University of Chemistry and Technology, Prague

Contact Library Calendar Dormitories Phonebook E-learning Student IS Email

Měření a zpracování signálů v chemii

Doktorský program, Fakulta chemicko-inženýrská

Studijní program je zaměřen na oblasti moderní senzorové techniky, chemických senzorů, modelování, simulace, identifikace a klasifikace (bio)chemických dějů, sběru a zpracování dat z chemických, biochemických a biologických vzorků. Teoretický základ programu tvoří principy funkce senzorů fyzikálních i chemických veličin, metody číslicového zpracování signálů a vybrané kapitoly z aplikované matematiky. Cílem studia tohoto programu je výchova doktoranda k samostatné vědecké práci v oblastech (i) moderních chemických senzorů, (ii) modelování, simulace a analýzy komplexních chemických procesů a (iii) moderních metod zpracování dat primárně z chemických, biochemických a biologických vzorků. Cílem je vybavit studenty pokročilými teoretickými znalostmi i praktickými dovednostmi a vychovat z nich samostatné vědecké osobnosti, schopné dále rozvíjet oblasti teoretického i aplikovaného výzkumu. Program navazuje na magisterský studijní program Senzorika a kybernetika v chemii a vhodně doplňuje nabídku ostatních doktorských programů na Fakultě chemicko-inženýrské. Program se svou náplní nepřekrývá s žádným programem na VŠCHT. Specifický rys studijního programu spočívá v tom, že navazuje na hluboké chemické znalosti studentů VŠCHT Praha a rozšiřuje je směrem k senzorové technice, sběru a zpracování dat z experimentu a k vytváření matematických modelů složitých průmyslových procesů.

Uplatnění

Absolvent je vzdělán multioborově a disponuje hlubokými znalostmi z různých odvětví měřicí a senzorové techniky, modelování chemických dějů, sběru a zpracování signálů. Má přehled v tématech spojených s: (i) konstrukcí a principy fungování senzorů i měřicích systémů a (ii) matematickými a statistickými metodami při zpracování signálů a obrazů. Je veden ke schopnosti pracovat samostatně i v týmu, formulace vědeckého problému, vytvoření koncepce jeho řešení a realizace výzkumu ve všech fázích tohoto procesu. Absolvent bude připraven navrhovat vlastní výzkumné či průmyslové projekty. Získá vědomosti a dovednosti, které mu umožní profesní adaptabilitu v konkrétních podmínkách v oblasti základního a aplikovaného výzkumu, v akademické sféře i v technologické praxi spojené zejména s chemickým a potravinářským průmyslem.

Detaily programu

Jazyk výuky	český
Standardní doba studia	4 roky
Forma studia	kombinovaná , prezenční
Garant studia	Martin Vrňata
Místo studia	Praha
Kapacita	20 studentů
Kód akreditace (MŠMT kód)	P0714D130001
VŠCHT kód	D405
Počet vypsaných témat	19

Studijní plán

Vypsané disertační práce pro rok 2024/25

Analýza vícekanálových dat v biomedicině

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	prof. Ing. Aleš Procházka, CSc.

Anotace

Práce je zaměřená na metody záznamu vícekanálových dat pomocí vybraných sensorových systémů a jejich zpracování s využitím specifických metod umělé inteligence. Zvláštní pozornost je věnována sensorům pro paralelní záznam dat a užití bezdrátových komunikačních systémů pro jejich záznam a organizaci ve zvolené databázi. Příslušné matematické nástroje jsou zaměřené na metodiku pro detekci symetrie, aplikaci strojového učení, a rozpoznávání vzorů v inženýrství a biomedicíně. Aplikace jsou věnovány monitorování neurologických signálů, odhadu symetrie pohybu, a aplikaci hloubkového učení pro klasifikaci vzorů. Výsledky umožní zpracování dat v reálném čase s využitím výpočetní inteligence pro dynamický přístup k záznamům prostřednictvím internetového spojení.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Číslicové zpracování signálů v kinematice pohybu

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	prof. Ing. Aleš Procházka, CSc.

