Number of found documents: 2322
Published from to

Vytváření kovových a oxidokovových nanostruktur za využití porézní aluminy pro pokročilé mikrozařízení
Kamnev, Kirill; Mardare, Andrei Ionut; Blanchar, Xavier Correig; Mozalev, Alexander
2023 - English
Anodizace kovů přes masku porézní anodické aluminy (PAA) je použita namísto nanoporézní anodizace nebo tradičních nanofabrikačních metod na výrobu nových nanostrukturovaných oxidů kovů se zdokonalenými parametry. Vylepšování vlastností oxidů ZrO2 a HfO2 nanostrukturováním vzbuzuje podstatný zájem kvůli aktivní komercionalizaci těchto oxidů kovů. Nanostrukturování ZrO2 a HfO2 anodizací je náročné kvůli včasné krystalizaci anodického oxidu a téměř nulovému transportnímu číslu kationtů. Tyto problémy jsou řešeny systematickým zkoumáním anodického chování dvouvrstev složených z tenké vrstvy Al nadeponované na vrstvě Zr nebo Hf. Po prvý krát je dosažen reprodukovatelný růst ZrO2 nanostruktur přes masku PAA, které plní póry PAA masky jenom částečně. Tyto vnořené ZrO2 nanostruktury se projevují zlepšeným dielektrickým výkonem v širokém rozsahu frekvencí s nízkými zbytkovými proudy a vysokými hodnotami průrazného napětí. Tyto vlastnosti z nich dělají atraktivní struktury pro použití v mokrých a hybridních elektrolytických kondenzátorech. Vrstvy s rovným povrchem, kompatibilní se standardními metodami nanofabrikace a obsahující ZrO2 nanostruktury kompletně plnící póry PAA masky, jsou syntetizovány kombinací anodizace přes masku PAA s částečným rozpuštěním PAA. Tyto vrstvy jsou použity v experimentálních MIM mikrokondenzátorech, které vykazují nízké zbytkové proudy, vysoké hodnoty průrazného napětí, vysoké hustoty energie, nízké hodnoty teplotního koeficientu kapacity a výbornou linearitu mezi kapacitou a napětím, což z nich dělá dokonalé kandidáty pro pasivní integraci zařízení na čipu. ZrO2 nanovrstvy připraveny anodizací přes masku PAA jsou, po prvý krát, schváleny k produkci osteogenních biokeramických povlaků. Tyto nanostrukturované biokeramické ZrO2 povlaky mohou modulovat interakce mezi buňkami a povrchem a zvyšovat mineralizaci osteoblastů 5 krát oproti rovné anodické ZrO2 vrstvě. Nanostrukturované HfO2 vrstvy připraveny anodizací přes masku PAA vykazují opakovatelné nízkovýkonové bipolární rezistivní spínání, což je dělá význačnými jako tuhé elektrolyty pro aplikace v memristorech. Anodizace Hf přes masku PAA v kombinaci s vhodnými chemickými modifikacemi povrchů je použita po prvý krát k vytvoření samouspořádaných nanostrukturovaných HfO2 povlaků, které jsou superhydrofóbní, odpuzují olej, jsou transparentní pro viditelné světlo a antireflexní, což je dělá velmi vhodnými pro pasivaci fotovoltaických zařízení. The anodization of metals through porous anodic alumina (PAA) matrix (PAA-assisted anodization) is used alternatively to nanoporous anodization or conventional nanofabrication methods for producing novel nanostructured metal oxides with improved characteristics. Enhancing properties of ZrO2 and HfO2 by nanostructuring possesses significant interest due to the active commercialization of these metal oxides. Nanostructuring ZrO2 and HfO2 by anodization is challenging because of early anodic-oxide crystallization and nearly zero cation transport number. These issues are addressed by a systematical investigation of anodizing behavior of Al superimposed on Zr or Hf layers. Reproducible PAA-assisted growth of ZrO2 nanostructures partially filling the pores of the PAA matrix is achieved for the first time. The PAA-embedded ZrO2 nanostructures demonstrate enhanced dielectric performance in a wide frequency range with low leakage current and high breakdown voltage, making them attractive for application in wet and hybrid electrolytic capacitors. The planarized films compatible with standard nanofabrication methods and comprising ZrO2 nanostructures fully filling the pores in the PAA matrix are synthesized by combining the PAA-assisted anodization of Zr with partial PAA dissolution. Such films are utilized in experimental MIM microcapacitors exhibiting low leakage current, high breakdown voltage, high energy density, low temperature coefficient of capacitance, and excellent capacitance-voltage linearity, which makes them perfect candidates for on-chip passive device integration. The PAA-assisted ZrO2 nanofilms are approbated for the first time to produce osteogenic bioceramic coatings. Such nanostructured ZrO2 bioceramic coatings can module cell-surface interactions and increase osteoblast mineralization 5-fold compared to flat ZrO2 anodic coating. The PAA-assisted nanostructured HfO2 films exhibit repeatable low-power eigh-wise bipolar resistive-switching properties, making them highly prominent as solid electrolytes in memristor applications. The PAA-assisted anodization of Hf combined with appropriate surface chemical modification is utilized for the first time for creating self-organized superhydrophobic, oil-repelling, visible light transparent, and antireflective nanostructured HfO2 coatings highly suitable for passivation of photovoltaic devices. Keywords: anodizing; porous anodic alumina; ZrO2; HfO2; nanostructure; coating; dielectric; MIM capacitor; bioceramic; memristor; superhydrophobic material; anodizace; porézní anodická alumina; ZrO2; HfO2; nanostruktura; povlak; dielektrikum; MIM kondenzátor; biokeramika; memristor; superhydrofóbní materiál Available in a digital repository NRGL
Vytváření kovových a oxidokovových nanostruktur za využití porézní aluminy pro pokročilé mikrozařízení

Anodizace kovů přes masku porézní anodické aluminy (PAA) je použita namísto nanoporézní anodizace nebo tradičních nanofabrikačních metod na výrobu nových nanostrukturovaných oxidů kovů se ...

Kamnev, Kirill; Mardare, Andrei Ionut; Blanchar, Xavier Correig; Mozalev, Alexander
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Velký bratr je mrtev. Decentralizovaný sběr, analýza, vizualizace a interpretace rozsáhlých dat v umělecké praxi
Javůrek, Tomáš; Horáková, Jana; Joler, Vladan; Cenek, Filip
2023 - Czech
Text disertační práce v teoretické rovině konfrontuje metafory z Orwellova románu 1984 se stavem společenského uspořádání tak, jak jej popsal Gilles Deleuze ve svém textu Postscript on the Societies of Control a jak nynější technologickou a informační společnost vnímají současní autoři a autorky. Dále jsou v něm uvedeny popisy praktických uměleckých výstupů autora, které jsou také vsazeny do výše uvedeného teoretického kontextu disertační práce. The text of the dissertation confronts, on a theoretical level, the metaphors from Orwell’s novel 1984 with the state of the social order as described by Gilles Deleuze in his text Postscript on the Societies of Control and how the current technological and information society is perceived by contemporary authors. It also includes descriptions of the author’s practical artistic outputs, which are also embedded in the theoretical context of the dissertation as outlined above. Keywords: velký bratr; 1984; umění; digitální médium; digitální zařízení; společnost kontroly; struktura; dividuum; antropomorfismus; technologie; big brother; 1984; fine art; digital medium; digital device; society of control; structure; dividuum; anthropomorphism; technology Available in a digital repository NRGL
Velký bratr je mrtev. Decentralizovaný sběr, analýza, vizualizace a interpretace rozsáhlých dat v umělecké praxi

Text disertační práce v teoretické rovině konfrontuje metafory z Orwellova románu 1984 se stavem společenského uspořádání tak, jak jej popsal Gilles Deleuze ve svém textu Postscript on the Societies ...

Javůrek, Tomáš; Horáková, Jana; Joler, Vladan; Cenek, Filip
Vysoké učení technické v Brně, 2023

NÁVRH, TECHNOLOGIE DEPOZICE A CHARAKTERIZACE OPTICKÝCH TENKÝCH VRSTEV PRO SPECIÁLNÍ APLIKACE
Oulehla, Jindřich; Kozák,, Martin; Žídek,, Karel; Sobola, Dinara
2023 - Czech
Fyzikální jevy vyplývající z optiky tenkých vrstev jsou známé již několik století. To nejstarší, co lze považovat za moderní optiku tenkých vrstev, byl objev jevu, kterému dnes říkáme Newtonovy kroužky. Vysvětlení tohoto jevu je dnes považováno za velmi prosté, totiž že jde o interferenci světla na tenké vrstvě o proměnné tloušťce. Ovšem ve své době se jednalo o jev, jehož vysvětlení (spolu s dalšími pozorováními Isaaca Newtona) nebylo vzhledem k úrovni rozvoje optiky možné po dalších 150 let. Pro odvětví optiky tenkých vrstev byla významná především práce Augustina Jeana Fresnela, který zkombinoval výsledky Youngova experimentu s dvojitou štěrbinou a Huygensovy představy o šíření světla do jedné teorie difrakce. Fresnelovy zákony, kterými se řídí amplituda a fáze světla odraženého nebo prošlého přes rozhraní jsou zásadní. Tyto znalosti spolu s objevy jeho současníků (např. Siméon Denis Poisson) a následovníků (zejména James Clerk Maxwell) tvoří základní teorii optiky tenkých vrstev. Technologie tenkých optický vrstev zaznamenala velký rozvoj ve třicátých letech minulého století. Ačkoli principy naprašování pocházejí již z poloviny devatenáctého století a principy vakuového napařování přibližně z přelomu století devatenáctého a dvacátého, nebyly tyto techniky považovány za užitečné výrobní postupy zejména kvůli nedostatku vhodných čerpacích systémů. Byl to až výzkum v oblasti difuzních vývěv (olejů) na začátku třicátých let, který tyto techniky učinil užitečnými. Od té doby došlo k významnému technologickému rozvoji těchto technik, zejména ke konci minulého století. Ve stejné době se začaly objevovat nové požadavky na vlastnosti optických tenkých vrstev. Bylo žádoucí, aby splňovaly nejen požadavky na propustnost, odrazivost a nízkou absorpci, ale také například na odolnost vůči laserovému záření o velkých intenzitách. V oblasti technologie optiky tenkých vrstev je tak stále prostor pro další vývoj nejen v hledání nových materiálů nebo technologických postupů, ale také ve speciálních aplikacích postupů již zavedených. The physical phenomena resulting from thin film optics have been known for several centuries. The oldest discovery which can be considered as modern day thin film optics is what is now called the Newton rings. The explanation of this phenomenon is quite simple, it is the interference of light on a thin film. However in the time of its discovery, due to the level of knowledge of optics, its explanation wasn’t possible for the next hundred and fifty years. The works of Augustin Jean Fresnel have been particularly important for the field of optics. He combined the results Young’s double slit experiment with Huygens’ ideas of light propagation into one theory – the theory of diffraction. The Frenel’s laws which govern the propagation of amplitude and phase of light reflected or transmitted over a boundary are essential. These laws along with the discoveries of his contemporaries (i.e. Siméon Denis Poisson) and followers (especially James Clerk Maxwell) are the foundations of thin film optics. Optical thin film technology went through rapid development in the 1930’s. Even though the principles of sputtering come from approx. half of the nineteenth century and the principles of vacuum evaporation come from the turn of the nineteenth century, these techniques were not considered useful production techniques especially because of the lack of usable pumping systems. It was the research in the area of diffusion pumps (and oils) in the 1930’s which made these techniques useful. Since then there has been a great technological development of these techniques, particularly towards the end of the last century. During the same period new requirements for the optical thin film properties have appeared. Not only were they required to perform well in the area of reflectance and transmittance but also to be able to withstand high intensity laser radiation. There is still a wide range of scientific and technological opportunities in the field of optical thin film production not only in the form of finding new materials or novel coating techniques but also in the usage of standardized technology for special and unique applications. Keywords: optika tenkých vrstev; napařování elektronovým svazkem; napařování za asistence iontů; práh poškození způsobeného laserem; thin film optics; vacuum evaporation; plasma ion assisted deposition; laser induced damage threshold Available in a digital repository NRGL
NÁVRH, TECHNOLOGIE DEPOZICE A CHARAKTERIZACE OPTICKÝCH TENKÝCH VRSTEV PRO SPECIÁLNÍ APLIKACE

Fyzikální jevy vyplývající z optiky tenkých vrstev jsou známé již několik století. To nejstarší, co lze považovat za moderní optiku tenkých vrstev, byl objev jevu, kterému dnes říkáme Newtonovy ...

Oulehla, Jindřich; Kozák,, Martin; Žídek,, Karel; Sobola, Dinara
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Syntéza multifázové forsterit–spinelové keramiky s vylepšenými vlastnostmi
Nguyen, Martin; Keršnerová, Lucie; Nevřivová, Lenka; Vejmelková, Eva; Sokolář, Radomír
2023 - Czech
Tato disertační práce se zabývá syntézou multifázové forsterit–spinelové keramiky s vylepšenými vlastnostmi v porovnání s běžnou forsteritovou keramikou. Cílem práce bylo optimalizovat navržené surovinové směsi v závislosti na technologii výroby a výsledných parametrech především z hlediska fázového složení, mikrostruktury a žárovzdorných vlastností. Výsledky výzkumu prokázaly zlepšení odolnosti proti náhlým změnám teplot a pevnosti v tahu za ohybu v důsledku synergického působení jednotlivých fází z hlediska mikrostruktury. V závěru bylo provedeno ověření aplikovatelnosti vybraných směsí v průmyslu pomocí testování korozní odolnosti vůči několika materiálům. This doctoral thesis is concerned with the synthesis of multiphase forsterite–spinel ceramics with improved properties in comparison with conventional forsterite ceramics. The objective of this work was to optimize the designed raw material mixtures in dependence on the production technology and resulting parameters, particularly in terms of phase composition, microstructure and refractory properties. The results of the research demonstrated an improvement in thermal shock resistance and modulus of rupture as a result of the synergistic effect of the individual phases in terms of the microstructure. In the end, the industrial applicability of the selected mixtures was verified by the corrosion resistance testing against several materials. Keywords: forsterit; spinel; keramika; žárovzdornost; technologie výroby; mikrostruktura; korozní odolnost; forsterite; spinel; ceramics; refractoriness; production technology; microstructure; corrosion resistance Available in a digital repository NRGL
Syntéza multifázové forsterit–spinelové keramiky s vylepšenými vlastnostmi

Tato disertační práce se zabývá syntézou multifázové forsterit–spinelové keramiky s vylepšenými vlastnostmi v porovnání s běžnou forsteritovou keramikou. Cílem práce bylo optimalizovat navržené ...

