Brno University of Technology

Latest additions:
2021-05-02
00:02
Research of Advanced Online Handwriting Analysis Methods with a Special Focus on Assessment of Graphomotor Disabilities in School-aged Children
Zvončák, Vojtěch ; Havigerová,, Jana Marie (oponent) ; Drotár,, Peter (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Graphomotor abilities (GA) represent a set of psychomotor activities that are executed during drawing and writing. The GA are prerequisites for mastering of elementary school skills, particularly writing. Children in 1 st and 2 nd grade can experience difficulties in execution of simple graphomotor tasks (GD) and later in 3 rd and 4 th grade even in handwriting tasks (HD). The disruption of processes involved in handwriting is generally called Developmental Dysgraphia (DD). The prevalence of DD in the Czech Republic is 3–5 %. To this day the DD is evaluated subjectively by teams of psychologists and special educationalist. Currently, an objective measuring tool that asses the properties of GD or HD is missing in practice. Consequently, this thesis is aiming to identify symptoms associated with graphomotor disabilities in school–aged children and design new parameters quantifying them. For this purpose, a new complex GA protocol was proposed (36 tasks), which represents an environment, where the identified symptoms can be manifested (24 symptoms). Moreover, 76 quantifying features were introduced. A new graphomotor difficulties rating scale (GDRS) was designed based on computerised analysis of handwriting. Finally, new online handwriting parameters based on advanced signal processing techniques were designed and tested, which can assess poor dexterity or unspecified motor clumsiness. The GDRS represents a novel and modern objective measurement tool, that is not yet available in the Czech Republic or in other countries. Its utilization will help in the modernization of DD diagnosis and in the remediation process. With proper research, it could be adapted into other languages as well. Moreover, the methodology can be used and optimized for other diseases, which affects GA, such as Autism, Attention Deficit Coordination Disorder (ADHD) or Developmental Coordination Disorder (DCD).

Detailed record
2021-05-02
00:02
Advanced Parameterisation of Online Handwriting in Writers with Graphomotor Disabilities
Mucha, Ján ; Šimák, Boris (oponent) ; Drotár,, Peter (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Graphomotor disabilities (GD) significantly affect the quality of life beginning from the school-age, when the graphomotor skills are developed, until the elderly age. The timely diagnosis of these difficulties and therapeutic interventions are of great importance. As GD are associated with several symptoms in the field of kinematics, the basic kinematic features such as velocity, acceleration, and jerk were proved to effectively quantify these symptoms. Nevertheless, an objective computerized decision support system for the identification and assessment of GD is still missing. Therefore, the main objective of my dissertation is the research of an advanced online handwriting parametrization utilized in the field of GD analysis, with a special focus on methods based on fractional calculus. This work is the first to experiment with fractional-order derivatives (FD) in the GD analysis by online handwriting of Parkinson’s disease (PD) patients and school-age children. A new online handwriting parametrization technique based on the Grünwald-Letnikov approach of FD has been proposed and evaluated. In the field of PD dysgraphia, a significant improvement in the discrimination power and descriptive abilities was proven. Similarly, the proposed methodology improved current state-of-the-art techniques of GD analysis in school-aged children. The newly designed parametrization has been optimized in the scope of the computational performance (up to 80 %) as well as in FD order fine-tuning. Finally, various FD-approaches were compared, namely Riemann-Liouville, Caputo’s, together with Grünwald-Letnikov approximation to identify the most suitable approach for particular areas of GD analysis.

Detailed record
2021-04-25
00:01
Erarbeitung und konstruktive Umsetzung eines Konzeptes zur Realisierung eines Radialventilators mit variabler Schaufelradgeometrie in Leichtbauweise
Trentin, Tomáš ; Hänel, Thomas (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vývojem a konstrukcí mechanismu sloužícího ke změně geometrie lopatek oběžného kola u radiálních ventilátorů. Nejprve byl zvolen vhodný design, který byl poté zkonstruován s přihlédnutím k působícím silám a zatížením. Lopatka se skládá ze dvou částí - pevné, a pohyblivé. Pohyblivá část vysunout nebo zasunout zpět za pevnou část lopatky, čímž změní její délku, a tedy i provozní charakteristiky ventilátoru. Simulační část práce se zabývá vlivem změněné geometrie lopatek na výkon ventilátoru v jednom konkrétním pracovním bodě. Výsledky ukazují mírné snížení výkonu, na druhou stranu je ale ventilátor provozuschopný při širším spektru provozních podmínek. Závěr práce naznačuje potřebu dalšího výzkumu s cílem hlouběji poznat možnosti radiálních ventilátorů s kontrolním mechanismem.

