Návrh 3D tištěné CubeSat struktury pro misi KOSTKA
Picka, Marek; Götthans, Jakub; Götthans, Tomáš
2024 - anglický Tato diplomová práce zkoumá inovativní návrh a implementaci 3D struktury pro CubeSat misi KOSTKA, kterou aktuálně vyvíjí univerzitní tým YSpace. S využitím pokročilých technologií aditivní výroby - selektivního laserového tavení (SLM) a přímého laserového spékání kovů (DMLS) - si tato práce klade za cíl optimalizovat strukturu CubeSatu zvý- šením strukturální integrity, snížení hmotnosti a vyhovění standardům a požadavkům. Proces návrhu zahrnoval iterativní vylepšení na základě analýz, které identifikovaly kritické body napětí a vedly k úpravám pro zlepšení rozložení zatížení a minimálního využití materiálu. Výsledné simulace potvrdily strukturální integritu rámu v simulovaných podmínkách startu, což dokazuje, že rám splňuje požadavky poskytovatele startu a cíle mise. Tato práce nejen dokazuje proveditelnost 3D tisku pro výrobu struktur cubesatů, ale také bude složit jako inspirace pro budoucí designy. 3D print, CubeSat, structure, additive manufacturing, design, random vibration, Quasi static loads, sinusoidal. Klíčová slova: This thesis explores the innovative design and implementation of a 3D-printed structural frame for the Mission KOSTKA CubeSat; developed by the YSpace university team. Utilizing advanced additive manufacturing technologies—Selective Laser Melting (SLM) and Direct Metal Laser Sintering (DMLS)—this research aims to optimize the CubeSat frame for enhanced structural integrity; reduced mass; and compliance with stringent aerospace standards. The design process involved iterative enhancements informed by simulation analyses; which identified critical stress points and guided modifications to improve load distribution and material efficiency. Experimental validation confirmed the structural integrity of the frame under simulated launch conditions; demonstrating the frame’s compliance with the requirements of the launch provider and mission objectives. This work not only validates the feasibility of 3D printing for satellite structure manufacturing but also sets inspiration for future similar designs.; 3D tisk; CubeSat; struktura; aditivní výroba; design; náhodné vibrace; Quasi static loads; sinusoidal Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Návrh 3D tištěné CubeSat struktury pro misi KOSTKA

Tato diplomová práce zkoumá inovativní návrh a implementaci 3D struktury pro CubeSat misi KOSTKA, kterou aktuálně vyvíjí univerzitní tým YSpace. S využitím pokročilých technologií aditivní výroby - ...

Picka, Marek; Götthans, Jakub; Götthans, Tomáš
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Podrobná analýza kyberbezpečnosti fotovoltaických systémů
Turek, Adam; Bohačík, Antonín; Mikulášek, Michal
2024 - anglický Cílem diplomové práce je seznámení se s metodami útoků na fotovoltaické systémy a jejich komponenty. Dále analyzování jednotlivých typů fotovoltaických systémů, jednotlivých komponent a možných bezpečnostních nedostatků. Dále navržení a sestavení testovacího pracoviště umožnující sledování fotovoltaických prvku a síťového provozu s implementovaním několika kybernetických útoků. Práce popisuje teoretickou část fotovoltaických systémů a jejich komponent, kybernetickou bezpečnost a možné útoky. Krom toho také analýzu konkrétních zranitelností na fotovoltaické systémy, která byla provedena prostřednictvím veřejně známých databází jako je Vulners nebo Národní Databáze Zranitelností. Dále popis testovacího prostředí střídačů Solax a Solinteg, implementační nástroje a úspěšně provedenou síťovou, Modbus a kybernetickou analýzu na fotovoltaické střídače s odsimulováním útoků. The thesis aims to learn about the methods of attacks on photovoltaic systems and their components. Furthermore, it analyses the different types of photovoltaic systems, individual components, and possible security weaknesses. Furthermore, designing and building a testing workplace that allows monitoring of PV components and network traffic with the implementation of several cyber attacks. The thesis describes the theoretical part of PV systems and their components, as well as cyber security and possible attacks. It also includes an analysis of specific vulnerabilities in PV systems, which was performed through publicly known databases such as Vulners or the National Vulnerability Database. In addition, a description of the Solax and Solinteg inverter test environment, implementation tools, and successfully performed network, Modbus, and cyber analysis on PV inverters with attack simulations. Klíčová slova: Photovoltaic systems; Photovoltaics; PV vulnerabilities; Analysis; Solax; Solinteg; Cyber attacks; Kali; DoS; DDoS; Modbus; QmodMaster; Network configuration; Wireshark; Fotovoltaické systémy; Fotovoltaika; Zranitelnosti FV; Analýza; Solax; Solinteg; Kybernetické útoky; Kali; DoS; DDoS; Modbus; QmodMaster; Síťová konfigurace; Wireshark Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Podrobná analýza kyberbezpečnosti fotovoltaických systémů

Cílem diplomové práce je seznámení se s metodami útoků na fotovoltaické systémy a jejich komponenty. Dále analyzování jednotlivých typů fotovoltaických systémů, jednotlivých komponent a možných ...

Turek, Adam; Bohačík, Antonín; Mikulášek, Michal
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Návrh kybernetického polygonu ve virtuální realitě
Nguyen, Van Phuc; STODOLA,, Jiří; Číka, Petr
2024 - anglický Diplomová práce představuje návrh a implementaci kybernetické tělocvičny pro virtuální realitu, která integruje imerzivní technologie pro modelování sítě. Na základě teorií z oblasti kybernetické bezpečnosti a sítí, virtuální reality, studie vytváří teoretický rámec. Je uvedena analýza SOTA, která přezkoumává použití VR v oblasti kybernetické bezpečnosti. Metodicky práce využívá Unreal Engine 5 pro vytvoření syntetického 3D prostředí a návrh interaktivních principů objektů ve virtuálním světě. V rámci praktické části práce je podrobně popsána architektura systému, interakce mezi IT komponentami, simulující podmínky reálného světa, přenesené do virtuální reality. Implementace zahrnuje programování platformy s důrazem na problémy a jejich řešení. Výsledky a diskuse analyzují efektivitu simulátorů pro výcvik v kybernetické bezpečnosti, rámovanou stanoveným teoretickým rámcem. V závěru studie jsou uvedena doporučení pro budoucí zlepšení a praktické využití. The master’s thesis presents the design and implementation of a Virtual Reality Cyber Gym, integrating immersive technologies for modelling a network. Drawing on theories from cybersecurity, networking, and virtual reality, the study establishes a theoretical framework. A SOTA analysis is provided to review the application of VR in the field of cyber security. Methodologically, the thesis employs Unreal Engine 5 for creating a synthetic 3D environment and design the interactive principles of objects in virtual world. As part of the practical work, the system architecture details interactions among IT components, simulating the conditions of the real world, transferred to virtual reality. Implementation involves programming the platform, emphasizing challenges and solutions. Results and discussions analyze the effectiveness of simulators for cybersecurity training, framed by the established theoretical framework. The study concludes with recommendations for future improvement and practical applications. Klíčová slova: Unreal Engine; VR; virtual reality; networking; cybersecurity; network simulator; Unreal Engine; VR; virtuální realita; počítačová síť; kybernetická bezpečnost; síťový simulátor Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Návrh kybernetického polygonu ve virtuální realitě

Diplomová práce představuje návrh a implementaci kybernetické tělocvičny pro virtuální realitu, která integruje imerzivní technologie pro modelování sítě. Na základě teorií z oblasti kybernetické ...

Nguyen, Van Phuc; STODOLA,, Jiří; Číka, Petr
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Optimizing of cyber security of Precision Time Protocol (PTP) on Ethernet for ARM based CPU
Latinovič, Borivoje; Ištvánek, Matěj; Smékal, Zdeněk
2024 - anglický This thesis provides the selection and implementation of different security protocols to be used with Precision Time Protocol (PTP). The thesis further tests the behavior of PTP under different security protocols, using an automatized measurement tool, and analyses the effect on PTP in order to determine the most optimal security protocol. This thesis provides the selection and implementation of different security protocols to be used with Precision Time Protocol (PTP). The thesis further tests the behavior of PTP under different security protocols, using an automatized measurement tool, and analyses the effect on PTP in order to determine the most optimal security protocol. Klíčová slova: Precision Time Protocol (PTP); Synchronization; Timing; Encryption; Encapsulation; Linux; Precision Time Protocol (PTP); Synchronization; Timing; Encryption; Encapsulation; Linux Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Optimizing of cyber security of Precision Time Protocol (PTP) on Ethernet for ARM based CPU

This thesis provides the selection and implementation of different security protocols to be used with Precision Time Protocol (PTP). The thesis further tests the behavior of PTP under different ...

Latinovič, Borivoje; Ištvánek, Matěj; Smékal, Zdeněk
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Time Series Forecasting Using Machine Learning
Elrefaei, Islam; Galáž, Zoltán; Hošek, Jiří
2024 - anglický The aim of this thesis is to explore the application of various artificial intelligence (AI) techniques for the prediction of time series data, which is prevalent in fields such as finance, economics, and engineering. Accurate time series prediction is essential for effective decision-making and planning. This thesis reviews several traditional and state-of-the-art AI techniques used for time series prediction, including linear regression, ARIMA, support vector regression, random forests, and deep learning. These techniques are applied to different time series datasets, encompassing both univariate and multivariate data. The performance of the predictive models is evaluated using various scalar metrics. The performance of the models was different depending on the type of the dataset. Additionally, this thesis includes the development of a user interface application that allows users to change parameters and forecast new results based on their entries. Furthermore, the thesis discusses the challenges and limitations of using AI techniques for time series prediction and provides suggestions for future research directions. The aim of this thesis is to explore the application of various artificial intelligence (AI) techniques for the prediction of time series data, which is prevalent in fields such as finance, economics, and engineering. Accurate time series prediction is essential for effective decision-making and planning. This thesis reviews several traditional and state-of-the-art AI techniques used for time series prediction, including linear regression, ARIMA, support vector regression, random forests, and deep learning. These techniques are applied to different time series datasets, encompassing both univariate and multivariate data. The performance of the predictive models is evaluated using various scalar metrics. The performance of the models was different depending on the type of the dataset. Additionally, this thesis includes the development of a user interface application that allows users to change parameters and forecast new results based on their entries. Furthermore, the thesis discusses the challenges and limitations of using AI techniques for time series prediction and provides suggestions for future research directions. Klíčová slova: Time Series; Forecasting; Python; Machine Learning; Time Series; Forecasting; Python; Machine Learning Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Time Series Forecasting Using Machine Learning

The aim of this thesis is to explore the application of various artificial intelligence (AI) techniques for the prediction of time series data, which is prevalent in fields such as finance, economics, ...

Elrefaei, Islam; Galáž, Zoltán; Hošek, Jiří
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Klasifikace RF signálů pomocí umělé inteligenci
Turák, Samuel; Ulovec, Karel; Polák, Ladislav
2024 - anglický Táto práca sa zameriava na klasifikáciu rádiofrekvenčných (RF) signálov založenú na hlbokom učení. Pre tento účeľ, tri neuronové siete sú vybrané a prezentované: Konvolučná Neurónová Sieť (CNN), Sieť s Bránovými Rekurentnými Jednotkami (GRU), Konvolučná Hlboká Neurónová Sieť s Bránami (CGDNN). Všetky sú trénované a vyhodnotené na viacerých datasetoch, ovplyvnené rôznymi RF rušeniami, pre klasifikáciu rôznych bezdrátových štandardov. Signály v jednotlivých datasetoch boli vytvorené pomocou aplikácie Wireless Waveform Generator v programu MATLAB. Jeden verejne dostupný dataset na klasifikáciu modulácie je takisto testovaný na modeloch. Použité prístupy k predspracovaniu dát, tréningu modelov a vyhodnoteniu modelov sú implementované v programovacom prostredí Python s využitím knižníc ako Scikit-learn a Keras. \mbox{Získané výsledky} sú prehľadne prezentované a diskutované. This thesis focuses on Deep learning-based radio frequency (RF) signal classification. For this purpose, three neural networks are selected and introduced: Convolutional Neural Network (CNN), Gated Recurrent Unit Network (GRU) and Convolutional Gated Deep Neural Network (CGDNN). All are trained and evaluated on multiple datasets, influenced by different RF impairments, for wireless standard classification. The waveforms in these datasets have been created by the Wireless Waveform Generator app in MATLAB. One publicly available modulation classification dataset is also being tested on the models. The performed approaches of data preprocessing, model training and model evaluation are implemented in the programming environment Python, utilizing libraries such as Scikit-learn and Keras. The obtained results are evaluated and discussed. Klíčová slova: Radiofrequency (RF) signals; deep learning; neural network; dataset; RF impairments; Python; MATLAB; Rádiofrekvenčné (RF) signály; hlboké učenie; neurónová sieť; dataset; RF rušenia; Python; MATLAB Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Klasifikace RF signálů pomocí umělé inteligenci

Táto práca sa zameriava na klasifikáciu rádiofrekvenčných (RF) signálov založenú na hlbokom učení. Pre tento účeľ, tri neuronové siete sú vybrané a prezentované: Konvolučná Neurónová Sieť (CNN), Sieť ...

