|
Influence of meadow management on the migration behavior of selected species of butterflies
Bubová, Terezie ; Langrová, Iva (advisor) ; Farkač, Jan (referee)
Migrations are the key process and one of the basic biological features, which allow survival of endangered species in fragmented landscape. In the last decades, agriculture intensification, industry and urbanization caused that number of natural butterfly habitats has significantly decreased. The localities originally suitable for butterflies are currnetly converted to farmland or building plots. This PhD thesis aimed to find a compromise solution of meadow management, which should allow a commercial use and concurrently do not jeopardize the continued existence of endangered or threatened species. The main idea of this study was in the intentional emigration causing in the middle of flight period, which should lead into resettlement of the population to another (potentially more suitable) locality. Possibility of aimed manipulation with butterfly emigrations would be considered as a major breakthrough in their protection.
The investigated species Phengaris nausithous (Bergsträsser, 1779) and Phengaris teleius (Bergsträsser, 1779) are both considered to be flagship species for protection of European butterflies at open meadows. This study is based on research, which was carried out in 2013-2015 at 17 patch in localities Dolní Labe, Czech Republic. In above mentioned years, one selected meadow was mowed in the middle of flight season and the emigrations were then monitored using mark-release-recapture method. Results of population and migration characteristics were calculated in MARK 8.1 software. Subsequently, the effect of mowing on emigration (comparison of emigrations from the meadow before and after mowing) was evaluated using Statistica 13.
The hypotheses of this study were based on the assumption, that the loss of resources after well-timed mowing should increase the activity of adult butterflies. During the monitoring, number of emigrations was increased only in flight season 2015. Unfortunately, the statistical evaluation did not show significant effect of mowing on migrations. On the other hand, the hypothesis dealing with colonization of nearest meadows was confirmed.
Effect of intentional emigration caused by management interventions was unfortunately not proved. However, we found out, that even though the population at one mowed meadow decreased clearly, the metapopulation size at the locality remained more or less stable.
At investigated (mowed) meadow, there was observed a sharp decline of P. nausithous abundance. On the other hand, P. teleius population was only slightly reduced. It is therefore conceivable, that P. teleius are not as susceptible to innapropriate term of mowing. The results obtained in our research conclusively displayed no possible positive effect of mowing in the middle of flight season and a necessity of suitable management maintenance at localities inhabited by Phengaris butterflies.
|
|
Individual human odor as a forensic trail in criminal proceeding made by contact or contactless transmission and its resistance to physical agents
Santariová, Milena ; Bartoš, Luděk (advisor) ; Chmelíková, Eva (referee)
The dissertation thesis consists of four papers that have been published in scientific journals.
Study n. 1
The need to recover evidence from water is quite common in criminal investigation. The article deals with the possibility to collect human scent from such objects and with the ability of specially trained dogs to match such scent samples with scent samples collected from detained suspects. During an experiment, designed as a blind one, it has been proved, that human scent can survive on submerged objects and can be later used for scent identification.
Study n. 2
To collect odors the Czech Republic Police use special fabric sorbents manufactured under the registered mark ARATEX. Before use the fabric sorbent is treated by water vapor sterilization. After the scent identification the sorbent is destroyed. The goal of the study was to verify if the vapor sterilization is effective enough to remove human scent that has already penetrated into the sorbent structure or in other words if the sorbent can be exposed to vapor sterilization and then used again. Specially trained dogs were used to match starting odors with target odors in the line-ups. The results showed that dogs are able to correctly match human odors even after they have being exposed to vapor sterilization.
Study n. 3
The purpose of the study was to determine the temperature at which the human scent is degraded so that a dog would not be able to identify it. In contrast to expectations, eight dogs used in the experiment almost flawlessly identified human scents from five scent donors exposed to temperatures of 100°C, 200°C, 300°C, 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, and 800°C. Only two of the dogs were able to identify 5 of 15 scent samples exposed to 900°C. No dog identified a scent exposed to 1000°C. Our study verified heat survivability of human scent far beyond existing expectations.