Anotace

Práce je zaměřená kinematiku pohybu založenou na analýze vícekanálových dat s využitím metod počítačové inteligence a číslicového zpracování vícerozměrných signálů v časové, frekvenční, a wavelet oblasti. Metodologická část práce zahrnuje diskriminační metody, strojové učení a rozpoznávání vektorů vzorů při klasifikaci dat a modelování pohybu. Aplikační část práce je věnována monitorování fyziologických signálů, rozpoznávání pohybových vzorů, a analýze dat chůze s využitím vybraných přenosných čidel zahrnujících akcelerometry, poziční GNSS přijímače a termální kamery. Výsledky umožní zpracování dat v reálném čase pro diagnostiku a zpracování s využitím umělé inteligence.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Detekce uvolňovaných plynů jako včasný markant poruchy Li-iontové baterie

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	prof. Dr. Ing. Martin Vrňata

Anotace

Provoz lithiových baterií (Lithium-ion batteries – LIB) je v obecné rovině vždy spojený s rizikem vzniku řetězce událostí, které se označují jako tzv. "thermal runaway of batteries". Ve zjednodušené podobě může dojít k tomu, že zkrat uvnitř baterie způsobí lokální přehřátí, čímž dojde k porušení elektrické izolace, dalšímu nárůstu teploty a vývoji výbušných nebo toxických plynů, jejich úniku do okolí spojeného s nebezpečím požáru nebo exploze. Ukazuje se všek, že pokud se zaměříme na detekci nízkých koncentrací uvolňovaných plynů, získáme spolehlivý a používaný indikátor poškození baterie, který lze využít pro systémy včasného varování. Plyny, které se uvolňují při havarijních stavech z LIB, byly identifikovány jako CO2, CO, H2 a CH4. V rámci řešení disertační práce bude student navozovat podmínky, které nastávají při poškození LIB, a zaměří se na vývoj senzorů (především chemirezistorů), umožňujících detekovat výše zmíněné plynné markanty.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamické modely chromatografie

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Kukal, Ph.D.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Hybridní a adaptivní softwarové senzory pro pokročilé monitorování bioprocesů

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Pavel Hrnčiřík, Ph.D.

Anotace

Kvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na vývoj hybridních softwarových senzorů a datově řízených softwarových senzorů s dynamicky přepínanou strukturou, které budou schopny vyhodnocovat kvalitu svého odhadu v průběhu procesu odhadu a průběžně upravovat skladbu svých datových vstupů, tedy využívat pro každou jednotlivou fázi procesu jinou on-line měřenou veličinu nebo sadu proměnných.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Matematické modelováni a identifikace technikami strojového učení

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Kukal, Ph.D.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Měření fyzikálních a chemických charakteristik koronových výbojů s ohledem na vybrané biologické aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je intenzifikace vybraných vlastností stávajících netermálních zejména koronových výbojů s ohledem na možnost jejich použití pro účely dekontaminace povrchů a jiných biologických aplikací. Intenzifikací se rozumí dosažení vyšších výkonů výbojů, popřípadě dosažení kvalitativní změny v jejich režimu bez nežádoucích jevů, jakými jsou přechod do jiskry nebo do oblouku, nadměrný ohřev v oblasti výboje atd. Modifikace (intenzifikace) může být obecně provedena například zařazením vhodného prvku do elektrického obvodu výboje, změnou geometrie elektrod, změnou charakteru napájecího napětí výboje nebo ovlivňováním již vytvořeného plazmatu mezi elektrodami výboje. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Intenzifikovaný výboj bude poté testován z hlediska různých biologických aplikací.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Moderní metody strojového učení v analýze biomedicínských dat

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	prof. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Cílem disertační práce je návrh a implementace komplexního systému pro analýzu biomedicínských dat. Data pro analýzu budou poskytnuta/naměřena ve Fakultní nemocnici Královské Vinohrady Praha a Nemocnice Pardubického kraje. Systém bude (i) sloužit jako pomocný nástroj specialisty (lékaře) při objektivním posouzení aktuálního stavu pacienta, (ii) umožňovat analýzu jedno- i vícerozměrových dat (především EKG, tepová frekvence, pohybová data, případně CT a NMR). Metodika využitá pro analýzu bude postavená na klasických statistických metodách (OLR, RF, atp.) zároveň bude využívat metody hlubokého učení.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Multivariabilní chemické senzory plynů

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	Ing. Bc. Michal Novotný, Ph.D.

