|
Information content in vocalization of guinea pigs (Cavia porcellus): individual distinction and recognition of predators
Baklová, Aneta ; Baranyiová, Eva (advisor) ; František, František (referee)
Guinea pigs represent domesticated precocious rodents which became common pets. From the first day after birth they are fully vocal. This thesis was devoted
to the vocalization of pups. The aim of the thesis was to 1) determine the age when the vocal individuality in whistle sound is demonstrable; 2) test possible ultrasonic signals emitted by young guinea pigs; 3) study the antipredator reactions and alarm calls to aerial (bird of prey) and terrestrial (dog) predators and human (control test).
A total of 16 guinea pig pups were tested for vocal individuality, 28 pups
for ultrasonic vocalization and 27 adolescents for predator recognition. When testing vocal ontogeny during the first 9 days after birth, I observed changes in temporal, frequency and parameter of intensity . When I test vocal individuality by cross-validated discriminant function analysis (DFA) based on ten acoustic parameters, calls were classified to correct animals with following success: day 1 = 71.9%, day 3 = 58.8%, day 5 = 53.10%, day 7 = 50.60% and day 9 = 63.10%. The highest frequency in whistle was 30.03 kHz. In predator discrimination reactions as freezing, fleeing and vigilance were observed. In the presence of dog, guinea pigs reacted for the longest time and most frequently by freezing. When confronted with a bird of prey, I observed for a longest time and most often fleeing and then freezing. When exposed to a human, guinea pigs showed mostly vigilance. Almost no vocalization was observed except for two events
of alarm calls - drrr as in the presence of dog and chirrup as reaction to bird of prey.
The following conclusions can be drawn from the presented results: 1) vocal individuality of guinea pigs is demonstrable immediately after birth and the rate
of individually different vocal parameters changes with age; 2) guinea pigs are able
to produce sound up to 30 kHz, i.e. within the ultrasound range, but signals of high frequencies are not crucial for their communication; 3) guinea pigs discriminate between terrestrial and aerial predators, but they emit alarm calls rather rarely.
|
|
Visual preferences for wind turbines
Běťáková, Vendula ; Sklenička, Petr (advisor) ; Janečková, Kristina (referee)
This dissertation is a selection of three papers focused on visual preference of wind turbines. Visual impact presents the connectivity of the articles, whereas each one deals with the topic from different perspective. First paper "Wind turbines location: How many and how far?" analyses in detail the characteristics of wind turbines themselves, i.e. their number and distance from observer or vantage point in relation to landscape quality. Second paper "How education orientation affects attitudes toward wind energy and wind farms: implications for the planning process" concentrates on respondents´ characteristics, in particular educational orientation, general attitude, occurrence of WTs in respondents´ vicinity and willingness to live close to WTs. Whereas first two papers use same assessment method to analyse differences of WTs perception from different point of view, the third paper "Futuristic Wind Power Systems Suitable as Artistic Sculptures" presents review of WTs appearance in general and proposals of possible future look as an alternative to traditional wind turbines.
|
|
Freezing technology of bull sperm in relation to its survivability and fertilization ability
Doležalová, Martina ; Stádník, Luděk (advisor) ; Jiří, Jiří (referee)
The aim of optimalization the insemination doses production is to provide the highest fertilization ability of spermatozoa during the demanding proces of processing fresh semen and its subsequent cryopreservation. Temperature changes causes spermatozoa damage during the cooling and freezing. Spermatozoa is exposed to cold shock and many others limiting factors, which leads to cell death and therefore to decline of fertilization ability of thawed insemination doses. For increasing spermatozoa resistance, exactly the plasma membrane resistance against cold shock was fraction of egg yolk LDL cholesterol (low density lipoprotein) at various concentrations into the comercially produced diluents added. It is believed that LDL acts possitively to plasma membrane and helps to maintain the fertilization ability of spermatozoa after thawing. Following step in the proces of insemination doses production is slow cooling of diluted semen and equilibration, when the straws are store at cooling box for 30 minutes to 240 hours. This period is necessary to penetrate of certain diluent components into the spermatazoa also maintain the balance between their intracellular and extracellular concentration. Also important is subsequent freezing temperature gradient of insemination doses. The most suitable freezing method is based on computer controlled temperature decline in freezing chamber which allows the precise control of ice crystals formation that could tear and kill the cell.