Study n. 4
We tested the hypothesis that if odor fallout (the release of a human odor onto an untouched object) in human subjects exists, then holding a hand above an absorbent will produce a detectable scent which will be subsequently matched in a detection test by trained dogs. Scents were collected from seven males to sterile cotton absorbent squares. The left hand was used to get the control scent and the right hand served as the target scent. Each experimental subject was sitting and his left hand was laid down on a cotton square for 3 min. The right hand was held 5 cm above another cotton square for 3 min. The scent identification was done by two specially trained police German shepherds. Both dogs performed 14 line-ups and correctly matched the collected scents of all test subjects. The results suggest the existence of human odor fallout, whereby a human scent trace is left by humans even if they do not touch an object.
|
|
Noise, Transport and Structural Properties of High Energy Radiation Detectors Based on CdTe
Šik, Ondřej ; Lazar, Josef (referee) ; Navrátil, Vladislav (referee) ; Grmela, Lubomír (advisor)
Poptávka ze strany vesmírného výzkumu, zdravotnictví a bezpečnostního průmyslu způsobila v posledních letech zvýšený zájem o vývoj materiálů pro detekci a zobrazování vysokoenergetického záření. CdTe a jeho slitina CdZnTe. jsou polovodiče umožnují detekci záření o energiích v rozsahu 10 keV až 500 keV. Šířka zakázaného pásma u CdTe / CdZnTe je 1.46 -1.6 eV, což umožňuje produkci krystalů o vysoké rezistivitě (10^10-10^11 cm), která je dostačující pro použití CdTe / CdZnTe při pokojové teplotě. V mé práci byly zkoumány detektory CdTe/CdZnTe v různých stádiích jejich poruchovosti. Byly použity velmi kvalitní spektroskopické detektory, materiál s nižší rezistivitou a výraznou polarizací, detektory s asymetrií elektrických parametrů kontaktů a teplotně degenerované vzorky. Z výsledků analýzy nízkofrekvenčního šumu je patrný obecný závěr, že zvýšená koncentrace defektů způsobí změnu povahy původně monotónního spektra typu 1/f na spektrum s výrazným vlivem generačně-rekombinačních procesů. Další výrazná vlastnost degenerovaných detektorů a detektorů nižší kvality je nárůst spektrální hustoty šumu typu 1/f se vzrůstajícím napájecím napětí se směrnicí výrazně vyšší než 2. Strukturální a chemické analýzy poukázaly, že teplotní generace detektorů způsobuje difuzi kovu použitého při kontaktování a stopových prvků hlouběji do objemu krystalu. Část mé práce je věnována modifikaci povrchu svazkem argonových iontů a jejímu vlivu na chemické složení a morfologii povrchu.
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (referee) ; Steininger, Andreas (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Při vývoji současných číslicových systémů, např. vestavěných systému a počítačového hardware, je nutné hledat postupy, jak zvýšit jejich spolehlivost. Jednou z možností je zvyšování efektivity a rychlosti verifikačních procesů, které se provádějí v raných fázích návrhu. V této dizertační práci se pozornost věnuje verifikačnímu přístupu s názvem funkční verifikace. Je identifikováno několik výzev a problému týkajících se efektivity a rychlosti funkční verifikace a ty jsou následně řešeny v cílech dizertační práce. První cíl se zaměřuje na redukci simulačního času v průběhu verifikace komplexních systémů. Důvodem je, že simulace inherentně paralelního hardwarového systému trvá velmi dlouho v porovnání s během v skutečném hardware. Je proto navrhnuta optimalizační technika, která umisťuje verifikovaný systém do FPGA akcelerátoru, zatím co část verifikačního prostředí stále běží v simulaci. Tímto přemístěním je možné výrazně zredukovat simulační režii. Druhý cíl se zabývá ručně připravovanými verifikačními prostředími, která představují výrazné omezení ve verifikační produktivitě. Tato režie však není nutná, protože většina verifikačních prostředí má velice podobnou strukturu, jelikož využívají komponenty standardních verifikačních metodik. Tyto komponenty se jen upravují s ohledem na verifikovaný systém. Proto druhá optimalizační technika analyzuje popis systému na vyšší úrovni abstrakce a automatizuje tvorbu verifikačních prostředí tím, že je automaticky generuje z tohoto vysoko-úrovňového popisu. Třetí cíl zkoumá, jak je možné docílit úplnost verifikace pomocí inteligentní automatizace. Úplnost verifikace se typicky měří pomocí různých metrik pokrytí a verifikace je ukončena, když je dosažena právě vysoká úroveň pokrytí. Proto je navržena třetí optimalizační technika, která řídí generování vstupů pro verifikovaný systém tak, aby tyto vstupy aktivovali současně co nejvíc bodů pokrytí a aby byla rychlost konvergence k maximálnímu pokrytí co nejvyšší. Jako hlavní optimalizační prostředek se používá genetický algoritmus, který je přizpůsoben pro funkční verifikaci a jeho parametry jsou vyladěny pro tuto doménu. Běží na pozadí verifikačního procesu, analyzuje dosažené pokrytí a na základě toho dynamicky upravuje omezující podmínky pro generátor vstupů. Tyto podmínky jsou reprezentovány pravděpodobnostmi, které určují výběr vhodných hodnot ze vstupní domény. Čtvrtý cíl diskutuje, zda je možné znovu použít vstupy z funkční verifikace pro účely regresního testování a optimalizovat je tak, aby byla rychlost testování co nejvyšší. Ve funkční verifikaci je totiž běžné, že vstupy jsou značně redundantní, jelikož jsou produkovány generátorem. Pro regresní testy ale tato redundance není potřebná a proto může být eliminována. Zároveň je ale nutné dbát na to, aby úroveň pokrytí dosáhnutá optimalizovanou sadou byla stejná, jako u té původní. Čtvrtá optimalizační technika toto reflektuje a opět používá genetický algoritmus jako optimalizační prostředek. Tentokrát ale není integrován do procesu verifikace, ale je použit až po její ukončení. Velmi rychle odstraňuje redundanci z původní sady vstupů a výsledná doba simulace je tak značně optimalizována.
|
|
Subspace Modeling of Prosodic Features for Speaker Verification
Kockmann, Marcel ; Kenny, Patrick (referee) ; Nöth, Elmar (referee) ; Černocký, Jan (advisor)
Předložená disertační práce se zabývá ověřováním mluvčího pomocí prozodických příznaků zahrnujících hodnoty základního tónu, energie a délek řečových úseků. Studovali jsme dvě rozdílné techniky pro parametrizaci: první vede k dobře definované sadě menšího počtu příznaků, druhá k vysoko-dimenzionální sadě heterogenních prozodických příznaků. První část práce se věnuje vývoji příznaků reprezentujících prozodické kontury, zde jsme vyvinuli a ověřili několik modelovacích technik, s důrazem na modelování v reprezentativních podprostorech. Druhá část práce se zaměřuje na nové pod-prostorové modelovací techniky pro heterogenní prozodické parametry s velkou dimenzionalitou. Model je teoreticky odvozen a experimentálně ověřen na oficiálních datech z NIST evaluací ověřování mluvčího (NIST Speaker Recognition Evaluation). Ve srovnání s ostatními současnými prozodickými jsme dosáhli podstatně lepších výsledků. Na konci práce presentujeme také novou techniku pro elegantní kombinaci dvou prozodických systémů. Tato technika může být použita rovněž pro fúzi prozodického systému se standardním přesným cepstrálním systémem, což vede k dalšímu podstatnému zvýšení úspěšnosti verifikace.
|
|
Grammars with Restricted Derivation Trees
Koutný, Jiří ; Janoušek, Jan (referee) ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Meduna, Alexandr (advisor)
V této disertační práci jsou studovány teoretické vlastnosti gramatik s omezenými derivačními stromy. Po uvedení současného stavu poznání v této oblasti je výzkum zaměřen na tři základní typy omezení derivačních stromů. Nejprve je představeno zcela nové téma, které je založeno na omezení řezů a je zkoumána vyjadřovací síla takto omezené gramatiky. Poté je zkoumáno několik nových vlastností omezení kladeného na cestu derivačních stromů. Zejména je studován vliv vymazávacích pravidel na vyjadřovací sílu gramatik s omezenou cestou a pro tyto gramatiky jsou zavedeny dvě normální formy. Následně je popsána nová souvislost mezi gramatikami s omezenou cestou a některými pseudouzly. Dále je prezentován protiargument k vyjadřovací síle tohoto modelu, která byla dosud považována za dobře známou vlastnost. Nakonec je zavedeno zobecnění modelu s omezenou cestou na ne jednu, ale několik cest. Tento model je následně studován zejména z hlediska vlastností vkládání, uzávěrových vlastností a vlastností syntaktické analýzy.
