Projekty SGS

Studentská grantová soutěž podporuje projekty specifického vysokoškolského výzkumu prováděného studenty doktorských a magisterských studijních programů bezprostředně spjatého s jejich vzděláváním na Univerzitě Pardubice. Studentská grantová soutěž je organizačně zajišťována Interní grantovou agenturou Univerzity Pardubice.

2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010

 

2016

Řízení pohybu mobilního robotu prediktivním regulátorem


Číslo projektu: SGS_2016_0xx
Řešitelský kolektiv:
  Ing. Daniel Honc, Ph.D.

Anotace:

Projekt je věnován návrhu řízení pohybu mobilního robotu pomocí prediktivního regulátoru. Je konstruován mobilní robot včetně zařízení pro řízení a sledování polohy. Nejprve bude ověřena funkce regulátoru na simulovaných experimentech a poté bude regulátor aplikován na reálném zařízení.
 

Speciální topologie umělé neuronové sítě jako aproximátor a klasifikátor


Číslo projektu: SGS_2016_019
Řešitelský kolektiv: Ing. Petr Doležel, Ph.D.
 

Anotace:

Umělé neuronové sítě jsou robustním nástrojem pro modelování dynamických systémů i pro klasifikaci vícerozměrných dat. Bohužel však poskytované topologie obecně nejsou vhodné pro další analýzu, neboť jsou většinou ve tvaru černé skříňky a analýza vnitřních stavů je velmi složitá. Současný výzkum řešitelů se tedy soustředí na hledání vhodného uspořádání umělé neuronové sítě tak, aby tato síť byla vhodně transformovatelná na jiný typ popisu chování vhodný pro další použití (např. pro prediktivní řízení, zpracování signálu atd.).
 

Pokročilé senzorické systémy a jejich aplikace


Číslo projektu: SGS_2016_0xx
Řešitelský kolektiv:
 

Anotace:

V rámci projektu je řešen návrh a implementace pokročilých senzorických systémů v praktických aplikacích. Pozornost je věnována především počítačovému vidění. Menší část výzkumných aktivit je také věnována vývoji kombinovaných senzorických systémů pro lokalizaci polohy výukových mobilních robotů.
Nahoru

2015

Nové metody modelování a identifikace pro potřeby prediktivního řízení


Číslo projektu: SGFEI_20150xx
Řešitelský kolektiv:
  Ing. Daniel Honc, Ph.D.

Anotace:

Prediktivní řízení je velmi populární moderní metoda řízení a to jak v průmyslové praxi, tak i v akademické oblasti. Prakticky se jedná o numerickou optimalizaci, kdy optimální budoucí akční zásahy jsou počítány na základě minimalizace zvoleného kritéria. Z vektoru vypočítaných akčních zásahů je použit pouze první a v dalším kroku je celý postup zopakován pro posunutý horizont a aktuální stav řízeného systému (je znám aktuální měřený výstup systému). Kritickým předpokladem pro praktické použití je dostatečně přesný dynamický model řízeného systému. V projektu je zkoumána a prakticky ověřena možnost modelování a identifikace dynamických systémů pro potřeby prediktivních regulátorů.
 

Využití algoritmů soft computing v praxi


Číslo projektu: SGFEI_2015006
Řešitelský kolektiv: Ing. Petr Doležel, Ph.D.
  Ing. Martin Mariška

Anotace:

Členové řešitelského týmu v minulých letech v rámci projektů Studentské grantové soutěže odvodili, případně otestovali několik algoritmů spadajících do oblasti soft computing. Navíc vytvořili dva softwarové nástroje pro přívětivou aplikaci těchto algoritmů. V rámci tohoto projektu řešitelský tým tyto algoritmy aplikoval na konkrétní praktické problémy a tím vědecké obci představil jejich použitelnost a efektivitu. V rámci projektu bylo tedy třeba vytipovat vhodné praktické problémy k demonstraci zmíněných algoritmů, provést evaluaci efektivity a výsledky publikovat vědecké obci zejména formou příspěvků na konferencích.
Nahoru

2014

Konstrukce řídicího systému a řízení mobilního robotu


Číslo projektu: SGFEI_2014010
Řešitelský kolektiv: Ing. Libor Havlíček, Ph.D.
  Ing. Daniel Honc, Ph.D.
   

