Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-TLIAk. rok: 2019/2020
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat nabyté teoretické znalosti při návrhu nových telekomunikačních a informačních zařízení a systémů. Orientuje se ve zpracování akustických signálů i obrazu, v problematice signálových procesorů, digitální filtrace apod. Vyzná se v kryptografických systémech, v zabezpečení přenosu proti chybám, v synchronizaci sítí. Umí připravovat nové služby a technicky řešit problémy s tím spojené. Veškeré otázky řeší komplexně se zaměřením k vysokorychlostním multimediálním systémům.
Klíčové výsledky učení
Absolventi doktorského studia v oblasti teleinformatiky jsou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci ve vývoji, konstrukci a provozu výzkumných a vývojových institucí, telekomunikačních výrobních firem a společností, kde tvůrčím způsobem uplatňují své znalosti a dovednosti. Absolvent umí samostatně řešit vědecké a složité technické úlohy z oblasti komunikačních a a informačních technologií. Vzhledem k šíři teoretického vzdělání je absolvent schopen se přizpůsobit požadavkům praxe v základním i aplikovaném výzkumu.
Profesní profil absolventů s příklady
Studijní obor je zaměřen na vědeckou výchovu doktorandů s hlubokými teoretickými základy konvergovaných komunikačních a informačních technologií. Hlavní části studia tvoří předměty teoretické informatiky a telekomunikační techniky. V oblasti teleinformatiky má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení, včetně užití i návrhu software s tím spojeným. Je schopen se orientovat v operačních systémech, počítačových jazycích, databázových systémech, distribuovaných aplikacích apod. Na vysoké úrovni zvládá algoritmizaci úloh. Je schopen navrhovat nová technologická řešení telekomunikačních zařízení, informačních systémů a podpůrných služeb.
Garant
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Téma je zaměřeno na definici a analýzu texturních příznaků ve snímcích sedimentárních zrn pořízených elektronovým mikroskopem. Hlavním cílem je objektivizace a automatizace určování exoskopických vlastností jednotlivých zrn za účelem jejich statistické klasifikace do různých tříd.
Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.
Agogika vyjadřuje zpomalování, zrychlování, zesilování a zeslabování uměleckého přednesu orchestrem nebo sólovým hudebníkem při interpretaci notového partu, který vytvořil hudební skladatel. Umělec nebo umělci při produkci díla vyjadřují osobitý přístup vzhledem k charakteru skladby a k prostředí, kde je produkce realizována. Cílem disertační práce je provedení analýzy skladeb z hlediska agogiky a porovnání interpretace stejného díla různými interprety, ať jsou to hudebníci nebo dirigenti. Porovnání by mělo obsahovat nejen různé umělecké cítění inteepreta, ale také vliv historického a sociálního prostředí, které ho ovlivňuje.
Školitel: Smékal Zdeněk, prof. Ing., CSc.
Cílem disertační práce časová analýza různých interpretací vhodně zvoleného hudebního díla z hlediska tempa a délky trvání. Tato analýza by měla ukázat interpretační rozdíly ve srovnání s notovým zápisem a zahrnout také historické a sociální aspekty interpretace. Snahou je potlačení subjektivního pojetí analýzy a zvýraznění objektivního srovnání na základě vědeckých metod a postupů.
Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.
Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.
Tzv. bayesovská multisenzorová datová fúze se zabývá kombinováním statistických informací z vícero typů senzorů s cílem zlepšit měření nějaké veličiny. Příkladem budiž fúze vícero způsobů snímání (například LIDAR a kamery) v autonomních vozidlech. Tato práce se bude soustředit na distribuované metody fúze, kde neexistuje centrální entita provádějící datovou fúzi a senzory mohou komunikovat jen a pouze s ostatními senzory ve svém blízkém okolí. Ačkoli již bylo navrženo několik přístupů k distribuované fúzi senzorů, prozatím neexistuje jednotný rámec, který řeší otázky jako šíření falešných údajů a out-of-sequence data v hustých senzorových sítích. Cílem této práce je vyvinout a studovat efektivní a robustní metody fúze senzorů, které řeší popsané problémy. (Spolupráce: Prof. Franz Hlawatsch, TU Vídeň, možnost cestování a stáží.)
Školitel: Rajmic Pavel, prof. Mgr., Ph.D.
