Studentská vědecká konference 2023

Automatizace je pojem, který je významným tématem neposledních pár let. Umožňuje nám řešit rutinní postupy a tak šetřit čas, pracovní sílu a s tím související náklady. Automatizace ovšem není tématem jen průmyslového sektoru, ale své zastoupení najde i ve výzkumných činnostech, kde může zastávat neméně důležitou roli. Práce si klade za úkol zprostředkování komunikace  vybraných přístrojů s řídícím SW a vývoj aplikace, konkrétně grafického uživatelského rozhraní. Tato aplikace má za úkol zpřehlednit a zjednodušit zadávání vstupních parametrů jednotlivých přístrojů namísto stávajících SW  dodávaných od výrobců. Dále pak možnost provádět plně autonomně rutinní metody měření v rámci laboratoře s čímž souvisí i případné předávání dat mezi jednotlivými přístroji. V poslední řadě bude uživatel schopen v aplikaci zpracovat naměřená data z jednotlivých přístrojů. Aplikace je vyvíjena v prostředí Matlab za použití vyšší úrovně programování a to prostřednictvím DLL, které jsou součástí SDK modulů právě pro vývoj. Cílem je ulevit pracovníkům laboratoře po stránce časové náročnosti měření, tak aby se mohli plně věnovat aktivní části výzkumné činnosti za podmínky, že bude zaručena stejná kvalita výstupů z aplikace jako u dodávaných SW.  

V dnešnej dobe sa v priemyselnej praxi kladie veľký dôraz nielen na podmienky a možnosti výroby chemicko-potravinárskeho produktu ako takého, ale aj na zbieranie dát o správaní sa výrobku a o jeho spotrebiteľoch na konkurenčnom trhu. Výzvou už zväčša nie je zbierať a uchovávať dáta, ale vhodne ich spájať, interpretovať a použiť pre strategické rozhodnutia podniku. Táto práca sa zaoberá práve vytvorením databázy dát z rôznych zdrojov, jej analýzou a interpretáciou výsledkov ako prínosu pre výrobcu produktu. Analýza tohto typu hľadá dosiaľ možný nepokrytý potenciál rozvoja odbytu pre produkty výrobcu. Cieľom práce je vytvoriť a analyzovať komplexnú sadu dát hovoriacich o výrobku. Práca sa postupne zaoberá hľadaním a spájaním kvalitatívnych a kvantitatívnych faktorov o výrobku  v kombinácii s demograficko-ekonomickými ukazateľmi o zákazníkoch. Následne ich unifikáciou a očistením o náhodné tendencie a vyvodením odporúčaní na základe požiadavku zadávateľa pri využití matematických postupov a metód. V záverečnom výstupe táto práca využíva prostredie analytického grafického užívateľského rozhrania Power BI. Najpopulárnejším rozhraním pre konečných užívateľov sú programy spoločnosti Microsoft, ktoré s každou ďalšou generáciou prinášajú nové možnosti využitia.    

Vestavné systémy, tedy veškerá zařízení, která mají v sobě počítač, nás v dnešním světě obklopují na každém kroku. Od mobilních telefonů, přes ledničky po žehličky. Současný vývoj technologií vestavných systémů je analyzován v kontextu současných inovací ve smyslu průmyslu 4.0. Technická implementace konceptů jako například Internet of Things nebo Cloud Networking vyžaduje značnou výpočetní sílu hardwaru, který je v dnešní době překvapivě cenově dostupný, mimojiné díky popularitě smartphonů. Cílem mé práce je vývoj moderních vestavných systémů za užití toolchainu Yocto se zvláštním zřetelem pro grafická uživatelská rozhraní implementovaná v jazyce C/C++.

V této práci zpracováváme obličejová data zdravých pacientů za účelem nalezení vztahu mezi věkem a pohyby mimického svalstva v průběhu vykonávání standardních obličejových cviků (mračení, úsměv a jiné). Tento vztah nám umožní lépe pochopit obecný vliv stárnutí na schopnost projevovat mimické výrazy. Zároveň jej lze použít k filtraci vlivu stárnutí (tzv. odstranění baseline) a tím nám umožní lépe modelovat poruchy v mimice, které jsou dány jinými vlivy, jako je například částečná paréza obličeje. Data, která analyzujeme, jsou představena ve formě časových řad, což nám umožňuje detailně sledovat dynamiku mimických výrazů v čase. Na tato data nahlížíme dvěma způsoby. Prvním je funkcionální přístup, kdy nahlížíme na data jako na funkce a tím druhým je přístup topologický, pomocí kterého studujeme obecný tvar dat a jak se tento tvar mění v průběhu cviku. Kombinace těchto přístupů nám pak dovoluje robustněji modelovat výše zmíněný vztah. 

