Riešené projekty a grantové úlohy

Pre kontrolu a optimalizáciu rehabilitácie pri gnosticky relevantných symptómoch je dôležitá priebežná diagnostika. Za predpokladu, že receptívna funkcionalita je daná, je nutné pozorovať perceptívne funkcie s dôrazom na priestorové dynamické a reflektívne vnímanie. Ťažiskom rehabilitácie sú metodicky somatognózia a stereognózia, ich diagnosticky spoľahlivá klasifikácia a na nej založená, priebežne adaptovaná rehabilitácia. Stav dostupnej technológie je hlavne z hľadiska spoľahlivosti informácií a ich vyhodnocovania v reálnom čase nedostatočný. Cieľom projektu je základný výskum v reťazci merania a spracovania dát: senzorika na tele a mimo tela pacienta, predspracovanie dát v senzorovej sieti, identifikácia a selekcia diagnosticky relevantných dát a ich bezstratová kompresia pre bezdrôtový prenos na centrálny počítač. Následne spracovanie a klasifikácia dát v počítači navrhnutými metódami pre pohybové a fyziologické dáta z pripojených senzorov v reálnom čase, nutné pre spätnú väzbu k pacientovi.

VStopy obuvi (trasologické stopy) na miestach kriminalisticky relevantných udalostí, predstavujú jeden z najvýznamnejších druhov stôp, vďaka ktorým je možné vykonať skupinovú, v ideálnych prípadoch aj individuálnu identifikáciu. V domácich podmienkach sa takéto stopy bežne zaisťujú konvenčnými metódami, pričom sa však čoraz viac dostávajú do popredia techniky 3D dokumentovania, najmä 3D skenovanie, fotogrametria a 3D tlač. V oblasti kriminalistického a expertízneho skúmania majú tieto techniky potenciál značne spresniť dokumentáciu a efektívne vyťažovať parametre stôp v osiach x, y a z. V predmetnom výskume je pozornosť zameraná na zvýšenie presnosti 3D dokumentácie trasologických stôp, nakoľko sondážou súčasného stavu bola identifikovaná absencia komplexnej a systematickej verifikácie, ktorá by deklarovala presnosť a jednoznačnú vhodnosť takéhoto postupu. Cieľom výskumu je nielen priniesť verifikované výsledky vedeckého charakteru, ale aj vytvoriť rámec poznatkov využiteľných pre kriminalistickú prax.

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.

S rozvojom IoT sietí rastie aj množstvo lokalizačných služieb pričom tieto služby majú rôzne požiadavky na kvalitu lokalizačných
systémov. Snaha poskytovateľov je  poskytovať tieto služby bez
ohľadu na prostredie, v ktorom sa používateľ nachádza. Požiadavky kladené na lokalizačné systémy je možné splniť s využitím dostupných technológií, je však potrebné brať do úvahy aj efektívnosť systému. Nie všetky služby totiž vyžadujú vysokú presnosť.
Cieľom projektu je navrhnúť riešenie lokalizačného systému pre internet vecí (IoT), ktorý bude integrovať dostupné dáta na lokalizáciu mobilných zariadení a používateľov. Medzi potenciálne zdroje týchto dát patria bezdrôtové komunikačné systémy a senzory integrované v zariadeniach pripojených do IoT. Projekt bude zameraný na výskum lokalizačných algoritmov založených na metóde fingerprinting, ale aj ad-hoc sieťach s využitím dát z dostupných senzorov. Navrhnutý lokalizačný systém umožní optimálne
využitie dát pre lokalizáciu pri splnení požiadaviek na kvalitu služby.

Vedecký projekt sa zaoberá implementovaním hybridných senzorov - inerciálneho navigačného systému (ďalej INS), do systému riadenia robota. Systém s takýmto riadením umožňuje získať presnú polohu efektora robota v priestore. Aplikáciu možno použiť na kalibráciu  robotizovaného pracoviska. Kalibrácia je nutná na prispôsobenie simulovaného modelu výrobného zariadenia reálnym geometrickým podmienkam. Simulačný model výrobného zariadenia a vytvorenie programov robotov pomocou simulačného systému predstavujú verný obraz reality. Absolútny súlad s realitou sa ale predpokladať nedá. Odchýlky reality od simulácie vznikajú z rôznych dôvodov (poloha obrobku, geometrická presnosť nástroja, vzájomná poloha osí robota). Implementovaný INS bude použitý na kalibráciu bez použitia kalibračných prípravkov, t.j. mimoriadne zjednodušenie kalibrácie v praxi.

Moderné vzdelávanie prechádza paradigmatickou zmenou, ktorá presahuje zavedenie nových metód či technológií a zasahuje samotnú filozofiu výučby. Mení sa úloha pedagóga aj študenta, pričom dôraz sa kladie na aktívne učenie, motiváciu a efektívne využívanie poznatkov v rýchlo sa meniacich odboroch, ako sú umelá inteligencia a strojové učenie. Projekt si kladie za cieľ vytvoriť ekosystém spolupráce medzi odborníkmi a vzdelávacími inštitúciami na Slovensku. Hlavnými prostriedkami sú sieť expertov, spoločná vzdelávacia platforma, vzdelávacie a výskumné aktivity. Cieľom je nielen zvýšiť efektivitu výučby, ale aj podporiť interdisciplinárnu spoluprácu a inovácie vo vzdelávaní. Skúsenosti riešiteľského tímu z predchádzajúcich projektov poskytnú pevný základ pre implementáciu týchto zmien s možným presahom aj do ďalších odborov.t.