Práce bude věnována výzkum v oblasti bezpečnosti IP telefonie. Bude zahrnovat analýzu protokolů, zajišťujících internetovou telefonii VoIP, známých útoků, návrh a ověření nových útoků. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení eliminace či minimalizace vlivu zkoumaných útoků na VoIP provoz. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
Školitel: Šilhavý Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Výzkum a vývoj operačních systémů reaguje na změny v oblasti kybernetické bezpečnosti. Téma je zaměřeno na analýzu architektur operačních systémů z pohledu bezpečnosti s následným vyhodnocením jejich kritických částí (například na základě studia předchozích útoků). Cílem tématu je optimalizace stavby a služeb operačních systémů z pohledu bezpečnosti.
Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.
Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti konvergovaných sítí, zejména problémy ochrany proti kybernetickým útokům. Jako perspektivní se jeví vývoj v oblasti 5G mobile, SDN a navazující přenosové technologie. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod obrany a ochrany, nebo metody nové. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti sítí, zkušenosti s prací s programy MATLAB nebo SCILAB, využívat se bude pravděpodobně alespoň jeden z jazyků VHDL, C, Java, evoluční algoritmy, v případě zájmu vývojový systém FPGA.
Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.
Metoda časově-prostorové analýzy ukazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru intenzity zvuku formou prostorové impulsní odezvy. Aplikacemi této metody je např. analýza akustiky poslechových prostorů, odhad směru přicházejícího zvuku a další. Časově-prostorová syntéza naopak umožňuje percepčně založenou reprodukci 3D zvukového pole pro filmovou a mutimediální produkci, virtuální a rozšířenou realitu nebo 360-stupňová videa. Cílem disertační práce výzkum a vývoj metod snímání zvukového pole pomocí mikrofonních polí a jejich následné syntézy pro specifické reprodukční systémy.
Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na problematiku návrhu a realizace distribuovaných optických vláknových senzorických systémů. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, plastická POF (Plastic Optical Fiber) vlákna, mikrostrukturální vlákna, případně další speciální vlákna využívána jako senzor. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův rozptyl, Brillouinův rozptyl, Rayleighův rozptyl), případně změn parametrů optického signálu (změny intenzity, fáze, polarizace, spektra, atd.), lze získat informace o různých fyzikálních veličinách podél optického vlákna.
Školitel: Münster Petr, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na návrh a popis analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány elektrické impedanční vlastnosti vzorků přírodních materiálů. Tyto fantomy jsou založeny na využití fraktálního počtu, přičemž při jejich realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky s fraktálním řádem impedance (prvky s tzv. konstantní fází impedance) a jejich vhodné transformace a kombinace. Budou zkoumány metody měření impedancí emulovaných materiálů. Součástí práce bude i návrh podkladů pro výrobu vzorků fantomů ve vybrané technologii.
Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.
Téma se zaměřuje na problematiku syntézy a popisu analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány a v čase uchovány elektrické vlastnosti systémů/vzorků analyzovaných především metodou impedanční spektroskopie. Popis těchto fantomů je založen na využití fraktálního počtu, kdy při jejich fyzické realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky fraktálního řádu a jejich vhodné transformace a kombinace, což je oblast, která dosud nebyla dostatečně prozkoumána. Význam takových fantomů pro budoucí výzkum spočívá v možnosti explicitně porovnat vhodnost vlastních měřicích technik využívaných pro charakterizaci materiálů.
Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na návrh dvojbranů, zejména pak filtračních obvodů či např. oscilátorů s možností externí elektronické změny významných parametrů obvodu či v případě filtru i typu kmitočtové odezvy. Předpokládá se i návrh struktur s prvky neceločíselného řádu. Pro tyto účely budou využity především již existující aktivní prvky, popř. budou navrženy jejich modifikované varianty. Předkládají se simulace nejen s jednoduchými modely, ale i s modely na tranzistorové úrovni. Při experimentálním ověřování budou práce zaměřeny především na behaviorální modelování.
Téma práce je zaměřeno na výzkum v oblasti fyzicky neklonovatelných funkcí (FNF) a možností jejich využití v kryptografických protokolech. FNF představují funkce, které jsou pevně spojeny s danou hardwarovou strukturou, lze je snadno vyhodnotit, ale odpovědi jsou těžko predikovatelné. FNF představují alternativu ke klasickému bezpečnému ukládání tajných klíčů kryptosystémů.
Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.
