Uniwersytet Śląski w Katowicach

Członkowie

• prof. dr hab. Michał Baczyński (badania indywidualne)

Opis badań 

Jednym z ważniejszych problemów występujących w systemach opartych na logice rozmytej jest optymalny dobór spójników wielowartościowych, ponieważ odgrywają one zasadniczą rolę w zastosowaniach logiki rozmytej.
Podstawowymi spójnikami rozmytymi, które spełniają rolę uogólnionych operatorów ,,And”, ,,Or” oraz ,,Not” są, odpowiednio, t-normy, t-konormy oraz negacje rozmyte, podczas gdy reguły rozmyte typu IF-THEN są zazwyczaj modelowane przez implikacje rozmyte.
Głównym celem naukowym jest zbadanie rożnych metod i systemów opartych na logice rozmytej, gdzie kluczowym narzędziem są właśnie implikacje rozmyte, w tym podanie warunków i wniosków istotnych dla specjalistów projektujących oraz implementujących komputerowo systemy rozmyte.
Celami pobocznymi są: zbadanie własności rożnych klas implikacji wielowartościowych, podanie wzoru na migratywność implikacji rozmytych oraz zaproponowanie nowej aksjomatycznej definicji zawierania się przedziałowych zbiorów rozmytych.

Zakładane efekty badań

• publikacje naukowe
• referaty na konferencjach międzynarodowych

Najnowsze wyniki badań zawarte zostały w publikacjach:

• M. Baczyński, B. Jayaram, R. Mesiar, Fuzzy implications: alpha migrativity and generalised laws of importation, Information Sciences 531 (2020) 87-96.
  DOI   https://doi.org/10.1016/j.ins.2020.04.033
• M. Baczyński, P. Drygaś, A. Król, P. Pusz, Developing Idea of Ordinal Sum of Fuzzy Implications, In: 2020 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE 2020), Glasgow, UK, July 19-24, 2020, pp. 1-7
  DOI  https://doi.org/10.1109/FUZZ48607.2020.9177744
• K. Dyczkowski, B. Pękala, M. Baczyński, J. Szkoła, T. Piłkas, The ordering methods of interval-valued fuzzy cardinal numbers with application in an uncertain decision making, In: 2020 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE 2020), Glasgow, UK, July 19-24, 2020, pp. 1-8
  DOI  https://doi.org/10.1109/FUZZ48607.2020.9177807
• J. Dombi, M. Baczyński, New type of fuzzy implications: the mean implications In: R. Mesiar, S. Saminger-Platz, V. Novak (Eds.), Abstracts of the 14th International Conference on Fuzzy Set Theory and Applications (FSTA 2020), p. 32-33. ISBN: 978-80-8040-588-5

oraz przedstawione na konferencjach międzynarodowych:

• FSTA 2020, The Fifteen International Conference on Fuzzy Sets Theory and Applications, Liptovský Ján, Slovak Republic, January 26-31, 2020.
• IPMU’2020, 18th International Conference on Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems, Lisbon, Portugal, June 15-19, 2020 (virtual edition).
• WCCI’2020, World Congress on Computational Intelligence (including FUZZ-IEEE 2020), Glasgow, UK, July 19-24, 2020 (virtual edition).

Członkowie

• prof. dr hab. Urszula Boryczka (lider zespołu)
• mgr Michał Bałchanowski
• dr hab. inż. Mariusz Boryczka, prof. UŚ
• dr Kornel Chromiński
• mgr Kamil Dworak
• mgr Halina Kopicera
• mgr Marek Szafraniec
• mgr Krzysztof Szwarc

Opis badań 

W ostatnich latach zauważalny jest znaczący przyrost nowych technik zarządzających heurystykami niższego rzędu (metaheurystyk) w obrębie zastosowań optymalizacyjnych. W okresie od 2005 do 2013 powstało ponad 10 nowych technik, które nie wnoszą nic nowego jako technika przeszukiwania przestrzeni rozwiązań, nie są też znacząco szybsze, czy też bardziej uniwersalne, czy efektywniejsze od tych najstarszych. W związku z powyższym zadać można pytanie, w jakim kierunku powinny zmierzać najnowsze implementacje tych technik, które w sposób znaczący przyspieszyłyby postęp w zakresie nowych zastosowań ww technik inspirowanych naturą. Biorąc pod uwagę wysoki przyrost prac z zakresu uczenia maszynowego, celowym staje się znalezienie rozwiązań, które zmniejszyłyby znacząco obszar potencjalnego przeszukiwania oraz znacznie ukierunkowałyby to przeszukiwanie na suboptymalne regiony w algorytmach metaheurystycznych. Ostatnie prace z tego zakresu wykazały dość niską efektywność klasycznych metaheurystyk w problemach nieakademickich. Dlatego też coraz większą wagę środowisko akademickie kładzie na nowe, dobrze opracowane wzorce testowania algorytmów metaheurystycznych oraz podniesienie roli uczenia w tych podejściach poprzez stosowanie modelu pamięci, całkowitej lub częściowej lub też hybrydyzację z technikami przeszukiwania lokalnego. Ma to służyć podniesieniu efektywności tych technik, nie tylko w problemach eksploracji danych, ale również w problemach związanych z kryptoanalizą, rekomendacją czy innymi dziś bardzo ważnymi problemami praktycznymi, związanymi z sieciami transportowymi, zastosowaniami w medycynie, logistyce itp.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe
• Rozprawy doktorskie

Członkowie

• dr hab. inż. Wojciech Froelich, prof. UŚ (badania indywidualne)

Opis badań 

W ramach badań opracowane zostaną nowe metody obliczeniowe pozwalające na efektywne rozwiązywanie następujących problemów:

• predykcji szeregów czasowych

Zostaną opracowane nowe modele predykcyjne oparte na rozmytych sieciach kognitywnych. Podjęta zostanie ilościowa, eksperymentalna ocena zaproponowanych nowości teoretycznych.

• rankowania i selekcji cech

Opracowany zostanie algorytm rankowania cech pozwalających na ich selekcję pod nadzorem użytkownika. Nowością teoretyczną będzie powiązanie relewantności
z redundancją cech w oparciu o teorie zbiorów rozmytych i przybliżonych. Wartość dodana prac będzie polegała na poprawie wartości wskaźników efektywności. W tym celu zostaną zaimplementowane odpowiednie eksperymenty porównawcze.

• systemów wspomagania decyzji

Zaproponowany zostanie innowacyjny system wspomagania decyzji medycznych w zakresie diabetologii. Celem prac jest poprawa jakości terapii medycznej.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe
• Rozszerzenie dorobku naukowego pozwalającego na uzyskanie w dłuższej perspektywie tytułu naukowego

Dotychczasowym efektem prowadzonych badań są następujące artykuły:

Opublikowane:

• P Hajek, W Froelich, O Prochazka, Intuitionistic Fuzzy Grey Cognitive Maps for Forecasting Interval-Valued Time Series, Volume 400, Neurocomputing, pp. 173-185,2020
• F Vanhoenshoven, G Nápoles, W Froelich, JL Salmeron, K Vanhoof, Pseudoinverse learning of Fuzzy Cognitive Maps for multivariate time series forecasting, Volume 95, Applied Soft Computing, pp. 1-11,2020
• W.Froelich, P.Hajek, Combining Rough Set-based Relevance and Redundancy for the Ranking and Selection of Nominal Features, Spriner Proceedia, Proceedings of KES2020, Proceedia Computer Science 176, 1459-1468, 2020

Zaakceptowane do publikacji:

• R.Deja,W.Froelich,G.Deja, Mining Clinical Pathways for Daily Insulin Therapy for Diabetic Children, International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

Członkowie

• dr inż. Rafał Doroz, prof. UŚ (lider zespołu)
  
• prof. dr hab. Piotr Porwik
• dr Krzysztof Wróbel
• dr inz. Tomasz Orczyk
• dr inż. Przemysław Kudłacik

Opis badań 

Celem badań jest opracowywaniem nowych metod biometrycznych, uwzględniających m.in. brak powtarzalności próbek biometrycznych. Prace koncentrować się będą np. na realizacji wspomnianego celu z zastosowaniem popularnych i intensywnie rozwijanych w ostatnich latach zespołów klasyfikatorów oraz zbiorów rozmytych.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe

Członkowie

• dr hab. Krzystof Gdawiec prof. UŚ (lider zespołu)
• dr hab. Agnieszka Lisowska
• dr Ireneusz Gościniak

Opis badań 

Głównym celem badań jest opracowanie nowych proceduralnych metod generowania obrazów, w tym obrazów artystycznych. W badaniach wykorzystane zostaną różne podejścia do tworzenia wzorów, m.in. fraktale, algorytmy numerycznego znajdowania pierwiastków, systemy dynamiczne, podziały przestrzeni. Kolejnym celem badań jest opracowywanie nowych metod przetwarzania i reprezentacji obrazów cyfrowych z wykorzystaniem wielorozdzielczych metod geometrycznych. Metody te będą mogły być wykorzystane m.in. do poprawienia walorów artystycznych otrzymywanych wzorów. Ważnym aspektem wzorów artystycznych jest również ich estetyka. Dlatego prowadzone będą również badania nad automatyczną oceną estetyki, tzw. estetyka obliczeniowa. Łącząc opracowane metody generowania obrazów i oceny estetyki za pomocą metod sztucznej inteligencji, w tym algorytmów ewolucyjnych, uczenia głębokiego, kolejnym celem będzie stworzenie systemu do automatycznego generowania obrazów.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe

Członkowie

• dr hab. inż. Bartłomiej Płaczek, prof. UŚ (lider zespołu)
• dr Marcin Bernaś
• mgr Marcin Cholewa
• mgr Marcin Lewandowski

Opis badań 

Zespół prowadzi badania nad algorytmami rozpoznawania i lokalizacji obiektów na podstawie danych gromadzonych z wielu źródeł w rozproszonych systemach komputerowych. Celem prowadzonych prac jest poszukiwanie algorytmów, które w efektywny sposób wykorzystują ograniczone zasoby obliczeniowe i zasoby energii w systemach wbudowanych oraz urządzeniach internetu rzeczy. Realizowane prace badawcze dotyczą również algorytmów transmisji danych w bezprzewodowych sieciach sensorowych. Opracowane dotychczas metody pozwoliły osiągnąć niższe zużycie energii węzłów sensorowych i dłuższy czas życia bezprzewodowych sieci czujników.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe
• Przygotowanie rozprawy doktorskiej

Członkowie

• dr hab. Małgorzata Przybyła-Kasperek, prof. UŚ (lider zespołu)
• dr hab. Agnieszka Nowak-Brzezińska, prof. UŚ
• dr Kornel Chromiński
• dr hab. Beata Zielosko, prof. UŚ
• mgr inż. Krzysztof Żabiński

Opis badań 

Badania grupy badawczej skupiają się na analizie reprezentacji regułowej wiedzy oraz metodach wnioskowania/ klasyfikacji z wykorzystaniem takiej reprezentacji wiedzy. Rozważane są również zastosowania algorytmów inspirowanych naturą w rozwiązywaniu problemów optymalizacyjnych.

Badania dotyczą m.in. wykorzystania wiedzy rozproszonej, dostępnej w postaci niezależnych podzbiorów i gromadzonej przez odrębne jednostki/źródła. Jest to tematyka związana z najnowszymi trendami informatyki obejmującymi duże dane.

Analizowane są również systemy decyzyjne z wiedzą regułową. Proponowane są nowe metody generowania reguł decyzyjnych i asocjacyjnych oraz optymalizacji tych reguł względem miar ich jakości jak np.: długość i pokrycie. Prowadzone badania obejmują także zagadnienia selekcji cech w dziedzinie stylometrii.

Analizowane są różne metody organizacji bazy wiedzy poprzez grupowanie reguł i metody wnioskowania z wykorzystaniem stworzonej w ten sposób struktury. Ponadto proponowane są rozwiązania służące do wykrywania reguł nietypowych przy zastosowaniu algorytmów wykrywania odchyleń.

Prowadzone są badania nad opracowaniem nowych algorytmów optymalizacyjnych będących algorytmami inspirowanymi naturą, poprzez opracowanie nowych operacji i podejść bazujących na naturalnych procesach jak ewolucja, epigenetyka.

Zakładane efekty badań

• Publikacje naukowe

Najnowsze wyniki badań przedstawione zostały w publikacjach:

• Przybyła-Kasperek, M.: Generalized objects in the system with dispersed knowledge, Expert Systems with Applications, 162, 2020, https://doi.org/10.1016/j.eswa.2020.113773
• Przybyła-Kasperek, M.: Coalitions’ Weights in a Dispersed System with Pawlak Conflict Model, Group Decision and Negotiation, 1-43, 2020
• Przybyła-Kasperek, M.: Are coalitions needed when classifiers make decisions?, Procedia Computer Science, Vol. 176 (2020), s. 1279-1288
• Stańczyk, U., Zielosko, B., Baron, G.: Discretisation of conditions in decision rules induced for continuous data, PLoS ONE 15(4): e0231788, (2020), 1-33
• Stańczyk, U., Zielosko, B.: Heuristic-based feature selection for rough set approach, Int. J. Approx. Reason. – Vol. 125 (2020), 187-202
• Stańczyk, U., Zielosko, B.: Assessing quality of decision reducts, Procedia Computer Science, Vol. 176 (2020), s. 3273-3282
• Zielosko, B., Stańczyk, U.: Reduct-based ranking of attributes, Procedia Computer Science, Vol. 176 (2020), s. 2576-2585
• Nowak-Brzezińska A. , Horyń C.: Wartości odstające i ich wpływ na jakość analizy skupień – pakiet SOAC RAPORT, Zeszyty naukoweStudia Informatica, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 2020 *(w druku)*
• Nowak-Brzezińska, A.; Horyń, C., Outliers in rules – the comparision of LOF, COF and KMEANS algorithms., Procedia Computer Science,Vol. 176,2020,pp. 1420-1429,ISSN 1877-0509,https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.09.152.
• Nowak-Brzezińska, A.; Horyń, C. Exploration of Outliers in If-Then Rule-Based Knowledge Bases. Entropy 2020, 22, 1096. https://doi.org/10.3390/e22101096
• Tkacz, M., Chromiński, K.: Advantage of Using Spherical over Cartesian Coordinates in the Chromosome Territories 3D Modeling, International Conference on Computational Science, 661-673, 2020
• Chrominski, K., Tkacz, M., Boryczka, M.: Epigenetic Modification of Genetic Algorithm, International Conference on Computational Science, 267-278, 2020