Zakřičet si v bezodrazové komoře je osvobozující

30. 9. 2019

Že Fakulta elektrotechniky a informatiky ukrývá takové poklady, jsem vůbec netušila. Nacházím tu třeba bezodrazovou komoru, kterou by jistě ocenil nejeden hudebník. U robotických ramen mě zase napadá, jestli budou zlaté české ručičky v budoucnu vůbec ještě potřeba? Hlavou mi vrtá i to množství antén na střeše. A takových specialit má fakulta hned několik.

Na prohlídku FEIky se vydávám v červnu. Dlouhé chodby tu tou dobou zejí prázdnotou. Až na pár studentů, kteří čekají na zkoušku. V prvním patře se setkávám s doktorandem Karlem Jurycou, který momentálně pracuje v projektu PosiTrans. Věnuje se signálovému zpracování a klasifikaci cílů u primárních radarových systémů. Na fakultě už nějaký ten pátek působí, dobře ji zná, a tak mohl sledovat, jak se v posledních letech její vybavení vylepšuje. „Je to reakce na současnost i budoucnost progresivních oborů automatizace, informačních a komunikačních technologií i velmi specializovaných systémů pro určování polohy a radarových systémů,“ vysvětluje rozsah investic v posledních dvou letech děkan fakulty Zdeněk Němec. „Na fakultě se silně zaměřujeme na aplikačně orientovaný výzkum, a proto jsme nově vybavovali i všechny výzkumné laboratoře, které určitě obstojí i v mezinárodním srovnání,“ dodává děkan. To ostatně potvrdila i nedávná návštěva dvou doktorských studentů z Gent University v Belgii: „Na to, že FEIka nepatří k největším fakultám, vybavení má výborné!“ A tak jsem se rozhodla ho také prozkoumat.

Čekání na signál

Karel si pro mě připravil pár speciálních míst. A hned při první zastávce musím dát belgické návštěvě za pravdu. Vcházím do bezodrazové komory a tu jen tak někde nenajdu. Zvláštní, zcela odrušené prostředí, kde slyším jen sebe, ale tak nějak jinak. Vlastně jako bych byla pod vodou. Když se tu sama zavírám, dělá se mi po chvíli špatně. A zjišťuju, že mi ten ruch vlastně chybí. Hezky se tu vyřvete a uklidníte. Ale pro relaxaci studentů a pedagogů toto místo rozhodně neslouží. „Tady student může například zjistit, jestli anténa, kterou si navrhl a odsimuloval dle předchozích teoretických znalostí, funguje správně. Jestli klíčové parametry sedí nebo se liší od simulačního modelu,“ popisuje účel komory můj průvodce Karel. „Signál tu absolutně nic neruší. Nedochází zde totiž k vícecestnému šíření elektromagnetického signálu, jelikož je tento rušivý signál absorbován útlumovými jehlany na všech stěnách komory. A díky dokonalé izolaci nemůže pronikat žádný rušivý signál z vnějšího prostředí,“ doplňuje. Nutno dodat, že mnoho hudebníků by za takovou místnost dalo nevím co. A na obdobném principu funguje vlastně i rozhlasové studio.

Hned vedle je téměř utajené království oboru automatizace. To je na fakultě také novinkou. Ještě není zcela kompletní. Vidím tu nějaké kamery a následně se dovídám, že poslouží k detekci, lokalizaci a klasifikaci objektů a osob pomocí celé řady nejmodernějších metod zpracování signálů a obrazu. Využívá například 3D senzory, hloubkovou kameru, celou plejádu vizuálních a infra průmyslových kamer, ale také smart senzory kombinující paralelně více detekčních principů. A k čemu to všechno slouží? Bude tak možno navrhovat širokou paletu řešení od rozpoznávání dopravních značek, kontrolu kvality výrobků, bin picking úlohy, detekci až po klasifikaci osob, zabezpečení prostoru a podobně.

Střecha plná antén

Chce se mi říct wau! Ale to už stoupáme po schodech do nejvyššího patra. Je odtud krásný výhled na město, ale i na střechu plnou nejrůznějších antén. Ty jsou pro výzkum i výuku na fakultě hodně důležité. Poskytují totiž zajímavá a hlavně reálná data. Právě se nacházíme v laboratoři monitorování rádiového signálu, kde se data zaznamenávají a dále zpracovávají. „Máme tu řídicí jednotku, která sbírá informace z antén. Poté se připojí softwarová rádia – přijímače nebo vysílače. Zaznamenává se tu obrovské množství dat. Aby bylo možné je dále zpracovat, potřebujeme digitizér a velmi výkonný počítač s obrovským monitorem pro lepší vizualizaci naměřených dat,“ vysvětluje Karel. „Když je potřeba sehnat reálná data, bývá to občas problém. A u nás to jde. Můžeme si tu udělat docela zajímavý přehled toho, co se tu všude vysílá. Navíc ta softwarová rádia se dají použít i na měření v terénu a nasimulovat vysílání a jeho příjem,“ dodává Karel s tím, že tuto laboratoř využívají zejména studenti magisterského studia a doktorandi.