During 2012 to 2016 was repeatedly collected semen from the group of breeding bulls (n = 27, Holstein and Czech Fleckvieh breed) at AI centre. Semen which fulfill the standard entrance conditions in first step was evenly into several parts divided. For dilution the three types of comercially diluents AndroMed, Bioxcell and Triladyl with and without LDL addition were used. Into the diluents AndroMed and Bioxcell the concentration of LDL 4 %, 6 % and 8% into the dilent Triladyl 6 %, 8 % and 10 % was added. Diluted semen was filled into the glass capillares with volume 0,1 ml and temperature +4 °C. Subsequently the sample was placed to cold bath (0°C) for 10 minutes. Then the volume of capillare with physiological solution (37 °C) was mixed and for next 120 minutes was incubate. The effect of cold shock to proportion of live spermatozoa was evaluated by using Eosin and Nigrosine staining technique during heat test of spermatozoa survivability after spermatozoa heating and after 120 minutes of incubation.
The more suitable semen diluents which provide the higher spermatozoa resistance against cold shock were AndroMed and Bioxcell. Together the possitive effect of LDL addition into the diluents to lower decrease of proportion of live spermatozoa during heat test was found (P<0.05). The most suitable LDL concentration which had a favorable influence at spermatozoa resistance against cold shock was 6 % in diluent Bioxcell. Values of the proportion of live sperm were higher at the beginning of the heat test (+1.31% to + 3.2%) and after 120 minute incubation (+5.82% to +8.41%) compared to other diluents with and without addition of LDL.
In the next step the process of equilibration was optimized, is an important part of insemination doses production. The effect of the length of equilibration for subsequent fertilization ability of spermatozoa was evaluated using spermatozoa motility based of CASA and proportion of live spermatozoa after thawing and during heat survival test lasting 120 minutes (37 ° C). Suitable semen was diluted by comercially used diluent AndroMed based on soya lecithin, filled into the straws (0.25 ml), cooled and equilibrated in cooling box for 30, 120 and 240 minutes and freezed in programmable freezing box applying four types of freezing curves differing in temperature rate decline. There was used standard and by producer recommended 3. phase freezing curve, then 2. phase freezing curve, and 3. phase freezing curve with slower as well as rapid decline of temperature rate in freezing chamber, compared with standard freezing curve. The highest spermatozoa motility was found using 240 minutes of equilibration by +2.72% and +4.58% compared to other lengths of equilibration (P <0.05 to 0.01). The highest proportion of live spermatozoa was found using 120 minutes of equilibration (+6.87 % and +8.68 %). The highest average spermatozoa motility during heat test after thawing was achieved by using 2. phase freezing curve (from +2.97% to +10.37%, P <0.05), also in the proportion of live spermatozoa (from + 4.37% to +8.82%, P <0.01). When evaluating interaction between the length of equilibration and freezing curve (standard 3. phase and 2 . phase freezing curve), the highest average spermatozoa motility and proportion of live spermatozoa using 240 minutes of equilibration by both freezing curves was reached, there was no statistically significant differences. As well as, in all evaluated parts of this study the individual differences between ejaculate of bulls and within semen from one bull (P <0.05) as secondary effect were found.
To maintain good fertilization ability of semen during cryopreservation is necessary to increase the spermatozoa resistance against cold shock using addition of correct concentration of LDL into the commercially used diluents AndroMed and Bioxcell. Subsequently the fertilization ability of insemination dose is influenced by cooling, the length of equilibration and freezing. The length of equilibration 120 minutes and more as well as gentle way of freezing according to freezing curve, which ensures a gradual decrease of temperature in freezing chamber provided the higher average spermatozoa motility and proportion of live spermatozoa.
|
|
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.