Anotace

Tématem práce je výzkum a vývoj nových typů chemických senzorů plynů – multivariabilních samostatných senzorů využívajících fotoluminiscenci kombinovanou současně s přístupy měření elektrické vodivosti nebo pomocí křemenných krystalových mikrovah (QCM). Snímání s více proměnnými umožní zlepšit selektivitu senzorů, detekční limit a snížit drift vedoucí ke zvýšení jejich celkové přesnosti. Jako luminiscenční citlivé vrstvy mohou být využity anorganické materiály na bázi nanostrukturovaných oxidů kovů dopovaných lanthanoidy (např. SnO₂, TiO₂, ZnO a WO₃) a také organické materiály, např. deriváty porfyrinu. Dopanty vzácných zemin mají vysokou luminiscenční výtěžnost a dlouhou dobu života, což usnadňuje optickou detekci, zejména detekci založenou na době doznívání luminiscence. V přístupu snímání pomocí QCM je výhodné využít vrstvy černých kovů (BM), např. Au, Al, Ag, Pd, Ti, …, které vykazují díky vysoké pórovitosti BM extrémně velkou plochu povrchu, která je mnohem větší než je jeho geometrická plocha. Vrstvy BM zajišťují nižší detekční limit a zvýšení selektivity QCM senzoru při zachování vysoké hodnoty faktoru kvality. QCM těží ze své robustní povahy, dostupnosti a cenově dostupné elektroniky rozhraní. BM je možné využít i v chemirezistorech, kde se nabízí možnost dekorace jejich povrchu pomocí uvedených luminiscenčních vrstev a dalších materiálů (např. 2D nanomateriály). Tenkovrstvé struktury budou připravovány PVD technikami (napařování, magnetronové naprašování, pulzní laserová depozice). Pro modifikaci vlastností struktur bude též zkoumána interakce s intenzivním laserovým zářením. Pro vyhodnocování senzorové odezvy je přínosné využití AI technologií. Funkční vlastnosti senzorů budou optimalizovány na základě charakterizace tenkých vrstev zahrnující optické, strukturní, elektronové strukturní a senzorové vlastnosti. Výsledky budou důležité pro vývoj účinnějších zařízení pro senzory chemických plynů. Zařízení založená na vyvinutých senzorech by mohla poskytnout rychlou a spolehlivou detekci stopových množství chemikálií a výbušnin, což je vysokou prioritou pro bezpečnost, obranu, ochranu kritické infrastruktury, monitorování průmyslových procesů a životního prostředí. Práce bude realizována ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AVČR, v.v.i., s možností zapojení do projektu excelentního výzkumu programu OPJAK „Senzory a detektory pro informační společnost budoucnosti“, projektů podporovaných GAČR a TAČR a mezinárodní spolupráce.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Ochranné štíty autonomních systémů před elektromagnetickými interferencemi

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Prudký nástup autonomních systémů typu robotických pomocníků, dronů či samořiditelných vozidel sebou nevyhnutelně přinesl nárůst využití zařízení pro určování polohy, jako jsou například mikrovlnné senzory, či pokročilá lidarová, radarová či rádiová technika. Díky tomu také narůstá pravděpodobnost existence nežádoucích interferencí tohoto elektromagnetického vlnění s integrovanými obvody autonomního zařízení, což může ve svém důsledku vést ke zvýšené pravděpodobnosti výskytu nebezpečných jevů, včetně havárií a ztrát na lidských životech. Cílem této práce je proto vyvinout nové materiály pro útlum elektromagnetických interferencí a aplikovat je jako ochranné štíty v provozní oblasti elektromagnetického spektra stávajících systémů pro určování polohy. Práce bude zaměřena na vyhledání, syntézu a charakterizaci vhodných elektrických a magnetických materiálů a jejich nanostrukturovaných analogů a následný design, výroba a testování nových lehkých a flexibilních ochranných štítů. Součástí práce také bude modelování a vyhodnocování stínící účinnosti ochranných štítů v simulovaných i reálných podmínkách provozu autonomních systémů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Optimalizace statistických modelů a modelů strojového učení pro zpracování vícedimenzionálních dat v chemii

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	RNDr. Mgr. Pavel Cejnar, Ph.D.

Anotace

Tato práce se zaměřuje na zpracování, rekonstrukci a analýzu vícedimenzionálních signálů, zejména těch s významnými rušivými složkami. Analýza smíšených chemických vzorků, využívající techniky jako je hmotnostní spektrometrie a kapilární elektroforéza, generuje obrovské množství dat, která jsou často ovlivněna mnoha nežádoucími fyzikálními faktory. Cílem je zaměřit se na identifikaci a optimalizaci vhodných statistických a strojových učebních modelů. To zahrnuje porovnávání různých modelů a jejich zdokonalení s důrazem na filtrování nechtěných složek, rekonstrukci optimálních signálů a přímou extrakci důležitých hodnot. Práce zahrnuje spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie a využívá jejich rozsáhlé zkušenosti s analýzou proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Redukce řádu modelu a optimalizace v inženýrských aplikacích

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	Ing. Martin Isoz, Ph.D.

Anotace

V práci se zabýváme aplikací moderních metod redukce řádu modelu v inženýrských aplikacích, včetně chemického, případně materiálového inženýrství. Modely plného řádu vychází z metod výpočetní dynamiky kontinua (tekutin i pevných těles). Data generovaná modely plného řádu jsou zpracovávaná a-posteriori metodami redukce řádu modelu jako je například vlastní ortogonální rozvoj (ang. proper orthogonal decomposition, POD) či jeho varianta s posuvem (ang. shifted POD, sPOD). Výsledný redukovaný model je připraven buď standardním způsobem, pomocí projekce, nebo s využitím metod strojového učení. Metodologie redukce řádu modelu vyvinutá v rámci dizertační práce bude využita v optimalizačních problémech relevantních pro inženýrskou praxi.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Senzorová pole taktilních senzorů teploty a tlaku

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Taktilní senzory teploty či tlaku jsou zařízení použitá v robotice při vyhodnocování interakce robota s jinými objekty. Jedná se například o manipulaci s objektem, měření prokluzu uchopeného objektu, zjišťování souřadnic polohy objektu či měření velikosti síly působící na objekt. Krajním případem jsou složité taktilní systémy, jejichž účelem je simulace a nahrazování lidského hmatu. Senzory, které se pro uvedené účely používají, musí být dostatečně miniaturní, citlivé na malé změny tlaku, musí mít příznivé dynamické vlastnosti a časovou i operační stálost parametrů. Vzhledem k očekávané vysoké hustotě taktilních senzorů zapojených i v jednoduchých aplikacích, musí existovat možnost jejich provozu ve formě senzorových polí a zpracování dat pomocí pokročilých matematicko-statistických algoritmů. V neposlední řadě musí být náklady na jejich výrobu přiměřené, aby bylo možné je snadno nahrazovat v případě opotřebení. Cílem této práce je proto vyvinout nové typy taktilních senzorů teploty a tlaku na bázi moderních nanomateriálů, které bude možné používat v experimentech s měřením časově a prostorově rozložené síly působící na matici senzorů. Součástí práce bude příprava, charakterizace a zpracování termoeletrických a piezorezistivních materiálů na bázi organických nanostrukturovaných polovodičů a uhlíkových nanostruktur. Testování těchto látek bude mimo jiné zahrnovat strukturní, chemickou a mechanickou analýzu a měření elektrických vlastností ve stejnosměrném i střídavém elektrickém poli. Vybrané materiály pak budou zpracovány do formy citlivých senzorů. Součástí této práce bude také návrh senzorových polí a dále jejich testování a zpracování signálu pomocí pokročilých algoritmů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Strojové učení jako nástroj pro asistenční aplikace a zlepšení diagnostických metod

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	prof. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na využití pokročilých technik strojového učení ke zlepšení schopností asistenčních aplikací a diagnostických metod ve zdravotnictví. Práce zkoumá různé algoritmy pro analýzu rozsáhlých datových souborů, automatizaci rozhodovacích procesů a identifikaci skrytých vzorců v lékařských datech, což může výrazně zvýšit přesnost diagnostiky, optimalizovat léčebné postupy a zlepšit výsledky pacientů. Dále se věnuje vývoji modelů pro včasnou diagnostiku onemocnění, návrhu personalizovaných terapeutických intervencí a implementaci těchto modelů do klinické praxe s cílem zlepšit kvalitu a dostupnost péče. Výsledky této práce mohou přispět k efektivnějšímu využívání zdravotnických zdrojů a podporovat rozhodovací procesy ve zdravotnictví.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Studie míry vnitřního uspořádání v kvantově omezených křemíkových nanostrukturách

Garantující pracoviště:	Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i. Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	RNDr. Pavel Galář, Ph.D.

Anotace

Nanomateriály se staly neoddiskutovatelnou součástí technologického rozvoje 21. století. Modifikace mechanických, chemických nebo fyzikálních vlastností materiálů vyplývající ze zmenšování jejich velikosti je natolik výrazná, že může hrát zásadní roli ve využitelnosti daných materiálů. Nanomateriálem s vysokým aplikačním potenciálem jsou křemíkové nanostruktury. Ty se vyznačují vysokou schopností vázat atomy lithia, odolností na mechanickému pnutí a vysokou efektivitou generování a přeměny světelné energie. Extrémně malá velikost těchto nanomateriáů (v řádu několika nanometrů) je na jednu stranu užitečná jako mechanismus ladění vlastností. Na druhou stranu to však ztěžuje jejich strukturní charakterizaci. Teoreticky může nanočástice existovat ve velkém počtu strukturních variací s různými povrchovými fazetami, nebo může být dokonce částečně nebo zcela amorfní bez přítomnosti dalekodosahového uspořádání. Struktura nanočástic budou nevyhnutelně ovlivňovat nejen fyzikální, ale možná i jejich chemické vlastnosti. V praxi lze ke studiu struktury materiálů použít hned několik metod, například rentgenovou difrakci (XRD), Ramanovu spektroskopii nebo elektronovou mikroskopii (TEM). Aplikovatelnost těchto metod je na takto malé objekty však značně omezená z důvodů velkého povrchu a absence dalekodosahového uspořádání. Zejména u křemíkových nanočástic se ukázalo, že i tak dobře zavedené metody, jako je XRD a TEM, vedou k protichůdným výsledkům, což vyvolává zásadní otázky o skutečném strukturním uspořádání v tak malých objektech. Cílem této práce tedy bude syntéza a následná charakterizace křemíkových nanostruktur o různé velikosti a vnitřní struktuře. Syntéza nanočástic bude probíhat převážně pomocí technnologie využívající netermálního plasmatu. Po syntéze budou nanostruktury strukturně charakterizovány a charakterizační metody budou posouzeny s ohledem na snadnost jejich aplikace, přesnost a možná omezení. Tímto způsobem budou vyráběny nanočástice o požadované vnitřní struktuře a jejich charakterizací budou zodpovězeny otázky nejen o jejich reálné struktuře, ale i rozsah strukturních variant, kterých lze danou syntetizační metodou dosáhnout.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.