Turák, Samuel; Ulovec, Karel; Polák, Ladislav
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Výukový satelit formátu PocketQube
Veverka, Jiří; Zamazal, Michal; Povalač, Aleš
2024 - anglický Tato diplomová práce je zaměřena na návrh výukového satelitu typu PocketQube 2P (50x50x100mm) a pozemní stanice, které budou využívány ve výuce STEM laboratoří. Navržený systém byl navržen s důrazem na modularitu, snadnou výměnu za použití komerčních volně dostupných součástek a snadné pochopení subsystémů, které lze v družici tohoto typu nalézt, tedy palubní počítač, komunikační modul, napájecí systém a payload. Mimo vnitřních modulů byla vyvinuta i vnější konstrukce, která je celá vyrobena z desek plošných spojů a dohromady tvoří základ družice. Vyvinutá družice a pozemní stanice využívají ke komunikaci rádiový modul RFM98W s modulací LoRa. This diploma thesis is focused on the design of a 2P (50$\times$50$\times$100mm) PocketQube type educational satellite and Ground station, which will be used in STEM laboratory classes. The proposed system was designed with emphasis on modularity, ease of replacement using commercial off-the-shelf components, and easy understanding of the subsystems one can find in a satellite of this type - On-Board Computer, Communication module, Electric Power System module, and Payload. Among these modules was developed an external structure, made entirely out of PCBs and together form the basis of the satellite. The developed satellite and Ground station utilize RFM98W radio module with LoRa modulation for communication. Klíčová slova: On-board Computer (OBC); Electrical Power System (EPS); Communication system (COM); PocketQube; satellite; STM32; LoRa; RFM98W; Ground station; Payload; Palubní počítač; Napájecí systém; Komunikační systém; PocketQube; satelit; STM32; LoRa; RFM98W; Pozemní stanice; Payload Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Výukový satelit formátu PocketQube

Tato diplomová práce je zaměřena na návrh výukového satelitu typu PocketQube 2P (50x50x100mm) a pozemní stanice, které budou využívány ve výuce STEM laboratoří. Navržený systém byl navržen s důrazem ...

Veverka, Jiří; Zamazal, Michal; Povalač, Aleš
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Polyfunkční budova
Almeida, Adérito Cláudio Lopes de; Jelínek, Petr; Struhala, Karel
2023 - anglický Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Polyfunkční budova

