|
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. UplatněníAbsolvent 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
Vypsané disertační práce pro rok 2026/27Bakteriální rezistence v kontextu antimikrobiálního působení netermálního plazmatu
AnotaceTato disertační práce se zaměřuje na studium potenciálu vzniku a mechanismů rozvoje bakteriální rezistence na netermální plazma. V rámci experimentální části bude sledován vliv opakované expozice netermálnímu plazmatu na vybrané bakteriální kmeny s cílem zjistit, zda a jak dochází k adaptačním změnám, které mohou ovlivnit účinnost této technologie v dlouhodobém horizontu. Součástí práce je i hodnocení praktických dopadů těchto poznatků pro budoucí využití netermálního plazmatu v oblasti dekontaminace a antimikrobiálních aplikací. Hodnocení kvality dopravních snímků pro dopravní dohled v chytrých městech s využitím umělé inteligence
AnotaceDisertační práce se zaměřuje na využití moderních metod strojového učení a umělé inteligence pro analýzu kvality obrazových dat pořízených mobilními kamerovými vozidly v reálném provozu za účelem optimalizace výběru nejvhodnějšího snímků pro následný přenos do nadřazených systémů dopravního dohledu, řízení a zpracování. Práce vychází z praktických provozních scénářů, v nichž jsou zpracovávány obrazové sekvence s proměnnými světelnými podmínkami, pohybovými artefakty vozidla i okolních objektů a kompresními omezeními přenosových kanálů. Cílem práce je navrhnout automatizovaný systém pro hodnocení a třídění kvality snímků zejména v oblasti predikce užitné informační hodnoty snímku zejména v oblastech predikce vhodnosti snímku pro automatizované čtení registračních značek a čtení dopravního značení. Statistické modely a modely strojového učení pro zpracování vícedimenzionálních dat v chemii
AnotaceTato práce se zaměřuje na zpracování, rekonstrukci a analýzu vícedimenzionálních signálů. Analýza smíšených chemických vzorků, využívající techniky jako je hmotnostní spektrometrie, 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. Strojové učení v analýze biomedicínských dat
AnotaceDisertační práce se zabývá návrhem a implementací komplexního systému pro analýzu biomedicínských dat. Tato data budou získána ve Fakultní nemocnici Královské Vinohrady v Praze a v Nemocnici Pardubického kraje. Systém bude sloužit jako podpůrný nástroj pro lékaře, umožňující objektivní hodnocení zdravotního stavu pacientů, a současně nabídne možnosti analýzy jedno- i vícerozměrných dat, jako jsou EKG, srdeční frekvence, pohybové záznamy či obrazová data z CT a NMR. K analýze budou využity jak klasické statistické metody (např. OLR, RF), tak moderní přístupy hlubokého učení. Výpočetní inteligence v analýze pohybu
AnotacePráce je zaměřená na analýzu pohybu s využitím senzorových systémů pro záznam dat, a aplikaci metod počítačové inteligence pro jejich zpracování s využitím v biomechanice a inženýrství. Metodologická část práce zahrnuje využití datázových systémů se záznamy signálů přenosných senzorů, implementaci komunikačních technologií, funkcionální transformaci dat, využití anatomického souřadného systému, definici matice vzorů s příznaky v časové a frekvenční oblasti, a využití strojové učení pro rozpoznávání vektorů vzorů při zpracování signálů. Aplikační část práce je věnována monitorování pohybu, klasifikaci pohybových vzorů, a analýze dat. Navržená obecná metodika založená na společném teoretickém základě metod číslicového zpracování signálů, spektrální analýzy, a umělé inteligence bude využitá v diagnostice pohybu s vybranými mezioborovými aplikacemi. Využití aerogelů pro senzory plynů
AnotaceVýznamný rozvoj technologií přípravy nanomateriálů v posledních dvou dekádách umožnil přípravu celé řady senzoricky aktivních materiálů s unikátní strukturou a vlastnostmi. Poměrně jednoduchou technikou superkritického sušení je dnes z materiálů používaných pro chemické senzory možno připravovat aktivní vrstvy ve formě aerogelů. Z hlediska chemické senzoriky vykazují takto nanostrukturované materiály v mnoha směrech unikátní vlastnosti (vysoká citlivost a selektivita, velký aktivní povrch). Cílem práce bude návrh a realizace senzorů na bázi aerogelů tvořených anorganickými oxidy a jejich případnou chemickou (selektivní organické receptory, modifikátory povrchového napětí) a fyzikální modifikací (laserové žíhání, zabudování katalyticky aktivních nanočástic). Pro vyhodnocováni senzorické odezvy se bude využívat impedanční spektroskopie a UV-VIS-NIR spektrometrie. Vývoj diagnostických metod s využitím vibrační spektroskopie a strojového učení
AnotaceRozvoj vibrační spektroskopie v klinickém výzkumu otevírá nové příležitosti pro tvorbu rychlých a spolehlivých diagnostických nástrojů. Disertační práce bude zaměřena na návrh, vývoj a validaci metod pro rapidní automatizované měření a zpracování spektrálních dat z biologických vzorků s cílem urychlit a zefektivnit využití těchto technik v klinickém prostředí. Klíčovou částí bude vývoj a optimalizace měřicích parametrů, volba a implementace algoritmických postupů pro předzpracování dat a vícerozměrnou statistickou analýzu s využitím moderních metod strojového a hlubokého učení. Výzkum bude reagovat na aktuální potřeby klinické praxe a směřovat k maximální přenositelnosti výsledků do reálného klinického provozu. Práce bude realizována ve spolupráci s Ústavem analytické chemie FCHI, VŠCHT Praha a partnerskými klinickými pracovišti, zejména FN Bulovka. Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním
AnotaceRozšiřování 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. |
Aktualizováno: 3.2.2022 22:33, Autor: Jan Kříž