Anotace:

Mobilní roboty jsou vhodnou platformou pro testování nových technických řešení rozličných úloh zaměřených na oblast moderních řídicích technologií využitelných v oblastech lidské činnosti spojené například se zásahy integrovanného záchranného sboru. Mobilní roboty nahrazují činnost člověka zejména ve zdraví a život ohrožujících podmínkách. Pro svoji činnost potřebují získat vhodné technické řešení, které by jim dávalo určitou míru umělé inteligence. To by umožnilo robotickému vozidlu činnost v případech, kdy nebude možné ovládání mobilního robota nadřazeným řídicím systémem, například osobmím počítačem, nebo operátorem s bezdrátovým ovládáním. Na Katedře řízení procesů byl sestrojen kolový robotický podvozek, který by byl vhodnou platformou, právě pro vývoj a testování řídicí jednotky, která by umožňovala jeho samostatný, autonomní pohyb. Na Katedře řízení procesů jsou již zahájeny práce na dvou diplomových pracech a jedné disertační práci, jejichž cílem je konstrukce a řízení moderních řídících systémů, jako jsou mobilní roboty. Dílčí úkoly těchto studentských prací budou řešeny v rámci tohoto projektu.
 

Algoritmy pro řízení a kooperaci skupiny robotů


Číslo projektu: SGFEI_2014004
Řešitelský kolektiv: Ing. Martin Mariška
  Ing. Petr Doležel, Ph.D.

Anotace:

V poslední době nepopiratelně roste podíl využívání různých robotických platforem v praxi. Mezi nejvíce motivovanými oblastmi je využití v armádě, při záchranných akcích, v oblastech sociální péče a pomoci, v medicíně, v těžkém průmyslu a vlastně ve všech oblastech, které jsou pro člověka z určitého pohledu nebezpečné a je tedy vhodnější využít plně automatizovanou robotickou platformu. Tento projekt zabývá zejména problémem optimalizace spolupráce a kooperace různých autonomních platforem. Obecně jsou tyto platformy omezeny lokálním použitím a jsou používány jednoúčelově. Umožnit inteligentním autonomním systémům spolupracovat s ostatními systémy přináší výhody lepšího využití vynaložených prostředků a času. Dalším zaměřením projektu je využití po částech lineární neuronové sítě při návrhu řízení dynamických částí jednotlivých robotů.

2013

Konstrukce a řízení mobilního robotu


Číslo projektu: SGFEI02/2013
Řešitelský kolektiv: Ing. Petr Doležel, Ph.D.
  Ing. Libor Havlíček, Ph.D.
  Ing. Martin Mariška
 
Bc. Pavel Jiránek
 
Bc. Jiří Vejvoda

Anotace:

Cílem projektu je zhotovení návrhu a fyzického sestrojení mobilního robotu a dále návrh řídicího algoritmu pro kooperaci skupiny robotů, vyřešení problému kooperace dvojice robotů při překonávání překážky. Nové a modifikované algoritmy řízení budou publikovány v odborních článcích a sbornících odborných konferenci.

2012

Řízení mobilního robotu pomocí algoritmů umělé inteligence


Číslo projektu: SGFEI03/2012
Řešitelský kolektiv: Ing. Petr Doležel, Ph.D.
  Ing. Libor Kupka, Ph.D.
  Bc. Milan Kacálek
  Bc. Soňa Šafářová

Anotace:

Cílem řešitelů projektu je obecně popsané algoritmy umělé inteligence vhodně modifikovat a aplikovat na řízení mobilního robotu, přičemž budou simulovány různé podmínky prověřující stupeň autonomnosti robotu a použitelnost robotu pro praktické účely. V rámci řešení projektu vzniknou dvě pracoviště vybavené stavebnicemi. Cílem projektu je pomocí stavebnice navrhnout různé druhy mobilních robotů vhodné pro řešení typických úloh (mapování neznámého prostředí, optimální průchod prostředím s překážkami, inverzní kyvadlo, …), tyto roboty pak vybavit autonomními řídicími algoritmy založenými na metodách umělé inteligence a testovat jejich vhodnost. Výsledky experimentů jsou publikovány v odborných časopisech a na vědeckých konferencích (příspěvky na konferencích evidovaných v databázi ISI Proceedings spol. Thomson Reuters).
 