Almeida, Adérito Cláudio Lopes de; Jelínek, Petr; Struhala, Karel
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Modifikace vlastností alkalicky aktivovaných aluminosilikátů polymerními přísadami
Mikhailova, Olesia; Bílek, Vlastimil; Vejmelková,, Eva; Žižková, Nikol; Rovnaník, Pavel
2023 - anglický V současné době se v betonářském průmyslu ve velké míře používá portlandský cement (PC), jehož výroba má značný dopad na životní prostředí a zároveň se jedná o neudržitelný proces. Snahy o ekologičtější stavebnictví zahrnují využití několika aluminosilikátů, které mohou být buď odpadními produkty získanými z jiných průmyslových výrob, jako je granulovaná vysokopecní struska, popílek a křemičitá dýmka, nebo materiály pocházející z energeticky méně náročných průmyslových procesů, jako je metakaolin. Použití těchto materiálů při výrobě stavebních materiálů rovněž přispívá ke snížení výrobních nákladů. Aktivace aluminosilikátových materiálů alkalickými aktivátory vede k získání vysoce pevných materiálů, které lze považovat za alternativu běžného PC. Navzdory mnoha výhodám alkalicky aktivovaných aluminosilikátů (AAA) existuje zásadní nevýhoda, která se týká výrazného autogenního smršťování a smršťování při vysoušení, k němuž může docházet během tuhnutí materiálu. Tento jev vede k mikrotrhlinám a zhoršení mechanických lomových vlastností. Polymerní příměsi mohou modifikovat vlastnosti čerstvého a vytvrzeného materiálu AAA a překonat výše uvedené problémy. Tato disertační práce se zabývá vlivem polymerních přísad v různých hmotnostních množstvích aluminosilikátového pojiva na snižování smrštění a křehkosti a na zvýšení lomové houževnatosti. Jako polymerní příměsi byly vybrány polyetylen glykol (PEG), polypropylen glykol (PPG) a různé typy komerčních polymerů z řady dispergovatelných polymerních prášků Vinnapas®. Jejich vliv na vlastnosti získaných materiálů byl porovnáván s vlivem práškového přípravku proti smrštění Peramin SRA 40. Vzorky byly testovány na pevnost v ohybu a tlaku a jejich mikrostruktura byla zkoumána pomocí rtuťové porozimetrie a skenovací elektronové mikroskopie. Jedna z kapitol práce se zabývá studiem různých charakterizačních technik vzniku hlavních reakčních produktů v alkalicky aktivované strusce, jako jsou RTG difrakční analýza, Fourierovou tran Currently, the concrete industry utilizes Portland cement (PC) widely, whose production has a significant environmental impact, while it is also a non-sustainable process. Efforts towards a greener building industry involve employing several aluminosilicate materials that can be either by-products obtained from other industrial activities, such as granulated blast furnace slag, silica fume, and fly ash, or materials derived from less energy-intensive industrial processes, such as metakaolin. Using these materials in the preparation of building materials also contributes to reduced production costs. Activation of aluminosilicate materials by alkaline activators leads to high-strength materials that can be considered an alternative to ordinary Portland cement (OPC). Despite the numerous advantages of alkali-activated aluminosilicates (AAA), a major drawback is the significant autogenous and drying shrinkage that might occur during the material’s hardening. This phenomenon leads to microcracking and deterioration of mechanical fracture properties. Polymer admixtures can modify the properties of the fresh and hardened AAA material and overcome the abovementioned problems. This thesis investigates the influence of polymer admixtures, in different amounts by weight of the aluminosilicate binder, on reducing shrinkage and fragility and increasing fracture toughness. Polyethylene glycol (PEG), Polypropylene glycol (PPG), and different types of commercial polymers of the Vinnapas® - family of dispersible polymer powders were selected as polymer admixtures. Their effect on the properties of the obtained materials was compared with that of powder shrinkage reducer Peramin SRA 40. The specimens were tested for flexural and compressive strength, and their microstructure was investigated employing mercury intrusion porosimetry and scanning electron microscopy One of the chapters of the thesis deals with the study of different analytical techniques for the characterization Klíčová slova: Alkali activated materials; geopolymers; slag; metakaolin; polymer admixtures; Alkalicky aktivované materiály; geopolymery; struska; metakaolin; polymerní přísady Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Modifikace vlastností alkalicky aktivovaných aluminosilikátů polymerními přísadami

V současné době se v betonářském průmyslu ve velké míře používá portlandský cement (PC), jehož výroba má značný dopad na životní prostředí a zároveň se jedná o neudržitelný proces. Snahy o ...

Mikhailova, Olesia; Bílek, Vlastimil; Vejmelková,, Eva; Žižková, Nikol; Rovnaník, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Field Programmable Neural Networks odolná proti poruchám
Krčma, Martin; Kordík, Pavel; Stopjaková, Viera; Drábek, Vladimír
2023 - anglický Tato práce se zaměřuje na koncept Field Programmable Neural Networks jehož cílem je učinit implementaci umělých neuronových sítí v hradlových polích méně náročnou jejich prostředky. Za tímto účelem práce koncept rozvíjí a představuje několik jeho různých typů jež se vyznačují různými poměry mezi spotřebou zdrojů hradlových polí a přesností s jakou aproximují původní neuronovou síť jíž implementují. Teze díle rozšiřuje koncept o metody zabezpečení proti poruchám s využitím redundance a také bez ní. This thesis focuses on the Field Programmable Neural Networks concept intended to make implementation of neural networks in FPGAs less resource demanding. The thesis introduces and discusses several types of Field Programmable Neural Networks which provide different trad-offs between the resource consumption and the accuracy of the implemented neural network approximation. This thesis also introduces and discusses methods of hardening the Field Programmable Neural Networks against faults with and without redundancy. Klíčová slova: Field Programmable Neural Networks; fault tolerance; neural networks; FPGAs; Field Programmable Neural Networks; odolnost proti poruchám; neuronové sítě; FPGA Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL Field Programmable Neural Networks odolná proti poruchám

Tato práce se zaměřuje na koncept Field Programmable Neural Networks jehož cílem je učinit implementaci umělých neuronových sítí v hradlových polích méně náročnou jejich prostředky. Za tímto účelem ...

Krčma, Martin; Kordík, Pavel; Stopjaková, Viera; Drábek, Vladimír
Vysoké učení technické v Brně, 2023