Panelová výstava VUT prezentuje široké veřejnosti technologie budoucnosti

Vysoké učení technické v Brně letos slaví 125 let od založení univerzity. Ze skromných začátků v pronajatých učebnách vznikla mezinárodně uznávaná vzdělávací a výzkumná instituce, která dosahuje excelentních výsledků. K narozeninám připravila brněnská technika také panelovou výstavu, která veřejnosti přibližuje strategické oblasti univerzity, její vědecké úspěchy i technologie budoucnosti.

VUT má špičkové výsledky nejen v tradičních technických oborech, ale i v oblastech moderních technologií, jako jsou polovodičové technologie a čipy, mikroskopie, vesmírné a letecké technologie, elektromobilita, jaderná energetika, nanomateriály, umělá inteligence a kyberbezpečnost, environmentální inženýrství a další. Díky zastoupení výtvarných oborů, architektury a designu nabízí univerzita také jedinečné propojení technického a uměleckého světa a rozvoj kreativity v technickém výzkumu a vzdělávání.

A jaké moderní technologie tedy na brněnské technice vznikají?

Vyvíjíme technologie pro snížení dopadů klimatické změny

Vysoké učení technické v Brně je udržitelnou univerzitou s environmentálním myšlením. Odborníci z VUT vyvíjí obnovitelné zdroje energie, jako jsou fotovoltaické články a panely, i systémy pro řízení a optimalizaci výroby elektrické energie. Stěžejní je například výzkum perovskitů, které výrazně zvyšují účinnost solárních článků a jsou snadnější na výrobu než ve fotovoltaice zatím běžně používaný křemík. „Obrovský potenciál by měly takzvané tandemové solární články, kde je perovskit v kombinaci s křemíkem. Křemíkové články totiž umí přeměnit na elektřinu pouze světlo o určitých vlnových délkách, zbytek světla přichází vniveč. Když křemík vhodně doplníme perovskity, můžeme se podle odhadů dostat až na dvojnásobnou účinnost oproti současnosti,“ vysvětlil Pavel Klok, který se výzkumem zabývá na FSI.

S udržitelností souvisí také baterie nebo stavebnictví. Budoucnost baterií, která dle univerzitních expertů tkví v kombinaci lithium-síra. Ta totiž dosahuje vyšší kapacity než běžná lithno-iontová varianta a slibuje vyšší kapacitu akumulátorů, jejich nižší hmotnost i ekologicky šetrnější řešení.

Ve stavebnictví se VUT zabývá výzkumem a vývojem pokročilých stavebních materiálů a hledáním nové cesty, jak nahradit energeticky náročnou výrobu cementu. Díky nové receptuře může být výrobní proces cementu levnější i ekologičtější, přestože má výsledná hmota srovnatelné vlastnosti s tradičními cementy.

Recyklací k udržitelným materiálům

Jen tak něco vyhodit je velmi drahá věc, proto univerzita chápe budoucnost odpadů jako výzvu a zabývá se recyklací a sekundárním využitím odpadů. „Každá civilizace dospěje do bodu, kdy vyčerpá své zdroje a musí s nimi začít pracovat mnohem lépe. Doba, kdy jsme mohli suroviny zahodit jako odpad, asi končí,“ popsal Stanislav Obruča, který se využití odpadů věnuje na FCH. Dobrým příkladem je třeba firma Plastic guys založená absolventy VUT, kteří vyrábí nábytek z recyklovaného plastu.

A co všechno umíme tedy kromě plastů zrecyklovat? Třeba solární panely, a to včetně kovů, které se dají využít v nových slitinách společně s hliníkem. Z vysloužilého solárního panelu tak vznikne třeba nový blok motoru či převodovky.

Recyklovat můžeme i vodu. Běžné čističky si však se všemi druhy odpadních vod neporadí, například likvidace odpadních vod z vinařství je poměrně složitá. Zejména v čase vinobraní, kdy je znečištění extrémní. Vědci z brněnské techniky proto vyvinuli technologii, která vodu z vinařství nejen vyčistí, ale také zužitkuje.

Patříme mezi lídry v oblasti polovodičových technologií

Pokud je Brno Silicon Valley Evropy, tak VUT je jeho centrem. Brněnská technika je nedílnou součástí polovodičového hodnotového řetězce a koordinuje přípravu projektu Národního kompetenčního centra pro polovodiče a čipy, které má podporovat cíle „Chips for Europe“ a zapojí se do vznikající sítě evropských kompetenčních center.

„Nedávná světová krize dovedla Evropu na křižovatku. Evropa si uvědomila, že potřebujeme posílit naši technologickou soběstačnost a nezávislost v kritických zdrojích a technologiích. A polovodiče a čipy jsou v dnešním světě strategickou a naprosto nepostradatelnou komoditou,“ uvedl rektor VUT Ladislav Janíček.

Poptávka po čipech neustále roste a kvalitní vzdělání je v této oblasti zásadní. Proto univerzita spustila nový studijní program Návrh čipů a moderní polovodičové technologie na FEKT. Navrhovat čipy se studující naučí už v bakalářském studiu, v navazujícím magisterském stupni budou následně své znalosti prohlubovat a zdokonalovat. Kromě toho se studující učí vyrábět čipy také ve výzkumném centru CEITEC VUT.

Odhalujeme tajemství mikrosvěta

Věděli jste, že každý třetí elektronový mikroskop pochází z Brna? Jihomoravská metropole je totiž jedním ze světových center elektronové mikroskopie a zásadně k tomu přispívá i VUT. Univerzita je součástí brněnského inovačního ekosystému #brnoregion a dlouhodobě spolupracuje s brněnskými institucemi a firmami na vývoji elektronových mikroskopů, nových metod a aplikací. Jedním z významných partnerů je společnost Thermo Fisher Scientific, světový lídr v oblasti produktů a služeb určených pro vědu. V jejím brněnském technologickém centru vznikají špičkové elektronové mikroskopy a spektrometry, které dodává do celého světa.

Díky novým technologiím mohou lidé zkoumat částice a struktury, které unikají pozorování pouhým lidským okem. Elektronová mikroskopie prolomila hranice ve vědních oborech a nabízí neocenitelné poznatky v biologických, materiálových a environmentálních vědách. „Mikroskopy slouží různým účelům – od studia struktury, velikosti, topografie a morfologie, přes analýzu defektů a lomových ploch, až po kontrolu kvality vyrobených mikro a nanostruktur,“ popsal Petr Lepcio z CEITEC VUT, kde s elektronovými mikroskopy pracují téměř při každém výzkumu a bádání.

Jsme hnacím motorem automobilového průmyslu a elektromobility

Inovativní technika, bezemisní vozidla a velká perspektiva. V tom spočívá budoucnost automobilového průmyslu, kterou utváří i brněnská technika. „Kromě toho, že je Česká republika světovým centrem v oblasti elektronové mikroskopie, je také významným hráčem v oblasti automobilového průmyslu,“ uvedl rektor VUT Ladislav Janíček.

Elektromobilita je v současnosti globálním megatrendem a je třeba se mu přizpůsobit. VUT proto vzdělává špičkové inženýry, kteří navrhují techniku a sestavují modely podle nejnovějších kritérií. Na komplexní a detailní znalost elektroniky vozidel se zaměřuje například nový studijní program Automotive Electronics and Electromobility na FEKT. Univerzita tím reaguje na volání firem z automobilového průmyslu, kterým dlouhodobě chybí specialisté v dílčích oblastech automobilové elektroniky.

Automobilovému průmyslu a elektromobilitě se na univerzitě věnují také samotní studující. Ve studentském týmu TU Brno Racing staví závodní monoposty formulí, se kterými následně soutěží na světových závodech Formula Student a umisťují se na předních příčkách.

Vytváříme českou stopu ve vesmíru

Vesmírné a letecké technologie patří mezi strategické oblasti VUT, jehož odborníci díky prestižnímu vzdělání využívají své znalosti k vývoji nových technologií a posouvají svět kupředu. Vyvíjí technologie pro použití ve vesmíru, staví malé družice a zpracovávají vesmírná data.

Univerzita také vychovává nové kosmické inženýry, a to díky studijnímu programu Space Applications na FEKT, který je prvním studijním program v tuzemsku zaměřeným pouze na vesmírný průmysl. „Dnes enormně roste počet malých satelitů ve vesmíru. Vidíme zde potenciál pro řadu firem, které mohou například pomáhat se snímkováním Země nebo zajišťovat komunikaci chytrých zařízení z oblasti internetu. Těch aplikací je celá řada. A právě jak roste počet firem, roste i poptávka po systémových inženýrech s vědomostmi z oblasti kosmického průmyslu,“ popsal garant programu Tomáš Götthans.

Díky novému studijnímu programu vznikl na VUT také univerzitní tým YSpace, který vytváří první český studentský satelit pro průzkum buněk ve vesmíru. Na oběžnou dráhu jej chtějí vyslat v roce 2026.

Vzděláváme jaderné inženýry

Jaderný průmysl významně přispívá ke zvýšení energetické bezpečnosti a nezávislosti. Moderní jaderné elektrárny se však neobejdou bez kvalitních odborníků, kteří v regionu aktuálně chybí.

Nedostatek inženýrů s komplexní znalostí jaderné energetiky řeší VUT otevřením nového studijního programu Jaderné inženýrství, který nabízí multioborový vhled do problematiky i praktické stáže. Získané znalosti rozšiřuje také výuka v nově vybudované laboratoři ionizujícího záření. „Tato oblast studia i výzkumu je úzce navázána na dlouholetou spolupráci s Jadernou elektrárnou Dukovany, kde nacházejí uplatnění již generace absolventů VUT. Jaderná energie patří nesporně k environmentálně čistým zdrojům energie a je pro ČR zásadní součástí energetického mixu. Dostatek energie a její cena se promítá do konkurenceschopnosti národního hospodářství a průmyslu,“ připomněl rektor VUT Ladislav Janíček.

Vyvíjíme nanotechnologie pro medicínu

Nanotechnologie a nanomateriály jsou nedílnou součástí moderní medicíny. V jejich výzkumu a vývoji patří brněnská technika mezi přední uznávané instituce. Vědci z VUT se věnují vývoji kloubních náhrad, zdravotnických nanorobotů nebo genové terapii, jako je například CRISPR. „Je to naprosto revoluční technologie, která otevírá dveře k léčbě mnoha genetických onemocnění. Skládá se z enzymu, který funguje jako molekulární nůžky precizně stříhající DNA, a guidu, jenž enzym navádí na místo, kde potřebujeme udělat změnu v genomu. Můžeme to využít na odstranění genu, který dělá „neplechu“, nebo naopak zprovoznění nefunkčního genu,“ vysvětlila Alžběta Ressnerová z CEITEC VUT.

Kromě nanotechnologií, které lze využít ve zdravotnictví, se univerzitní experti zabývají také nanoroboty pro detekci mikroplastů ve vodě, nanoroboty pro vesmírnou misi nebo nanoroboty, kteří urychlují výrobu piva. „Propojováním směrů výzkumu, jako je 3D tisk, nanoroboti, vesmír, mikroplasty, biomedicína, energie, se dostáváme znalostmi do míst, kam se dostane málokdo, a my z té kombinace uvnitř skupiny neskutečně těžíme,“ sdělil jeden z nejcitovanějších vědců světa Martin Pumera působící na CEITEC VUT.

Tvoříme bezpečnější budoucnost v kyberprostoru

Informační technologie se rychle vyvíjí a kyberprostor se stává místem, kde je třeba mít se stále více na pozoru. Brněnská technika se proto aktivně věnuje vývoji technologií zvyšujících kybernetickou bezpečnost.

Proti šíření poplašných zpráv nebo vyzrazení tajných či bankovních údajů bojují vědci z VUT, kteří pracují na technologiích pro detekci hlasových deepfakes. „Lidé neočekávají, že se s deepfake hlasem mohou setkat, a jsou tak schopni ignorovat i chyby nebo horší kvalitu nahrávky. V ohrožení jsou všichni uživatelé telefonu a sociálních sítí,“ sdělil Anton Firc z FIT.

Na stejné fakultě působí také skupina řečařů, kteří analyzují řeč a získávají z ní nejrůznější data. Jejich metody pomáhají například bezpečnostním složkám, v porozumění cizím a málo rozšířeným jazykům i v rozpoznávání umělé inteligence.

A pro výuku kybernetické bezpečnosti vytvořili univerzitní odborníci dokonce celou platformu. Technická aréna BUTCA slouží k tréninku v oblasti kybernetických nebezpečí, klade důraz na propojení s reálnými průmyslovými zařízeními, hratelnost a uživatelskou přívětivost.

Propojujeme umění s technikou

Jedinečné propojení uměleckých fakult s technickou univerzitou podtrhuje význam techniky v umění. Umělci z VUT využívají při své práci nejrůznější technické nástroje, například 3D skenery nebo počítačové technologie, které jejich tvorbu zdokonalují a zefektivňují. Díky moderním technologiím tvoří sochy, počítačové hry, ale třeba i uživatelsky přívětivé administrativní systémy. „Naše spolupráce vyšla z poptávky po novém databázovém systému. Přemýšleli jsme nad tím, jaké funkce by ulehčily orientaci klientů v jejich složitých životních situacích a zároveň pracovníkům ulehčily evidenci vlastní práce s klienty,” popisuje Martina Růžičková z FaVU, která se podílela na designování nového systému pro sociální služby.

Architekti z VUT využívají technologie k návrhům udržitelného prostoru. Navrhují, jak by mohla v budoucnu vypadat naše města a regiony, nebo třeba podobu polární stanice na Antarktidě, kde stavební materiály rychle degradují a jejich výběr je pro architekty zásadní. „Získali jsme data meteorologického měření z nejbližší stanice a provedli jsme počítačové simulace k nalezení optimální podoby. Vznikl aerodynamický tvar, aby se zmenšil odpor vzduchu, zároveň ale aby se netvořily závětrné strany, kde by se kumuloval sníh,“ poukazuje na specifika stavby v extrémních podmínkách Martin Kaftan z FA.

Významné výročí si univerzita bude připomínat až do konce letošního roku. Rok oslav vyvrcholí 6. prosince Plesem VUT, který je jedinečnou událostí studujících, zaměstnanců, absolventů a přátel brněnské techniky a zároveň největším plesem v České republice. Více informací o 125. výročí VUT a dalších akcích najdete na webu vut.cz/125.


Panelová výstava je součástí oslav 125. výročí VUT.

---

Autor	Bc. Lenka Hubáčková
Publikováno	15.09.2024 08:00
Odkaz	https://www.vut.cz/vut/f19528/d264150