Projekty základního výzkumu

označení řešitel název projektu zahájení-
ukončení
GAČR 17-00607S prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D. Komplexní umělé elektromagnetické struktury a nanostruktury 1.1.2017

31.12.2019
Podstatou projektu je zkoumat a popisovat uměle vytvářené vysokofrekvenční elektromagnetické struktury složené zpravidla z buněk subvlnových délek, které poskytují neobvyklou elektromagnetickou odezvu v přírodě se běžně nevyskytující, jako jsou nízkoprofilové umělé magnetické povrchy, elektro-magnetické povrchy, a další materiály s elektromagnetickými zádržnými vlastnostmi a frekvenčně závislou odezvou, včetně grafenu. Práce budou zaměřeny na teoretický popis a analýzu vlastností. Výzkum bude doplněn výrobou vzorků pro experimentální ověření jejich chování. Pozornost bude věnována výzkumu metod přípravy grafenu. Navazovat bude měření těchto vzorků včetně plánování jejich aplikací pro vylepšení vlastností zejména zářičů, senzorů a dalších systémů a to až po nanometrové měřítko rozměrů jejich základních buněk. Zvláštní pozornost bude věnována vývoji numerických a obvodových modelů periodických systémů včetně použití pro uhlíkové nanotrubičky (nanovlákna) a grafenu. Paralelně budou rozvíjeny potřebné měřicí a zobrazovací metody včetně magnetické rezonance.

 

označení řešitel název projektu zahájení-
ukončení
GA17-27340S Schmid Ulrich, prof. Dr.,
Hubálek Jaromír, doc. Ing., Ph.D.
Uchovávání energie na čipu pro autonomní senzorové pole (CAPoC) 1.1.2017

31.12.2019
Skladování energie pro MEMS generátory integrovaných na čipu s patřičnými obvody je klíčovým prvkem pro úspěšný provoz autonomních mikrosystémů. V důsledku toho materiály a technologie na míru pro realizaci tenkovrstvých kondenzátorů kompatibilní s CMOS mají zásadní význam. Očekávané vlastnosti těchto zařízení cílí na hodnotou kapacity desítek mF/cm2, nízký ztrátový činitel a nízké svodové proudy. K využití maximálního na povrchu bude kondenzátor založen na porézních materiálech a bude studováno několika technik tvorby oxidu kovu. Modelování a simulace vlastností pomáhají rozvíjet struktury kondenzátoru s požadovanými parametry na křemíkové destičce.

 

označení řešitel název projektu zahájení-
ukončení
GA15-08803S doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D. Vzdálená identifikace malých odražečů prostřednictvím elektromagnetických vln 1.1.2015

31.12.2017
Cílem projektu je zkoumat principy, metody a fundamentální omezení bezdrátového rozpoznávání: (i) subvlnových uměle vytvářených kovově-dielektrických prvků a jejich soustav tvořených planárními nebo tenkovrstvými rezonančními strukturami pro účely ukládání informace prostřednictvím specifické odezvy ve frekvenční nebo časové oblasti a (ii) nelineárních prvků s polovodičovými přechody pro zjišťování jejich přítomnosti v elektronických zařízeních. K vyšetřování jejich parametrů bude použito analytické i numerické modelování včetně experimentálního ověřování reflektivity a absorpce elektromagnetické vlny na zkoumaných vzorcích ve volném prostoru nebo ve vlnovodových vedeních. Z jejich rezonanční frekvence, činitele jakosti a efektivní odrazné plochy budou odvozeny limity pro hustotu uložitelné informace. Odezva nelineárních struktur bude prováděna radarovou detekcí vyšších harmonických vysílaného signálu. Získané poznatky budou mít dopad pro využití v budoucích bezdrátových bezpečnostních a senzorových systémech pracujících od radiových kmitočtů až po infračervenou oblast.