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.

Projekt si kladie za cieľ venovať sa výskumnej činnosti v oblasti hodnotenia kryptografických mechanizmov, používaných pre bezpečnostne kritické aplikácie riadenia procesov, na báze modelovacieho prístupu. Výstupy budú prezentované formou publikácií riešiteľského kolektívu, ako aj v pripravovanej monografii. Okrem vedeckých cieľov si projekt kladie za cieľ dobudovať pracoviská v laboratóriách AB 315 a AB 320 pre potreby vyučovania predmetov so zameraním na informačnú bezpečnosť.

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.

Tento projekt je zameraný na návrh zariadenia na neinvazívne monitorovanie fyziologických prejavov. Počas jeho nasadenia môže byť zaznamenávané EKG, PPG, oxymetria, teplota ľudského tela a iné parametre, ktoré môžu slúžiť na vyhodnotenie úrovne fyzického stresu.

Cieľom projektu je návrh a realizácia prvého funkčného prototypu systému na zber, spracovanie a analýzu údajov o pohybe človeka. Systém bude využívať senzory ako akcelerometre, gyroskopy a ďalšie pohybové senzory, ktoré budú súčasťou senzorových uzlov. Tieto bezdrôtové uzly budú odosielať dáta do centrálneho uzla prostredníctvom efektívneho komunikačného protokolu. Centrálny uzol bude zabezpečovať spracovanie, ukladanie a vizualizáciu prijatých údajov, ako aj ich následné vyhodnocovanie pomocou umelej inteligencie. Na tento účel bude použitá platforma Nvidia Jetson, ktorá umožní aplikáciu neurónových sietí priamo na centrálnom uzle. Výsledkom projektu bude funkčná vzorka systému, ktorá demonštruje možnosť bezdrôtového zberu dát a inteligentného vyhodnocovania pohybu v reálnom čase.

Projekt je zameraný na inováciu modelového koľajiska v laboratóriu dopravných procesov. Modelové koľajisko slúži ako učebná pomôcka pri výuke predmetov zameraných na železničné zabezpečovacie systémy a na prezentačné účely Katedry riadiacich a informačných systémov. Inovácia bude zahŕňať návrh a implementáciu nových detektorov prítomnosti koľajových vozidiel, ktoré budú kompatibilné s riadiacim systémom. Modelová železnica bude ďalej doplnená o vizualizačnú jednotku pre dispečerské pracovisko. Bude vytvorená digitálna kópia traťových úsekov ktorá bude ďalej slúžiť pre výskumné účely dizertačnej práce.

Projekt je zameraný na vývoj prototypu systému bezpečného spracovania obrazu. Cieľom projektu je vytvoriť systém, ktorý bude schopný vyhodnocovať kamerový obraz s definovanou úrovňou SIL (Safety Integrity Level). Dosiahnutie úrovne SIL je nevyhnutnou požiadavkou na zavedenie systému do priemyselných alebo dopravných aplikácií, ktoré predstavujú potenciálnu oblasť využitia.

Tento projekt je zameraný na návrh zariadenia na neinvazívne monitorovanie fyziologických prejavov. Počas jeho nasadenia môže byť zaznamenávané EKG, PPG, oxymetria, teplota ľudského tela a iné parametre, ktoré môžu slúžiť na vyhodnotenie úrovne fyzického stresu.

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 TWIN4ECO poskytne metodiku zberu, spracovania a integrácie environmentálnych dát do systému Digitálneho dvojčaťa mesta (DDM). Projekt sa zameriava na prepojenie reálneho a digitálneho sveta prostredníctvom IoT senzorov, ktoré môžu monitorovať kľúčové environmentálne faktory ako kvalita ovzdušia, teplota, vlhkosť, hluk, emisie a ďalšie indikátory životného prostredia a dopravy. Výsledkom projektu bude jednotný rámec pre správu envirodát, ich vizualizáciu a využitie v DDM na podporu rozhodovania, plánovania a riadenia miest. TWIN4ECO zároveň posilní prepojenie medzi digitálnou infraštruktúrou smart cities a reálnymi procesmi v mestskom prostredí, čím prispeje k efektívnejšiemu riadeniu zdrojov, udržateľnosti a vyššej kvalite života obyvateľov.

Zameranie nášho projektu s názvom "Neinvazívne monitorovanie stresu človeka za pomoci UI" sa sústreďuje na vývoj zariadenia (počítačovej myši alebo klávesnice) na neinvazívne monitorovanie fyziologických prejavov. Toto zariadenie bude schopné zaznamenávať a analyzovať viaceré parametre vrátane PPG, oxymetrie, teploty tela a je možné použitie aj ďalších relevantných údajov. Hlavným cieľom projektu je vytvoriť systém, ktorý umožní detekciu vitálnych funkcií, ako sú fyzický stres a prípadne aj predinfarktové stavy, akútny infarkt, arytmie a ďalšie (v prípade zaznamenania takýchto údajov v trénovacej množine).

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.