Práce se bude zabývat situací, kdy existuje ad-hoc síť agentů (např. senzorů), kteří spolupracují s cílem sledovat jeden nebo více pohyblivých cílů distribuovaným způsobem. Termín "distribuované" zde znamená, že neexistuje žádná centrální jednotka pro sběr a zpracování všech informací a měření, ale jsou to jen a pouze agenti, kteří jsou vzájemně schopni komunikovat. Bude využito faktu, že informace statistického charakteru vyměňované mezi agenty mají tzv. řídké rozdělení pravděpodobnosti. Cílem této disertační práce bude rozvíjet a studovat, jak tato řídkost umožní pokles komunikačních nároků a v důsledku např. zvýšení životnosti sítě. (Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni, Prof. Franz Hlawatsch. Možnost cestování a stáží.)
Cílem práce je návrh optimální strategie řešení komunikační infrastruktury Smart Grids a Smart City zaměřující se zejména na spolehlivost, výkonnost a škálovatelnost. Smart Grids (tzv. chytré sítě) jsou používané zejména v kontextu chytrých energetických sítí a IoT jsou nasazované především v konceptu Smart Cities (tzv. chytrých měst). Vybrané řešení a technologie budou podrobeny simulaci z pohledu datových toků a efektivity využití technologie. Hlavním cílem bude vytvoření modelu budování komunikačních sítí a nalezení optimální varianty pro dané scénáře v energetice a IoT.
Školitel: Mlýnek Petr, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum metod pro měření a vyhodnocování datových parametrů heterogenních komunikačních sítí z hlediska přístupu koncového uživatele k síti internet a dalším službám.
Práce bude věnována analýze stávajících systémů protichybového zabezpečení v drátových i bezdrátových přenosových systémech a návrhu alternativních přístupů protichybového zabezpečení s využitím LDPC (Low Density Parity Check) kódů. Cílem práce bude zejména uplatnění nových kódů a přístupů namísto stávajících, které zpravidla využívají CRC a RS kód s prokládáním. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů.
Disertační práce je zaměřena na výzkum optimalizačních metod struktur analogových obvodů libovolného celistvého a neceločíselného řádu na tranzistorové úrovni. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až stovek MHz. Vybraná nová obvodová řešení kmitočtových filtrů, simulátorů syntetických induktorů, oscilátorů, atd. s potenciálem na využití v 5G komunikačních systémech budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením.
Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum a návrh ochranných opatření, které mohou být použity k eliminaci útoků postranními kanály.
Školitel: Martinásek Zdeněk, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum a vývoj nových kryptografických algoritmů, protokolů a systémů, zejména pro oblast silné autentizace uživatelů a ochrany soukromí. Obsahem bude kryptografický návrh se zaměřením na bezpečnost a optimalizaci algoritmů pro výpočetně omezené zařízení, jakými jsou čipové karty, mobilní zařízení, či tzv. nositelná zařízení. Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.
Školitel: Hajný Jan, doc. Ing., Ph.D.
Zálohování dat je pro každý informační systém kritickým procesem. Tvorba těchto záloh by měla být časově i nákladově nenáročná a obnova dat by měla být rychlá a spolehlivá. K zálohování dat v současné době existuje řada programů, avšak jejich popis fungování je neveřejný. Navíc k návrhu tvorby záloh a obnovy dat neexistují ani dostatečně obecné matematické modely. Projektanti a správci systémů pro zálohování dat tak musí vycházet z empirických zkušeností a z hrubých odhadů. Cílem disertační práce je navrhnout otevřenou metodu pro zálohování dat a ověřit její vlastnosti. Dalším cílem je pro navrženou metodu vytvořit matematický model použitelný ke kvantitativnímu porovnání různých strategií zálohování a různých typů rotace paměťových úložišť.
Školitel: Burda Karel, doc. Ing., CSc.
Cílem je vytvořit návrh optimalizované chytré komunikační sítě (Smart Grid) spojené s Internetem věcí (Internet of Things – IoT) se zaměřením na chytrá města popřípadě domácnosti. Využití moderních senzorů a ostatních prvků. Optimalizace přenosu a spolehlivosti M2M (Machine-To-Machine) a pokročilý návrh komunikační infrastruktury. Zefektivnění bezdrátových komunikačních protokolů s přihlédnutím k protokolům drátovým. Rozpracování myšlenek Průmyslu 4.0 (Industry 4.0). Předpokládají se mobilní sítě po 5G a LTE, PLC, Ethernet, NB-IoT, SigFox,,LoRaWAN. Využití simulačního nástroje Network Simulator 3 (NS3) a dalších prostředí.
Tématem studia je výzkum modelů nelineárních systémů v elektroakustických aplikacích, zejména reproduktorů a mikrofonů, založených na stavovém popisu. Cílem disertační práce je návrh modelů vybraných elektroakustických systémů, který by zohledňoval maximum fyzikálních jevů, které se podílejí na jeho nelineárním chování, a jejich implementace pro zpracování digitálního zvukového signálu v reálném čase optimalizovaná s ohledem na výpočetní výkon systému, ve kterém je model implementován. Tyto modely budou využity pro modelování systémů v reálném čase, jejich ekvalizaci a kompenzaci nežádoucích vlastností, zejména pro měřicí účely a lepší popis jejich parametrů. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s Université du Maine Le Mans a firmami zabývajícími se vývojem SW pro zpracování zvukových signálů.
Téma je zaměřeno na výzkum nových metod optimalizace převážně asymetrických kryptografických algoritmů pro použití ve vysokorychlostních sítích (100 Gbps a výše) založených na programovatelných hradlových polích (FPGA). Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.
Disertační práce bude věnována problematice modelovaní a řízení reálních procesů pomocí fraktálního kalkulu. Výzkum bude zaměřen na nové aproximační metody akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu. Cílem práce dále je s využitím dosavadních poznatků navrhnout řadu původních řešení emulátorů kondenzátoru a cívky libovolného neceločíselného řádu zejména pro optimalizaci parametrů a implementaci PID regulátorů s potenciálem na využití v průmyslu. Vybraná nová obvodová řešení emulátorů akumulačních prvků libovolného neceločíselného řádu a analogových PID regulátorů budou realizovány na čipu. Kvalita regulátorů bude hodnocena zejména na základě robustnosti a stability v simulačním prostředí Matlab/Simulink či experimentálním měřením.
Cílem výzkumu je optimalizace směrovacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku s prioritním směrováním. Navržen bude také originální postup, jak danou problematiku modelovat matematicky a dále jak tento matematický model implementovat . Softwarová simulace systému, který lze využít pro řízení spojovacího pole určeného pro přepojování datových jednotek bude rozšířena o realizaci hardwarové implementace, např. pomocí programovatelných logických polí vývojového systému FPGA. Získané poznatky budou zobecněny a vztaženy k teorii vysokorychlostních síťových prvků. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a Simulink a jazyky VHDL a Visual C++.
Nosnou myšlenkou je využít k přenosu dat peer-to-peer komunikaci mezi zařízeními v dané lokalitě. Simulovat se bude mobilní síť přetížená při hromadných akcích, jakými jsou výstavy, havárie, koncerty atp. V takovém případě se často stává, že lidé používají na mobilním internetu stejné služby - zpravodajství, Twitter, Facebook. Návrh sítě, která se bude sama organizovat a bude možné zajistit, aby přes síť mobilního operátora danou stránku nebo informaci stáhl pouze jeden uživatel v lokalitě, mezi ostatní by se pak obsah šířil ad-hoc sítí. S rostoucím počtem zařízení by pak de facto rostla přenosová kapacita sítě. Při rozšíření přenosů i přes jiná média nebo napříč operátory bude možné přenášet i hovory.
Téma je zaměřeno na analýzu, návrh a optimalizaci moderních post-kvantových kryptografických protokolů, které nabízí bezpečnou alternativu vůči stávajícím protokolům založených na problémech diskrétního logaritmu a faktorizace. Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.
Školitel: Malina Lukáš, doc. Ing., Ph.D.
Disertační práce se zabývá přenosem multimediálních dat v IoT a bezdrátových senzorových sítích. Úkolem je provedení analýzy možností přenosu multimediálních dat na zařízeních s omezenými výpočetními prostředky a návrh a vývoj algoritmů zabezpečujících přenos zmíněného typu dat s důrazem na vysokou bezpečnost, nízké zpoždění a efektivní využívání zdrojů zařízení.
Práce je zaměřena na analýzu a návrh převodníků A/D a D/A pracující v proudovém módu. Cílem bude navrhnout vhodnou strukturu převodníků číslo-proud a proud-číslo bez vnitřní konverze proud-napětí a napětí-proud s ohledem na zvýšení šířky pásma oproti převodníkům pracujícím v napěťovém módu. Součástí práce je i návrh a analýza antialiasingových filtrů pracujících v proudovém módu. Při návrhu se bude vyházet ze struktur netradičních obvodových prvků jako proudové konvejory (CCI, CCII, CCIII) s jednoduchým či plovoucím výstupem, zesilovače s proudovou zpětnou vazbou (CFA), proudové zesilovače (CA), transkonduktory (OTA, BOTA, DBTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).
Nekartézské metody akvizice v magnetické rezonanci (MR) přitahují pozornost kvůli řadě unikátních vlastností, které lze využít pro různé aplikace. Těmito vlastnostmi jsou např. akcelerace samotného snímání, snížená citlivost na pohybové artefakty a možnost zobrazení tkání s velmi krátkými T2 (např. Kortikální kosti, šlachy, vazy, menisky a myelin). Cílem doktorského studia bude: a) vyvinout metodu efektivní trojrozměrné rekonstrukce z UTE (ultra short echo-time) dat pro kvantitativní analýzy ultra krátkých T2 složek založených na nekonvexní optimalizaci, b) prozkoumat limity prostorového rozlišení při snižování počtu UTE projekcí v kontextu urychlování akvizice, c) provádět kvantitativní analýzy MR in vivo. Spolupráce s CEITEC MU, zpracování reálných dat zexperimentálního MR skeneru, školitel specialista Ing. Peter Latta, CSc. Možnost finanční podpory ze strany CEITEC.
Práce je zaměřena na výzkum návrhu rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) a jejich využití v elektronických obvodech. Součástí bude zejména návrh RC-PRP realizujících impedanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Budou analyzovány různé druhy implementací a výrobních technologií RC-PRP. Pro vybranou technologii budou zpracovány výrobní podklady. Práce zahrnuje i návrh a ověření aplikací RC-PRP v elektronických obvodech, zejména realizujících obvodové funkce fraktálního řádu.
Návrh komunikační infrastruktury Smart Grids sítí je tak složitý, že role modelů a simulací je pro návrh zásadní. Cílem práce je navrhnout komplexní model zvažovaných komunikačních variant pro chytré sítě v energetice, jehož chování lze ověřit v simulačním prostředí.
Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, DVB-T, DVB-T2, WLAN IEEE 802.11a, g, n a dalších technologiích. Ve všech výše uvedených systémech se využívá známá a dobře propracovaná modulace DMT (Discrete MultiTone), případně OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Práce bude věnována možnostem uplatnění vícetónových modulací v optických přenosových systémech.
Neuronové sítě a strojové učení jsou v oblasti zpracování zvukových signálů v současné době využívány při dolování dat, např. rozpoznání žánru, získávání hudebních informací z nahrávek apod., a při zpracování řeči, např. rozpoznávání slov, identifikaci mluvčího, rozpoznání emocí apod. Jejich potencionální využití je ale také v modelování zvukových systémů. Cílem disertační práce je nalezení algoritmů optimalizace parametrů digitálních hudebních efektů, algoritmů simulujících akustiku prostorů a dalších s využitím strojového učení a modelů slyšení pro trénování neuronových sítí. Výzkum bude zaměřen jednak na statickou optimalizaci parametrů systému podle analogové předlohy a jednak na dynamickou změnu parametrů v reálném čase na základě vlastností zpracovávaného zvukového signálu. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s firmami zabývajícími se vývojem SW pro zpracování zvukových signálů.
Práce je zaměřena na problematiku pasivních optických sítí, s ohledem na metody detekce modifikovaných koncových jednotek, které nerespektují časové sloty. Sdílená infrastruktura a příjem všech datových jednotek v sestupném směru jsou hlavní bezpečnostní rizika pasivních optických sítí. Cíle práce jsou výzkum možnosti detekce koncové jednotky a optimalizace aktivačního procesu koncových jednotek pro kritické infrastruktury s využitím umělé inteligence.
Školitel: Horváth Tomáš, Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur nekonvenčních analogových aktivních funkčních bloků jako např. proudové či napěťové konvejory pomocí chemického popisu branových veličin. Cílem výzkumu je navrhnout nové struktury chemických konvejorů různé generace a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních veličin v biomedicínckých systémech. Vybrané systémy budou realizovány na čipu a ověřeno experimentálním měřením.
Onemocnění s Lewyho tělísky, mezi která patří Parkinsonova nemoc a demence s Lewyho tělísky, se rozvíjí plíživě a jsou diagnostikována většinou až při plném rozvoji charakteristických příznaků, v době, kdy došlo již k výraznému úbytku mozkových buněk, tedy poměrně pozdě. Jsou charakteristická různými motorickými a nemotorickými příznaky, jako např. kognitivními deficity, neklidným spánkem, bradykinezí, rigiditou, dysartrií atd. Cílem této dizertační práce je výzkum parametrizačních metod signálů ze senzorů nositelných zařízení, pomocí kterých by bylo možné onemocnění diagnostikovat v prodromálním stádiu. Ve spolupráci s neurology z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU budou poznatky integrovány do systémů založených na technologiích Health 4.0.
Školitel: Mekyska Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Se vzrůstající hustotou letecké přepravy vznikají vyšší nároky na bezpečnost, jejíž nedílnou součásti je potřeba monitorování stavu posádky. Řada nedávných případů ukázala, že stavy jako únava, stres a zvýšená mentální zátěž mohou mít až fatální důsledky. Včasným rozpoznáním těchto stavů by bylo možné upozornit posádku případně řídící věž. Technologie by měla v budoucnu zvýšit bezpečnost letu a případně umožnit nové způsoby organizace dopravy. Cílem dizertační práce je výzkum metod analýzy a parametrizace fyziologických (například elektrokardiografie a elektroencefalografie) a behaviorálních (například gesta a poloha sezení) signálů pro rozpoznání kognitivního stavu, popřípadě současné aktivity pilota. Výzkum bude zaměřen zejména na identifikaci relevantních příznaků a modalit pro rozpoznání stavů pilota využitím statistických a empirických metod. Dalším cílem je návrh vhodného klasifikačního algoritmu na základě množství a časových charakteristik dat. Výzkum bude probíhat ve spolupráci se společností Honeywell. Bude poskytnuta forma pracovního úvazku dohodou + zajímavé finanční ohodnocení.
Cílem práce je výzkum mechanizmů létajících základnových stranic jakožto součásti nastupujících bezdrátových sítí 5. generace (5G). Autonomní létající platformy (drony) jsou považovány za velice perspektivní způsob zvýšení kapacity moderních mobilních sítí, avšak současně představují celou řadu technických výzev. Úkolem studenta tedy bude provést detailní přehled stávajících komerčních i nekomerčních řešení a zaměřit se zejména na optimalizaci komunikačních parametrů létajících základnových stanic. Dílčí problematikou bude také řízení bezpečné komunikace mezi jednotlivými prvky flotily létajících UAV.
Školitel: Hošek Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na výzkum původních řešení vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů libovolného neceločíselného řádu pomocí nekonvenčních aktivních funkčních bloků. Frekvenčně agilní filtrační systémy jsou specifickým typem rekonfigurovatelných analogových filtrů. Záměrem této práce je návrh nesymetrických i symetrických frekvenčně agilních filtrů třídy 1 až n. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním. Vybraná nová obvodová řešení budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením.
Téma je zaměřeno na analýzu, návrh a optimalizaci moderních kryptografických protokolů pro zajištění bezpečnosti komunikace a ochrany dat v internetu věcí (IoT) a u komunikací typu D2D (zařízení - zařízení) a D2I (zařízení - infrastruktura). Výzkum bude blíže zaměřen na problémy a řešení zabezpečení komunikace a klíčového managementu v decentralizovaných heterogenních sítích. Předpokládá se zapojení studenta do výzkumných projektů Ústavu.
Zranitelnost standardu IEEE 802.11, metody útoků na zabezpečení a metody pro jeho zefektivnění. Problematika zabezpečení bezdrátových sítí předpokládá standardy IEEE 802.11. Podrobné seznámení s těmito standardy, popsání jednotlivých druhů zabezpečení bezdrátových sítí včetně jejich vlastností a následná teoretická analýza. Realizace útoků různými metodami na moderní zabezpečovací algoritmy, důraz bude kladen na identifikaci slabých míst protokolů 802.11. Na základě zjištění bude navrženo a otestováno zabezpečení efektivnější. Pozornost bude věnována zabezpečení kvality služeb QoS v sítích standardu 802.11. Sítě budou podrobeny zkoumání pomocí vhodných programů a simulátorů (OMNET++, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.
V poslední době se pro analýzu obrazových a zvukových dat využívají techniky hlubokého učení, které překonávají současné konvenční metody zpracování dat. Vstupem do procesu strojového učení jsou ve většině případů přímo surová data (obraz, zvuk, apod.). Nevýhodou tohoto přístupu je potřeba velkého množství trénovacích dat a s tím spojená dlouhá doba potřebná trénování. Téma práce je zaměřeno na výzkum možností předzpracování těchto dat vhodnými konvenčními metodami, jejichž výstup bude teprve použit pro strojové učení. Předpokladem je výrazné snížení potřebného množství trénovacích dat a tím i doby trénování.
Školitel: Přinosil Jiří, Ing., Ph.D.
Distribuované služby jsou používány v systémech, kde je požadováno zachování funkčnosti při výpadku jednoho nebo několika částí. Příkladem mohou být distribuované datové repositáře. Téma se zabývá analýzou těchto služeb z pohledu síťové komunikace, tedy například topologií či směrováním datových toků. Výzkum bude orientován do oblasti optimalizace komunikace v těchto systémech na základě zvolených kritérií, kterými mohou být zajištění dostupnosti dat nebo redukce času přístupu.
Cílem je vytvořit efektivní strategii použití veřejných a neveřejných IP síti pro krizové řízení. Dále pak navrhnout takovou síť, která by dokázala kapacitně, ale také z hlediska odolnosti, zajistit krizovou komunikaci. Jednalo by se zejména o přenosy hlasu, dat, TVvysílání. Další částí by bylo navrhnout nové metody řízení komunikace po internetu - řídit toky informací atp. Výzkum by obsahoval také vliv topologie sítě na její stabilitu a bezpečnost, rychlost šíření virů, schopnost odolávat útokům atp. Jedním z cílů je navrhnout softwarového robota, který bude schopný monitorovat topologii sítě popřípadě internetu, dalším cílem je navrhnout systém pro výměnu souborů po internetu, ale bez jakéhokoli centrálního prvku. Systém by přitom měl být intuitivně použitelný. Řešení by mělo být bezpečné a umožnit anonymizovat odesilatele a příjemce dat. Finálním cílem je navrhnout vysoce odolnou síť vhodnou pro krizové situace a tento návrh podložit teorií.
Číslicové zpracování hudebních signálů může hrát klíčovou roli v interpretačních analýzách, které byly v minulosti záležitostí především individuálního poslechu nebo manuálního třídění dat. Vyšší výpočetní výkon a vývoj nových postupů umožnily vznik pokročilých metod extrakce informací z hudebních nahrávek. Byly vytvořeny algoritmy pro automatickou hudební transkripci, klasifikaci, detekování tempa nahrávek nebo separaci hudebních nástrojů. Cílem dizertační práce je vytvoření a implementování algoritmů pro extrakci různých parametrů z hudebních signálů a jejich následné využití v interpretační analýze.
Téma je zaměřeno na výzkum v oblasti metod vedoucích k dosažení optimálních kvantitativních parametrů pro jednotlivé typy datového provozu v komunikačních sítích. V oblasti mobilních sítí se jedná o výzkum související s technikou označovanou jako 5G network slicing, která souvisí s virtualizací síťových prostředků, dynamickou úpravou konfigurace sítě a alokací dostupných prostředků na základě aktuálních požadavků konkrétní služby. Předpokládá se analytické řešení a simulace v k tomu účelu vhodném prostředí.
Práce je zaměřena na problematiku moderních přenosových sytémů v optických vláknech, a to především na vysokorychlostní přenosové systémy a speciální aplikace, jako jsou přenos přesného času, stabilní frekvence, senzoriky, či QKD. Kromě analýzy a optimalizace stávajích technologií určených pro standardní jednovidová optická vlákna je práce zaměřena i na moderní vlákna s více jádry (multicore), či více módy (few mode).
Telematické systémy jsou obvyklé zejména v dopravě. Výzkum telematických systémů založených na Internet protokolu bude směřovat k návrhu sofistikovaných, tedy promyšlených, formálně propracovaných a složitých metod využívajících IP systémů v různých oblastech. Předpokládají se zejména sledovací systémy, zabezpečovací systémy, systémy placení jízdného a dalších poplatků, informační systémy, interaktivní aplikace apod. Pozornost se zaměřuje na lokalizaci pomocí GPS, diagnostiku vozidel, sledování vozidel v orthomapách v reálné situaci apod. Sofistikované telematické systémy budou softwarově simulovány, optimalizovány a následně prakticky realizavány ve formě funkčních vzorků. Předpokládá se komunikace dvou automobilů bez účasti řidiče, předcházení kolizím, předávání informací o dopravě z míst, odkud automobily vyjížděly. Uvažován bude velmi přesný navigační systém založený na systému Galileo (GNSS) pro ovládání funkčních bloků automobilů (řízení).
Téma se zabývá výzkumem a vývojem v oblasti operačních systémů pro minimalistické systémy. Minimalistické počítače, také minipočítače či jednodeskové počítače, nacházejí stále častější využití v obecných oblastech informatiky. Jedná se o oblasti robotiky, multimédií, dohledových a bezpečnostních systémů. Cílem tématu je teoretický rozbor a následná optimalizace stavby operačních systémů z pohledu nasazení v těchto oblastech.
Systémy reálného času jsou nasazovány do nových aplikací, jako například malá nositelná zařízení. Tyto systémy by měly v pravidelných intervalech vyhodnocovat vstupní veličiny a do určitého času reagovat na danou událost. Výzkum a vývoj v této oblasti je směrován k zajištění časových garancí při respektování hardwarové výbavy. Cílem tématu je analyzovat požadavky na tyto systémy a následně navrhnout optimální zajištění časových garancí.
Práce se bude zabývat moderními metodami restaurace audiosignálu, konkrétně se bude zaměřovat na úlohu doplnit chybějící úsek audiosignálu a na příbuznou úlohu nahrazení saturovaných vzorků. Problémy tohoto typu se v praxi běžně vyskytují (restaurace nahrávek, výpadky v hovorech VoIP apod.). Současné metody zvládají velmi kvalitní interpolaci signálů, které jsou v okolí chybějícího úseku stacionární a mají harmonický charakter. Studium se bude zaměřovat na metody, které kombinují přístupy úspěšné v posledních letech, a to optimalizační metody a trénované hluboké neuronové sítě (DNN). Práce neopomene psychoakustickou stránku problému. (Spolupráce s Acoustics Research Institute, Vídeň)
Téma je zaměřeno na nejrozšířenější rodinu komunikačních protokolů IEEE 802.11, která dnes expanduje mimo klasické sítě, ale zasahuje mimo jiné i do moderních oblastí jako jsou autonomní automobily, průmyslové sítě a internet věcí. Výzkum bude směřovat na problémy týkající se ověřování bezpečnosti bezdrátových sítí, zajištění dostatečné úrovně zabezpečení a efektivní techniky pro dohled nad těmito sítěmi pro moderní systémy detekce průniku či systémy prevence průniku.
Školitel: Fujdiak Radek, doc. Ing., Ph.D.
Několik výzkumných týmů na světě nezávisle na sobě přišlo na to, že poslech Mozartovy hudby má pozitivní vliv na pacienty s epilepsií, tj. snižuje epileptické výboje v mozku (obecně se hovoří o tzv. Mozartově efektu). Nicméně pomocí nejmodernějších metod MIR (music information retrieval) bylo zjištěno, že každý reaguje na specifické vlastnosti skladby jinak. Na základě těchto závěrů se předpokládá, že jistý druh individualizace přehrávaných skladeb může pozitivní efekt muzikoterapie ještě zesílit. Cílem této dizertační práce je výzkum nových přístupů individualizace muzikoterapie založených na multimodální analýze (především kombinaci zpracování audio a EEG signálů) a strojovém učení. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s Fakultní nemocnicí u sv. Anny v Brně a Středoevropském technologickém institutu MU.
Výzkum a vývoj v oblasti mobilních systémů 5. generace si klade za cíl splnění neustále se zvyšujících požadavků na přenosové rychlosti, zpoždění, kvalitu služeb (Quality of Service; QoS) či kvalitu zážitků (Quality of Experience; QoE). Dosažení všudypřítomné konektivity a přenosových rychlostí v řádu jednotek Gb/s bude docíleno díky zcela novým síťovým strukturám, progresivním technologiím a podstatným změnám v kmitočtovém plánování. Cílem disertační práce bude výzkum komunikační infrastruktury pro datové přenosy využívající kmitočtové pásmo 6–100 GHz tzv. pásmo milimetrových vln. Hlavním úkolem doktoranda bude tedy nejprve analyzovat současný stav v této oblasti a následně navrhnout optimální řešení komunikační infrastruktury pro přenos dat v rámci sítí 5. generace.
Školitel: Mašek Pavel, Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na moderní distribuované a decentralizované systémy vzájemně (bezdrátově) komunikujících zařízení a strojů. Výzkum bude zaměřen na zvýšení zabezpečení a spolehlivosti za pomocí řešení otázek prioritizace přenosu, optimalizace linkové vrstvy, techniky zajišťující zabezpečení mezi koncovými body sítě a pokročilé metody pro dohled v rámci moderních systémů pro odhalení průniku či systémů prevence průniku.
Téma je zaměřeno na výzkum nových metod pro analýzu prostorové informace obsažené v digitálních obrazech, tedy v jejich časových nebo prostorových sekvencích, případně vyplývající z geometrie dané scény.