iduzel: 65654
idvazba: 78753
šablona: stranka
čas: 28.5.2023 14:04:41
verze: 5263
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu
branch: trunk
Server: 147.33.89.153
Obnovit | RAW
idvazba: 78753
šablona: stranka
čas: 28.5.2023 14:04:41
verze: 5263
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu
branch: trunk
Server: 147.33.89.153
Obnovit | RAW
iduzel: 65654
idvazba: 78753
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu/program/22340/D405'
iduzel: 65654
path: 1/50375/50376/51163/51164/17704/65652/65654
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
idvazba: 78753
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu/program/22340/D405'
iduzel: 65654
path: 1/50375/50376/51163/51164/17704/65652/65654
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
|
Měření a zpracování signálů v chemii
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program je zaměřen na oblasti moderní senzorové techniky, chemických senzorů, modelování, simulace, identifikace a klasifikace (bio)chemických dějů, sběru a zpracování dat z chemických, biochemických a biologických vzorků. Teoretický základ programu tvoří principy funkce senzorů fyzikálních i chemických veličin, metody číslicového zpracování signálů a vybrané kapitoly z aplikované matematiky. Cílem studia tohoto programu je výchova doktoranda k samostatné vědecké práci v oblastech (i) moderních chemických senzorů, (ii) modelování, simulace a analýzy komplexních chemických procesů a (iii) moderních metod zpracování dat primárně z chemických, biochemických a biologických vzorků. Cílem je vybavit studenty pokročilými teoretickými znalostmi i praktickými dovednostmi a vychovat z nich samostatné vědecké osobnosti, schopné dále rozvíjet oblasti teoretického i aplikovaného výzkumu. Program navazuje na magisterský studijní program Senzorika a kybernetika v chemii a vhodně doplňuje nabídku ostatních doktorských programů na Fakultě chemicko-inženýrské. Program se svou náplní nepřekrývá s žádným programem na VŠCHT. Specifický rys studijního programu spočívá v tom, že navazuje na hluboké chemické znalosti studentů VŠCHT Praha a rozšiřuje je směrem k senzorové technice, sběru a zpracování dat z experimentu a k vytváření matematických modelů složitých průmyslových procesů. UplatněníAbsolvent je vzdělán multioborově a disponuje hlubokými znalostmi z různých odvětví měřicí a senzorové techniky, modelování chemických dějů, sběru a zpracování signálů. Má přehled v tématech spojených s: (i) konstrukcí a principy fungování senzorů i měřicích systémů a (ii) matematickými a statistickými metodami při zpracování signálů a obrazů. Je veden ke schopnosti pracovat samostatně i v týmu, formulace vědeckého problému, vytvoření koncepce jeho řešení a realizace výzkumu ve všech fázích tohoto procesu. Absolvent bude připraven navrhovat vlastní výzkumné či průmyslové projekty. Získá vědomosti a dovednosti, které mu umožní profesní adaptabilitu v konkrétních podmínkách v oblasti základního a aplikovaného výzkumu, v akademické sféře i v technologické praxi spojené zejména s chemickým a potravinářským průmyslem. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2023/24Aplikace strojového učení pro optimalizaci životnosti baterie
AnotacePráce bude zaměřena na optimalizaci životnosti baterie pomocí predikce vybíjecí křivky a implementace softwarových senzorů využívajících strojové učení (které budou predikovat v praxi neměřitelné hodnoty). Součástí práce bude vývoj metodiky pro predikci poruch (resp. vznikajících vad) pomocí metod detekce novosti. Práce bude řešena ve spolupráci s EATON European Inovation Center.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Automatizované vyhodnocení experimentálních dat za využití umělé inteligence
AnotacePředmětem práce je hledání a validace různých metod numerické zpracování výstupů experimentu a jejich využití pro vývoj systému k automatizovanému zpracování experimentálních dat, především z oblastí biochemie, medicíny či mikrobiologie. V současné době se k vyhodnocování dat získávaných například z jamek elektroforetických gelů, obarvených struktur biologických preparátů či při nárůstu mikroorganismů na polotekutých kultivačních médiích používají obvykle specifické metody založené na rozeznávacích schopnostech člověka. Tato schopnost může být neefektivní a nespolehlivé. Díky rozmanitosti těchto dat v podobě barev, tvarů, velikostí a umístění útvarů lze k jejich vyhodnocení s výhodou vyžít metod strojového učení. Od vyvíjeného systému se tedy očekává výběr vhodné hodnotící metody i s její adaptací na konkrétní situaci k optimalizaci daného procesu řešení využitím strojového učení a algoritmizace. Předpokládá se hledání, testování a využití metod obrazové analýzy propojených s metodami umělé inteligence.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Dynamické modely kapalinové chromatografie
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Generování syntetických obrazů
AnotaceVe světelné mikroskopii je častým problémem nedostatek dat pro trénovaní klasifikátorů, ale i vizualizace experimentů provedených in sillico pomocí fotorealistických obrazů. Téma práce je zaměřené na vývoj nových metod generování obrazů pomocí moderních architektur neuronových sítí. To umožní vytvářet syntetická data použitelná jak pro fotorealistické zobrazování experimentů provedených in sillico, tak pro trénování klasifikátorů. Předpokládají se reálné aplikace v oblasti světelné mikroskopie.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Hybridní a adaptivní softwarové senzory pro pokročilé monitorování bioprocesů
AnotaceKvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na vývoj hybridních softwarových senzorů a datově řízených softwarových senzorů s dynamicky přepínanou strukturou, které budou schopny vyhodnocovat kvalitu svého odhadu v průběhu procesu odhadu a průběžně upravovat skladbu svých datových vstupů, tedy využívat pro každou jednotlivou fázi procesu jinou on-line měřenou veličinu nebo sadu proměnných.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Interakce iontů a peptidů s biologickými membránami
AnotaceInterakce iontů a peptidů s biologickými membránami je jedním z nejdůležitějších biologických procesů v živých organismech. Biologické membrány, které obklopují cytoplazmu a udržují buněčné organely oddělené od vnějšího vlivu, se typicky skládají z různých fosfolipidových dvojvrstev a jsou nepropustné pro peptidy a ionty, což je klíčové pro normální fungování buněk. Některé druhy, jako jsou peptidy bohaté na arginin, jsou však schopné translokace přes dvojvrstvu do nitra buňky a často se používají při řízeném dodávání léčiv. Mechanismus translokace je však velmi nejasný a na molekulární úrovni není plně objasněn. Adsorpce iontů a peptidů na fosfolipidové dvojvrstvy je první a podstatnou součástí translokačního mechanismu, ale příslušné fyzikální vlastnosti těchto interakcí, jako jsou vazebné konstanty iontů a peptidů na různých fosfolipidových dvojvrstvách, je rovněž obtížné experimentálně určit. Pro studium fyzikálních vlastností interakcí peptid/dvojvrstva na molekulární úrovni se často používají teoretické simulace molekulární dynamiky, protože jsou bez experimentálního zkreslení. V této dizertační práci bude student studovat adsorpci a translokaci vybraných iontů (např. Na+, Ca2+, K+, NH4+, Gdm+, Cl-) a peptidů (např. Arg, Lys, poly-Arg, poly-Lys) na různých fosfolipidech. monovrstvy a dvojvrstvy (PC, PS, PG, PE, PC, BMP) s využitím teoretického modelování s nejmodernějšími simulacemi molekulární dynamiky. Cílem práce je pochopit, jak ionty a peptidy interagují s membránami a jak se přes ně přemisťují. Konkrétně je cílem určit různé fyzikální parametry, jako jsou iontové/peptidové vazebné konstanty, difúzní koeficienty, Gibbsovy volné energetické bariéry translokace a další fyzikálně-chemické vlastnosti objasňující mechanické detaily membránové adsorpce a translokace. Důležité je, že různé parametry získané ze simulací molekulární dynamiky budou průběžně porovnávány s dostupnými experimentálními daty s cílem porozumět membránovým interakcím, což je klíčové pro pochopení a zlepšení řízeného dodávání léčiv.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Modelování chemické komunikace bakterií <i>Serratia marcescens</i> a <i>Escherichia coli</i> na kultivačním médiu
AnotacePři vzájemné růstu bakterií Serratia marcescens a Escherichia coli na kultivačních médiích byl pozorován vznik zajímavých morfologií, které je možné interpretovat jako vzájemné ovlivňování se bakteriálních buněk produkcí signálů a jejich vnímání. Práce navazuje na již vytvořený a publikovaný reakčně-difuzní model a jejím předmětem bude úprava tohoto modelu pro úspěšné napodobení morfologie pozorovaných kolonií, jeho validace a možná chemická interpretace modelovaných signálů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Molekulárně dynamické simulační studie účinnosti enkapsulace do niosomálních nosičů léčiv
AnotaceMezi rozmanitou paletou nosičů léčiv používaných při řízeném dodávání léčiv patří niozomy do kategorie vezikul tvořených neiontovými povrchově aktivními látkami. Mají odlišnou strukturu ve srovnání s lipozomy (které jsou běžně tvořeny zwitteriontovými a/nebo nabitými fosfolipidy) a jsou lepší pro dodávání léčiva díky významně sníženému úniku léčiv mimo vezikuly. Podrobnosti o účinnosti zapouzdření léčiva v niosomech jsou však na molekulární úrovni stále nedostatečně pochopeny a základní fyzikálně-chemické vlastnosti systémů se v literatuře stále jen velmi stěží nacházejí. Cílem disertační práce je zhodnotit transportní vlastnosti niozomů obsahujících léčivo a porovnat je s lipozomy na molekulární úrovni pomocí teoretického modelování s nejmodernějšími simulacemi molekulární dynamiky, které dosud nejsou v komunitě hlášeny. Výsledky získané simulačními studiemi, jako jsou vazebné konstanty léčivo/niosom, Gibbsova volná energie adsorpce a enkapsulace léčiva, permeabilita léčiva a koeficienty difúze léčiva v membráně, budou doplněny dostupnými experimentálními studiemi (prováděnými ve skupině Prof. Šoóše na Ústavu chemického inženýrství) s cílem zlepšit vlastnosti enkapsulace léčiva a zlepšit dodávku a biologickou dostupnost léčiva. Cílem disertační práce je zejména studium molekulárních detailů enkapsulace různých léčiv (jako je tetrakain, vitamín B12, různá antibiotika) v různých modelových niozomech složených z neiontových povrchově aktivních látek (jako je skupina Span, skupina Tween a další) v různé podmínky za účelem stanovení zásadních fyzikálně-chemických vlastností systémů léčivo/niozom. Konkrétně budeme studovat, jak různá iontová síla, různé pH a/nebo přídavek různých solí ovlivňuje účinnost enkapsulace léčiva a fyzikálně-chemické vlastnosti niosomů a výsledky porovnáme s dostupnými experimentálními daty. Výsledky práce pomohou při objasnění molekulárních detailů enkapsulace niosomálního léčiva a zlepší řízené dodávání léčiva niosomy.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha
Nízkoteplotní studium optických vlastností barevných center v diamantu
AnotaceDiamantová barevná centra jsou defekty diamantové mřížky, které mohou vyzařovat jednotlivé fotony. Jejich vlastnosti jsou vhodné pro kvantové výpočty, metrologii a senzoriku. Hlubší porozumění optických vlastností těchto center však chybí. Během dizertační práce se student bude věnovat měření kvantového výtěžku a doznívání fotoluminiscence za nízkých teplot (4 K). Cílem práce je pochopit fyzikální podstatu fotoluminiscenčních vlastností studovaných center a optimalizovat jejich optické vlastnosti pro jejich využití v kvantové fotonice.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Optimalizace modelů neuronových sítí pro zpracování vícedimenzionálních dat v chemii
AnotaceTéma práce je zaměřené na zpracování, rekonstrukci a analýzu vícerozměrného signálu s výraznou rušivou složkou. Analýza směsných chemických vzorků pomocí metod hmotnostní spektrometrie, kapilární elektroforézy apod. produkuje velký objem dat s hodnotami ovlivněnými mnoha nežádoucími fyzikálními faktory. Cílem práce je zaměřit se na vhodné modely neuronových sítí, jejich porovnání a optimalizaci s důrazem na odfiltrování nežádoucích složek, rekonstrukci optimálního signálu či přímou extrakci hodnot. Projekt vychází ze spolupráce s Ústavem biochemie a mikrobiologie s bohatými zkušenostmi při analýze proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod filtrace, registrace a zpracování signálu. (ii) studium modelů neuronových sítí a jejich porovnání. (iii) optimalizaci zvolených modelů pro potlačení či úplnou eliminaci nežádoucích složek signálu. (iv) implementaci vhodného work-flow a jeho verifikaci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Organické elektrodové materiály pro duální iontové baterie
AnotaceBateriové systémy založené na organických sloučeninách patří slibné kandidáty pro ekologické a udržitelné skladování energie. Výhodou organických materiálů je, že mohou být připraveny ve velkém množství za použití levných prekurzorů způsobem, který je šetrný k životnímu prostředí. Další podstatnou výhodou organických materiálů je, že mají vysoce laditelnou strukturu a vlastnosti, a mohou tak být specificky chemicky navrženy pro různé typy bateriových systémů. V rámci této doktorské práce budou zkoumány pokročilé organické elektrodové materiály v duálních iontových bateriích. Hlavním cílem je navrhnout a vyrobit nové vysoce vodivé organické materiály, které umožní reverzibilní, vysokokapacitní, vysokonapěťové a vysokoenergetické skladování energie ve vodných nebo organických bateriích. V této práci budou syntetizovány a studovány různé organické polovodičové a hybridní organicko-grafenové elektrodové materiály a jejich reakční mechanismy v elektrolytech s ionty vícemocných kovů za pomocí pokročilých elektrochemických a charakterizačních metod.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu a elektrických výbojů
AnotacePředmětem práce je počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu, především v souvislosti s jeho generováním v elektrických výbojích, což by mělo přispět k objasnění chemických reakcí ve výbojích a jejich prostorového rozložení. Práce předpokládá seznámení se s problematikou fyziky plazmatu, počítačovým modelováním, výběr vhodné resp. vhodných metod k modelování vybraného problému a kontrolu s experimentem. Práci je možné spojit i s výzkumem baktericidních vlastností nízkoteplotního plazmatu a případně modelovat interakci plazmatu s organickými strukturami.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Redukce řádu modelu a optimalizace v chemickém inženýrství
AnotaceV práci se zabýváme aplikací moderních metod redukce řádu modelu v chemickém inženýrství. Modely plného řádu vychází z metod výpočetní dynamiky tekutin. Data generovaná modely plného řádu jsou zpracovávaná a-posteriori metodami redukce řádu modelu jako je například vlastní ortogonální rozvoj (ang. proper orthogonal decomposition, POD) či jeho varianta s posuvem (ang. shifted POD, sPOD). Výsledný redukovaný model je připraven buď standardním způsobem, pomocí projekce, nebo s využitím metod strojového učení. Metodologie redukce řádu modelu vyvinutá v rámci dizertační práce bude využita v optimalizačních problémech relevantních pro chemicko-inženýrskou praxi.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, FCHI, VŠCHT Praha
Senzory pro mikrofluidní elektrochemické cely používané při výrobě čistých chemikálií a farmaceutik
AnotaceElektrochemické technologie jsou při výrobě chemických produktů vysoce energeticky účinné a mikrofluidní technologie jsou zase velmi bezpečné a lze je relativně snadno řídit. Kombinace těchto dvou technologií umožňuje vytvořit spolehlivé, flexibilní a bezpečné procesy pro chemický průmysl, zejména pro syntézu čistých chemikálií nebo farmaceutik vyráběných v malých objemech a nabídne výhody, jako je selektivita, bezpečnost a čistota výroby. Cílem disertační práce je návrh a vývoj integrovaného senzorového systému pro monitorování a řízení procesů probíhajících uvnitř nového mikrofluidního elektrochemického zařízení na bázi paralelně pracujících cel. Toto zařízení vyžaduje desítky miniaturních, levných, integrovaných senzorů různých technologických veličin (např. teplota, tlak, průtok atd.), které odolají náročným podmínkám elektrochemického procesu a umožní snadné propojení se systémy vyššího řízení a systémy pro sběr a zpracování dat. Náročné požadavky mikrofluidního elektrochemického procesu budou vyžadovat zapojení nových přístupů z oblasti materiálového inženýrství, využití moderní senzorové techniky, a špičkové technologie pro vývoj a výrobu nových typů integrovaných senzorů technologických veličin.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Studie míry vnitřního uspořádání v kvantově omezených křemíkových nanostrukturách