|
|
Formal Systems Based on Automata and Grammars
Čermák, Martin ; Rybička, Jiří (referee) ; Šaloun, Petr (referee) ; Meduna, Alexandr (advisor)
Tyto teze navazují na studium gramatických a automatových systémů. Na začátku, práce pojednává o regulárně řízených CD gramatických systémech využívající frázově strukturované gramatiky jako komponenty. Do systémů jsou zavedena tři nová omezení na derivacích a je studován jejich vliv na vyjadřovací sílu těchto systémů. Poté, tato práce definuje dva automatové protějšky ke kanonickým multi-generatiním nonterminálem a pravi\-dlově synchronizovyným gramatickým systemům, generujících vektory řetězců, a ukazuje, že všechny tyto vyšetřované systemy si jsou vzájemně ekvivalentní. Dále táto práce tyto systémy zobecňuje a zakládá fundamentalní hierarchii n-jazyků (množin n-tic řetězců). V~souvislosti se zavedenými systémy tyto teze zavádí automatově-gramatický převodník založený na konečném automatu a bezkontextové gramatice. Tento převodník je pak studovaný a použitý jako nástroj přímého překladu. V~poslední části jsou v této práci zavedené automatové systémy jádrem pársovací metody založené na stromově řízených gramatikách s n omezenými cestami.
|
|
Acceleration Methods for Evolutionary Design of Digital Circuits
Vašíček, Zdeněk ; Miller, Julian (referee) ; Zelinka,, Ivan (referee) ; Sekanina, Lukáš (advisor)
Ačkoliv můžeme v literatuře nalézt řadu příkladů prezentujících evoluční návrh jakožto zajímavou a slibnou alternativu k tradičním návrhovým technikám používaným v oblasti číslicových obvodů, praktické nasazení je často problematické zejména v důsledku tzv. problému škálovatelnosti, který se projevuje např. tak, že evoluční algoritmus je schopen poskytovat uspokojivé výsledky pouze pro malé instance řešeného problému. Vážný problém představuje tzv. problém škálovatelnosti evaluace fitness funkce, který je markantní zejména v oblasti syntézy kombinačních obvodů, kde doba potřebná pro ohodnocení kandidátního řešení typicky roste exponenciálně se zvyšujícím se počtem primárních vstupů. Tato disertační práce se zabývá návrhem několika metod umožňujících redukovat problem škálovatelnosti evaluace v oblasti evolučního návrhu a optimalizace číslicových systémů. Cílem je pomocí několika případových studií ukázat, že s využitím vhodných akceleračních technik jsou evoluční techniky schopny automaticky navrhovat inovativní/kompetitivní řešení praktických problémů. Aby bylo možné redukovat problém škálovatelnosti v oblasti evolučního návrhu číslicových filtrů, byl navržen doménově specifický akcelerátor na bázi FPGA. Tato problematika reprezentuje případ, kdy je nutné ohodnotit velké množství trénovacích dat a současně provést mnoho generací. Pomocí navrženého akcelerátoru se podařilo objevit efektivní implementace různých nelineárních obrazových filtrů. S využitím evolučně navržených filtrů byl vytvořen robustní nelineární filtr implusního šumu, který je chráněn užitným vzorem. Navržený filtr vykazuje v porovnání s konvenčními řešeními vysokou kvalitu filtrace a nízkou implementační cenu. Spojením evolučního návrhu a technik známých z oblasti formální verifikace se podařilo vytvořit systém umožňující výrazně redukovat problém škálovatelnosti evoluční syntézy kombinačních obvodů na úrovni hradel. Navržená metoda dovoluje produkovat komplexní a přesto kvalitní řešení, která jsou schopna konkurovat komerčním nástrojům pro logickou syntézu. Navržený algoritmus byl experimentálně ověřen na sadě několika benchmarkových obvodů včetně tzv. obtížně syntetizovatelných obvodů, kde dosahoval v průměru o 25% lepších výsledků než dostupné akademické i komerční nástroje. Poslední doménou, kterou se práce zabývá, je akcelerace evolučního návrhu lineárních systémů. Na příkladu evolučního návrhu násobiček s vícenásobnými konstantními koeficienty bylo ukázáno, že čas potřebný k evaluaci kandidátního řešení lze výrazně redukovat (defacto na ohodocení jediného testovacího vektoru), je-li brán v potaz charakter řešeného problému (v tomto případě linearita).
|
|
Query-by-Example Spoken Term Detection
Fapšo, Michal ; Matoušek, Jindřich (referee) ; Metze, Florian (referee) ; Černocký, Jan (advisor)
Tato práce se zabývá vyhledáváním výrazů v řeči pomocí mluvených příkladů (QbE STD). Výrazy jsou zadávány v mluvené podobě a jsou vyhledány v množině řečových nahrávek, výstupem vyhledávání je seznam detekcí s jejich skóre a časováním. V práci popisujeme, analyzujeme a srovnáváme tři různé přístupy ke QbE STD v jazykově závislých a jazykově nezávislých podmínkách, s jedním a pěti příklady na dotaz. Pro naše experimenty jsme použili česká, maďarská, anglická a arabská (levantská) data, a pro každý z těchto jazyků jsme natrénovali 3-stavový fonémový rozpoznávač. To nám dalo 16 možných kombinací jazyka pro vyhodnocení a jazyka na kterém byl natrénovaný rozpoznávač. Čtyři kombinace byly tedy závislé na jazyce (language-dependent) a 12 bylo jazykově nezávislých (language-independent). Všechny QbE systémy byly vyhodnoceny na stejných datech a stejných fonémových posteriorních příznacích, pomocí metrik: nesdružené Figure-of-Merit (non pooled FOM) a námi navrhnuté nesdružené Figure-of-Merit se simulací normalizace přes promluvy (utterrance-normalized non-pooled Figure-of-Merit). Ty nám poskytly relevantní údaje pro porovnání těchto QbE přístupů a pro získání lepšího vhledu do jejich chování. QbE přístupy použité v této práci jsou: sekvenční statistické modelování (GMM/HMM), srovnávání vzorů v příznacích (DTW) a srovnávání grafů hypotéz (WFST). Abychom porovnali výsledky QbE přístupů s běžnými STD systémy vyhledávajícími textové výrazy, vyhodnotili jsme jazykově závislé konfigurace také s akustickým detektorem klíčových slov (AKWS) a systémem pro vyhledávání fonémových řetězců v grafech hypotéz (WFSTlat). Jádrem této práce je vývoj, analýza a zlepšení systému WFST QbE STD, který po zlepšení dosahuje podobných výsledků jako DTW systém v jazykově závislých podmínkách.
|
|
The Pump with a Diffuser with Stochastic Blades (Runner and Diffuser)
Dobšáková, Lenka ; Melichar, Jan (referee) ; Veselý, Jindřich (referee) ; Haluza, Miloslav (advisor)
This doctoral thesis studies the non-uniform blade cascade for centrifugal pumps. Influence of non-uniform blade cascade is investigated on the impeller and diffuser. A non-uniform blading impeller of pumps in this doctoral thesis was examined in terms of influence on efficiency characteristic. The idea of using non-uniform blading is to obtain a flat efficiency characteristic. Then the centrifugal pump could be used on larger scale of power with achieving a sufficiently high efficiency. The work is based on experimental measurements and numerical simulations of non-uniform hydraulic pump components. Non-uniform impeller and the diffuser were newly designed for this research. A new measuring track of small submersible pumps was needed to design and build for measurements. Different pump combinations with conventional hydraulics on one working point and hydraulics with non-uniform were measured. All measurements were evaluated and characteristics of efficiency, head and power were obtained for each measured combination. Some of pump combinations (which were measured in experiment) were numerically simulated by program Ansys Fluent. Data needed to evaluate the characteristic of efficiency and specific energy were collected from each numerical simulation. A theoretical consideration concerns the influence of non-uniform blade cascade applied on diffuser. The suggestion how to decrease hydraulic losses in canals was done. The theoretical consideration how to make a flat efficiency characteristic was made.
|
guest ::
