Výzkumné oblasti - EC4Innovations
Cílem projektu v oblasti vestavěných systémů je zacílit výzkum a vývoj sofistikovaných vestavěných systémů do následujících základních témat, rozvíjených výzkumnými týmy:
- EC4Industry&Mechatronics (Embedded Computing for Industry and Mechatronics): vestavěné systémy v průmyslových aplikacích (řídicí systémy, sledování životnosti, vývoj systémů založených na interdisciplinární kombinaci strojních, elektronických a IT systémů.
- EC4InnovativeMedicine (Embedded Computing for Innovative Medicine): vývoj vestavěných systémů pro oblast medicínských aplikací.
Vzhledem k tomu, že aplikační oblasti použití vestavěných (embedded) řídicích systémů se neustále rozšiřují a v současné době je lze nalézt ve všech oblastech lidské činnosti je velmi důležité se zaměřit na jejich výzkum a vývoj a tak se podílet na rychle se rozvíjejícím trhu s vestavěnými řídicími systémy. Zejména pak na vestavěné systémy pracující v reálném čase v omezeném prostředí. Často je požadováno, aby vestavěné systémy poskytovaly své služby v přísně stanoveném čase vzhledem k uživateli a okolnímu světu. Operační systémy použité u vestavěných systému pro řízení v RT (reálném čase) vyžadují časový determinismus všech nabízených služeb. Jelikož vývoj vestavěných systémů se v dnešní době neobejde bez složitých numerických modelů, úzká provázanost části projektu oblasti EC4Innovations s SC centrem umožní efektivní využití výpočetních metod v této oblasti a urychlí tak celý proces vývoje nových vestavěných systémů.
Část řešená týmem EC4Industry&Mechatronics bude zaměřena na problematiku výzkumu a vývoje vestavěných řídicích systémů, které umožňují implementaci prvků inteligence, autonomnosti a rozhodovacích mechanizmů aplikovaných jak v jejich hardwaru, tak i v softwaru. Výzkum bude zaměřen na sítě mikrosenzorů a vestavěných systémů s využitím mezinárodních standardů pro drátová i bezdrátová spojení. Jako výstup této části projektu se předpokládá vývoj patentů, užitných vzorů a funkčních vzorů, které se uplatní v průmyslu. Dále bude řešena problematika převodu navržených vestavěných systému do zákaznických obvodů zejména s využitím obvodů FPGA.
Otázky spolehlivosti napájení mechatronických systémů, analýzy účinnosti a negativních jevů mechatronických systémů na životní prostředí jsou v současnosti prioritou předních producentů mechatronických systémů a jejich prvků. Velká pozornost je věnována především přesnému modelování situací a jevů v mechatronických systémech malých, středních a velkých výkonů, které jsou velmi široce aplikovány nejen v průmyslu, ale i v komunální a komerčně-spotřební oblasti, a ovlivňují tak výrazně životní prostředí. Část projektu věnovaná mechatronice bude rovněž zaměřena na vybudování moderního výzkumného a vývojového pracoviště, které umožní aplikaci moderních prostředků pro zvyšování jakosti mechatronických systémů, nových metod řízení elektrických regulovaných pohonů, jakosti napájení, diagnostických metod a elektromagnetické kompatibility mechatronických systémů. Výstupy budou realizovány průmyslovými partnery.
Výzkumný tým EC4InnovativeMedicine se zaměří jednak na výzkum a vývoj vestavěných systémů pro biomedicínské aplikace, např. pro telemedicínu a to především pro vzdálenou domácí péči. Důležitou součástí bude výzkum a vývoj snímačů biologických veličin pro mobilní sledování s měřením jednotlivých biologických veličin a vývoj metod analýzy signálů a obrazů při zpracování a vyhodnocení biosignálů. Dále pak přepokládáme v rámci této části projektu návrh a realizaci jádra informačního systému integrovaného systému traumatologických center a jeho následné využití pro výzkum problematiky sběru, analýzy a archivace uložených dat. Systém umožní analyzovat a zdokonalovat jednotlivé procesy, informační technologie a zobrazovací postupy v jednotlivých připojených nemocnicích – traumacentrech.
Přínosy EC4Innovations
Výzkum, vývoj a aplikace vestavěných systémů v různých odvětvích přináší velký potenciál pro zlepšování vyspělosti u všech zúčastněných partnerů. Těmito partnery jsou jednak výzkumná pracoviště, v našem případě zejména laboratoře EC4Industry&Mechatronics a EC4InnovativeMedicine, ale zejména odběratelé a partneři z průmyslu a oblasti zdravotní péče. Pracoviště laboratoří vytvářejí svým vybavením a koncentrací výzkumníků jedinečnou základnu pro vzdělávání a rozvoj odborníků v daných oblastech, kteří pak budou pokračovat v rozvoji daného oboru buď ve výzkumu, nebo přenesou svá poznání do svých pracovišť ve firmách. Zamýšlená spolupráce s přímými odběrateli výsledků, kterými jsou a předpokládá se, že i nadále budou v převážné většině subjekty a firmy z České republiky, přináší těmto partnerům výhodu před konkurencí, která nemá případně takovýto přístup a návaznost na nové technologie. Tato návaznost pak umožní mj. efektivnější využití výrobních prostředků, rozvoj nových technologií a s tím související zvyšování konkurenceschopnosti daných firem, které pak mohou bez obav z budoucnosti dále rozvíjet svůj zaměstnavatelský potenciál.
Příkladem očekávaných výsledků z oblasti EC4Innovations mohou být:
- Nová embedded zařízení pro průmysl.
- Nové technologie a konstrukce mechatronických systémů.
- Nové struktury výkonových polovodičových systémů.
- Nové typy elektrických strojů a přístrojů.
- Nové vestavěné řídicí systémy se signálovými procesory.
- Nové prostředky pro eliminaci nežádoucích jevů a zvýšení účinnosti mechatronických systémů.
- Zdravotnický monitorovací telemetrický systém (HomeCare).
- Informační traumatologický zdravotnický systém na bázi PACS (Traumacentrum).
- Soubor různých medicínských aplikací založených na embedded zařízeních.