Využití moderních technických prostředků automatizace pro řízení vícerozměrového systému - upoutané helikoptéry


Číslo projektu: SGFEI04/2012
Řešitelský kolektiv: Ing. Libor Havlíček, Ph.D.
  Bc. Pavel Jiránek
  Bc. Radek Špinka

Anotace:

Automatizované systémy řízení jsou v současné době dynamicky se rozvíjejícím oborem. Dosažení vytyčených cílů řízení automatizovaných procesů je možné díky využití současných moderních technických prostředků. Cílem týmu řešitelů je, v rámci řešení svých diplomových prací, právě jejich testování a využití při konstrukci měřicího zařízení pro monitorování pohybu složitého laboratorního systému. Zvoleným objektem pro testování realizovaných konstrukčních řešení jednotlivých zařízení bude aerodynamický laboratorní systém upoutané helikoptéry. Pro úspěšné řízení tohoto systému je nutné získání aktuální informace o poloze těla helikoptéry, a to, o velikosti úhlu natočení a náklonu a o úhlové rychlosti otáčení hlavního a ocasního rotoru helikoptéry. Pro tyto účely bude navržena a realizována měřicí jednotka úhlu natočení, náklonu a rychlosti otáčení rotorů helikoptéry. Pro přenos dat z měřicí jednotky bude navržena a realizována konstrukce univerzální bezdrátové akviziční karty s Bluetooth a Zigbee rozhraním. Navržená technická zařízení budou realizována jako univerzální a mohou být tedy využita, nezávisle na sobě, nejen pro potřeby řízení vybrané laboratorní úlohy a při testování řídicích algoritmů složitých, vícerozměrových soustav, ale i pro další zařízení, jak v laboratořích Univerzity, tak i v průmyslu (např. je lze využít jako součást senzorického vybavení inerciálních navigačních systémů mobilních robotických vozidel, pro sběr a obousměrný bezdrátový přenos dat mezi libovolným zařízením a nadřízeným řídicím systémem, pro testování a identifikaci parametrů senzorů magnetických a optických rotačních snímačů, MEMS senzorů, např. snímačů náklonu, akcelerometrů, gyroskopů atd.).
Nahoru

2011

Artificial Intelligence Control Toolbox pro Matlab


Číslo projektu: SGFEI06/2011
Řešitelský kolektiv: prof. Ing. Ivan Taufer, DrSc.
  Ing. Petr Doležel, Ph.D.
  Ing. Michal Dvořák
  Ing. Libor Havlíček, Ph.D.
  Bc. Petr Horák

Anotace:

Umělá inteligence je bouřlivě se rozvíjející obor zasahující do mnoha odvětví vědecké činnosti a v poslední době se začíná prosazovat i v oblasti automatické regulace. Z tohoto hlediska k prostředkům umělé inteligence přistupuje i tým řešitelů, kteří v rámci základního výzkumu publikovali a dále budou publikovat několik unikátních řídicích algoritmů využívajících zejména umělé neuronové sítě a evoluční algoritmy. Cílem projektu je sdružit tyto algoritmy do jednotného, úplného a uživatelsky příjemného nástroje pro uživatelské prostředí Matlab tak, aby tyto přístupy k regulaci byly jednoduše použitelné v praxi. Předpokládá se, že hotový nástroj bude zdarma k dispozici pro širokou vědeckou obec a najde uplatnění jako alternativní nástroj pro automatickou regulaci zejména výrazně nelineárních dynamických soustav (regulace pH v chemickém průmyslu, regulace teploty v širokém rozsahu pracovního bodu, řízení průmyslových robotů, …).

2010

Realizace řídicího systému malého manipulačního robota s přímou regulací akčních sil


Číslo projektu: SGFEI04/2010
Řešitelský kolektiv: Ing. Michal Dvořák
  doc. Ing. Jan Cvejn, Ph.D.

Anotace:

Cílem projektu je vytvoření nižší vrstvy řídicího systému zakoupeného robota, který bude využívat přímé řízení akčních sil. Tato koncepce řídicího systému umožní optimalizaci pohybu robota, při respektování jeho dynamiky a reálných omezení. Výsledek bude využit pro experimentální ověření vlastností pokročilých algoritmů řízení robota.