Detailed record
2021-04-25
00:01
Multi-Objective Optimization of EM Structures With Variable Number of Dimensions
Marek, Martin ; Vrba,, Jan (oponent) ; Šenkeřík,, Roman (oponent) ; Kadlec, Petr (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with multi-objective evolutionary optimization algorithms with a variable number of dimensions. Such an algorithm enables us to solve optimization tasks that are otherwise solved only by assuming unnatural simplifications. The research of the optimization algorithms with a variable number of dimensions required the development of a new optimization framework. This framework contains, apart from various optimization methods including two novel multi-objective algorithms for a variable number of dimensions -- VND-GDE3 and VND-MOPSO, a library of various benchmark problems. A set of multi-objective benchmark problems with a variable number of dimensions is a part of the library designed to assess and verify the novel methods with a variable number of dimensions. Novel methods are exploited on several miscellaneous real-life optimization problems in the final chapter of this thesis.

Detailed record
2021-04-25
00:01
Kombinovaná elektronová litografie
Krátký, Stanislav ; Mikulík, Petr (oponent) ; Škereň,, Marek (oponent) ; Kolařík, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá reliéfní elektronovou litografií a přípravou difrakčních optických elementů. Řešena jsou tři témata. Prvním tématem je reliéfní kombinovaná elektronová litografie, kde je cílem zkombinovat expozice dvou systémů s rozdílnou energií elektronů primárního svazku. Kombinovaná technika vede k efektivnějšímu využití jednotlivých systémů, kdy se různé struktury lépe připravují jinými energiemi elektronů v primárním svazku. Dalším tématem je optimalizace hranic objektů exponovaných struktur, které jsou definovány obrazovými vstupy. Zkoumá se vliv této optimalizace na rychlost přípravy expozičních dat, na dobu expozice a na optickou odezvu testovaných struktur. Třetím tématem je zkoumání možností přípravy hlubokých víceúrovňových difrakčních optických elementů do bloků plexiskla, jako náhrada soustavy rezist/substrát. S tím se pojí nový způsob zápisu, který minimalizuje teplotní zátěž na plexisklo během expozice elektronovým svazkem a zároveň zvyšuje homogenitu výsledného motivu. V této části byla dále navržena metoda výpočtu expozičních dávek specifických víceúrovňových struktur vycházející z existujících modelů pro výpočet korekcí jevu blízkosti, která minimalizuje čas výpočtu expozičních dávek.

Detailed record
2021-04-25
00:00
Degradation of GaAs Solar Cells
Papež, Nikola ; Pinčík,, Emil (oponent) ; Lazar, Josef (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
Gallium arsenide based solar cells are among the most powerful types of solar cells available. Their main advantage is excellent resistance to thermal and ionising radiation, and therefore they are used primarily in demanding conditions. This dissertation describes the state of GaAs photovoltaic cells exposed to thermal stress, high cooling, gamma radiation and broad-spectrum laser irradiation. The samples were examined before, after and during these processes using several analytical and characterisation methods. The measurements were focused on the characterisation of the surface, optical and electrical properties. Limits and new behaviour of this type of photovoltaic cells have been discovered, which are also affected by thin protective and anti-reflective layers.

Detailed record
2021-04-25
00:00

Detailed record
2021-04-11
00:01
Optimalizace energetických toků při provozu ČOV - Smart Area Net
Pěcha, Jiří ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Braciník,, Peter (oponent) ; Mastný, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá problematikou čistírenství a možnostmi nalezení úspory energie během provozu čistíren odpadních vod. Snaha práce je nalezení potenciálu využití alternativní energie, úspory spotřeby, zlepšení systémového řízení provozovny a zkvalitnění procesu čištění odpadní vody. První část práce se zaměřuje na stanovení pochodů v dané problematice, rozklíčování energetických toků a určení úspor. Pro rozbor dané problematiky byly zvoleny větší provozy čistíren odpadních vod. Díky jejich velikosti bylo snadnější nalézt kritická místa a vyzkoušet aplikaci obnovitelných zdrojů v provozu. Po provedení energetického auditu došlo k pojmenování jednotlivých pochodů a určení úskalí reálného provozu. Následné kroky práce vedly k fokusaci na provozy menšího provedení, a to do 2 000 EO. Tento krok byl proveden se záměrem připravit tyto provozovny na chystanou legislativní změnu a napomoci tvorbě či modernizaci energeticky úspornějších řešení. Díky vzniku konsorcia VUT v Brně, Ústavu elektroenergetiky a společností zabývající se čistírenstvím a automatizačními systémy a řízením. Vzniklo řešení zahrnující modernizaci elektrické, automatizační a čistírenské části. Inovativní aplikace byla instalována do provozu čistírny odpadní vody, kde došlo k odladění dané problematiky, otestování řídicích algoritmů a spuštění celého provozu v automatickém režimu. V závěru modernizace provozovny došlo k instalaci FV panelů na střechu, čímž došlo k částečné dotaci elektrické energie z alternativního zdroje.