 

označení řešitel název projektu zahájení-
ukončení
GAČR 13-09086S prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D. Výzkum umělých elektromagnetických materiálů a metamateriálů s užitými numerickými a zobrazovacími metodami 1.2.2013

31.12.2016
Projekt je zaměřen na výzkum umělých materiálu pro mikrovlnné i THz oblasti. Jedná o výzkum: quasi-magnetické čočky
vytvořené z aktivního magnetického metamateriálu podstatně zlepšující signál v zařízeních MRI; metamateriálu vykazujícího záporný index lomu s plnou prostorovou isotropií; aktivního magnetického materiálu snižujícího podstatně ztráty a disperzi s cílem jeho využití v praktických aplikacích. Studovat metamateriály složené z náhodně uspořádaných základních elementů s cílem zjistit, zda mohou konkurovat periodicky uspořádaným metamateriálům. Studovat vliv poruch v periodické mříži umělých materiálů. Ověřit možnost vytvoření kvantové analogie ideální čočky. V oblasti antén s vytékající vlnou půjde o optimalizace jejich vyzařování. Budou studovány metody pro charakterizaci a zobrazování struktur navrhovaných metamateriálů zahrnující šumovou spektroskopii, nukleární magnetickou a kvadrupólovou resonanci. Budou vytvářeny numerické modely pro analýzu a ověření vlastností studovaných struktur.

 

označení řešitel název projektu zahájení-ukončení
GAP102/11/0318 prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc. Analýza metabolizmu a lokalizace změn kostní tkáně čelisti pomocí MR zobrazovacích technik 1.1.2011

31.12.2013
Teoretický a experimentální rozbor kostních tkání dolní čelisti s využitím biochemických a magneticko resonančních metod a jinými zvolenými diagnostickými postupy. Bude vytvořen a postupně doplňován soubor pacientů, budou optimalizovány diagnostické metody a budou provedeny vzájemné korelace jejich výsledků. Pro studium metabolických změn kostní tkáně je nutné měřit změny relaxačních časů a difúzních koeficientů. Pro většinu pulzních sekvencí budou využitelné výsledky návrhu a experimentálního ověření nové metody nastavení preemfázové kompenzace u aktivně stíněných gradientních systémů, které se v současné době využívají. Tím se sníží přístrojové artefakty způsobené rychlým přepínáním gradientních magnetických polí.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

 celist

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
Ing. Jan Mikulka, Ph.D. Výzkum metod zpracování mikroskopických obrazů při výzkumu divertikulárních chorob 1.9.2010

1.2.2011
N/A
 Výsledky výzkumu:

Smooth Muscle Cells Counting PlugIn for ImageJ software

Myenteric Plexus Ganglia PlugIn for ImageJ Software

ICC Counting PlugIn for ImageJ

mikroskop

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
MSM0021630513 prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida
prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.
prof. Ing. Jiří Jan, CSc.
Elektronické komunikační systémy a technologie nových generací (ELKOM) 1.1.2005

31.12.2011
VZ se zabývá vyspělými elektronickými komunikačními obvody, signály a systémy v rozsahu celého komunikačního řetězce. Výzkum se týká perspektivních multimediálních systémů z hlediska přenášených signálů, přenosových cest a technologií. VZ je zaměřenna nové komunikační technologie s horizontem zvládnutí do konce roku 2011 a bude realizován v šesti oblastech: 1. Bezdrátové a mobilní širokopásmové komunikační systémy nových generací; 2. Multimediální a hypermediální komunikační služby a technologie;3. Vf.amikrovlnné struktury komunikačních systémů; 4. Pokročilé technologie integrovaných komunikačních systémů; 5. Speciální elektronické obvody a funkční bloky pro moderní komunikační systémy; 6. Číslicové metody analýzy, zpracování a přenosu multi-mediálníc h signálů a obrazů. Cílem VZ jsou původní výsledky ve výzkumu nových komunikačních struktur a metod jejich řešení, ve výzkumu efektivních technik zpracování multimediálních signálů a vyspělých technologií pro komunikační systémy nových generací.
 Výsledky výzkumu:

Generátor napěťových impulsů vysoké úrovně

Vysokonapěťový generátor

Vývojový kit s ATmega16

Piezoelektrický senzor

Sada bikónických antén s prutovými prvky

Elektromagnetická cela pro testování rezonančních struktur

Impulzní výkonový generátor 80MW

Sada kónických antén pro detekci částečného výboje

Generátor pulzního signálu s velmi strmou hranou

Sada spirálových antén pro experimentální vývoj metod šumové spektroskopie

Čtyřkanálová sestava vysokofrekvenčních širokopásmových zesilovačů

Sada antén Vivaldiho typu pro detekci částečného výboje

Měřicí model pro ověřování metod detekce a lokalizace aktivity částečného výboje

Lock-in zesilovač pro měření malých magnetických polí za přitomnosti silného rušení

Laboratorní teploměr pro velmi nízké teploty

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
MSM0021630516 prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc. Zdroje, akumulace a optimalizace využití energie v podmínkách trvale udržitelného rozvoje 1.1.2005

31.12.2011
 Výzkumný záměr se zabývá získáváním, akumulací a optimálním využitím energií zejména z obnovitelných zdrojů. Týká základního i aplikovaného výzkumu a bude realizován ve čtyřech oblastech:
-Chemické zdroje elektrické energie;
-Optimalizace elektromechanické přeměny energie;
-Optimalizace přeměny a využití energie v soustavách s ekologickými energetickými zdroji;
-Ekologická alternativní doprava.Výzkum bude zaměřen na oblast olověných akumulátorů, nízkoteplotních palivových článků, lithno-iontových akumulátorů, bezvodých gelových elektrolytů v bateriích, senzorech a dalších aplikacích, na optimalizaci návrhů elektromechanických soustav a jejich řízení, na optimalizaci účinnosti, hmotnosti a spotřeby aktivních materiálů, na zdroje energie s využitím obnovitelných energií pohybujících se soustav, na procesy radiačního transportu energie, na provoz malých vodních a větrných elektráren, na oblast fotovoltaických měničů, malých kogeneračních jednotek, nabíjení akumulátorů z obnovitelných zdrojů energie a nové pohony hybridních vozidel v oblasti alternativní dopravy.Cíle výzkumného záměru spočívají v optimalizaci stávajících systémů, v získání nových původních výsledků a technologií, nových postupů a efektivních technik.
 Výsledky výzkumu:

Modul pro řízení škrtící klapky motoru

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/09/0314 doc. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.
doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.
Ing. Radek Kubásek, Ph.D.
Studium vlastností metamateriálů a mikrovlnných struktur s využitím šumové spektroskopie a magnetické rezonance 1.1.2009

31.12.2012
Projekt zkoumá a realizuje isotropní, aktivní metamatriály, materiály pro elektronové a magnetoinduktivní čočky, navrhuje měření materiálů se šumovou spektroskopií a nukleární magnetickou resonancí, analyzuje šumové signály a vytváří semi-analytický model stochastických dějů s predikcí výsledků.
 Výsledky výzkumu:

Sonda pro mapování magnetické indukce B v reaktivním poli antény

Polohovací zařízení

Elektromagnetická čočka pro NMR systém

NMR spektrometr

Širokopásmová hřebenová anténa

Testovací komora pro měření s generátorem šumu

Bezdrátová signalizace

Elektromagnetická cela pro testování rezonančních struktur

Sada spirálových antén pro experimentální vývoj metod šumové spektroskopie

sum

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/07/0389 prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.
Ing. Karel Bartušek, DrSc.
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
Ing. Jan Mikulka, Ph.D.
doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.
Ing. Radek Kubásek, Ph.D.
Ing. Eva Kroutilová, Ph.D.
Výzkum nových NMR technik pro studium struktury porézních materiálů 1.1.2007

31.12.2009
Porous materials are of great interest, both theoretically and experimentally, in various scientific and technical areas (micelles, sponges, rocks, construction materials, wood, biological materials, etc.). For this reason it is important to have at hand experimental techniques for a proper characterization of their physical properties. The most relevant characteristic parameters of porous materials are: porosity, distribution of pore sizes or, more precisely, the volume/surface ratio of the pores, permeability. NMR has been found a uniquely useful way of studying these characteristics by overcoming the opacity problem. NMR methods make it possible to directly investigate, in a non-destructive and non-invasive way, mass transport (fluids, gases) in pore matrices, pore matrix structures, as well as mass distribution inside pore systems. A number of NMR diffusometry applications, often accompanied by relaxometry, are applied in geophysics and hydrology (porous rocks, sediment and soil columns), civil engineering (construction materials such as concrete), chemical engineering (reaction and sorption columns, catalyst beds), biomedicine (bone, tendon, cartilage) etc.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

porezni

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/07/1086 prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. Specifické zobrazovací metody pracující na bázi magnetické rezonance a ultrazvuku pro studium čelistních kloubů 1.1.2007

31.12.2009
N/A
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

tmj

 

označení řešitel název projektu zahájení-ukončení
KJB208130603 doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.
prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.
Ing. Eva Kroutilová, Ph.D.
Ing. Radek Kubásek, Ph.D.
Měření a simulace vlivu susceptibility a vodivosti v MR tomografii 1.1.2006

31.12.2008
Projekt s využitím simulace a experimentálního ověření řeší vliv změn homogenity statického a vf magnetického pole měřených vodivých vzorků na MR obrazy a vyvine speciální číslicovou filtraci MR snímaných dat s využitím waveletovské transformace signálu. Projekt přispěje k rozvoji MR zobrazovacích technik, zejména MRI a MRS technik pro živé objekty – člověka a živočichy. Postup řešení projektu předpokládá: 1) Simulaci a experimentální ověření vlivu magnetické susceptibility a vodivosti MR vzorku na homogenitu stacionárního i vf excitačního magnetického pole. 2) Rozvoj filtračních technik na principu bank filtrů s waveletovou bází pro zpracování MR signálu. 3) Návrh metodiky měření a zpracování získaných MR obrazů s ohledem na eliminaci zkreslení obrazu způsobeného uvedenými vlivy. 4) Experimentální ověření navržených technik.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

vlnka

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/07/0389 prof. Ing. Libor Dědek, CSc.
doc. Ing. Jiří Rez, CSc.
prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.
Elektrická impedanční tomografie ve ztrátovém prostředí 1.1.2003

31.12.2004
The aim of the project is to improve Electrical Impedance Tomography (EIT) method. EIT will use the finite element based method for the reconstruction of two-dimensional and three-dimensional admittance distributions in both industrial processes and in biological tissue. Existing two-dimensional program MEP, based on the Finite Element Method, will be used for the solution of the forward problem. This program, developed by the authors of the project, has plenty of original contributions for evaluation of static, harmonic, and transient electric fields in dissipative media. The program will be upgraded for the solution of 3-D problems. Different smoothness operators will be involved into the objective functions to assure finding acceptable minima. The process is known as smoothness-constrained inversion. An attempt will be done to develop new smoothness operators for indication of thin conductive and dielectric layers.
Our goal is to improve the quality of the images and the numerical complexity of the reconstruction method. In order to reduce the computational load, we adopt a linearized approximation to the forward problem that describes the relationship between the unknown conductivity and the measurements.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

eit

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/03/0241 prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.
Ing. Jaromír Braun, DrSc.
Ing. Zdeněk Žilka, CSc.
Ing. Zbyněk Berka, CSc.
Ing. Jiří Škramlík
prof. Ing. Juraj Valsa, CSc.
prof. Ing. Libor Dědek, CSc.
prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.
prof. Ing. Viktor Valouch, CSc.
doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.
prof. Ing. Ivo Doležel, CSc.
Simulace a optimalizace smíšených elektronických systémů s ohledem na integritu signálů. 1.1.2003

31.12.2005
Signal integrity substantially affects the overall reliability of the complex electrical/electronic systems. Problems with signal integrity in electronic systems are results of interactions among active solid state devices and passive circuit elements serving as interconnection. These are namely the interconnecting nets on multi-layer printed-circuit boards in computers or controllers, cables connecting the controllers with various signal sources and sensors and long power cables carrying pulse-modulated voltages for electric rotating machines. The transient phenomena on these parts may cause an erroneous interpretation of the transmitted signals. Signal integrity is thus endangered by transients on multi-layer printed circuit boards and power cables and by their interactions with signal sources and sensors. Also electromagnetic coupling with the conductors carrying high current pulses from electronic power converters to electric machines may cause reliability problems. The aim of the project is to devise and verify effective, fast and reliable algorithms for modeling passive multi-conductor transmission lines in mixed signal simulators of electronic systems consisting of integrated solid state devices and electrical machines. Maximal attention will be paid to the problem of optimizing these systems with respect to faultless transmission of signals.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

prechod

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
IAA2065201 prof. Ing. Karel Bartušek, DrSc.
prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.
Generace a měření gradientních magnetických polí pro in vivo MR lokalizovanou spektroskopii 1.1.2002

31.12.2004
Teoretický návrh NMR metody a adaptivní filtrace MR signálů, využití waveletové transformace pro zpracování MR signálů a experimentální ověření výsledků na MR systémech.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

spektrum

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/00/0933 prof. Ing. Ivo Doležel, CSc.
prof. Ing. Libor Dědek, CSc.
prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.
Metody řešení vybraných nestandardních úloh s dominantním vlivem elektromagnetického pole 1.1.2000

31.12.2002
Náplní navrhovaného projektu jsou vybrané nestandardní úlohy, v nichž se dominantním způsobem uplatňuje elektromagnetické pole, ale jejichž řešení nelze získat pouhým rutinním využíváním stávajících metod, algoritmů a odpovídajícího SW. Cílem projektu je vypracování souboru nových efektivních výpočtových algoritmů, jejichž implementace přinese komplexnější informace o probíhajících fyzikálních procesech a které povedou k provozně spolehlivému a ekonomicky výhodnému návrhu příslušných zařízení.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

elmag

 

označení řešitelé název projektu zahájení-ukončení
GA102/00/0907/1 doc. Ing. Jiří Sedláček, CSc. Nekonvenční realizace kmitočtových filtrů, jejich návrh a optimalizace 1.1.2000

31.12.2003
Cílem projektu je systematický vývoj a optimalizace zapojení nekonvenčních kmitočtových filtrů pro náročná použití a jejich aplikace pro některé oblasti analogového zpracování signálů, především v oblasti vysokých kmitočtů 1MHz až 10 GHz. Pro pásma do 50 MHz jsou předpokládány realizace ARC, pro pásma do 1 GHz realizace RLC a pro pásma nad 1 GHz realizace mikropáskové.
V oblasti syntézy nepříčkových struktur RLC filtrů bude úsilí řešitelů soustředěno na vývoj zapojení filtrů vysokých řádů s velkou strmostí kmitočtových charakteristik pro oblast vysokých kmitočtů, kde klasické příčkové struktury narážení na realizační problémy. Dílčími cíli bude i optimalizace řešení filtrů s komplexními zátěžemi, např. pro realizace filtrů RCD (Rezistor, Kapacitor, Dvojný kapacitor), řešení laditelnosti filtrů, optimální řešení nestandardní aproximační úlohy a optimálních obvodových realizací. Další oblastí je optimalizace filtrů s velkou strmostí a dobrými fázovými vlastnostmi.
U realizací ARC (Aktivní filtry RC) bude cílem další vývoj a optimalizace náročných filtrů pro kmitočtovou oblast nad 10 MHz. Ze vyjdeme z poznatků, které jsme získali při řešení předchozího grantového projektu, ale chceme dále sledovat i další rozvoj technologie nových aktivních prvků (CCII, OTA a BOTA) a v návaznosti na to zkoumat možnosti dalšího zlepšování filtrů obzvláště s ohledem na minimalizaci parazitních vlivů pro uvažovanou kmitočtovou oblast. Speciálním problémem zde bude i řešení možnosti elektronického ladění těchto filtrů. Vývoj nových filtrů s aktivními prvky bude zkoumán i pro realizaci SC (Switched Capacitor) vzhledem k rozšiřování možností rychlých aktivních prvků a analogových spínačů a multiplexerů nové generace.
K realizaci uvedených cílů je předpokládán i vývoj nových metod analýzy, syntézy a optimalizace těchto obvodů, které by měly být aplikovány do výpočetních algoritmů a odpovídajících programů. V některých směrech projekt naváže na výsledky grantového úkolu GAČR č. 102/97/0765 „Nové obvody a algoritmy a jejich aplikace pro analogové a číslicové zpracování signálů”. V návaznosti na výsledky zmíněného grantu a výsledky řešení analogových aproximací by byly také propracovány návrhové metody a prostředky pro standardní i nestandardní číslicové filtry typu FIR a především IIR s ohledem na selektivitu a linearitu fázové charakteristiky a minimalizaci vlivu zaokrouhlovacích chyb. Na tomto základě by byl vytvořen ucelený návrhový systém i pro návrh číslicových filtrů.
 Výsledky výzkumu:

…pracujeme na tom…

arc