Anotace

Tématem práce je teoretické i praktické studium mechanismů přenosu náboje v nano-strukturovaných a nano-kompozitních materiálech připravených ve formě tenkých vrstev, povlaků, aerogelů. Cílem práce je návrh modelů popisující přenos náboje v reálných materiálech používaných pro chemické senzory. Vlastnosti nanostrukturovaných vzorků budou v závislosti na teplotě a intenzitě magnetického pole měřeny v systému Quantum Design - PPMS. Práce předpokládá (i) modelování a simulaci transportu nosičů náboje pomocí metody konečných prvků, (ii) návrh a realizaci software pro řízení, sběr a zpracování dat ze systému PPMS (iii) hledání analytického modelu popisujícího reálné (naměřené) vlastnosti vzorků v závislosti na jejich nanostruktuře.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Využití metod strojového učení pro mezioborovou analýzu geografických dat

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Pavel Hrnčiřík, Ph.D.

Anotace

V uplynulém desetiletí došlo k dynamickému rozvoji leteckého laserového skenování výškopisu území většiny evropských zemí včetně České republiky. Digitální modely reliéfu, které jsou jedním z výsledků tohoto laserového skenování poskytují mimořádně velké množství detailních informací o charakteru zemského povrchu v rámci daného území. Manuální analýza těchto datových sad je velmi pracná a zdlouhavá a v případě zkoumání větších území tedy poměrně neefektivní i z pohledu nákladů na lidskou práci. Metody strojového učení v této souvislosti nabízejí perspektivní alternativu pro řešení tohoto velmi aktuálního problému. Tato práce je konkrétně zaměřena na analytické zpracování digitálních modelů reliéfu pomocí metod strojového učení za účelem identifikace a klasifikace reliktů terénních objektů vytvořených lidskou činností (využití např. v archeologii, ochraně přírody, apod.).

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Rozšiřování moderní elektroniky, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a obecně komunikační a výpočetní techniky s sebou přináší i vysoké riziko vyzrazení kritických informací o infrastruktuře, ve kterých jsou tyto prvky využívány. V krajním případě může dojít i k úniku či převzetí administrátorských oprávnění, což může být zneužito k digitálnímu vandalismu, vyzrazení důležitých informací či útokům na infrastrukturu samotnou. Jednou z velice efektivních a obtížně odhalitelných metod těchto útoků je i vzdálené odposlouchávání informací, jež jsou emanovány z elektronických zařízení ve formě elektrického či magnetického pole. S rozvojem levné rádiové techniky a v důsledků snadno dostupných knihoven a algoritmů pro zpracování signálu již nemusí být podobný útok pouze doménou bohatých, státy sponzorovaných, organizací, ale postupně může být osvojován běžnou hackerskou komunitou a zneužíván ke kriminálním účelům. Cílem této práce je tedy prozkoumat možnosti a vyvinout a otestovat lehké a flexibilní ochranné štíty na bázi moderních nanomateriálů, které budou sloužit jako účinná pasivní ochrana elektronických zařízení před vzdáleným odposloucháváním informací. Za tímto účelem budou připraveny nové kompozitní materiály na bázi elektricky vodivých nanočástic s magnetickými vlastnostmi. Budou studovány možnosti jejich kompatibilizace s nosičem, chemická struktura a morfologie, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti a metody a možnosti jejich zpracování do požadovaného tvaru a formy vhodné k využití v miniaturní elektronice. Součástí experimentů bude i testování pasivních štítů v simulovaných i reálných podmínkách a vyhodnocování jejich schopnosti tlumit elektromagnetické vlnění vyzařované elektronickými zařízeními.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Zpracování signálů chemických senzorů pomocí algoritmů umělé inteligence

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Školitel:	prof. Dr. Ing. Martin Vrňata

Anotace

Jednou z možností jak zlepšit selektivitu a detekční vlastnosti moderních chemických senzorů je využití algoritmů umělé inteligence. Tématem práce je na základě rešerše a vlastních nápadů navrhnout, připravit a testovat nové přístupy pro zpracování a těžení dat z multi komponentních zdrojů jako je například GC/IMS spektrometr, senzory a senzorová pole s odezvou ve vizuálním, infračerveném a radiofrekvenčním poli elektromagnetického spektra. Při řešení práce se předpokládá využití hardwarové akcelerace zpracování dat a softwarově definovaného radia.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha