Zlaté nanosystémy pro molekulární detekci biologických vzorků v povrchově zesílené Ramanově spektroskopii
Kebabová, Mona; Bernátová,, Silva; Samek, Ota
2024 - English Citlivá a přesná detekce analytů nebo bakterií je klíčovým krokem při identifikaci nebezpečných sloučenin či patogenů, ať už v oblasti medicíny nebo bezpečnosti potravin. Využití pokročilých metod, jako je povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (SERS), by pomohlo identifikovat bakterie nebo analyty s vysokou citlivostí a přesností. Tato diplomová práce zaměřuje na syntézu a charakterizaci kovových nanočástic (NČ) pro citlivou detekci bakterií pomocí SERS, přičemž NČ zvyšují Ramanův signál lokalizovanou plazmonovou rezonancí. Nejdříve jsou diskutovány nejnovější přístupy k syntéze plazmonických nanostruktur. Hlavní část experimentální práce tvoří syntéza zlatých (Au) a stříbrných (Ag) NČ, jejich charakterizace a využití pro analýzu chemických a biologických vzorků pomocí SERS. Nanočástice byly použity pro detekci molekul barviv (rhodamin 6G a methylenová modř), a patogenních bakterií Staphylococcus aureus a Escherichia coli, adsorbovaných na povrch syntetizovaných NČ. Dále byl replikován vysoce specifický sendvičový imunotest detekovatelný pomocí SERS. Tato metoda umožňuje rychlou a přesnou detekci patogenů. Na povrch nanočástic se pomocí interakce avidin-biotin vážou protilátky, které slouží k zachycení bakterií (E. coli a S. aureus). Ačkoli dílčí kroky protokolu byly úspešné, ověření funkce sendvičového imunotestu se doposud nezdařilo, pravděpodobně kvůli změnám v použitých chemikáliích a protilátkách. Kroky nezbytné k replikaci protokolu budou provedeny v budoucnu. Sensitive and accurate detection of analytes or bacteria is a crucial step in identifying dangerous compounds or pathogens, whether in the medical field or food safety. Utilizing advanced methods such as Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) would help with identifying bacteria or analytes with high sensitivity and accuracy. To optimize the method, the proposed master thesis concentrates on the synthesis and characterization of metal nanoparticles (NPs) that enhance Raman signal by localized plasmon resonance in SERS. Firstly, the recent approaches to the synthesis of plasmonic nanostructures are discussed. The main part of the experimental work consists of the synthesis of gold (Au) and silver (Ag) NPs and their characterization and use for analysis of chemical and biological samples by SERS. The NPs were used for the detection of dye molecules (rhodamine 6G and methylene blue), as well as the pathogenic bacteria Staphylococcus aureus and Escherichia coli, adsorbed on the surface of the synthesized NPs. Furthermore, a highly specific label-based sandwich immunoassay based on SERS signal of Raman reported linked to bacteria and NPs was replicated. This label-based method is a technique for the detection of a specific bacterial strain with the purpose of identifying the bacteria quickly and accurately. In principle, antibodies against specific bacteria were bound to the nanoparticle surface via an avidin-biotin affinity, allowing the bacteria (E. coli and S. aureus) to be captured. The prepared sandwich immunoassay is a precursor to highly accurate and rapid detection of bacteria, which I believe will be achieved in future steps. Keywords: Surface-enhanced Raman spectroscopy; gold nanoparticles; silver nanoparticles; Raman spectroscopy; bacterial detection; Povrchově zesílená Ramanova spektroskopie; zlaté nanočástice; stříbrné nanočástice; Ramanova spektroskopie; detekce bakterií Available in a digital repository NRGL Zlaté nanosystémy pro molekulární detekci biologických vzorků v povrchově zesílené Ramanově spektroskopii

Citlivá a přesná detekce analytů nebo bakterií je klíčovým krokem při identifikaci nebezpečných sloučenin či patogenů, ať už v oblasti medicíny nebo bezpečnosti potravin. Využití pokročilých metod, ...

Kebabová, Mona; Bernátová,, Silva; Samek, Ota
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Polyfunkční budova
Almeida, Adérito Cláudio Lopes de; Jelínek, Petr; Struhala, Karel
2023 - English Available in a digital repository NRGL Polyfunkční budova

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

Strukturální studie extracelulárních domén adheze G protein-spojeného receptoru ADGRG4
Strnadová, Martina; Márová, Ivana; Mravec, Filip
2023 - English Bunková komunikácia je schopnosť buniek príjmať, vysielať a spracovávať signály zo svojho okolia. Môžeme teda hovoriť o komunikácii medzi bunkami a orgamizmom. Extracelulárne stimuly spúšťajú signál, ktorý interaguje s receptormi na bunkovom povrchu, čo má za následok aktiváciu intracelulárnych signálnych proteínov. Tieto proteíny sú rozdelené do viacerých rodín podľa ich špecifickej sekvencie, domén ktoré obsahujú, alebo ligandov, s ktorými interagujú. Jednou z týchto rodín je práve receptorová rodina adhezívnych receptorov spojených s G proteínom (aGPCR), ktorá obsahuje 33 členov. Najnovšie štúdie naznačujú, že fungujú z veľkej časti ako mechanoreceptory; avšak, pre niektorých členov boli identifikované aj ligandy pre ich aktiváciu. V porovnaní s inými GPCR sa táto rodina vyznačuje relatívne dlhou extracelulárnou oblasťou (ECR), ktorá obsahuje súbor rozličných štruktúrnych domén a motívov. ADGRG4 (GPR112) predstavuje jeden z najväčších aGPCR s dĺžkou reťazca väčšou ako 3000 aminokyselín (aa). Väčšina jeho reťazca aa sa nachádza v extracelulárnom priestore (viac ako 2500 aa). Je známe, že ADGRG4 je špecificky exprimovaný v enterochromafinných bunkách umiestnených v epiteli ľudského tenkého čreva. Tieto enteroendokrinné bunky sú zodpovedné za produkciu a sekréciu serotonínu a reagujú na chemické a mechanické podnety. K dnešnému dňu však fyziologická funkcia ADGRG4 v týchto bunkách zostáva neznáma. Cieľ tejto práce bol rozdelený na dve časti. V prvej časti bola snaha o poskytnutie štruktúrnych informácií o obrovskej extracelulárnej oblasti ADGRG4. ECR bola rozdelená na viacero častí pre lepšie skúmanie. Následne boli vzorky exprimované v ľudských embryonálnych obličkových bunkách 293 (HEK293S bunky). Výsledné proteínové štruktúry boli purifikované viacerými technikami. Pre zvýšenie možnosti kryštalizácie, bol purifikovaný proteín deglykozylovaný a až potom podrobený na kryštalizačné pokusy. Druhá časť sa zaoberala analýzou NTF-konštruktov, dobre preskúmaných ADGRs. Tieto konštrukty neobsahovali C-terminálny koniec (CTF), iba N-terminálnu časť (NTF). Desať rôznych proteínov bolo úspešne naklonovaných a expresovaných v HEK293T bunkách. Na vyhodnotenie výsledkov oligomerného stavu vzoriek z prvej aj druhej časti boli použité techniky Native PAGE a dynamický rozptyl svetla (DLS). Ako kontrola autoproteolýzy, ktorá je typickým znakom aGPCR, sa využili rozličné techniky Western blotting (WB). Metóda nano-diferenciačná skenovacia fluorescencia (DSF) sa využila na stanovenie pripravených konštruktov a na nájdenie optimálnych podmienok pre roztoky, ktoré sa v práci používali. Výsledky z prvej časti ukazujú za akých podmienok dokážeme nami vytvorený konštruk podrobiť kryštalizácii a následne ďalej pokračovať v jeho výskume. Druhá časť nám ukázala, ktoré nami klonované konštrukty sa dokážu stabilne expresovať v HEK293T bunkách. Na základe získaných parametrov z prvej a druhej časti dokáže výskum v tejto oblasti rozšíriť a do buducnosti získať dôležité informácie ohľadom týchto pozoruhodných receptorov. The aim of this thesis was to provide structural information on the huge extracellular region (ECR) of ADGRG4 that allows hypothesis of the function of the receptor. Therefore, the ECR was dissected into smaller, likely independently folded subunits. Subsequently, these samples were recombinantly expressed in human embryonic kidney 293 cells (HEK293S cells). These protein constructs were purified to allow for subsequent biophysical characterization. To increase the possibility of protein crystallisation, the purified protein was deglycosylated and then subjected to crystallisation trials. The second part of this thesis dealt with the analysis of the construct that contained the NTF part (the CTF was lacking), of well-established ADGRs. Ten different constructs were successfully cloned and expressed in HEK293T cells. Native PAGE and Dynamic Light Scattering (DLS) techniques were used to evaluate the results of the oligomeric state of the samples from both parts. As a control for autoproteolysis, which is a typical feature of aGPCR, various WB techniques were used. The Nano-Differential Scanner Fluorescence (DSF method was used to determine the prepared constructs and to find the optimal conditions for the buffers used in the thesis. The results of the first part show under which conditions the crystallisation trials were the most suitable that can be repeated and optimized further in the research. The second part showed which cloned constructs were able to be expressed in cells. Based on the parameters obtained from the first and second parts, research in this area can continue and, in the future, we can obtain important information about these remarkable receptors. Keywords: aGPCR; ADGRG4; NTF-constructs; molecular cloning; Dynamic Light Scattering; Nano-Differential Scanner Fluorimetry; protein crystallisation; aGPCR; ADGRG4; NTF-konštrukty; molekulárne klonovanie; dynamický rozptyl svetla; nano.diferenciačná skenovacia fluorescencia; proteínová kryštalizácia Available in a digital repository NRGL Strukturální studie extracelulárních domén adheze G protein-spojeného receptoru ADGRG4

Bunková komunikácia je schopnosť buniek príjmať, vysielať a spracovávať signály zo svojho okolia. Môžeme teda hovoriť o komunikácii medzi bunkami a orgamizmom. Extracelulárne stimuly spúšťajú signál, ...

Strnadová, Martina; Márová, Ivana; Mravec, Filip
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Návrh business strategie nově založeného podniku
Šesták, Ondřej; Chlebovský, Vít; Zich, Robert
2023 - English Ve 21. století se v srdci Evropy stále najde množství lidí, kteří mohou jen s velkými obtížemi sehnat dobře padnoucí obuv. Nejedná se o nějakou specifickou potřebu, ale jde minimálně o případ slečen a žen s chodidly začínajícími na velikosti bot 43. Diplomová práce se zabývá touto situací z podnikatelského hlediska a nabízí potenciální řešení ve formě obchodní strategie nově založeného podniku. Navržená obchodní strategie může být použita jako jeden z materiálů pro rozhodování ohledně vstupu na trh s nově založenou firmou. In the 21st century in the heart of Europe, there is a number of people with significant difficulties to get shoes that would fit them. This is not a case of a very special need but a reality for at least girls and women with footwear sized 43 and larger. The Master’s Thesis deals with this situation in a business perspective and offers a potential solution in a form of a business strategy for a newly established firm. The proposed business strategy can serve as one of materials for decision-making regarding entering the market with a new business. Keywords: Business strategy; Footwear industry; Small business; Competitive Space; Porter’s 5 Forces; Business Model Canvas; Obchodní strategie; Obuvnický průmysl; Malý podnik; Konkurenční prostor; Porterových 5 sil; Business Model Canvas Available in a digital repository NRGL Návrh business strategie nově založeného podniku

Ve 21. století se v srdci Evropy stále najde množství lidí, kteří mohou jen s velkými obtížemi sehnat dobře padnoucí obuv. Nejedná se o nějakou specifickou potřebu, ale jde minimálně o případ slečen a ...

Šesták, Ondřej; Chlebovský, Vít; Zich, Robert
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Konstrukce prototypového zařízení pro skládání vložek chladičů
Hanák, Jiří; Ramík, Pavel; Bazala, Jiří
2023 - English Tato diplomová práce se zaměřuje na návrh nového a vylepšeného skládacího zařízení určeného pro skládání vložek chladičů v prototypové výrobě s důrazem na zvýšení efektivity procesu skládání a snížení výrobního času. V rešeršní části této diplomové práci jsou popsány rozdílné typy chladicích systémů včetně jednotlivých komponentů obsažených v chladících systémech s hlavním zaměřením na konstrukci chladiče. Dále jsou popsány rozdílné typy skládacích zařízení používané v procesu skládání vložek chladičů a je charakterizován původní návrh skládacího zařízení včetně jeho aktuálních problémů. Na základě rešeršní části této práce je definováno zadání nového skládacího zařízení a představeny dvě koncepční řešení s několika variantami řešení kritických konstrukčních uzlů. Ze dvou koncepčních řešení bylo vybráno jedno finální a jeho kritické konstrukční uzly byly prověřeny nutnými výpočty nebo případnou analýzou. Následně byly vyhotovena výkresová dokumentace nového skládacího zařízení. Nakonec je představen nový vylepšený návrh skládacího zařízení, který je poté zhodnocen. This master’s thesis focuses on the design of a new improved assembly device of radiator cores used in prototype production. This new design aims on increasing efficiency of the assembly process and shortening the assembly time. In the research part of this master’s thesis are described different types of cooling systems and individual components of the cooling system with focus on the construction of the radiators. Next there are described different types of assembly devices used in the assembly process and the original design of the assembly device with its problems characterised. Based on the research part of this thesis the assignment of the new assembly device is defined and two conceptual designs of the assembly device are introduced together with several solutions to critical construction areas. From two conceptual solutions was one solution selected and its main construction areas were verified with necessary calculations or analysis. The assembly drawing of the new assembly device was created. Finally, a new improved assembly device design is introduced and evaluated. Keywords: Radiator; assembly device; radiator cooling tube; radiator fin; assembly process; Chladič; skládací přípravek; chladičová trubka; chladičový vlnovec; skládací proces Available in a digital repository NRGL Konstrukce prototypového zařízení pro skládání vložek chladičů

Tato diplomová práce se zaměřuje na návrh nového a vylepšeného skládacího zařízení určeného pro skládání vložek chladičů v prototypové výrobě s důrazem na zvýšení efektivity procesu skládání a snížení ...

Hanák, Jiří; Ramík, Pavel; Bazala, Jiří
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Testování odolnosti systému hlasové biometrie vůči deepfakes
Reš, Jakub; Firc, Anton; Malinka, Kamil
2023 - English Tématem této práce je vytvoření metodologie testování odolnosti hlasového biometrického systému vůči deepfakům. Hlavní problém v současné době leží v nedostatečném pokrytí testování proti prezentačním útokům užitím deepfaků ve standardech ISO/IEC. Cílem práce je vyplnění této mezery, vzniklé příchodem technologie deepfaků, navržením metodologie, založené na současných postupech, která se soustředí na pokrytí této problematiky. Řešení navrženého problému začíná studií nejnovějšího stavu oblasti deepfaků a standardních postupů pro testování biometrických systémů. Druhým krokem je navržení a zdokumentování metody testování hlasového biometrického systému. Test byl navržen jako scénář, ve kterém je hlasový biometrický systém Phonexia použit jako nástroj pro vzdálenou verifikaci použitý pro hlas-jako-heslo. Pro účely demonstrace byl použit veřejně online dostupná datová sada. Mimo samotný návrh testu jsem také zavedl nestandardní metriku vyhodnocení pro ukázku možností zaměření na různé typy deepfaků. Po provedení a vyhodnocení testů jsem zformuloval postup do obecné opakovatelné metodologie, obsahující praktiky a doporučení. Přínos této práce leží v zapracování deepfaků do existujících standardních metodologií testování biometrických systémů a tak formování a demonstrování opakovatelné metodologie. Topic of this paper is a methodology of testing the robustness of a voice biometric system against deepfakes. The main problem currently lies in insufficient coverage of testing against the presentation attack using deepfakes in ISO/IEC standards. The aim of this thesis is to cover the hole, resulting from emergence of deepfake technology, by proposing an extended methodology, based on the existing one, that focuses on fixing the issue. The solution of proposed problem started by studying the state of the art for deepfakes and standard practices of biometric system testing. Second, I proposed and documented a method of testing the voice biometric system. The test was designed as a scenario, where the Phonexia voice biometric system is used as a remote verification tool for the voice-as-a-password use-case. For the purpose of demonstration, the online publicly available dataset was used. On top of test design, I set a non-standard metric for the test evaluation to show possibilities of focus on different kinds of deepfakes. After carrying out tests and evaluating results, I formulated the procedure into a generic repeatable methodology, containing practices and recommendations. The contribution of this work lies in incorporating deepfakes into the existing standard methodologies of testing a biometric systems, hence forming and demonstrating a repeatable methodology. Keywords: deepfake; methodology; testing; spoofing; biometic system; deepfake; metodika; testování; spoofing; biometický systém Available in a digital repository NRGL Testování odolnosti systému hlasové biometrie vůči deepfakes

Tématem této práce je vytvoření metodologie testování odolnosti hlasového biometrického systému vůči deepfakům. Hlavní problém v současné době leží v nedostatečném pokrytí testování proti prezentačním ...

Reš, Jakub; Firc, Anton; Malinka, Kamil
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Kolaborativní strojové učení v kontextu síťové bezpečnosti
Hejcman, Lukáš; Uhříček, Daniel; Žádník, Martin
2023 - English Metody strojového učení se již dlouhou dobu používají v oblastech monitorování a zabezpečení počítačových sítí kvůli jejich schopnosti analyzovat a klasifikovat velké množství dat. Pokrok v rychlosti a propustnosti počítačových sítí však ztěžuje vytváření a správu datových sad v distribuovaném prostředí kvůli jejich velikosti. Kromě toho, sdílení datových sad obsahujících zachycený síťový provoz uživatelů sítě představuje bezpečnostní problémy týkající se uživatelského soukromí. V této oblasti se tedy zkoumají metody kolaborativního strojového učení. Stávající řešení pro implementaci kolaborativního strojového učení jsou však buď nástroje pro ověření konceptu, nebo produkční nástroje a překlenutí této mezery se věnuje jen velmi málo pozornosti. Tato práce představuje nový nástroj pro kolaborativní strojové učení nazvaný FERDINAND, který tuto mezeru překlenuje tím, že se zaměřuje na průběžné aktualizace modelů, rozšiřitelnost a snadnou konfiguraci. Tento framework byl vyvinut v úzké spolupráci s výzkumným týmem sdružení CESNET zaměřeným na monitorování a bezpečnost sítí a je implementován jako produkční nástroj, který lze nasadit na backendovou infrastrukturu sdružení CESNET. Tato práce dále zkoumá životaschopnost použití rámce FERDINAND v kontextu monitorování sítě zkoumáním jeho aplikace na nejmodernější metody detekce škodlivých zařízení či detekci protokolu DNS přes HTTPS. Nakonec jsou prozkoumány budoucí směry vývoje nástroje. Machine learning methods have long been applied to the areas of network monitoring and security due to their ability to analyze and classify data at a rapid rate. However, the advancement in computer network speeds and throughput makes creating and managing datasets in a distributed setting more difficult due to their size. Furthermore, sharing such datasets containing captured network traffic of the network’s users presents a grave privacy concern. Thus, methods of collaborative machine learning are being explored in this domain. However, the existing solutions to implementing collaborative machine learning are either proof-of-concept tools or production frameworks, and very little focus is given to bridging this gap. This thesis presents a new framework for collaborative machine learning called FERDINAND, which bridges this gap by focusing on on-the-fly model updates, extensibility, and easy configuration. This framework was developed in close cooperation with the CESNET research team focusing on network monitoring and security, and is implemented to be a viable production-grade tool that can be deployed on the backend infrastructure of CESNET. This work further explores the viability of using the FERDINAND framework within the context of network monitoring by applying it to state-of-the-art methods for the detection of malicious devices or the classification of DNS over HTTPS traffic. Lastly, future development directions for the framework are explored. Keywords: FERDINAND; Collaborative; Federated; Machine; Learning; Network; Monitoring; FERDINAND; Kolaborativní; Federované; Strojové; Učení; Monitorování; Sítě Available in a digital repository NRGL Kolaborativní strojové učení v kontextu síťové bezpečnosti

Metody strojového učení se již dlouhou dobu používají v oblastech monitorování a zabezpečení počítačových sítí kvůli jejich schopnosti analyzovat a klasifikovat velké množství dat. Pokrok v rychlosti ...

Hejcman, Lukáš; Uhříček, Daniel; Žádník, Martin
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Hluboké neuronové sítě pro sešívání obrázků
Šilling, Petr; Beran, Vítězslav; Španěl, Michal
2023 - English Sešívání obrázků je klíčovou technikou pro rekonstrukci objemů biologických vzorků z překrývajících se snímků z elektronové mikroskopie (EM). Současné metody zpracování snímků z EM k sešívání zpravidla využívají ručně definované příznaky, produkované například technikou SIFT. Nedávný vývoj však ukazuje, že konvoluční neuronové sítě dokáží zlepšit přesnost sešívání tím, že se naučí diskriminativní příznaky přímo z trénovacích obrázků. S ohledem na potenciál konvolučních neuronových sítí tato práce navrhuje sešívací nástroj DEMIS, který staví na pozornostní síti LoFTR pro hledání shodných příznaků mezi páry obrázků. Dále práce navrhuje novou datovou sadu generovanou dělením obrázků z EM s vysokým rozlišením na pole překrývajících se dlaždic. Výsledná datová sada je použita pro dotrénování sítě LoFTR a k vyhodnocení nástroje DEMIS. Experimenty na dané datové sadě ukazují, že nástroj je schopen nalézt přesnější shody mezi příznaky než SIFT. Navazující experimenty na obrázcích s vysokým rozlišením a malými překryvy mezi dlaždicemi dále poukazují na výrazně vyšší robustnost oproti metodě SIFT. Dosažené výsledky celkově naznačují, že hluboké učení může vést k prospěšným změnám v oblasti EM, například k umožnění menších překryvů mezi snímanými obrázky. Image stitching is an essential technique for reconstructing volumes of biological samples from overlapping tiles of electron microscopy (EM) images. Current volume EM stitching methods generally rely on handcrafted features, such as those produced by SIFT. However, recent developments indicate that convolutional neural networks (CNNs) can improve stitching accuracy by learning discriminative features directly from training images. Taking into account the potential of CNNs, this thesis proposes DEMIS, a novel EM image stitching tool based on LoFTR, an attention-based feature matching network. The thesis also proposes a novel dataset generated by splitting high-resolution EM images into grids of overlapping image tiles. The dataset is used to fine-tune LoFTR and to evaluate the DEMIS tool. Experiments on the synthetic dataset reveal higher feature matching accuracy compared to SIFT. Moreover, experiments on challenging images with small overlap regions and high resolution demonstrate significantly higher stitching robustness than SIFT. Overall, the results suggest that deep learning methods could be beneficial for EM imaging, for example, by allowing the use of smaller tile overlaps. Keywords: image stitching; volume electron microscopy; deep learning; convolutional neural networks; feature matching; SLAM optimisation; dataset of electron microscopy images; dataset synthesis; Python; DEMIS; LoFTR; SIFT; sešívání obrázků; objemová elektronová mikroskopie; hluboké učeni; konvoluční neuronové sítě; hledání shod mezi příznaky; SLAM optimalizace; datová sada obrázků z elektronové mikroskopie; syntéza datové sady; Python; DEMIS; LoFTR; SIFT Available in a digital repository NRGL Hluboké neuronové sítě pro sešívání obrázků

Sešívání obrázků je klíčovou technikou pro rekonstrukci objemů biologických vzorků z překrývajících se snímků z elektronové mikroskopie (EM). Současné metody zpracování snímků z EM k sešívání ...

Šilling, Petr; Beran, Vítězslav; Španěl, Michal
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Robotická ruka s využitím RC komponentů a serv
Bobčík, Petr; Kapinus, Michal; Zemčík, Pavel
2023 - English Cílem této práce bylo postavit vlastní robotické rameno, s využitím RC komponent, serv a dodat k němu i vlastní uživatelské rozhraní, které umožní jeho řízení. Součástí řešení bylo také opatřit robotické rameno potřebnou senzoriku, která by umožnila jistou míru autonomnosti. Pro mé řešení jsem se rozhodl upravil již existující design robotického ramene, s pěti stupni volnosti, založeném na krokových motorech. Přidal jsem senzory, jako je akcelerometr, enkodér, měřič proudu, laserové měření vzdálenosti a kameru. Na základě těchto senzorů je robotické rameno schopné detekovat náraz, pozici odpojených motorů, uchopení předmětu uchopovacím mechanizmem nebo měřit vzdálenost předmětu v prostoru za účelem inverzní kinematiky. Vytvořil jsem také jednoduché uživatelské rozhraní, které umožňuje tři typy ovládání, jako je ovládání jednotlivých kloubů samostatně, autonomně s využitím kamery nebo ručním napozicováním. The goal of this work was to create own robotic arm using RC components, servos and provide own graphical user interface to control it. I decided that the solution should use sensors that provides some kind of autonomous beahviour. For my solution I modified existing stepper motor based robotic arm with five degrees of freedom. As a sensors, the accelerometer, encoders, current sensor, laser distance sensor and camera were used. Thanks to these sensors, the robotic arm is able to detect stall, position of disconnected stepper motors, grabbing of an object or measure distance to the object to compute its position in a space. My solution offers own graphical user interface that allows to control each joint separately, autonomous controlling using camera or hand driven controlling. Keywords: diploma work; robotic arm; sensors; camera; object recognition; stall detection; 3D print; hand controlled; inverse kinematics; RC componets; diplomová práce; robotické rameno; robotický manipulátor; senzory; kamera; rozpoznávání predmětů; detekce nárazu; 3D tisk; ručně řízený; inverzní kinematika; RC komponenty Available in a digital repository NRGL Robotická ruka s využitím RC komponentů a serv

Cílem této práce bylo postavit vlastní robotické rameno, s využitím RC komponent, serv a dodat k němu i vlastní uživatelské rozhraní, které umožní jeho řízení. Součástí řešení bylo také opatřit ...

Bobčík, Petr; Kapinus, Michal; Zemčík, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Měření tloušťky vrstev odprášeného materiálu ze vzorku v elektronovém mikroskopu
Kutálek, Jiří; Hříbek, David; Čadík, Martin
2023 - English Motivace pro tuto práci vyvstává ze zájmu firmy Thermo Fisher Scientific o vyvinutí metody pro měření tloušťky vrstev odprášeného materiálu ze vzorku v elektronovém mikroskopu. Hlavním cílem práce je navržení meřicí metody, jež bude z praktického hlediska efektivnější než metody stávající. Mimo to, druhotným cílem je nalezení způsobu pro získání ground truth pro měření, která by umožnila navrženou metodu vyhodnotit. Tato práce představuje dvě nové meřicí metody detekující pozici hrany vzorku v obraze a způsob pro získání ground truth, spočívající ve vypálení drobných jamek (teček) do povrchu vzorku a následné detekce a počítání teček v obrázcích vzorku. Pro účely vyhodnocení všech metod jsem nasbíral tři sady obrázků. Výsledky experimentů ukazují, že jedna z navržených metod, Top-Down FIB, měří konzistentní hodnoty blízké očekávanému průměru a z porovnání vůču ground truth vychází o něco lépe, než state-of-the-art metoda. Navíc, algortimus počítající tečky v obraze se ukazál býti použitelnou metodou pro získání ground truth, neboť dosáhl stabilnějších výsledků, než alternativní ground truth vygenerovaná manuální anotací dat. The motivation for this thesis arises from the aim of the Thermo Fisher Scientific company to develop a method for the measurement of thickness of material layers removed from a sample in an electron microscope. The primary goal of this work is to propose a more effective measurement method, from a practical point of view, compared to the existing ones. Besides, the secondary goal is finding a way to obtain a ground truth for the measurement, to be able to evaluate the proposed solution. This thesis introduces two new measurement methods, based on detecting a sample edge from images, and proposes an approach for obtaining the ground truth, lying in carving tiny circular features into the sample surface and detecting and counting their numbers in acquired images. I created three different datasets of images for evaluating the performance of the methods. The experimental results show that one of the proposed methods, the Top-Down FIB, measures consistent values, which are close to the expected average and performs slightly better than the state-of-the-art method, when compared to the ground truth. Moreover, the algorithm counting the circular features in image appears to be usable for obtaining the ground truth, as it produces more stable results than a ground truth created by manually annotating the data. Keywords: Dual-beam Scanning Electron Microscope; Slice And View Approach; Slice Thickness Measurement; Cut-face Edge Detection; Referential Dot Pattern; Skenovací elektronový mikroskop “dual-beam”; Slice And View přístup; Měření tloušťky vrstev odprášeného materiálu; Detekce hrany cut-face; Referenční tečkovaný vzor Available in a digital repository NRGL Měření tloušťky vrstev odprášeného materiálu ze vzorku v elektronovém mikroskopu

Motivace pro tuto práci vyvstává ze zájmu firmy Thermo Fisher Scientific o vyvinutí metody pro měření tloušťky vrstev odprášeného materiálu ze vzorku v elektronovém mikroskopu. Hlavním cílem práce je ...

Kutálek, Jiří; Hříbek, David; Čadík, Martin
Vysoké učení technické v Brně, 2023