Detail předmětu

Near and on Body Communications

FEKT-MPA-KBCAk. rok: 2022/2023

Předmět diskutuje reprezentaci živé tkáně vhodnými numerickými fantomy a šíření elektromagnetických vln podél lidského těla. Předmět se věnuje návrhu antén pro komunikaci v blízkosti těla, vysvětluje princip integrace antén do textilních substrátů a propojení antén se senzory vitálních funkcí. V posledním kroku se věnujeme systémové optimalizaci takto vytvořené bezdrátové sítě.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

Ing. Tomáš Mikulášek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent je schopen navrhnout bezdrátovou síť pro komunikaci v blízkosti živé tkáně, navrhnout a implementovat její dílčí komponenty.

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti matematiky a fyziky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a individuální projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Průběžné testy (10 bodů), počítačová cvičení (20 bodů), individuální projekt (20 bodů), písemná část zkoušky (20 bodů), ústní část zkoušky (30 bodů). 

Osnovy výuky

1. Numerické metody řešení Maxwellových rovnic, dostupné komerční řešiče.
2. Reprezentace živých tkání numerickými fantomy (vrstvové, voxelové).
3. Modelování šíření elektromagnetických vln podél těla a směrem od těla.
4. Přehled základních typů antén vhodných pro práci v blízkosti živé tkáně.
5. Návrh antén na bázi flíčků.
6. Návrh lineární štěrbinové řady.
7. Návrh štěrbinové smyčky.
8. Zadání a diskuse individuálních projektů.
9. Integrace antén do textilních substrátů.
10. Integrace antén do epidermálních fólií.
11. Komerčně dostupné senzory životních funkcí, bezdrátové propojení, výkonová bilance.
12. Systémová analýza a optimalizace bezdrátové sítě v blízkosti těla.
13. Obhajoba samostatného projektu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s mechanismy šíření elektromagnetických (EM) vln v blízkosti živé tkáně, s návrhem vhodných EM komponentů a jejich implementací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

ABBASI, Q.H.; REHMAN, M.U.; QARAQE, K.; ALOMAINY, A. Advances in body-centric wireless communication. Applications and state-of-the-art. The IET, 2016. ISBN: 978-1-8491-9989-6 (EN)
HALL, P. S.; HAO, Y. Antennas and Propagation for Body-Centric Wireless Communications. Norwood: Artech House, 2012. ISBN: 978-1-6080-7376-4 (EN)
SAZANOV, E. Wearable sensors: fundamentals, implementation and applications. Elsevier, 2020. ISBN: 978-0-1281-9246-7 (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-CAN magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program MPAJ-TEC magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program MPAD-CAN magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program MPA-TEC magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Tomáš Mikulášek, Ph.D.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Tomáš Mikulášek, Ph.D.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz