|
Comparison of Nonlinear Observers for Underactuated Mechanical Systems
Anderle, Milan ; Čelikovský, Sergej
This paper provides the comparison of nonlinear observers for underactuated mechanical systems with aplication to Acrobot walking. Namely, it aims to compare a reduced observer for the Acrobot angular velocities based on the respective angles measurements with a observer for the Acrobot angular velocity and angle based on the other angular velocity and angle measurement and then to combine this observers with the earlier developed full state feedback controllers. For the Acrobot it is not possible to measure the angle between its stance leg and the surface directly because this angle is underactuated. One possibility of measuring this angle is using laser beam sensor and then computation the stance angle from that distance. Main disadvantage of this approach is the high price of the laser beam sensor. The other observer is based on angular velocity of stance leg measurement using the digital gyroscope.
|
|
Shluková a regresní analýza mikropanelových dat
Sobíšek, Lukáš ; Pecáková, Iva (vedoucí práce) ; Komárek, Arnošt (oponent) ; Brabec, Marek (oponent)
Panelové studie se provádí především za účelem analýzy změn hodnot sledovaných proměnných v čase. V mikropanelovém výzkumu se sleduje velké množství objektů periodicky během relativně krátkého časového úseku (v řádu let). Počet opakovaných měření je v řádu jednotek. Tato práce se věnuje stávajícím přístupům k regresní a shlukové analýze mikropanelových dat. Jedním z přístupů k analýze mikropanelu je využití modifikovaných vícerozměrných statistických modelů pro průřezová data, které zohledňují korelaci měření pro daný objekt. V práci jsou shrnuty dostupné nástroje pro regresní analýzu mikropanelových dat. Kromě rekapitulace známých a užívaných smíšených lineárních modelů pro normálně rozdělenou závisle proměnnou jsou stručně představeny nové přístupy pro analýzu vysvětlovaných proměnných s jiným než normálním rozdělením. Mezi ně patří například zobecněný lineární marginální model, zobecněný lineární model se smíšenými efekty a bayesovský přístup. Kromě popisu těchto modelů je uveden stručný přehled jejich implementace v systému R. S regresními modely upravenými pro mikropanelová data je spjato úskalí v nejednoznačnosti odhadu jejich parametrů. V práci je navrženo, jak zpřesnit odhady pomocí shlukové analýzy. Proto jsou v práci popsány metody shlukové analýzy mikropanelových dat. Vzhledem k tomu, že nabídka metod je omezená, hlavním cílem práce bylo navrhnout vlastní dvoukrokový postup shlukování mikropanelových dat. V prvním kroku jsou transformována panelová data na statická pomocí skupiny navržených charakteristik dynamiky, které reprezentují různé vlastnosti časového vývoje sledované proměnné. Ve druhém kroku jsou shlukovány objekty konvenčními prostorovými technikami (aglomerativní shlukování a metoda C-průměrů) na základě matice nepodobnosti hodnot shlukovacích proměnných spočítaných v prvním kroku. Dalším cílem práce je zjistit, zda navržený postup shlukování vede ke zkvalitnění regresních modelů pro tento typ dat. Pomocí simulační studie je porovnáván navržený shlukovací přístup s postupem aplikovaným v balíčku kml systému R a se shlukovacími charakteristikami, které navrhuje Urso (2004). V provedené studii dosáhla kombinace navržených shlukovacích proměnných lepších výsledků než používané skupiny shlukovacích proměnných. Dalším přínosem práce je skript napsaný pro jazyk R přiložený na CD. Tento skript je možno použít pro analýzu vlastních mikropanelových dat.
|
|
Studium fyziologie a hledání proteomických nástrojů pro supresi a detekci Varroa destructor
Holenková, Martina ; Erban, Tomáš (vedoucí práce) ; Titěra, Dalibor (oponent)
Tato práce je zaměřena na studium fyziologie a proteomu roztoče Varroa destructor a jeho porovnání se včelou medonosnou Apis mellifera. Roztoč Varroa je v současné době hlavním problémem včelařství, jelikož napadá většinu včelstev. Možnosti kontroly roztoče se neobejdou bez reziduí jak v úlu, tak například v medu a jiných surovinách využívaných člověkem. Dalším problémem může být také současně diskutovaná otázka spojitosti roztoče se syndromem zhroucení včelstev (Colony Collapse Disorder). Pro zorientování v orgánech V. destructor byla studována vnitřní anatomie roztoče pomocí parafínové histologie. Na histologických řezech barvených hematoxylinem a PAS reakcí bylo možné pozorovat trávicí soustavu roztoče, ale také vajíčko, vaječníky nebo mozek. Cílem práce byla především identifikace proteinů roztoče V. destructor a včely A. mellifera jako jejího hostitele. Pro elektroforetické dělení proteinů byla použita dvourozměrná elektroforéza, kde druhý rozměr separace proteinů probíhal pomocí 12% a 15% SDS-PAGE. Z reprezentativních gelů byly vybrány nejabundantnější spoty, které byly analyzovány hmotnostním spektrometrem MALDI TOF/TOF. Nejabundantnější protein identifikovaný ve vzorcích V. destructor byl hexamerin, arginin kináza či hemelipoglycoprotein precursor. Hexameriny byly také hlavními...
|
|
Individuální hlasová variabilita a informace o rozeznávání predátorů obsažené ve vokální komunikaci morčat domácích (Cavia porcellus)
Baklová, Aneta ; Baranyiová, Eva (vedoucí práce) ; František, František (oponent)
Morčata reprezentují domestikované prekociální hlodavce, kteří se stali běžnými domácími mazlíčky. Od narození naplno vokalizují. Práce byla věnována zvukovým projevům mláďat morčat. Cílem práce bylo 1) určit věk, kdy bude prokazatelná vokální individualita zvuku whistle; 2) otestovat možné ultrazvukové signály
a 3) prozkoumat antipredační chování a varovné zvuky v přítomnosti vzdušného (dravec) a pozemního predátora (pes) a člověka (kontrolní test).
Celkem 16 mláďat morčat bylo otestováno na vokální individualitu, 28 mláďat na ultrazvukové signály a 27 odrostlých mláďat na rozeznávání predátorů. V rámci testování vokální ontogeneze v průběhu prvních 9 dnů od narození, byly pozorovány změny jak v časových a frekvenčních parametrech, tak i v parametrech intenzity. Při testování vokální individuality validovaná diskriminační analýza (DFA) založena
na deseti akustických parametrech přiřadila jednotlivé zvuky ke správným jedincům
s následující úspěšností: den 1 = 71,9 %, den 3 = 58,8 %, den 5 = 53,10 %, den
7 = 50,60 % a den 9 = 63,10 %. Nejvyšší naměřená frekvence u zvuku whistle byla 30,03 kHz. Při rozpoznávání predátorů byly měřeny reakce strnutí, útěk a ostražitost.
V přítomnosti psa morčata reagovala nejdéle a nejčastěji strnutím. Při vystavení dravci jsem u morčat nejdéle a nejčastěji pozorovala útěk a následné strnutí. Na přítomnost člověka morčata nejvíce reagovala ostražitostí. Zaznamenala jsem pouze dva případy výstražných signálů - drrr v přítomnosti psa a chirrup jako reakci na dravce.
V práci jsem dospěla k závěrům, že: 1) individualita morčat je prokazatelná od prvního dne života morčat a míra individuálně rozdílných vokálních parametrů se
s věkem mění; 2) morčata jsou schopna vokalizovat do frekvence 30 kHz, ale pro jejich komunikaci nejsou vysokofrekvenční signály klíčové; 3) morčata rozeznávají pozemní a vzdušné predátory, ale varovné zvuky vydávají jen zřídka.
|
|
Vliv lučního managementu na migrační chování vybraných druhů motýlů
Bubová, Terezie ; Langrová, Iva (vedoucí práce) ; Farkač, Jan (oponent)
Migrace jsou klíčovým procesem a jednou ze základních biologických vlastností, které umožňují ohroženým druhům motýlů přežít ve fragmentovaných krajinách. V posledních desetiletích ubývají přirozená stanoviště pro motýly vlivem intenzivního zemědělství, průmyslu či urbanizace. Vhodné lokality jsou přeměněny na zemědělské plochy či zastavěny. Cílem disertační práce bylo vytvoření kompromisního řešení obhospodařování luk, tak aby byla možnost jejich komerčního využití a přesto bylo umožněno přežití vzácných lučních organismů. Hlavní myšlenka spočívala v cíleném působení na emigrační chování motýlů s cílem přesídlení populace v době letu imag na potencionálně vhodné stanoviště. Možnost cíleně manipulovat s emigracemi motýlů by znamenalo zásadní průlom v jejich ochraně.
Studovanými druhy byli ohrožení modrásci Phengaris nausithous (Bergsträsser, 1779) a Phengaris teleius (Bergsträsser, 1779), kteří jsou stěžejními druhy pro ochranu Evropských motýlů na otevřených loukách. Výzkum probíhal na lokalitě Dolní Labe v České republice v letových sezónách 2013 až 2015. Na lokalitě bylo sledováno 17 ploch. V těchto letech byla uprostřed letové sezóny záměrně pokosena zvolená plocha. Před a po pokosení plochy byly podrobně monitorovány emigrace metodou mark-release-recapture. Výsledky populačních a migračních charakteristik byly vypočteny pomocí programu MARK 8.1. Vliv kosení na vyvolání emigrace byl zpracován v programu Statistica 13, prostřednictvím porovnání výsledků emigrací před a po pokosení plochy.
Zvolené hypotézy vycházely z předpokladu, že ztráta zdrojů po pokosení louky zvýší emigrační aktivitu imag, čehož lze dosáhnout vhodným načasováním seče. Ve třech sledovaných letových sezónách došlo k navýšení emigrací po aplikování managementového zákroku pouze v letové sezóně 2015 u obou druhů. Statistické zpracování však ukázalo, že tento nárůst nemá průkazný vliv na efekt nárůstu emigrací po pokosení. Potvrzená byla hypotéza předpokládající kolonizaci nejblíže dostupných ploch po pokosení.
Vliv cíleného ovlivnění emigrací prostřednictvím managementových zákroků nebyl prokázán. Důležité zjištění však vyplynulo při současném sledování velikosti populace na kosené ploše. Kosení uprostřed letové sezóny působí na larvální mortalitu a ztrátu zdrojů. I přesto tyto známe argumenty, jsme z důvodu dlouhodobé znalosti lokality, aplikovali kosení na jedné z ploch. V průběhu tří letových sezón došlo na této ploše ke snížení skutečné velikosti populace. Snížení se neprojevilo na velikosti celkové populace. Razantní pokles byl zaznamenán u P. nausithous. U druhu P. teleius bylo snížení skutečné velikosti populace velmi nízké, tudíž se s podmínkami seče uprostřed letové sezóny dokázal vyrovnat lépe. V případě našeho výzkumu vyplývá jasný závěr o potřebě nastolení vhodných managementových zákroků pro ohrožené druhy motýlů. Ty se týkají hlavně nutnosti snížení kosení luk uprostřed letu imag a upravení režimů dle potřeb motýlů pro jejich ochranu.
|
|
Možnosti monitorování laserového svařovacího procesu
Horník, Petr ; Mrňa, Libor
Se zvyšujícími se nároky na kvalitu svarů se běžně používá automatické strojní svařování s monitorováním procesu. Výsledná kvalita svaru je do značné míry ovlivněna chováním paroplynové dutiny - keyhole. Nicméně, její přímé pozorování během svařovacího procesu je prakticky nemožné a je nutné použít nepřímé metody. V ÚPT vyvíjíme optické metody sledování procesů založené na analýze záření laserem indukovaného plazmatu pomocí Fourierovy a autokorelační analýzy. Pozorovat vstupní otvor keyhole je částečně možné prostřednictvím koaxiální kamery umístěné na svařovací hlavě a následného zpracování obrazu. Vysokorychlostní boční kamera pomáhá pochopit dynamiku plazmového obláčku. Prostřednictvím optické spektroskopie plazmatu, lze studovat excitaci prvků v materiálu. Proud ochranné atmosféry může být vizualizován za použití schlierové metody.\n\n
|
| |
|
Navigace mobilních robotů
Rozman, Jaroslav ; Matoušek,, Václav (oponent) ; Šolc, František (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
Mobilní robotika je v posledních letech velice diskutované a rozšířené téma. Souvisí to především se stále se zdokonalující výpočetní technikou, která tak umožňuje vyvíjet stále složitější a dokonalejší roboty. Cílem tohoto snažení je vytvořit robota, schopného se autonomně pohybovat ve zvoleném prostředí. Pro tento úkol je nutné, aby si robot vytvořil mapu, ve které bude svůj pohyb plánovat. V současné době se za standard v mapování považují pravděpodobnostní algoritmy založené na metodě SLAM. Tato disertační práce se zabývá návrhem plánovacího algoritmu právě pro metodu SLAM. Popisuje