|
|
Optimization of Gaussian Mixture Subspace Models and Related Scoring Algorithms in Speaker Verification
Glembek, Ondřej ; Brummer, Niko (referee) ; Campbell,, William (referee) ; Burget, Lukáš (advisor)
Tato práce pojednává o modelování v podprostoru parametrů směsí gaussovských rozložení pro rozpoznávání mluvčího. Práce se skládá ze tří částí. První část je věnována skórovacím metodám při použití sdružené faktorové analýzy k modelování mluvčího. Studované metody se liší převážně v tom, jak se vypořádávají s variabilitou kanálu testovacích nahrávek. Metody jsou prezentovány v souvislosti s obecnou formou funkce pravděpodobnosti pro sdruženou faktorovou analýzu a porovnány jak z hlediska přesnosti, tak i z hlediska rychlosti. Je zde prokázáno, že použití lineární aproximace pravděpodobnostní funkce dává výsledky srovnatelné se standardním vyhodnocením pravděpodobnosti při dramatickém zjednodušení matematického zápisu a tím i zvýšení rychlosti vyhodnocování. Druhá část pojednává o extrakci tzv. i-vektorů, tedy nízkodimenzionálních reprezentací nahrávek. Práce prezentuje dva přístupy ke zjednodušení extrakce. Motivací pro tuto část bylo jednak urychlení extrakce i-vektorů, jednak nasazení této úspěšné techniky na jednoduchá zařízení typu mobilní telefon, a také matematické zjednodušení umožněňující využití numerických optimalizačních metod pro diskriminativní trénování. Výsledky ukazují, že na dlouhých nahrávkách je zrychlení vykoupeno poklesem úspěšnosti rozpoznávání, avšak na krátkých nahrávkách, kde je úspěšnost rozpoznávání nízká, se rozdíly úspěšnosti stírají. Třetí část se zabývá diskriminativním trénováním v oblasti rozpoznávání mluvčího. Jsou zde shrnuty poznatky z předchozích prací zabývajících se touto problematikou. Kapitola navazuje na poznatky z předchozích dvou částí a pojednává o diskriminativním trénování parametrů extraktoru i-vektorů. Výsledky ukazují, že při klasickém trénování extraktoru a následném diskriminatviním přetrénování tyto metody zvyšují úspěšnost.
|
|
Analysis and Testing of Concurrent Programs
Letko, Zdeněk ; Lourenco, Joao (referee) ; Sekanina, Lukáš (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
V disertační práci je nejprve uvedena taxonomie chyb v souběžném zpracování dat a přehled technik pro jejich dynamickou detekci. Následně jsou navrženy nové metriky pro měření synchronizace a souběžného chování programů společně s metodologií jejich odvozování. Tyto techniky se zejména uplatní v testování využívajícím techniky prohledávání prostoru a v saturačním testování. Práce dále představuje novou heuristiku vkládání šumu, jejímž cílem je maximalizace proložení instrukcí pozorovaných během testování. Tato heuristika je porovnána s již existujícími heuristikami na několika testech. Výsledky ukazují, že nová heuristika překonává ty existující v určitých případech. Nakonec práce představuje inovativní aplikaci stochastických optimalizačních algoritmů v procesu testování vícevláknových aplikací. Principem metody je hledání vhodných kombinací parametrů testů a metod vkládání šumu. Tato metoda byla prototypově implementována a otestována na množině testovacích příkladů. Výsledky ukazují, že metoda má potenciál vyznamně vylepšit testování vícevláknových programů.
|
|
Digital circuits test optimization by multifunctional components
Stareček, Lukáš ; Gramatová, Elena (referee) ; Kubátová, Hana (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
This thesis deals with the possibilities of digital circuit test optimization using multifunctional logic gates. The most important part of this thesis is the explanation of the optimization principle, which is also described by a formal mathematical apparatus. Based on this apparatus, the work presents several options. The optimization of testability analogous to inserting test points and simple methodology based on SCOAP is shown. The focus of work is a methodology created to optimize circuit tests. It was implemented in the form of software tools. Presented in this work are the results of using these tools to reduce the test vectors volume while maintaining fault coverage on various circuits, including circuits from the ISCAS 85 test set. Part of the work is devoted to the various principles and technology of creating multifunctional logic gates. Some selected gates of these technologies are subject to simulations of electronic properties in SPICE. Based on the principles of presented methodology and results of multifunctional gates simulations, analysis of various problems such as validity of the modified circuit test and the suitability of each multifunctional gate technology for the methodology was also made. The results of analysis and experiments confirm it is possible for the multifunctional logic gate to optimize circuit diagnostic properties in such a way that has achieved the required circuit test parameter modification with minimum impact on the quality and credibility of these tests.
|
|
Image analysis in tribodiagnostics
Machalík, Stanislav ; Stodola,, Jiří (referee) ; Tillová,, Eva (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Image analysis of wear particles is a suitable support tool for detail analysis of engine, gear, hydraulic and industrial oils. It allows to obtain information not only of basic parameters of abrasion particles but also data that would be very difficult to obtain using classical ways of evaluation. Based on the analysis of morphological or image characteristics of particles, the progress of wearing the machine parts out can be followed and, as a result, possible breakdown of the engine can be prevented or the optimum period for changing the oil can be determined. The aim of this paper is to explore the possibilities of using the image analysis combined with the method of analytical ferrography and suggest a tool for automated particle classification. Current methods of wear particle analysis are derived from the evaluation that does not offer an exact idea of processes that take place between the friction surfaces in the engine system. The work is based upon the method of analytical ferrography which allows to evaluate the state of the machine. The benefit of use of classifiers defined in this wirk is the possibility of automated evaluation of analytical ferrography outputs; the use of them eliminates the crucial disadvantage of ferrographical analysis which is its dependence on the subjective evaluation done by the expert who performs the analysis. Classifiers are defined as a result of using the methods of machine learning. Based on an extensive database of particles that was created in the first part of the work, the classifiers were trained as a result, they make the evaluation of ferrographically separated abrasion particles from oils taken from lubricated systems possible. In the next stage, experiments were carried out and optimum classifier settings were determined based on the results of the experiments.
|
|
OPTIMIZATION OF ALGORITHMS AND DATA STRUCTURES FOR REGULAR EXPRESSION MATCHING USING FPGA TECHNOLOGY
Kaštil, Jan ; Plíva, Zdeněk (referee) ; Vlček, Karel (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Disertační práce se zabývá rychlým vyhledáváním regulárních výrazů v síťovém provozu s použitím technologie FPGA. Vyhledávání regulárních výrazů v síťovém provozu je výpočetně náročnou operací využívanou převážně v oblasti síťové bezpečnosti a v oblasti monitorování provozu vysokorychlostních počítačových sítí. Současná řešení neumožňují dosáhnout požadovaných multigigabitových propustností při dodržení všech požadavků, které jsou na vyhledávací jednotky kladeny. Nejvyšších propustností dosahují implementace založené na využití inovativních hardwarových architektur implementovaných v FPGA případně v ASIC. Tato disertační práce popisuje nové architektury vyhledávací jednotky, které jsou vhodné pro implementaci jak v FPGA tak v ASIC. Základní myšlenkou navržených architektur je využití perfektní hashovací funkce pro implementaci přechodové tabulky konečného automatu. Dále byla navržena architektura, která umožňuje uživateli zanést malou pravděpodobnost chyby při vyhledávání a tím snížit paměťové nároky vyhledávací jednotky. Disertační práce analyzuje vliv pravděpodobnosti této chyby na celkovou spolehlivost systému a srovnává ji s řešením používaným v současnosti. V rámci disertační práce byla provedena měření vlastností regulárních výrazů používaných při analýze provozu moderních počítačových sítí. Z provedené analýzy vyplývá, že velká část regulárních výrazů je vhodná pro implementaci pomocí navržených architektur. Pro dosažení vysoké propustnosti vyhledávací jednotky práce navrhuje nový algoritmus transformace abecedy, který umožňuje, aby vyhledávací jednotka zpracovala více znaků v jednom kroku. Na rozdíl od současných metod, navržený algoritmus umožňuje konstrukci automatu zpracovávajícího libovolný počet symbolů v jednom taktu. Implementované architektury dosahují v porovnání se současnými metodami úspory paměti zlepšení až 200MB.
|
|
Surface acoustic waves in the layered systems
Tarasenko, Alexander ; Boháč, Petr ; Jastrabík, Lubomír
The laser acoustic method was used for analysis of two layered systems: thin titanium and diamond like carbon films both deposited on silicon. The film and substrate parameters are determined by fitting the theoretical curve to the measured dispersion curve. The fit software seeks that set of the system parameters whose theoretical curve coincides the best with the experimental data. For the titanium film the best root-mean square deviation was 2.04 m/s with the relative error < O.I % and for the DLC system the corresponding value was 0.30 m/s (the relative error < O.O1 % ).
|
guest ::
