umělý život, způsoby algoritmizace a typy simulátorů

Osnovy cvičení:
1. Matlab a Simulink jako prostředí pro modelování, zadání individuálních úloh.
2. Modelování buněčných membrán.
3. Konzultace.
4. Konzultace.
5. Práce s NeuralNetwork Toolbox.
6. Konzultace.
7. Experimenty s genetickými algoritmy.
8. Konzultace.
9. Prezentace výsledků individuálních úloh.
10. Prezentace výsledků individuálních úloh.
11. Simulační experimenty s chaotickými atraktory.
12. Simulační experimenty s Umělým životem.
13. Experimenty s biokybernetickým systémem adaptivního rozhraní.
14. Experimenty s biologickou a počítačovou zpětnou vazbou.

Literatura Č:
[1] Eck, V., Razím, M.: Biokybernetika. Skriptum, Praha, 1996
[2] Eck, V.: Bionika. Skriptum, Praha, 1998

Literatura A:
[1] The Biomedical Engineering Handbook, editor:J.D.Bronzino, CRC Press, IEEE Press, 1995

Požadavky:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4
Typ cvičení: s, c, p
Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán Obor Role Dop. semestr
*TK Technická kybernetika S 9


Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)