plánování pohybu pro robota vybaveného dvojicí kamer, tzv. stereokamerou, umístěnou na pohyblivé platformě. Plánování pohybu je navržené s ohledem na použití algoritmů, které budou v obraze ze stereokamery vyhledávat význačné body a z těch pak pomocí triangulace tvořit mapu, nebo také model prostředí. Přínos práce by se dal rozdělit do tří částí. V první je popsán způsob vyznačování plochy, ve které pak bude robot plánovat svůj pohyb. Druhá část se zabývá samotným plánováním pohybu robota v této mapě. Bere při tom v úvahu vlastnosti algoritmu SLAM a snaží se tedy toto plánování navrhnout tak, aby vytvořená mapa byla co nejpřesnější. Ve třetí části je pak popsán pohyb platformy, která nese kamery. V této části se využívá toho, že robot může svými kamerami sledovat i jiná místa, než jsou ta ve směru jeho pohybu. To mu umožní prozkoumat mnohem větší prostor bez přílišné ztráty informace o své přesné poloze.
|
|
Antimicrobial activity of cobalt bis(dicarbollide) aminoderivatives
Kvasničková, E. ; Masák, J. ; Šícha, Václav
We carried out experiments focused on the determination of the antimicrobial acitivity of selected representatives of cobalt bis{dicarbollide) aminoderivates. lt was proved, that studied yeast strain C. parapsilosis DBM 2165 is not sensitive to the cobalt bis{dicarbollide) or its aminoderivatives. Gram-negative bacteria P. aeruginosa B-59188 is weakly susceptive to cobalt bis(dicarbollide), but no significant inhibition of growth by cobalt bis(dicarbollide) aminoderivatives was observed. The highest effect on inhibition of microbial growth was confirmed in the case of gram-positive bacteria 5. aureus. This observation demonstrates the real possibility of using these substances in the treatment of infection caused by gram-positive bacterial strains.
|
|
Fluorescent analysis of the differential protein expression in normozoospermic and asthenozoospermic sperm samples
Děd, Lukáš ; Čapková, Jana ; Kubátová, Alena ; Teplá, O. ; Pěknicová, Jana
Asthenozoospermia is one of the main seminal pathologies underlying male infertility. Previous proteomic studies have demonstrated the significant differences in the protein profiles between normozoospermic and asthenozoospermic sperm samples. Since these studies were primarily focused on the identification of differentially expressed proteins by mass spectrometry, we aimed to evaluate the ability of our diagnostic antibodies to detect the differential expression of selected protein markers by fluorescent microscopy and flow cytometry techniques. Therefore, we analyzed sperm samples from 30 men with normal and 30 men with astheno spermiograms, average by the panel of our diagnostic anti-human sperm (Hs) antibodies. Fluorescent microscopy and flow cytometry analysis revealed quantitative differences in the protein abundances between normo and astheno sperm samples, namely, in GAPDHs, evaluated with Hs-8 MoAb, VCP, evaluated with Hs-14 MoAb, and ATP synthase, evaluated with MoAb Hs-36. From the methodological point of view, we observed very high correlation between the data obtained by fluorescent microscopy and flow cytometry techniques and therefore both methods are useful for evaluation of protein differences associated with asthenozoospermia. From the clinical point of view, we observed the strong association of the low sperm motility in the sample with the expression of proteins, playing an important role in sperm energy metabolism (expected), but also with the expression of all tested intra-acrosomal proteins. These findings further demonstrate asthenozoospermia as a complex semen disorder frequently associated with other semen pathologies, which are not diagnosed by basic semen analysis, and the possibility to use monoclonal antibodies as a tool for diagnosis of protein associated sperm pathologies in the semen with the low sperm motility.
|
host ::
