Oddělení složitých systémů

Oddělení složitých systémů

Výzkum v oddělení složitých systémů je zaměřen na rozvoj a aplikaci metod analýzy a modelování dat pocházejících z měření komplexních systémů reálného světa.

Oblast našeho výzkumu

Chování složitých systémů, které se obvykle skládají z mnoha interakčních prvků, nelze vysvětlit jednoduchou extrapolací zákonů popisujících chování jejich částí. Proto je důležité zkoumat, jak vztahy mezi těmito částmi systému dají vzniknout pozorovanému kolektivnímu chování a jak systém interaguje a vytváří vztahy s okolním prostředím. Studium složitých systémů považuje kolektivní nebo systémové chování za základní předmět studia. Proto lze komplexní systémy chápat jako alternativní paradigma k myšlenkám redukcionismu, která se pokouší vysvětlit systémy z hlediska jejich součástí a vzájemných interakcí mezi nimi.

Obor složitých systémů, jako ze své podstaty interdisciplinární oblast, využívá příspěvky z mnoha různých oborů, jako je například studium sebeorganizace z fyziky, analýza spontánního řádu ve společenských vědách, výsledky teorie chaosu a teorie grafů z matematiky, či poznatky o adaptaci z biologie a mnoho dalších. Z toho také plyne, že komplexní systémy se jako oblast výzkumu snaží řešit otevřené problémy v různých oborech, včetně statistické fyziky, teorie informací, nelineární dynamiky, antropologie, informatiky, věd o Zemi, sociologie, ekonomie, psychologie a biologie.

Klíčové výzkumné trendy v naší oblasti

Klíčové trendy odpovídají hlavním vědeckým a technologickým výzvám při výzkumu složitých systémů:

  • potřebě existence spolehlivých metod analýzy komplexních systémů,
  • usilí  o pochopení systémů v různých prostorových a časových měřítkách,
  • dostupnost stále obsáhlejších observačních / experimentálních datových souborů a související potřeby využití vysoce výkonných počítačů a efektivních algoritmů,
  • potřebě integrace datově a teoreticky orientovaných přístupů v modelování komplexních systémů,
  • stále se rozšiřující interdisciplinaritě související s interakcí modelování mezi složitými systémy.

Vize

Oddělení se zaměřuje na výzkum s vysokým dopadem ve vybraných klíčových oblastech problémů:

  • Vývoj a detailní posouzení vlastností moderních metod analýzy komplexních systémů a jejich využití v aplikačních oblastech s vysokou společenskou přidanou hodnotou,
  • Studium interakcí v různých časových měřítkách v klíčových aplikačních oblastech,
  • Efektivní výpočty pro zpracování velkého množství heterogenních dat s vysokými nároky na výpočetní výkon zahrnující problémy jednak v oblastech realizace vysoce výkonných výpočtů, tak i v oblasti analýzy složitosti algoritmů,
  • Vývoj a optimalizace postupů integrujících data a realistické teoretické poznatky,
  • Rozvíjení fyzickálně realistických modelů, které překlenují mezeru mezi tradičními aplikačními poli.

Aplikace

Teoretický výzkum metod pro charakterizaci a modelování komplexních systémů je těsně spjat s výzkumem v řadě oblastí základního či aplikovaného výzkumu, zejména:

  • neurovědy
  • klimatologie
  • environmentální modelování
  • počítačová bezpečnost

Seminář

Oddělení organizuje nepravidelný seminář, kde přednášejí členové i tuzemští a zahraniční hosté.

Projekty

Členové oddělení

Vedoucí oddělení: Ing. Mgr. Jaroslav Hlinka, Ph.D.

Sekretářka: Danuše Smolíková