Detailed record
2021-04-11
00:01
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.

Detailed record
2021-04-11
00:01
Charakterizace odrůd minoritního ovoce z hlediska využití v potravinářském průmyslu
Jurečková, Zuzana ; Vítová, Eva (oponent) ; Golian, Jozef (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Závěrečná práce se zabývá jednou skupinou drobného ovoce, rodu Ribes tedy rybízem a angreštem. Posuzuje jejich fyzikální a chemické parametry s ohledem na možnost využití v těchto vlastností pro návrh nového typu výrobku – nápoje. Pro hodnocení byly vybrány titrační, spektrometrické a jiné metody pro hodnocení těchto vlastností. Těchto metod bylo k dispozici celkem patnáct (celková výtěžnost šťávy, pH šťávy, celková sušina, rozpustná sušina plodů, titrační kyselost, formolové číslo, obsah redukujících sacharidů, obsah D-glukosy, D-fruktosy a sacharosy, celkový obsah polyfenolických látek, anthokyanových barviv, vitamin C a celková antioxidační kapacita) a pro stanovení minerálních prvků bylo vybráno celkem devět analytů (měď, železo, hořčík, fosfor, zinek, mangan, draslík, vápník a sodík). Po dva roky (sklizeň 2014 a 2015) byly tyto parametry sledovány u barevných variant rybízů (bílý, červený a černý) a angreštů (zelenoplodé, žlutoplodé a červenoplodé). Ve skupině rybízů bylo celkem testováno šest odrůd bílých – Olin, Jantar, Primus, Blanka, Viktoria a Orion, jedenáct odrůd červených rybízů – Junnifer, Jesan, Detvan, Rovada, Rubigo, J.V.Tets, Tatran, Losan, Kozolupský raný, Stanca, NŠLS 11/6 a jedenáct odrůd černých odrůd rybízů – Ometa, Démon, Triton, Ben Hope, Ruben, Ben Gairm, Ben Lomond, Morávia, Ben Conan, Fokus a Ceres. Celkem bylo testováno pět odrůd zelenoplodých angreštů – Zebín, Mucurines, Rixanta, Rodnik a Prima. Žlutoplodé angrešty byly k dispozici čtyři odrůdy – Citronový obří, Invicta, Zlatý Fík a Darek. Mezi červenoplodé angrešty patřily odrůdy – Rolonda, Alan, Karát, Karmen, Krasnoslawjanskij, Himnomacki Rot, Remarka, Tamara a Černý Neguš. Pomocí Tukeyho testu byla provedena analýza a pomocí bodového hodnocení jednotlivých odrůd na základě výsledků z jednotlivých analýz, byl sestaven seznam doporučených odrůd pro další práci vývoje nového nápoje. Bohužel v roce 2015 bylo velmi málo plodů zelenoplodých a žlutoplodých angreštů, proto bylo rozhodnuto, že objem plodů připadne na testování bioaktivních látek. Proto v závěru práce není možné objektivně vyhodnotit tyto odrůdy angreštů v celém rozsahu analýz. Přistoupilo se proto k bodovému hodnocení odrůd na základě průměrů jednotlivých odrůd. Červenoplodé odrůdy byly k dispozici v plném množství, a proto mohlo proběhnout hodnocení v plném rozsahu. Nejvýznamnější rozdíly mezi odrůdami červených plodů angreštů bylo v obsahu bioaktivních látek (obsah polyfenolických látek, anthokyanových barviv, vitaminu C) a antioxidačních kapacitě. Tyto výsledky byly poskytnuty potravinářskému subjektu, který s těmito hodnotami nadále pracoval. Na základě tohoto projektu byl vypracován užitný vzor č. PUV 2016-33171 a výsledný kombinovaný nápoj na bázi vína a ovocné šťávy.

Detailed record