Robotický manipulátor

Musím říct, že horní patra budovy nabízejí hodně zajímavého. Najdeme tu například laboratoře katedry řízení procesů. V jedné z nich objevuju hned dvě robotická ramena. „Tento robot se dvěma pažemi dokáže spolupracovat s člověkem. Používá se pro montáž drobných součástkových dílů. Na jednom rameni má kameru, aby dokázal umisťovat díly přesněji a reagovat například na překážky,“ popisuje Karel robotický manipulátor. „Ten druhý je jednodušší. Rovněž slouží jako manipulátor. Je také bezpečný pro spolupráci s člověkem, zároveň má vyšší nosnost,“ dodává Karel. Na obou systémech se studenti učí, jak průmyslové roboty fungují a jak se programují, ať už pomocí dotykového ovladače nebo počítače. Studenti začínají jednoduchými úlohami, kdy pouze ovládají pohyb ramene. Postupně se naučí uchopovat a přemisťovat objekty. K detekci objektu mohou využít různých typů 3D kamer. Když zvládnou základy, mohou řešit mnohem složitější úkoly, například, že se obě ramena vzájemně synchronizují a spolupracují.

Odborné znalosti, především z oboru automatizace, studenti využijí i při řešení úkolů v další laboratoři. Jsou tu k dispozici modely, na kterých se naučí řídit základní procesní veličiny jako teplota, tlak, průtok, výška hladiny, poloha a rychlost otáček. Vše je připojené k počítači a studenti poté, co vytvoří program, jej mohou otestovat simulačně a následně vyzkoušet na reálném zařízení. „Tím si procvičí nejenom teoretické znalosti, ale také se naučí řešit reálné problémy,“ přibližuje druhou laboratoř katedry řízení procesů Karel.

Od osciloskopu k vlastním prototypům

Cestou dolů se zastavujeme ještě v laboratoři komunikačních technologií, v níž zpravidla začínají bakaláři. Učí se tu základy sdělovací techniky, čili jakým způsobem přenést informaci z jednoho místa na druhé po metalické nebo radiové přenosové cestě. Tréninkový kit EMONA umožňuje studentům namodulovat signál (tzn. signál s informací, kterou chceme přenést) a poté modulovaný signál demodulovat a zjistit, zda byla informace přenesená správně. Právě na osciloskopu to všechno mohou pozorovat. „Studenti to znají především teoreticky, někteří ze střední školy a tady si na laboratorních úlohách vyzkouší a pochopí, jak konkrétní modulace funguje,“ komentuje naše předposlední zastavení Karel a upozorňuje mě na nové vybavení pracoviště multimetry či generátory signálů. Tyto výukové pulty mají výhodu, že jsou propojeny s řídicím počítačem a také s učitelským pultem. Vyučující tak může vidět na svém monitoru výstupy z osciloskopů jednotlivých měřicích pracovišť a efektivněji pomoci studentům se zadanou úlohou.

Prohlídka pomalu končí. Naší poslední zastávkou je pracoviště prototypové výroby. Nacházejí se tu tři na pohled velmi podobné přístroje, které vyžadují stabilní teplotu. Oproti horku, které panovalo venku, tady bylo docela chladno, a tak azyl by tu rád hledal kdekdo. Chodí sem však především studenti, aby tu například vyrobili desku plošných spojů svých výrobků a prototypů. „Tento laser pomáhá opracovat měď na deskách plošných spojů. CNC fréza pak slouží k mechanickému opracování a vrtání desek plošných spojů pro osazení součástkami. A pokud je deska oboustranná, pak je samozřejmě potřeba, aby obě strany byly propojené pomocí tzv. pokovených otvorů, a to zařídí tento třetí přístroj,“ vysvětluje jednotlivé úkony Karel. Pro studenty to znamená velké ulehčení. „Dřív museli své návrhy posílat nějaké firmě a ta jim desku plošných spojů vyrobila. Dnes studenti přijdou na toto pracoviště a do půl hodiny odcházejí s deskou, kterou mohou sami osadit součástkami. Pokud zjistí, že se jim něco nepovedlo, vrátí se a udělají desku znovu,“ dodává Karel.

Jsme na konci prohlídky. Jsem nadšená! Obdivuji studenty i pedagogy. A líbí se mi, že tvůrčímu prostředí fakulta nahrává. Není nic lepšího než to zažít na vlastní kůži. A to můžete i vy. Podívat se do laboratoří totiž může každý. Stačí sledovat webové stránky univerzity nebo fakulty a počkat si na speciální akce, jako jsou například Dny otevřených dveří.

 

 

TEXT: Zuzana Paulusová/FOTO: Adrián Zeiner
Tento text najdete v exkluzivním vydání univerzitního Zpravodaje.