Riešené projekty a grantové úlohy

Vedecký projekt je zameraný na výskum metód a prístupov v oblasti mobilných robotických systémov pre potreby záchranných zložiek zasahujúcich pri krízových situáciách, napr. pri požiaroch, biologickom ohrození a pod. Cieľom projektu je na teoretickej úrovni spracovať a laboratórne overiť metódy získavania údajov, ich spracovania a následného rozhodovania (riadenia) mobilného robota na základe získaných informácií počas krízovej situácie. V prvej fáze projektu sa definujú kritické časti robotického systému a navrhujú princípy ich fungovania s prihliadnutím na náročné prevádzkové podmienky počas krízovej situácie. Druhou fázou je implementácia navrhovaných metód a overenie ich funkčnosti za pomoci členov tímu z fakulty FBI UNIZA, ktorý majú priamy dosah na tvorbu zásahových plánov záchranných zložiek SR. Navrhnuté metódy bude možné aplikovať pri vývoji a konštrukcii robotických systémov pre podporu záchranných zložiek zasahujúcich počas obzvlášť nebezpečných krízových situácií.

V priebehu posledných niekoľkých rokov došlo k výraznej akcelerácii vývoja v oblasti umelej inteligencie a strojového učenia. Boli sme svedkami viacerých prelomových objavov, ktoré podstatne zvýšili záujem o celé odvetvie. Metódy umelej inteligencie a strojového učenia sa už nedajú považovať za vec vzdialenej budúcnosti – práve naopak, mnohé z nich sa už bežne aplikujú v praxi a prinášajú obrovskú pridanú hodnotu. Vzhľadom na tieto skutočnosti sa súvisiace metódy snažia v poslednom čase integrovať do svojich procesov, služieb a produktov aj firmy na Slovensku, pre ktoré však predstavuje výraznú konkurenčnú nevýhodu dlhodobý nedostatok vysoko kvalifikovaných absolventov technických študijných odborov všeobecne a odborov zameraných na umelú inteligenciu a strojové učenie konkrétne.

Hlavným cieľom navrhovaného projektu je vytvoriť spoločnú integrovanú iniciatívu v oblasti vyučovania umelej inteligencie a strojového učenia, ktorá bude otvorená aj voči širšej komunite a zabezpečí efektívne spoločné využívanie vzdelávacích a výskumných kapacít tak, aby sa dosiahol čo najväčší koncový benefit.

Projekt je zameraný na budovanie a modernizáciu laboratória
umožňujúceho bezpečné riadenie priemyselných procesov pomocou safety PLC. Laboratórium bolo úspešne vybudované v rámci predchádzajúceho projektu KEGA. Obsahuje šesť plnohodnotných pracovísk so safety PLC a fyzickými modelmi umožňujúcimi simuláciu reálnych situácií z  priemyslu. Cieľom projektu je rozšíriť toto laboratórium tak, aby umožňovalo realizáciu zložitých distribuovaných riadiacich systémov so safety PLC a bezpečné riadenie pohonov. To umožní aj rozšírenie súvisiaceho predmetu „Riadiace systémy so safety PLC“ a následné riešenie bakalárskych,  diplomových a dizertačných prác, ako aj realizáciu workshopov, vytvorenie výukových materiálov a vzorových príkladov. Vzhľadom k veľkému záujmu odborníkov z praxe o túto oblasť, je cieľom projektu udržať a rozvinúť aj úspešne fungujúcu spoluprácu s praxou, predovšetkým v oblasti konzultácií ohľadom dosiahnutia požadovanej úrovne integrity bezpečnosti (SIL – Safety Integrity Level) realizovaných aplikácií.

Hlavnými cieľmi projektu sú skvalitnenie výučby prostredníctvom tvorby novej študijnej literatúry a modernizácie hardvérového vybavenia,
podporou svetových jazykov, interdisciplinárnej komunikácie, spolupráce s praxou a podporou aktivít výskumu a vývoja.

Projekt je primárne zameraný na modernizáciu výučby v oblasti automatizácie a riadenia procesov s využitím konceptu Industry 4.0. V
rámci projektu bude vytvorené pracovisko, ktoré bude zároveň integrovať najnovšie technológie identifikácie objektov používané v priemyselnej praxi a technológie  snímania objektov nielen pomocou konvenčných senzorových systémov ale aj s využitím obrazovej
informácie. Na základe identifikácie objektov a odoslaním údajov do cloudového systému bude možné následne na základe analýzy dát možné vyhodnotiť dáta z viacerých aspektov.

Forenzná analýza cestných dopravných nehôd (DN) v rámci znaleckého odvetvia „03 03 01 Nehody v cestnej doprave“ predstavuje komplexnú a interdisciplinárnu problematiku s potencionálne rozsiahlym objemom vstupných parametrov v osi „vozidlo-človek-cesta“. Vstupné parametre sú často krát parciálneho charakteru a zaťažené technickými neistotami. To má následne negatívny vplyv na jednoznačnosť technickej rekonštrukcie a analýzy cestných DN, ktorá v trestnoprávnom procese slúži ako podklad pre rozhodovanie orgánov činných v trestnom konaní a súdov. V rámci forenznej analýzy DN so zraniteľnejšími účastníkmi cestnej premávky (chodci, cyklisti) je výrazný vplyv prvku „človek“ na analýzu tejto podmnožiny DN. A to najmä v zmysle analýzy a vyťaženia zranení človeka ako potencionálnych podkladov pre určenie priebehu cestnej DN. Navrhovaný projekt rieši aktuálnu problematiku virtuálnych a fyzických náhrad ľudského tela určených prioritne pre interdisciplinárnu objektívnu forenznú analýzu DN so zraniteľnejšími účastníkmi cestnej premávky, ale s univerzálnosťou použitia aj v iných odboroch využívajúcich poznatky úrazovej biomechaniky. V súčasnosti existujúce matematicko-fyzikálne modely a fyzické modely ľudského tela neposkytujú úroveň bežne dostupných a univerzálne použiteľných nástrojov pre široké spektrum aplikácií. Toto tvrdenie platí v medzinárodnom kontexte. Cieľom navrhovaného projektu je integrovaný výskum a vytvorenie simulačného matematicko fyzikálneho modelu a fyzického modelu dospelého ľudského tela so zvýšenou anatomickou a biomechanickou vernosťou pre viacsmerové mechanické namáhanie s dôrazom na dynamické rázové namáhanie pri DN so zraniteľnejšími účastníkmi cestnej premávky. Výstupy projektu budú priamo aplikované v analýze cestných DN, analýze dynamiky pohybu tela v rámci forenznej analýzy trestných činov, analýze iných nehodových udalostí (problematika pracovných úrazov) a pri výskume mechanizmu vzniku zranení pri dynamickom namáhaní ľudského tela.

Globálnym cieľom projektu je vytvorenie nového moderného konceptu automatizovanej robotickej montážnej bunky pozostávajúcej z mobilného manipulátora, pričom manipulačná časť úlohy je plnená poddajným  manipulátorom. Tento cieľ je rozdelený na čiastkové úlohy:

• návrh mobilnej platformy schopnej autonómneho pohybu v neznámom prostredí,
• návrh konceptu poddajného manipulátora rozšíreného o senzorické systémy umožňujúce kvalitnejšie modelovanie prostredia a interakciu s človekom
• a vzájomnú kooperáciu týchto dvoch modulov tak, aby bolo zabezpečená stabilná manipulácia s objektami aj počas pohybu robota.

Vhodný návrh hardvéru a vývoj softvéru vedie k zostaveniu tohto unikátneho konceptu kombinujúceho aktuálne trendy v R&D v robotike.

V dnešnej dobe neexistujú žiadne komerčné riešenia telematickej podpory záchranných zložiek pri zásahu v špecifickom prostredí cestných a železničných dopravných tunelov. Primárnym cieľom projektu je návrh  unikátneho a konkurencieschopného systému, ktorý svojou  činnosťou umožní znížiť bezpečnostné riziká vyplývajúce z prevádzky dopravného tunela. Návrh systému a jeho funkčná špecifikácia budú predložené vo forme vhodnej pre realizáciu komerčných riešení. Odberateľovi sa predloží ucelená UML špecifikácia SW, s dôrazom na identifikáciu a klasifikáciu bezpečnostne kritických udalostí v tuneloch. Výhodou takto  koncipovaného  aplikačného výstupu je možnosť takýto model / návrh systému v prípade potreby nad rámec projektu operatívne doplniť aj o ďalšie funkcionality. Pre správne vyhodnotenie získaných dát o aktuálnej situácii a jej následnom vývoji je nevyhnutné získať korektné, čo možno najpresnejšie vstupné údaje z jednotlivých  technologických tunelových podsystémov. Z tohto  dôvodu bude potrebné navrhnúť vhodnejšie usporiadanie jestvujúcich zariadení, ktoré dokážu poskytovať  vyhodnocovaciemu systému relevantné údaje. Aby navrhovaný systém mohol byť konkurencie schopný, bude potrebné zamerať sa aj na poukázanie na  nedostatky jednotlivých technologických subsystémov nasadzovaných v tunelových systémoch v súčasnosti a na návrhy na odstránenie týchto nedostatkov.

