|
|
Application of Geometric Algebras in Quantum Computing
Michálek, Jan ; Eryganov, Ivan (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
Tato práce se zabývá využitím geometrických algeber v oblasti kvantového počítání. Nejprve je definována obecná Cliffordova algebra a následně je odvozena specifická komplexní geometrická algebra, která je vhodná pro reprezentaci kvantových výpočtů. Tento přístup je porovnán s tradiční metodou použití klasické maticové reprezentace. Cílem práce je poskytnout poznatky o potenciálních výhodách použití geometrických algeber pro kvantové výpočty.
|
|
|
Robotic mechanisms control
Mareček, Tomáš ; Hrdina, Jaroslav (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
The aim of this thesis is to discuss kinematic models, their properties and control. For this task, we chose a geometric control theory approach. For a predescribed trajectory of the gripper, a straight path in particular, motion planning algorithm for the UR5e robotic arm from Universal Robots is implemented. For the description of motion, the concept of conformal geometric algebra is used. Properties of the algebra objects were thoroughly described and consequently used to propose a model of forward and reverse kinematics of UR5e. Gains and losses of this approach were discussed. The algorithms are implemented in CLUViz 7.0.
|
|
| |
|
|
Kinematics of a robotic arm by means of geometric algebras
Křápek, Michal ; Hrdina, Jaroslav (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
In this thesis we are dealing with forward and inverse kinematics of a robotic arm using a model of two dimensional space in conformal geometric algebra. Goal of this thesis is a proposal of algorithms for dealing with inverse kinematics problem and their implementaion. Five algorithms were constructed and implemented in python language. One for computing a position of a robotic arm and four for calculating the trajectory of the gripper. In this thesis, the problem was solved using a theorem about orientation of the line segment normal and with the triangle signature. Because of that, the cumputing load was reduced in implementation of the most complex algorithm which is combining the motion of the gripper along a polygonal chain and motion of the gripper along circular trajectory. The benefit of this thesis is a new approach to solving inverse kinematics problem.
|
|
|
Two person quantum game theory
Krajný, Matěj ; Vašík, Petr (referee) ; Hrdina, Jaroslav (advisor)
This thesis presents introductuion to mathematical notation of quantum states, furthermore foucuses on deeper understanding of their representation. We broaden a clasical game of two players Prisoners dilema by adding quantum strategies. And we observe changes of equilibrium in comparison to clasical game.
|
|
|
Shor's algorithm in Quantum Cryptography
Nwaokocha, Martyns ; Vašík, Petr (referee) ; Hrdina, Jaroslav (advisor)
Kryptografie je velmi důležitým aspektem našeho každodenního života, protože poskytuje teoretický základ informační bezpečnosti. Kvantové výpočty a informace se také stávají velmi důležitou oblastí vědy kvůli mnoha aplikačním oblastem včetně kryptologie a konkrétněji v kryptografii veřejných klíčů. Obtížnost čísel do hlavních faktorů je základem některých důležitých veřejných kryptosystémů, jejichž klíčem je kryptosystém RSA . Shorův kvantový faktoringový al-goritmus využívá zejména kvantový interferenční účinek kvantového výpočtu k faktorovým semi-prime číslům v polynomiálním čase na kvantovém počítači. Ačkoli kapacita současných kvantových počítačů vykonávat Shorův algoritmus je velmi omezená, existuje mnoho rozsáhlých základních vědeckých výzkumů o různých technikách optimalizace algoritmu, pokud jde o faktory, jako je počet qubitů, hloubka obvodu a počet bran. v této práci jsou diskutovány, analyzovány a porovnávány různé varianty Shorova factoringového algoritmu a kvantových obvodů. Některé varianty Shorova algoritmu jsou také simulované a skutečně prováděné na simulátorech a kvantových počítačích na platformě IBM QuantumExperience. Výsledky simulace jsou porovnávány z hlediska jejich složitosti a míry úspěšnosti. Organizace práce je následující: Kapitola 1 pojednává o některých klíčových historických výsledcích kvantové kryptografie, uvádí problém diskutovaný v této práci a představuje cíle, kterých má být dosaženo. Kapitola 2 shrnuje matematické základy kvantového výpočtu a kryptografie veřejných klíčů a popisuje notaci použitou v celé práci. To také vysvětluje, jak lze k rozbití kryptosystému RSA použít realizovatelný algoritmus pro vyhledávání objednávek nebo factoring. Kapitola 3 představuje stavební kameny Shorova algoritmu, včetně kvantové Fourierovy transformace, kvantového odhadu fází, modulární exponentiace a Shorova algoritmu. Zde jsou také uvedeny a porovnány různé varianty optimalizace kvantových obvodů. Kapitola 4 představuje výsledky simulací různých verzí Shorova algoritmu. V kapitole 5 pojednejte o dosažení cílů disertační práce, shrňte výsledky výzkumu a nastíňte budoucí směry výzkumu.
|
|
|
Geometric algebra applications
Machálek, Lukáš ; Návrat, Aleš (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá využitím geometrické algebry pro kuželosečky (GAC) v autonomní navigaci, prezentované na pohybu robota v trubici. Nejprve jsou zavedeny teoretické pojmy z geometrických algeber. Následně jsou prezentovány kuželosečky v GAC. Dále je provedena implementace enginu, který je schopný provádět základní operace v GAC, včetně zobrazování kuželoseček zadaných v kontextu GAC. Nakonec je ukázán algoritmus, který odhadne osu trubice pomocí bodů, které umístí do prostoru pomocí středů elips, umístěných v obrazu, získaných obrazovým filtrem a fitovacím algoritmem.
|
|
|
Geometrically controlled snake-like robot model
Shehadeh, Mhd Ali ; Návrat, Aleš (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
This master’s thesis describes equations of motion for dynamic model of nonholonomic constrained system, namely the trident robotic snakes. The model is studied in the form of Lagrange's equations and D’Alembert’s principle is applied. Actually this thesis is a continuation of the study going at VUT about the simulations of non-holonomic mechanisms, specifically robotic snakes. The kinematics model was well-examined in the work of of Byrtus, Roman and Vechetová, Jana. So here we provide equations of motion and address the motion planning problem regarding dynamics of the trident snake equipped with active joints through basic examples and propose a feedback linearization algorithm.
|
|
|
Foundations of geometric control theory
Čulák, Michal ; Hrdina, Jaroslav (referee) ; Vašík, Petr (advisor)
This bachelor thesis deals with the description of algorithm for motion planning of trident snake robot. His model is created by means of differential geometry. The controllability of the robot is provided by Lie algebra, generated by elementary vector fields and their Lie bracket. The system is approximated by nilpotent approximation. In this thesis is proposed and described algorithm of motion planning with piecewise constant input. This algorithm is further derived for trident snake robot. Finally, selected motions of trident snake robot are simulated and portrayed in enviroment called MATLAB.
|
|
|
Applications of Quaternions in Robot Kinematics
Doctor, Diana ; Vašík, Petr (referee) ; Matoušek, Radomil (advisor)
This thesis deals with the usefulness of the application of quaternions in representing robot kinematics. It begins by showing the relationship of quaternions to the more commonly-known complex numbers and how it can represent rotations in three-dimensions. Then, the dual quaternions are introduced to represent both the three-dimensional rotation and translation. It will then be used to derive the forward and inverse kinematics, particularly, for the Universal Robot UR3 which is a 6-DOF robotic arm. Lastly, an actual application of dual quaternions in robot programming will be demonstrated
|
guest ::