Nguyen, Martin; Keršnerová, Lucie; Nevřivová, Lenka; Vejmelková, Eva; Sokolář, Radomír
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Využití polycyklických nasycených systémů v syntéze pokročilých organických a hybridních materiálů pro organickou elektroniku
Jančík, Ján; Částková, Klára; Todorov, Petar; Krajčovič, Jozef
2023 - English
Ve všech oblastech současného průmyslu zažívají pokročilé materiály extrémní romzmach, a to díky neustálé miniaturizaci součástek a elektroniky, vytváření chytrých a funkčních materiálů, vývoji nových terapeutických a diagnostických metod a v neposlední řadě zdokonalování a zefektivňování výrobních procesů. Významné postavení v tomto systému má sektor organické elektroniky, ve kterém řada technologických firem a investorů vidí velkou budoucnost. K prokázání flexibility, všestrannosti a škálovatelnosti pokročilých materiálů byly syntetizované a zkumané zcela nové adamantanem substituované polythiofeny. Tyto polymery jako silné konkurenty komerčně využívaných materiálů ukazují, že oblast organické elektroniky dosud nedosáhla svých hranic. Byla provedena rozsáhlá charakterizace a studium nových polymerů. Pro rozšíření záběru výzkumu byla navržena, připravena a zkoumána řada zcela nových fotospfotospínačů na bázi para-bis(2-thienyl)fenylenu jako dalšího typu pokročilých organických materiálů. Podle aktuálních trendů byly zkoumány i perovskitové materiály. Byla vyvinuta a optimalizována zcela nová, k životnímu prostředí šetrná, nízkonákladová a snadno do velkovýroby tranformovatelná metoda pro přípravu čtyř nejčastěji používaných hybridních perovskitových makrokrystalů. Tato metoda by mohla být odpovědí pro průmyslovou výrobu vysoce kvalitních, bezchybných a symetrických perovskitových krystalů a zařízení. Na druhou stranu byly zkoumány různé druhy perovskitových nanočástic za účelem zlepšení stability a vlastností. Byla zkoumána základní stabilizace za pomocí ligandů se zaměřením na ligandy na bázi adamantanu a pro zlepšení vlastností byla navržena stabilizace za pomocí polymerní matrice. Jako vodivá matrice pro perovskitové nanočástice byly použity adamantylem substituované polythiofeny ve formě tenkých vrstev. Advanced materials in all areas of industry have experienced an extreme boom in recent years due to the constant miniaturization of components and electronics, the creation of smart and functional materials, the development of new therapeutic and diagnostic methods, and finally, the improvement and streamlining of production processes. An important position in this system is in the sector of organic electronics, in which many technological companies and investors see a great future. To prove the flexibility, versatility, and scalability of the advanced materials, completely new adamantyl-substituted polythiophenes were prepared and investigated. As a strong competitors to commercially used materials, the novel polymers show that the field of organic electronics has not reached its borders until now. The wide characterisation and study of the new polymers was provided. To extend the research area, a series of completely new photoswitching molecules based on para-bis(2-thienyl)phenylene were designed, prepared, and investigated as another type of advanced organic materials. Following the actual trends, even perovskite materials were investigated. A completely new, environmentally friendly, low cost, and ease-of-use scalable method was invented and optimized for four mostly used hybrid lead-halide perovskites macro crystals preparation. This method could be the answer for the industrial production of high-quality, defect-free, and symmetrical perovskite macrocrystals. On the other hand, different kinds of perovskite nanoparticles were investigated to improve stability and properties. The basic ligand stabilisation was examined, focusing on adamantyl-based ligands and for improving properties, the stabilisation by polymeric matrix was designed. Adamantyl substituted polythiophenes were used as conductive matrix for perovskite nanoparticles in the form of thin layer stabilisation. Keywords: adamantane; polymer; thiophene; polythiophene; poly(3-hexyl)thiophene; photoswitches; perovskites; perovskite nanocrystals; nanoparticles; semiconductors; ligands; microwave synthesis; organic electronics; optoelectric properties; optoelectronics; adamantan; polymer; thiofen; polythiofen; poly(3-hexyl)thiofen; fotospínače; perovskity; nanokrystaly perovskitů; nanočástice; polovodiče; ligandy; mikrovlnná syntéza; organická elektronika; optoelektrické vlastnosti; optoelektronika Available in a digital repository NRGL
Využití polycyklických nasycených systémů v syntéze pokročilých organických a hybridních materiálů pro organickou elektroniku

Ve všech oblastech současného průmyslu zažívají pokročilé materiály extrémní romzmach, a to díky neustálé miniaturizaci součástek a elektroniky, vytváření chytrých a funkčních materiálů, vývoji nových ...

Jančík, Ján; Částková, Klára; Todorov, Petar; Krajčovič, Jozef
Vysoké učení technické v Brně, 2023

3D TIŠTĚNÉ UMĚLÉ MATERIÁLY PRO MIKROVLNNÉ STRUKTURY
Kaděra, Petr; Soh, Ping Jack; Polívka, Milan; Láčík, Jaroslav
2023 - English
Tato dizertační práce se zabývá výzkumem 3D tištěných umělých elektromagnetických struktur pro návrh antén a mikrovlnných obvodů. Umělé struktury obsahující dielektrické i vodivé příměsi s různými geometrickými tvary jsou zkoumány a jejich přesný popis, včetně zahrnutí vlivu anizotropie, může zlepšit stávající přesnost a rychlost návrhu. Prvně jsou srovnány modely založené na analytickém přístupu modelování kapacitorů s teorií efektivního media, numerickou simulací a naměřenými výsledky, které jsou poskytnuty pro rozličné parametry materiálů, jenž jsou dostupné v technologii 3D tisku. Navržené modely metodou kapacitorů mohou být obecně využity pro rychlejší a přesnější určení efektivní komplexní permitivity, což zvyšuje potenciál dané metody při využití optimalizačních technik. Jako druhá je využita metoda vícemódových přenosových matic, která poskytuje obecný a účinný způsob výpočtu efektivní permitivity a efektivní permeability umělých struktur obsahující jak dielektrické, tak i kovové inkluze, napříč objemovým prostorem zkoumané struktury. Umělé struktury obsahující kovové inkluze obecně umožňují dosahovat široký ladící rozsah efektivních konstitutivních parametrů. Následně jsou navrženy vhodné struktury s prostorovým rozložením permittivity pro širokoúhlé Luneburgovy čočky s gradientním indexem lomu v pásmu milimetrových vln využitelné jako antény nebo retro reflektory pro zlepšení širokoúhlového rozsahu pokrytí a stabilní efektivní odrazné plochy u pasivních bezčipových frekvenčně kódovaných radiofrekvenčně identifikovaných orientačních bodů, jenž mají velký potenciál pro využití sebe-lokalizace uvnitř budov. The dissertation thesis deals with the research of 3D printed artificial electromagnetic structures exploitable for antenna and microwave component design. Artificial structures containing dielectric and metallic inclusions of various geometries are investigated, and their precise description, including the anisotropy effect, can improve the actual design speed and accuracy. First, the models based on the analytical parallel plate capacitor method are compared with an effective medium theory, numerical, and experimental results, which are provided for various parameters of materials available in 3D printing technology. The proposed models derived by the parallel plate capacitor method can generally be exploited for faster and highly accurate determination of the effective complex permittivity, which enhances its potential to be used with optimization techniques. Second, the hybrid multimodal transfer matrix method is exploited as a general and effective way for calculations of the effective permittivity and effective permeability of artificial structures containing both dielectric and metallic inclusions through the volumetric space of the structures studied. The artificial structures containing metallic inclusions generally allow to achieve a wide tuning range of the effective constitutive parameters. Finally, suitable structures with spatial permittivity distribution are developed for wide-angle millimeter-wave gradient-index Luneburg lenses employable as antennas or retroreflectors for wide angular coverage and stable radar cross section enhancements of passive, chipless frequency-coded radiofrequency identification tag landmarks which have a large potential for indoor self-localization. Keywords: 3D printing; artificial dielectrics; artificial materials; dielectric substrate; parallel plate capacitor; effective medium theory; additive manufacturing; lens antenna; material characterization; millimeter-waves; spatial permittivity distribution; retroreflector.; 3D tisk; umělá dielektrika; umělé materiály; dielektrické substráty; kapacitory s paralelními elektrodami; teorie efektivního média; aditivní výroba; čočková anténa; charakterizace materiálu; milimetrové vlny; prostorová distribuce permittivity; retroreflektor. Available in a digital repository NRGL
3D TIŠTĚNÉ UMĚLÉ MATERIÁLY PRO MIKROVLNNÉ STRUKTURY

Tato dizertační práce se zabývá výzkumem 3D tištěných umělých elektromagnetických struktur pro návrh antén a mikrovlnných obvodů. Umělé struktury obsahující dielektrické i vodivé příměsi s různými ...

Kaděra, Petr; Soh, Ping Jack; Polívka, Milan; Láčík, Jaroslav
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace
Novosadová, Michaela; Róka, Rastislav; Dostál, Otto; Rajmic, Pavel
2023 - English
Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu vědců, kteří se snaží vyvíjet stále lepší detekční přístupy. Hlavním cílem této práce je nalezení vhodné metody detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace. Navržená metoda je založená na řídkém modelování, a její hlavní část je formulována jako konvexní optimalizační problém, který je řešen pomocí proximálních algoritmů. Pro definici optimalizačního problému se předpokládá, že signál může být modelován jako přeparametrizovaný po částech polynomiální signál, který se skládá z disjunktních segmentů. Počet těchto segmentů je výrazně menší než je počet vzorků signálu, což vybízí k použití řídkosti. Návrh vhodného optimalizačního problému nejdříve probíhá na jednorozměrných signálech, jelikož implementace a porovnání jednotlivých algoritmů je pro jednorozměrné signály výrazně jednodušší a časově méně náročná, než pro dvojrozměrné. První část práce se věnuje představení základní teorie z oblasti zpracování signálu, řídkosti, konvexní optimalizace a proximálních algoritmů, a dále prezentuje průřez používanými metodami pro hranovou detekci v obraze. Druhá část práce se zaměřuje na návrh a následné vyhodnocení jednotlivých optimalizačních problémů pro segmentaci jednorozměrných syntetických signálů, které jsou poškozeny šumem. Vyhodnocení je provedeno jak z pohledu přesnosti detekce skoků tak i odšumění. Poslední část práce je věnována rozšíření nejlépe fungujícího přístupu k detekci skoků v jednorozměrném signálu pro použití na detekci hran v obraze. V této části je navržený přístup testován na standardizovaném datasetu obrázků, který obsahuje manuálně označené hrany od několika subjektů. Výsledky navržené metody jsou vyhodnoceny pomocí precision-recall křivek a jejich maximálního F skóre a následně porovnány s ostatními metodami hranové detekce. Image edge detection is one of the most important techniques in digital image processing. It is used, among other things, as the first step of image segmentation. Therefore, it remains an area of interest for researchers trying to develop ever-better detection approaches. The main objective of this Thesis is to find a suitable method for image edge detection using convex optimisation. The proposed method is based on sparse modelling, and its main part is formulated as a convex optimisation problem solved by proximal algorithms. For defining the optimisation problem, it is assumed that the signal can be modelled as an over-parametrised, piecewise-polynomial signal that consists of disjoint segments. The number of these segments is significantly smaller than the number of signal samples, which encourages the use of sparsity. The formulation of a suitable optimisation problem is first performed on one-dimensional signals since the implementation and comparison of the different algorithms is significantly easier and less time-consuming for one-dimensional signals than two-dimensional ones. The first part of the Thesis introduces the basic theory in signal processing, sparsity, convex optimisation and proximal algorithms. It also presents a cross-section of the methods used for image edge detection. The second part of the Thesis focuses on the formulation and the subsequent evaluation of individual optimisation problems for the segmentation of one-dimensional synthetic signals corrupted by noise. The evaluation is conducted in terms of both denoising and breakpoint detection accuracy. The last part of the Thesis is dedicated to expanding the best-performing approach for breakpoint detection in one-dimensional signals for the application to image edge detection. The proposed approach is tested on a standardised dataset of images containing manually labelled edges of several subjects. The results of the proposed method are evaluated using precision-recall curves and their maximum F-measure score, and then compared with other edge detection methods. Keywords: Signal segmentation; image edge detection; convex optimisation; proximal splitting algorithm; proximal operator; sparsity; total variation; gradient; Segmentace signálů; detekce hran v obraze; konvexní optimalizace; proximální algoritmy; proximální operátory; řídkost; totální variace; gradient Available in a digital repository NRGL
Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace

Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu ...

Novosadová, Michaela; Róka, Rastislav; Dostál, Otto; Rajmic, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Bariérové vrstvy na bázi polyparaxylylenu pro aplikace v kosmickém výzkumu
Horák, Jakub; Zahoranová, Anna; Mráček, Aleš; Krčma, František
2023 - Czech
Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých uhlovodíků, a také protože díky podmínkám, které na Titanu panují, je považován za model Země v době před vznikem života. Aby bylo možné sledovat procesy, které probíhají na různých vesmírných tělesech, je třeba k nim úspěšně dopravit výzkumnou sondu a důkladně ochraňovat elektroniku, na kterou po dobu vzletu, letu a přistání působí mnohé nepříznivé vlivy jako tepelné výkyvy, různé záření či atmosféra vesmírného tělesa, jíž může být elektronika vystavena, dojde-li k narušení integrity pláště sondy (například u přistávacích modulů). Parylenové vrstvy se již ve vesmírném výzkumu využívají a cílem této práce je hlubší pochopení změn jejich mechanických, chemických a fyzikálních vlastností po jejich vystavení simulované atmosféře Titanu a UV záření. Byly připraveny dvě tloušťkové sady parylenových vrstev (2 a 6µm), které byly následně vystaveny působení vlivu simulované atmosféry se zastoupením metanu v plynné směsi 1, 3 a 5 % – za laboratorní a snížené teploty (chlazení pomocí kapalného dusíku). V každé sadě byly vždy vzorky duplikovány díky čemuž jsme získali dvě sady vzorků – na první působily pouze podmínky použité při simulaci atmosférických dějů na Titanu (reakční produkty a použitý výboj) a druhou sadu, která byla navíc následně degradována pomocí UV záření (možný vliv fotonů z okolí Titanu). Změny, které na vrstvách proběhly, byly charakterizovány pomocí FTIR a dalších analytických metod. Ukazuje se, že už při vystavení podmínkám simulované atmosféry dochází pro většinu vzorků vystaveným směsi s největším zastoupením metanu k fotooxidaci. Ta u některých vzorků vedla ke snížení pozdějšího vlivu použitého UV záření a jde patrně o důsledek zesíťování dané vrstvy parylenu. Pomocí AFM bylo potvrzeno, že reakce probíhající na vrstvách při simulaci atmosféry zvyšují jejich drsnost, a že po vystavení UV záření dochází u vrstev vystavených atmosféře Titanu za laboratorní i snížené teploty k silné degradaci povrchu. To se potvrdilo i při nanoindentaci, kde vrstvy bez vlivu sekundárního UV záření nevykazovaly zvýšení tvrdosti či pružnosti, zatímco po ozáření UV byly hodnoty téměř dvojnásobné a také jejich nejistoty se významně zvýšily. Silný degradační vliv použitého UV záření byl pozorován i pomocí SEM – tyto vzorky bylo téměř nemožné dobře změřit kvůli silnému nabíjení a in-situ viditelné deformaci použitým elektronovým svazkem. Součástí práce byla i příprava nanočástic stříbra a mědi pro jejich pozdější cílené zabudování do parylenových vrstev. K přípravě nanočástic bylo využito výboje v kapalinách. Zatímco nanočástice stříbra byly kovové a sférického tvaru, u částic na bázi mědi byla pozorována jehlicovitá struktura a výrazná aglomerace. Povrch měděných částic nebyl kovový, ale byl tvořen oxidy a hydroxidy. Přímou aplikaci nanočástic do vrstev se nepodařilo realizovat. Titan, a moon of the planet Saturn, is interesting to many researchers for its thick atmosphere, which, like its surface, is composed mainly of nitrogen (95%) and methane (5%) with various hydrocarbons, and thanks to the conditions that prevail on Titan, it is considered to be a model of Earth in the time before the origin of life. In order to be able to monitor the processes that take place on various space bodies, it is necessary to successfully transfer a space probe to them and thoroughly protect the electronics, which is affected by many adverse effects during takeoff, flight and landing, like thermal fluctuations, various radiation or the atmosphere of the space body to which the electronics may be exposed if the integrity of the probe shell is compromised (for example, in the case of landing modules). Parylene layers are already used in space research, and the aim of this work is a deeper understanding of the changes of their mechanical, chemical and physical properties after their exposure to the simulated atmosphere of Titan and UV radiation. Two thickness sets of parylene layers (2 and 6 µm) were prepared, which were subsequently exposed to the influence of a simulated atmosphere with a methane content of 1, 3 and 5% – at laboratory and reduced temperatures (cooling with liquid nitrogen). In each set, the samples were always duplicated, thanks to which we obtained two sets of samples – the first was affected only by the conditions used in the simulation of atmospheric events on Titan (reaction products and the used discharge) and the second set, which was additionally degraded using UV radiation (possible influence of photons). The effect of such treatments was characterized using FTIR and other analytical methods. It turns out that even when exposed to the conditions of the simulated atmosphere, photooxidation occurs for most of the samples exposed to the mixture with the highest methane content. For some samples, this led to a reduction of a subsequent effect of applied UV radiation, which is probably the result of the parylene layer cross-linking. AFM confirmed that the reactions taking place on the layers during the simulation of the atmosphere increase their roughness, and that after exposure to UV radiation, the layers exposed to Titan's atmosphere at laboratory and reduced temperatures exhibit strong surface degradation. This was also confirmed during nanoindentation, where the layers without the influence of secondary UV radiation did not show an increase in hardness or elastic modulus, while after UV irradiation the values were almost doubled, and their uncertainties also increased significantly. The strong degradation effect of the applied UV radiation was observed by SEM as well – these samples were almost impossible to measure due to the strong charging and visible in-situ deformation by the used electron beam. The work also included the synthesis of silver and copper nanoparticles for their later targeted incorporation into parylene layers. Nanoparticles were prepared by using electrical discharge in liquids. While the silver nanoparticles were metallic and spherical in shape, a nanowhiskers structure and significant agglomeration were observed for the copper-based particles; their surface was not metallic but formed of oxides/hydroxides. The direct application of nanoparticles into the parylene layers could not be implemented, yet. Keywords: Tenká vrstva; konformní vrstva; parylen; CVD; Titan; AFM; SEM; PTR-MS; nanočástice; Thin layer; conformal coating; parylene; CVD; Titan; AFM; SEM; PTR-MS; nanoparticles Available in a digital repository NRGL
Bariérové vrstvy na bázi polyparaxylylenu pro aplikace v kosmickém výzkumu

Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých ...

Horák, Jakub; Zahoranová, Anna; Mráček, Aleš; Krčma, František
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Vliv vývoje parametrů nabídky na prodejní cenu nemovitostí
Jandásková, Tereza; Schneiderová Heralová, Renáta; Sedláček, Jan; Cupal, Martin
2023 - Czech
Disertační práce se zabývá vývojem parametrů nabídky, konkrétně dobou trvání nabídky (time on market „TOM“) a podílu iniciační nabídkové a prodejní ceny IP. Ve výzkumu realizovaném v rámci této práce jsou monitorovány nabídkové ceny rodinných domů po dobu trvání jejich nabídky až do realizace transakce jako indikátorů efektivnosti realitního trhu. V rámci mikroekonomického výzkumu je vytvořena databáze rodinných domů v okrese Brno – venkov o 631 realizovaných transakcích, kde ke konkrétní nemovité věci je známa její nabídková cena, prodejní cena, doba trvání nabídky včetně jednotlivých změn nabídkové ceny během doby trvání nabídky a další relevantní charakteristiky rodinných domů. V celkovém počtu bylo sledováno 39 proměnných. Primárním výstupem práce je vytvoření fungujícího statistického modelu použitelného v mikroekonomických tuzemských podmínkách spolu s navržením procesního modelu. Dalším výstupem dizertační práce je vliv stavebně technického stavu na prodejní cenu nemovitostí včetně definování všech statisticky významných cenotvorných faktorů na prodejní cenu. Statistické testy potvrdily významný vliv proměnných v oblasti stavebně technického stavu na prodejní cenu. Práce obsahuje kromě doporučených hodnot pro využití při určení tržní hodnoty i parametrické rovnice pro obě zkoumané proměnné. První hlouběji zkoumanou proměnnou byla IP, která byla zkoumána na základě binární proměnné „změna ceny“ logit modelem. Výsledky poukazují na primární vliv doby trvání nabídky, která však nemá jednotný efekt. Druhou zkoumanou proměnnou byl TOM, který byl kvůli endogennímu vztahu k prodejní ceně zkoumán pomocí 2SLS modelu. Praktické uplatnění disertační práce je ve zvýšení efektivity a přesnosti při odhadu tržní hodnoty nemovitostí založeném na komparativním způsobu ocenění (SCA – Sales Comparison Approach) ve zkoumaném segmentu trhu a vybrané lokalitě. Stejně tak zvýšení jejich přezkoumatelnosti a transparentnosti, oceňovacích reportů, odhadů a znalecký posudků. The dissertation thesis deals with the development of supply parameters, specifically, time on market ("TOM") and the share of the initial asking and selling price IP. In the research carried out as part of this thesis, the asking prices are monitored for the duration of their time on the market until the realization of the transaction as indicators of the market efficiency. As part of the microeconomic research, a database of houses in the district of Brno – venkov is created with 631 completed transactions, where the asking price, selling price, time on market including individual changes in the asking price during the time on market and other relevant characteristics of the individual houses is being tracked. A total of 39 variables were monitored. The primary output of the thesis is the creation of a functional statistical model applicable in microeconomic Czech conditions together with the proposed process model. Another output of the dissertation thesis is the influence of the technical condition on the selling price of houses including defining all significant price-setting factors on the selling price. Statistical tests confirmed the significant influence of the technical condition variables on the selling price. In addition to the recommended values for use in determining the market value price, the work also contains parametric equations for both investigated variables. The first variable examined in more detail was IP, which was examined based on the binary variable "price change" by a logit model. The results point to a primary effect of the time on the market, which, however, is not uniform. The second research variable was TOM, which was examined using a 2SLS model due to its endogenous relationship to selling price. The practical application of the dissertation thesis is in increasing the efficiency and accuracy in estimating the market value of real estate based on the comparative valuation method (SCA - Sales Comparison Approach) in the investigated market segment and selected location. As well as increasing their reviewability and transparency, valuation reports, estimates and expert opinions. Keywords: Doba trvání nabídky (TOM); IP; prodejní cena; iniciační nabídková cena; rodinný dům; cenotvorné faktory; stavebně technický stav; logit model; 2SLS.; Time on market; IP; selling price; asking price; price-setting factors; houses; technical condition; logit model; 2SLS. Available in a digital repository NRGL
Vliv vývoje parametrů nabídky na prodejní cenu nemovitostí

Disertační práce se zabývá vývojem parametrů nabídky, konkrétně dobou trvání nabídky (time on market „TOM“) a podílu iniciační nabídkové a prodejní ceny IP. Ve výzkumu realizovaném v rámci této práce ...

Jandásková, Tereza; Schneiderová Heralová, Renáta; Sedláček, Jan; Cupal, Martin
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure
Jetela, Václav; Růžička, Milan; Petrásek, Miloslav; Klement, Josef
2023 - English
Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace tzv. zastavovače trhliny. Tato disertační práce porovnává aditivně vyráběné a lepené zastavovače trhlin z hlediska životnosti, rychlosti šíření trhliny a delaminace. V případě lepených zastavovačů trhlin; doposud nebyla věnována pozornost zastavovačům z nerezové oceli. Nerezová ocel se jeví jako vhodný kandidát z důvodu koeficientu tepelné roztažnosti blízkého hliníkové slitině, vysoké tahové pevnosti a vysokého modulu pružnosti v tahu. S ohledem na aditivně vyráběné zastavovače trhlin, žádná pozornost nebyla věnována zastavovačům trhlin z materiálů odlišných od podkladové konstrukce. Za účelem doplnění současného stavu poznání byly vybrány tyto aditivní technologie: studená kinetizace a ultrazvuková konsolidace. Metodou studené kinetizace byly deponovány zastavovače z nerezové oceli a titanové slitiny. Metodou ultrazvukové konsolidace byly navařeny zastavovače z nerezové oceli. V experimentální části práce byl pozorován růst únavové trhliny v podkladové konstrukci. Delaminace zastavovače byla monitorována metodou pulzní termografie s následnou rekonstrukcí termografického signálu. Lepené zastavovače trhlin z nerezové oceli se prokázaly jako vhodná alternativa k zastavovačům s uhlíkovými vlákny. Nerezové zastavovače výrazně snížily rychlost šíření únavové trhliny, čímž značně prodloužily životnost vzorku. Bohužel, všechny zastavovače připravené metodou studené kinetizace urychlily růst únavové trhliny, čímž došlo k předčasnému selhání vzorku. Ultrazvukově konsolidované zastavovače s dvěma vrstvami oceli byly nejefektivnější z hlediska zvýšení životnosti. Tato práce navíc prokázala, že pro detekci delaminace v ultrazvukově konsolidovaném laminátu je možné použít metodu pulzní termografie. A problem with fast crack propagation arose from utilizing integral airframe structure. One of the techniques to slow down crack propagation and prolong the fatigue life is the application of crack retarder. The aim of this thesis is to compare the performance of additively manufactured crack retarders with bonded ones in terms of the fatigue life, crack growth rate and delamination. In case of the bonded crack retarders; no attention has been paid to the crack retarders made of stainless steel. The stainless steel appears to be a suitable candidate for its coefficient of thermal expansion close to the aluminum, high strength and elastic modulus. Regarding the additively manufactured crack retarders, little or no attention has been paid to the crack retarders made of metals different than the base structure. To address this research gap, two distinctive technologies were selected: cold spray and ultrasonic consolidation. Using the cold spray, the titanium and stainless steel crack retarders were deposited. Using the ultrasonic consolidation, the stainless steel crack retarders were welded. In the experimental work, the crack advance was visually observed. The crack retarder delamination was monitored using the pulsed thermography with subsequent Thermographic Signal Reconstruction. Bonded stainless steel crack retarders proved to be an suitable alternative to the already proven carbon fibre crack retarders. Stainless steel retarders significantly lowered the fatigue crack growth rate which resulted in longer fatigue life. However, all cold sprayed crack retarders accelerated crack growth rate and led to the specimen's premature failure. Ultrasonically consolidated crack retarder with two steel layers was the most effective in the life prolongation. The study also proved, that the delamination in the ultrasonically consolidated metal laminates can be detected using pulsed thermography. Keywords: Selective reinforcement; Bonded Crack Retarder; Cold Spray; Ultrasonic Consolidation; Crack growth; Damage Tolerance; Thermography; Delamination.; Lokální vyztužení; Lepený zastavovač trhliny; Cold spray; Ultrazvuková konsolidace; Růst trhliny; Přípustné poškození; Termografie; Delaminace. Available in a digital repository NRGL
Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure

Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace ...

Jetela, Václav; Růžička, Milan; Petrásek, Miloslav; Klement, Josef
Vysoké učení technické v Brně, 2023

About project

NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web

Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz

Provider

http://www.techlib.cz

Facebook

Other bases