Projekat 1633

Teorija automata i primene

Rukovodilac: dr Goran Kilibarda

Rezime

Predmet istraživanja

U okviru projekta planira se nastavak višegodišnjih istraživanja ponašanja automata u geometrijskim i apstraktnim sredinama i prebrojavanje nekih klasa automata i u vezi sa tim nekih klasa grafova, digrafova i Bulovih funkcija u odnosu na grupe transforamacija. Zatim se proučavaju primene automata kao modela baza podataka koje poseduju karakteristike optiamalnosti kako po obimu čuvanja tako i po lakoj dostupnosti informacije, kao i primene automata u rešavanju problema veštačke inteligencije.

Sadržaj istraživanja

Sadržaj istraživanja će obuhvatiti proučavanje ponašanja automata kao osnovne njihove karakterizacije. U vezi sa tim biće razmotreno ponašanje automata u apstraktnim sredinama tipa ulaznih slobodnih polugrupa sa inrepretacijom geometrijskog karaktera. Primere takve interpretacije predstavljaju ravni i prostorni lavirinti, tekstovne grafike, slike i slično. Ovde će biti razmatran problem automatizacije procesa ispitivanja karakteristika velikih lavirinta i informaciono opsežne grafike. Nastaviće se istraživanje problema automatne analize i problema obilaska lavirinata, otkrivanje njihovih karakteristika i traženje određenih ciljeva u njima. Razmatraće se problemi sinteze automata u lavirintima i problem modelovanja ponašanja automata u nekim klasama lavirinata. Ova istraživanja biće proširena na izučavanje karakteristika grafova i slika, pre svega, kao problema prepoznavanja oblika. Biće razmotreni problemi prebrojavanja nekih klasa automata, i u vezi sa tim i nekih klasa grafova, digrafova i Bulovih funkcija u odnosu na grupe transformacija, kao i problemi njihovih skupovnih realizacija.

Drugi pravac istraživanja, koji ima više izražen primenljivi karakter, je razvijanje novog pristupa u rešavanju problema predstavljanja podataka, koji se u teoriji baza podataka počeo nazivati informaciono-grafovskim predstavljanjem. Ovaj model je, u opštim crtama, graf sa ulaznim i izlaznim polovima u čijim su čvorovima raspoređeni automati. Na ulazu grafa predaju se zahtevi, koji se po njihovim rebrima prenose prema automatima-mašinama koje, iterativno radećI, nalaze nužni odgovor i njega daju na izlazu grafa. Ovde se razmatraju problemi traženja i čuvanja informacija u takvim bazama podataka i razrađuju se i pokušavaju dobiti odgovarajućI optimalni alogoritmi. Pored toga biće razmatrani problemi korišćenja automata i u vezi sa tim diskretnih struktura u rešavanju problema automatskog rezonovanja i automatske obrade teksta na srpskom jeziku.

Originalnost predloženih istračivanja

Originalnost istraživanja se sastoji u dobijanju teorema i algoritama kojima se rešavaju problemi opisani u sadržaju istraživanja. Projekat karakteriše i mogućnost primene negovih rezultata.

Cilj istraživanja

Cilj istraživanja je poboljšanje i doobijanje novih fundametalnih i primenjenih rezultata kojima se rešavaju sledećI problemi: ponašanje automata u lavirintima (analiza i sinteza i modeliranje), automatizacija procesa ispitivanja karakteristika velikih lavirinata, prebrojavanje nekih klasa automata i u vezi sa tim nekih klasa diskretnih struktura, traženja i čuvanja informacija.

Stanje istraživanja u oblasti

Stanje istraživanja u svetu

Teorija automata je oformljena kao posebna oblast matematike polovinom dvadesetog veka. Poslednjih skoro dvadeset godina veliku pažnju istraživača u oblasti diskretne matematike, posebno teorije automata, privlače problemi vezani za automatnu analizu slika, grafova, formalnih jezika i drugih diskretnih struktura. Na temu ponašanja automata u lavirintima publikovan je velki broj radova, preko 120. Prvi rad iz ove problematike objavio je Cl.E.Shannon 1951. Godine. Značajan doprinos u formulisanju i rešavanju opisanih problema dali su K.Dopp, H.Muler, L.Budach, H.Antelmann, A.S. Podkolzin, M.Blum, V.B.Kudrjavcev i drugi.

Stanje istraživanja kod nas

Naučna istraživanja u ovoj oblasti kod nas realizuju se pre svega u Beogradu, Novom Sadu i Nišu. Na problemima koji su formulisani i koji će biti razmatrani u okviru ovog projekta u dužem periodu radi grupa i u Beogradu pri Katedri za matematičke nauke Tehnološko-metalurškog fakultata, čiji je rukovodilac prof. Šćepan Ušćumlić. Do sada obavljena istraživanja su rezultirala objavljivanjem zapaženog broja radova iz opisane oblasti u časopisima ekstra kategorije I časopisima međunarodnog karaktera. Osim toga objavljena je jedna monografija međunarodnog karaktera u saradnji sa naučnicima iz Moskve. Članovi istračivačkog tima na ovom projektu su članovi međunarodnog naučnog saveta časopisa "Inteligentni sistemi" koji izdaje Moskovski državni univerzitet, Akademija tehnoloških nauka Rusije i Ruska akademija prirodnih nauka.

Planirani rezultati projekta

Rezultati planiranih istraživanja predstavljaće proširenje fundamentalnih znanja iz Diskretne matematike u celini, a posebno iz Teorije automata, Teorije prepoznavanja oblika, Kombinatorike, Teorije informaciono-grafovskih baza podataka itd. Pretpostavljeni rezultati mogu naćI primenu u rešavanju problema veštačke inteligencije i inženjerskih problema veštačke inteligencije i inženjerskih problema vezanih za konstrukcije mašina-robota, namenjenih za obavljanje poslova koji su teško dostupni ili nisu dostupni čoveku, kao što su, na primer, otkrivanje i gašenje požara, otkrivanje kontaminiranih područja i njihovo dekontaminiranje, prepoznavanje nejasnih tekstova i objektata itd.

Rezultati predloženog projekta će doprinetu razvoju tehnologija robotizacije nekih tehnoloških operacija u fabrikama za proizvodnju različitih roba i privrednim organizacijama, preduzećima i ustanovama za pružanje usluga. U osnovi se radi o kretanju robota po lavirintu i traženju cilja, tj. o realizaciji određenih operacija, određivanju nekih karakteristika sredine i njenoj izmeni. Oni će posebno biti primenljivi u rešavanju robotizacije intelektualne delatnosti čoveka i problema robotizacije informacionog prostora.