Kýlní operace představují běžný, avšak komplexní aspekt chirurgické praxe, vyžadující pečlivou analýzu pro informovaná rozhodnutí. Tato práce představuje řešení, které kombinuje integraci Evropské databáze kýlních operací s interaktivní webovou a desktopovou aplikací pro offlinové a online použití. S využitím programovacího jazyka Python a Tk interface, jsme vytvořili desktopovou část projektu s důrazem na uživatelsky přívětivé rozhraní. Zároveň jsme rozšířili naše řešení vytvořením webové aplikace s využitím frameworku Django k vytvoření backendu. Pro vytvoření frontendu jsme použili HTML a Javascript v kombinaci s CSS. Tato řešení umožňují přehlednou vizualizaci dat z Evropské databáze. Prezentace se zaměří na klíčové aspekty implementace, včetně procesu zpracování a filtrace dat z Evropské databáze, návrhu uživatelského rozhraní a implementace bezpečnostních opatření. Cílem projektu je poskytnout lékařům a výzkumníkům snadný a efektivní přístup k relevantním informacím o kýlních operacích.  

Prvé využitie senzorov v biomedicínskych aplikáciách bolo zaznamenané už v 20. storočí, pričom ich využitie sa postupne rozvíjalo a inovovalo až do dnešnej doby. Dnes sú už neoddeliteľnou súčasťou medicínskych postupov, ktoré si nevieme predstaviť bez využitia prostriedkov ako je záznam EKG alebo EEG. Rapídny progres vo vývoji senzorov spolu s prostriedkami analýzy dát umožňujú zaviesť nové postupy do diagnostiky, monitorovania a rehabilitácie pacientov. Akcelerometre, gyroskopy, senzory pulzu alebo polohy vieme každý z nás jednoducho použiť na záznam dát prostredníctvom smartfónov alebo chytrých hodiniek. V našej práci zaznamenávame akcelerometrické a pozičné dáta u detských pacientov pomocou smartfónu v mobilnej aplikácii Matlab. Navrhli sme metodiku pre analýzu symetrie chôdze u detí rôzneho veku, pohlavia a zdravotného stavu za použitia diskrétnej Fourierovej transformácie a štatistických metód. Na základe toho sme vytvorili algoritmus na spracovanie zaznamenaných dát implementovaný v mobilnej aplikácii Matlab, aby bolo možné vyhodnotiť predbežné výsledky merania bezprostredne po uskutočnení záznamu dát. Naša práca má potenciál poskytnúť cenné informácie pre lepšiu diagnostiku a rehabilitáciu detských pacientov, a tak prispieť k zlepšeniu kvality poskytovanej liečby.

Dopredná osmóza (FO) je v porovnaní s reverznou osmózou (RO) technologicky menej často využívaným procesom pre transport vody, je však jej vhodným doplnkom. Podobne ako reverzná osmóza tak aj dopredná sa využíva v oblasti získavania čistej vody – najmä v podmienkach, pri ktorých samotná RO nedokáže byť aplikovaná.   Našim cieľom je proces optimalizovať, preto je potrebné poznať jeho model. Pretože prostredníctvom vytvorenia modelu sme schopní proces simulovať a tým zisťovať jeho dynamiku, správanie sa pri rôznych podmienkach, pozorovať zmeny spojené s iným nastavením, vplyv vstupov na výstupy, atď.  Nami vytvorený model simuluje reálny FO proces pri vsádzkovom a taktiež aj pri spojitom zapojení. Pre účely firmy Aquaporin A/S sme porovnali konkrétne návrhy FO procesu (konkrétne varianty nastavenia vstupov, parametrov a počiatočných podmienok) pre využitie na zakoncentrovanie pomarančového džúsu na požadovanú výslednú koncentráciu.    Obr 1. Graf závislosti nameraných hodnôt intenzity toku od koncentrácie vstupujúceho produktu pre tri rôzne koncentrované odťahové roztoky (20%,  40% a 60%) . Na základe týchto dát sme sa následne dopracovali ku kvadratickému modelu (žltý graf).    Obr. 2. Grafy zobrazujúce vplyv pridania membrán na osmotický tlak odťahového a produktového roztoku.