AnotaceNanomateriály se staly neoddiskutovatelnou součástí technologického rozvoje 21. století. Modifikace mechanických, chemických nebo fyzikálních vlastností materiálů vyplývající ze zmenšování jejich velikosti je natolik výrazná, že může hrát zásadní roli ve využitelnosti daných materiálů. Nanomateriálem s vysokým aplikačním potenciálem jsou křemíkové nanostruktury. Ty se vyznačují vysokou schopností vázat atomy lithia, odolností na mechanickému pnutí a vysokou efektivitou generování a přeměny světelné energie. Extrémně malá velikost těchto nanomateriáů (v řádu několika nanometrů) je na jednu stranu užitečná jako mechanismus ladění vlastností. Na druhou stranu to však ztěžuje jejich strukturní charakterizaci. Teoreticky může nanočástice existovat ve velkém počtu strukturních variací s různými povrchovými fazetami, nebo může být dokonce částečně nebo zcela amorfní bez přítomnosti dalekodosahového uspořádání. Struktura nanočástic budou nevyhnutelně ovlivňovat nejen fyzikální, ale možná i jejich chemické vlastnosti. V praxi lze ke studiu struktury materiálů použít hned několik metod, například rentgenovou difrakci (XRD), Ramanovu spektroskopii nebo elektronovou mikroskopii (TEM). Aplikovatelnost těchto metod je na takto malé objekty však značně omezená z důvodů velkého povrchu a absence dalekodosahového uspořádání. Zejména u křemíkových nanočástic se ukázalo, že i tak dobře zavedené metody, jako je XRD a TEM, vedou k protichůdným výsledkům, což vyvolává zásadní otázky o skutečném strukturním uspořádání v tak malých objektech. Cílem této práce tedy bude syntéza a následná charakterizace křemíkových nanostruktur o různé velikosti a vnitřní struktuře. Syntéza nanočástic bude probíhat převážně pomocí technnologie využívající netermálního plasmatu. Po syntéze budou nanostruktury strukturně charakterizovány a charakterizační metody budou posouzeny s ohledem na snadnost jejich aplikace, přesnost a možná omezení. Tímto způsobem budou vyráběny nanočástice o požadované vnitřní struktuře a jejich charakterizací budou zodpovězeny otázky nejen o jejich reálné struktuře, ale i rozsah strukturních variant, kterých lze danou syntetizační metodou dosáhnout.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Využití metod strojového učení pro mezioborovou analýzu geografických dat
AnotaceV uplynulém desetiletí došlo k dynamickému rozvoji leteckého laserového skenování výškopisu území většiny evropských zemí včetně České republiky. Digitální modely reliéfu, které jsou jedním z výsledků tohoto laserového skenování poskytují mimořádně velké množství detailních informací o charakteru zemského povrchu v rámci daného území. Manuální analýza těchto datových sad je velmi pracná a zdlouhavá a v případě zkoumání větších území tedy poměrně neefektivní i z pohledu nákladů na lidskou práci. Metody strojového učení v této souvislosti nabízejí perspektivní alternativu pro řešení tohoto velmi aktuálního problému. Tato práce je konkrétně zaměřena na analytické zpracování digitálních modelů reliéfu pomocí metod strojového učení za účelem identifikace a klasifikace reliktů terénních objektů vytvořených lidskou činností (využití např. v archeologii, ochraně přírody, apod.).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Využití pokročilých metod adaptivní filtrace pro detekci novosti
AnotaceTéma práce je zaměřené na vývoj a implementaci metodiky tzv. detekce novosti v procesních datech. Projekt je založen na analýze vybraných reálných (komplexních) procesních dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy signálů, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro adaptivní filtraci dat a detekci novosti s využitím metody Extrem Seeking Entropy (iii) implementaci a verifikaci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Zpracování signálů chemických senzorů pomocí algoritmů umělé inteligence
AnotaceJednou z možností jak zlepšit selektivitu a detekční vlastnosti moderních chemických senzorů je využití algoritmů umělé inteligence. Tématem práce je na základě rešerše a vlastních nápadů navrhnout, připravit a testovat nové přístupy pro zpracování a těžení dat z multi komponentních zdrojů jako je například GC/IMS spektrometr, senzory a senzorová pole s odezvou ve vizuálním, infračerveném a radiofrekvenčním poli elektromagnetického spektra. Při řešení práce se předpokládá využití hardwarové akcelerace zpracování dat a softwarově definovaného radia.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
|
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž