Název projektu
Optovláknové senzorické systémy II
Kód
SP2022/18
Předmět výzkumu
1. Předmět výzkumu – anotace
Motivací předkládaného projektu je plynule navázat na řešený projekt „Optovláknové senzorické systémy“, jehož primárním cílem byl základní i aplikovaný výzkum v oblasti senzorických aplikací využívajících optovláknové technologie. Tyto systémy mají potenciál uplatnění v mnoha oblastech ve spolupráci s firemní i vědeckou sférou jako je biomedicína, dopravní provoz, stavebnictví, technická seismicita, zabezpečení perimetru, chytré město či průmysl 4.0 což potvrzuje aktuálnost zkoumané problematiky.
Ve všech uvedených oblastech, ale i mnoha jiných představují výhody optovláknových senzorických systémů přidanou hodnotu a lze pozorovat stále větší rozmach jejich aplikačního využití zejména v průmyslu čtvrté generace a oblasti biomedicíny, respektive biomedicínského inženýrství.
Základní téma a námět představeného projektového záměru plně naváže na původní projekt a bude korelovat s probíhajícími výzkumnými aktivitami optoelektronického týmu na Katedře telekomunikační techniky s provázaností a částečným přesahem do výzkumných aktivit na Katedře kybernetiky a biomedicínského inženýrství. Jedná se zejména o níže uvedené oblasti:
a) Medicínské aplikace se zaměřením na oblast magnetické rezonance (MR), spánkovou laboratoř, neonatologii a klinickou praxi – monitorování vývoje dechové a tepové činnosti dospělého člověka a novorozenců; detekce anomálií; redukce obrazových artefaktů; zpracování naměřených biomedicínských signálů na bázi fonokardiografie a balistokardiografie; měření zahřívání implantátů v prostředí MR; monitorování osob s nízkou hmotností; návrh a realizace nových typů optovláknových senzorů s využitím moderních metod 3D tisku pro oblast MR; dechová a tepová synchronizace – spouštění MR přístroje; zvýšení work-flow MR pracoviště. Úvodní testování a pochopení problematiky aplikace optovláknových senzorů tepové činnosti na zvířatech, kde je monitorace vitálních funkcí vyžadována (závodní koně apod.).
b) Dopravní aplikace – návrh, realizace a praktické ověření inovativních typů optovláknových senzorů a senzorických systémů se zaměřením na automobilovou dopravu – neinvazivní senzory pro detekci a měření rychlosti vozidel; vážení vozidel; klasifikace typu vozidla. Pro kolejovou dopravu – detekce poškození kol a nápravy; kalkulace náprav; zvýšení bezpečnosti provozu a komfortu cestujících; monitorování základních parametrů provozu jako rychlost, směr jízdy apod. a to vše v kontextu s aktuálním trendem vývoje viz TAČR (výzva DOPRAVA 2020+).
c) Průmysl 4.0 – návrh, realizace a ověření funkcionality inovativních optovláknových senzorů pro monitorování provozního stavu hydraulických strojů a nástrojů v rámci prediktivní údržby v souvislosti s rozšiřováním Průmyslu 4.0; vývoj senzorů pro sledování tlaku vzduchu a kapalin; využití metody 3D tisku pro vývoj nových typů akcelerometrických senzorů; bezpečností aplikace – vývoj senzorů pro zabezpečení perimetru – detekce vniknutí, narušení prostoru s využitím umělé inteligence.
d) Aplikace v oblasti geotechnického a seismického inženýrství s primárním zaměřením na dvě oblasti, respektive dva typy optovláknových systémů – distribuovaný a interferometrický. V první oblasti sledování konvergencí primárního ostění v průběhu konvenční ražby tunelů; sledování teploty v tunelovém ostění; sledování zatížení pilotové stěny, průsaků primárního ostění; sledování sesuvných území a vývoj v oblasti inklinometrie. V druhé oblasti sledování vibrací od antropogenních zdrojů; praktické ověření realizovaných optovláknových senzorů; kalibrace senzorů. Jak v případě distribuovaných systémů, tak interferometrických optimalizace těchto nových senzorických zařízení do oblasti zavádění BIM (Building Information Management).
Rok zahájení
2022
Rok ukončení
2022
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel