Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Optovláknové senzorické systémy II

SP2022/18

Nedoma Jan doc. Ing., Ph.D.

doc. Ing. Petr Šiška, Ph.D.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

01. 01. 2022 - 31. 12. 2022

1. Předmět výzkumu – anotace Motivací předkládaného projektu je plynule navázat na řešený projekt „Optovláknové senzorické systémy“, jehož primárním cílem byl základní i aplikovaný výzkum v oblasti senzorických aplikací využívajících optovláknové technologie. Tyto systémy mají potenciál uplatnění v mnoha oblastech ve spolupráci s firemní i vědeckou sférou jako je biomedicína, dopravní provoz, stavebnictví, technická seismicita, zabezpečení perimetru, chytré město či průmysl 4.0 což potvrzuje aktuálnost zkoumané problematiky. Ve všech uvedených oblastech, ale i mnoha jiných představují výhody optovláknových senzorických systémů přidanou hodnotu a lze pozorovat stále větší rozmach jejich aplikačního využití zejména v průmyslu čtvrté generace a oblasti biomedicíny, respektive biomedicínského inženýrství. Základní téma a námět představeného projektového záměru plně naváže na původní projekt a bude korelovat s probíhajícími výzkumnými aktivitami optoelektronického týmu na Katedře telekomunikační techniky s provázaností a částečným přesahem do výzkumných aktivit na Katedře kybernetiky a biomedicínského inženýrství. Jedná se zejména o níže uvedené oblasti: a) Medicínské aplikace se zaměřením na oblast magnetické rezonance (MR), spánkovou laboratoř, neonatologii a klinickou praxi – monitorování vývoje dechové a tepové činnosti dospělého člověka a novorozenců; detekce anomálií; redukce obrazových artefaktů; zpracování naměřených biomedicínských signálů na bázi fonokardiografie a balistokardiografie; měření zahřívání implantátů v prostředí MR; monitorování osob s nízkou hmotností; návrh a realizace nových typů optovláknových senzorů s využitím moderních metod 3D tisku pro oblast MR; dechová a tepová synchronizace – spouštění MR přístroje; zvýšení work-flow MR pracoviště. Úvodní testování a pochopení problematiky aplikace optovláknových senzorů tepové činnosti na zvířatech, kde je monitorace vitálních funkcí vyžadována (závodní koně apod.). b) Dopravní aplikace – návrh, realizace a praktické ověření inovativních typů optovláknových senzorů a senzorických systémů se zaměřením na automobilovou dopravu – neinvazivní senzory pro detekci a měření rychlosti vozidel; vážení vozidel; klasifikace typu vozidla. Pro kolejovou dopravu – detekce poškození kol a nápravy; kalkulace náprav; zvýšení bezpečnosti provozu a komfortu cestujících; monitorování základních parametrů provozu jako rychlost, směr jízdy apod. a to vše v kontextu s aktuálním trendem vývoje viz TAČR (výzva DOPRAVA 2020+). c) Průmysl 4.0 – návrh, realizace a ověření funkcionality inovativních optovláknových senzorů pro monitorování provozního stavu hydraulických strojů a nástrojů v rámci prediktivní údržby v souvislosti s rozšiřováním Průmyslu 4.0; vývoj senzorů pro sledování tlaku vzduchu a kapalin; využití metody 3D tisku pro vývoj nových typů akcelerometrických senzorů; bezpečností aplikace – vývoj senzorů pro zabezpečení perimetru – detekce vniknutí, narušení prostoru s využitím umělé inteligence. d) Aplikace v oblasti geotechnického a seismického inženýrství s primárním zaměřením na dvě oblasti, respektive dva typy optovláknových systémů – distribuovaný a interferometrický. V první oblasti sledování konvergencí primárního ostění v průběhu konvenční ražby tunelů; sledování teploty v tunelovém ostění; sledování zatížení pilotové stěny, průsaků primárního ostění; sledování sesuvných území a vývoj v oblasti inklinometrie. V druhé oblasti sledování vibrací od antropogenních zdrojů; praktické ověření realizovaných optovláknových senzorů; kalibrace senzorů. Jak v případě distribuovaných systémů, tak interferometrických optimalizace těchto nových senzorických zařízení do oblasti zavádění BIM (Building Information Management).

Ing. Jan Skapa, Ph.D.
Dr. Ing. Libor Gajdošík
Ing. Jan Látal, Ph.D.
Ing. Stanislav Hejduk, Ph.D.
Ing. Jakub Čubík, Ph.D.
Ing. Stanislav Kepák, Ph.D.
Ing. Marcel Fajkus, Ph.D.
Mgr. et Mgr. Jan Jargus, Ph.D.
Ing. Aleš Vanderka
Ing. Lukáš Hájek
Ing. Miroslav Pinka
Ing. David Hrubý
Ing. Stanislav Žabka
Ing. Zdeněk Wilček
Ing. Jakub Kolář
Thao Thi Phuong Nguyen
Nhat Tien Nguyen
Ing. Michal Hub
Ing. Petr Müller, MBA
Ing. Miroslav Loch
Ing. Michal Kostelanský
Ing. Michael Fridrich
Ing. Norbert Brečkay
Ing. Peter Grajciar
Ing. Emil Bednár
Ing. Miroslav Slouka
Ing. Daniel Križan
Ing. Dalibor Zeman
Ing. Filip Lauterbach
Ing. Lukáš Grunert
Bc. Jakub Vitásek
Ing. Lukáš Broda
Ing. Patrik Burdiak
Ing. Vít Slováček
doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D.
doc. Ing. Petr Šiška, Ph.D.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

Cíle projektu
- publikovat minimálně 5 výstupů ve vysoce kvalitních časopisech s IF (Q1 nebo Q2)
- příprava a podání minimálně 1 projektové žádosti (národní nebo mezinárodní spolupráce)
- realizace minimálně 2 nepublikačních výstupů (užitný vzor, patent, prototyp, apod)
- celkově dosáhnout alespoň 10 výsledků s výstupem do RIV (indexované články v časopisech, konferenční výstupy a aplikované výstupy)