Bakalářská práce

Application of Machine Learning in Material Magnetism Analysis

Vojtěch Ráliš
Anotace

Tato práce se zabývá aplikací technik strojového učení pro predikci lokálních magnetických momentů ve slitinách Fe-Al, což nabízí výpočetně efektivní alternativu k tradičním kvantově mechanickým výpočtům. Tato práce, navazující na předchozí výzkum, se zaměřuje na tři klíčové oblasti zlepšení: posouzení alternativních metod pro definování lokálního atomového prostředí, vylepšení architektur neuronových …více

Abstract

This thesis explores the application of machine learning techniques for predicting local magnetic moments in Fe-Al alloys, offering a computationally efficient alternative to traditional quantum mechanical calculations. Building upon previous research, this work focuses on three key areas of improvement: assessing alternative methods for defining local atomic environments, refining neural network architectures …více

Klíčová slova
machine learning material science Fe-Al alloys magnetism magnetic moment explainable artificial intelligence structure-property relationship hyperparameter optimization strojové učení materiálové vědy slitiny Fe-Al magnetismus magnetický moment vysvětlitelná umělá inteligence vztah mezi strukturou a vlastnostmi optimalizace hyperparametrů
Zadání práce

Cílem práce je spolupráce na základním výzkumu orientovaném na prozkoumání magnetických vlastností slitin ve vztahu ke struktuře těchto materiálů s využitím metod strojového učení. Konkrétně budou zkoumány lokální magnetické momenty atomů jako funkce prostorového uspořádání a chemického složení okolních atomů v tuhých roztocích (neperiodické uspořádání atomů několika prvků v uzlech krystalické mříže).

Souvislosti mezi lokálními magnetickými momenty atomů železa ve slitinách železa a hliníku a jejich okolím budou analyzovány pomocí nástrojů strojového učení, zejména využitím neuronových sítí, v návaznosti na předešlé výzkumné aktivity Ústavu fyziky materiálů AV ČR v Brně. Důraz bude kladen na interpretaci těchto modelů. Pro popis struktury slitin budou vyzkoušeny různé charakteristiky, tzv. deskriptory.

Práce se bude skládat z textové části, která bude kromě teoretického rozboru s popisem aktuálních přístupů obsahovat i popis a empirické vyhodnocení vlastní implementace na vybrané datové sadě (výsledky kvantově-mechanických výpočtů pro systémy s desítkami až stovkami atomů) včetně srovnání s jinými aktuálními přístupy na stejné sadě, a z části praktické v podobě funkční aplikace umožňující popsat magnetické vlastnosti systémů s mnohem vyššími počty atomů (např. tisíce až miliony), než jaké je možné popsat pomocí kvantově-mechanických výpočtů.

Administrativní informace
Práce zkontrolována:
26. 5. 2025 15:34, doc. RNDr. Aleš Horák, Ph.D., učo 1648
Plný text práce
13,2 MB / soubor PDF
Přílohy (5)
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
25. 6. 2025
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. RNDr. Aleš Horák, Ph.D., učo 1648
KSUZD FI MU

Oponent

doc. Ing. Matej Lexa, Ph.D., učo 31298
KSUZD FI MU

Konzultant

Mgr. Martin Friák, Ph.D., učo 7833
ÚFKL Fyz PřF MU
Citovat tuto práci
Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Studijní program
Plán
Informatika

Práce na příbuzné téma

Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.

Podobné práce

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.

  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.

  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.

  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.

  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.