Navrhovaný projekt aplikovaného výskumu bude zameraný na návrh, optimalizáciu a tvorbu častí meracieho zariadenia umožňujúceho zistiť hmotnosť vozidla (nápravy) počas jazdy v zmysle platných cestných predpisov na ceste alebo diaľnici. Projekt sa bude zaoberať identifikáciou vhodných senzorických (hardvérových) častí zariadenia, návrhom ich konštrukčného osadenia do existujúcich zariadení Measure-in-Motion® partnera projektu a riešením kompatibility výstupov použitého optického senzora a vstupov
existujúcej vyhodnocovacej jednotky.

Priemyselný  výskum  životnosti  automobilových  komponentov nasledujúcej generácie dopravných prostriedkov. Výskum  a vývoj  hydrodynamických  meničov  pre  zefektívnenie hybridizácie pohonného sústrojenstva. Výskum  metód  riadenia  elektrických  pohonov  a vývoj  nových topologických usporiadaní trakčných meničov. Výskum v optimalizácii dynamiky a energetiky elektrickej trakcie. Výskum a vývoj v oblasti optimálneho prevádzkovania batériových systémov. Vývoj IKT pre zvyšovanie bezpečnosti prevádzkových vlastností a zvyšovanie  inteligencie  prostredníctvom  samoučiacich sa algoritmov. Analýza  mechanických  vlastností  moderných  systémov  pre dopravné  prostriedky  formou  HIL  a PIL  simulácií  a prostredníctvom testovacích stolíc.

Hlavným cieľom projektu je priniesť nové poznatky v oblasti optimalizácie možností integrácie vybraných senzorických a informačných prvkov a subsystémov do prostredia nositeľnej elektroniky využiteľnej v rámci boja so šírením vírusu SARS-COV-2 spôsobujúceho ochorenie COVID-19.

V projekte sa budeme zameriavať na výskum inšpekčných a záchranných robotov v nekontrolovanom prostredí (úlohy SAR, angl. Search and Rescue), najmä pre aplikácie prehľadávania a mapovania priestoru zasiahnutého požiarom alebo inou mimoriadnou udalosťou. Základným cieľom projektu je návrh a konštrukcia záchranného robotického mobilného systému s následným teoretickým návrhom a laboratórnym overením metód získavania údajov, ich spracovania a následného rozhodovania (riadenia) záchranného mobilného robotického systému na základe získaných informácií počas mimoriadnej situácie. Získané informácie budú následne poskytované príslušníkom záchranných zložiek v reálnom čase, čo umožní efektívne riadenie zásahu, a tým aj zníženie škôd na zdraví a majetku.

V rámci dopravných systémov dnes sledujeme neustály nárast objemu premávky, ktorý vedie ku vzniku kongescií a dopravných kolapsov, čo má vážne dopady – napr. zvýšenie emisií, negatívne vplyvy na životné prostredie a na ľudské zdravie, ale aj značné ekonomické škody: jednak priamo spôsobené zdržaniami a jednak v dôsledku zhoršeného ekonomického prostredia. Zvyšujúci sa objem premávky má tiež dopady na bezpečnosť dopravy, a to nielen v kontexte miest, ale aj širšie – napr. v kontexte tunelových systémov, priecestných zabezpečovacích systémov a pod. Dlhodobým cieľom projektu a navrhovaných výskumných aktivít je prispieť k rozvoju nových prístupov a metód v oblasti inteligentných dopravných systémov. Aktivity je možné rozdeliť na tri časti: (i) inteligentné systémy na riadenie dopravy; (ii) podporné systémy pre inteligentnú dopravu; (iii) pomocné výskumné aktivity. Medzi podporné ciele projektu patrí aj vytvorenie ekosystému pre ďalšie projekty v tej istej oblasti.

Projekt sa zaoberá rozšírením jestvujúceho robotického pracoviska, na ktorom bude možné navrhnúť a implementovať metódu na ovládanie kolaboratívneho robota pomocou gest a vytvorenie robotického asistenta na podávanie náradia.

Tento projekt je zameraný na návrh framework-u pre spracovanie rôznych algoritmov pre riadenie dopravy.

Tento projekt je zameraný na návrh uceleného systému detekcie pasažierov vo vozidlách v cestnej doprave. Počas nasadenia systému budú pasažieri vo vozidlách snímaní neinvazívne za pomoci externých snímačov a dáta budú spracované pomocou neurónových sietí.

Projekt je zameraný na inováciu ramena určeného na meranie fyzickej kondície človeka. Rameno s meničom a motorom boli vytvorené v rámci grantového projektu v roku 2022. Nové PLC zabezpečí riadenie, nastavenie systému a zobrazenie potrebných výsledkov na lokálnom displeji. Bude navrhnuté a vytvorené prívetivé, lokálne aj vzdialené užívateľské rozhranie. Inovácia bude zahŕňať aj aplikovanie nových bezpečnostné funkcií zaisťujúcich bezpečnosť testovaných osôb. Vytvorený systém bude prenosný a bude slúžiť na prezentačné aktivity a aj ako výučbová pomôcka.