Výzkumný tým: ČVUT

Pro vesmírné aplikace nabízíme vyvinuté zdravotnické technologie ve formě modulárního telemedicinského systému, v podobě celku či jeho HW a SW komponent, původně určených pro analogové mise. Modulární zařízení umožňuje měření biomedicínských dat, mezi které může patřit: EKG, EEG, EMG, ACC, PPG, GSR, BR, CoP, dominantní emoce, arousal-valence, četnost mrkání, atp. Vyvinutý software dokáže v reálném čase sledovat změny zdravotního stavu, emocí, kognitivní zátěže a podobně. Základní technické parametry jsou: 250 Hz, 24-Bit ADC, Wifi přenos dat, ukládání dat na SD kartu. Proběhlo testování konstrukční odolnosti vybraných modulů v tlakových nádobách při cyklické změně tlaku. Technologie byla využita například v misích HYDRONAUT a APICES – Astroland Project Inside Caves for Earth-based Space exploration.

Telemedicinské technologie a systémy. Modulární zařízení pro sběr biomedicínských dat. Sledování, zpracováno a hodnocení zdravotního stavu, emocí, kognitivní zátěže a dalších v realném čase.Využití AI. Účast na vesmírných analogových misích HYDRONAUT a APICES (Astroland Project Inside Caves for Earth-based Space exploration).

Pro vesmírné aplikace nabízíme vyvinuté technologie ve formě modulárního telemedicinského systému, v podobě celku či jeho HW a SW komponent, původně určených pro analogové mise. Modulární zařízení umožňuje měření biomedicínských dat, mezi které může patřit: EKG, EEG, EMG, ACC, PPG, GSR, BR, CoP, dominantní emoce, arousal-valence, četnost mrkání, atp. Vyvinutý software dokáže v reálném čase sledovat změny zdravotního stavu, emocí, kognitivní zátěže a podobně. Proběhlo testování konstrukční odolnosti vybraných modulů např. v tlakových nádobách při cyklické změně tlaku. Technologie byla využita například v misích HYDRONAUT a APICES – Astroland Project Inside Caves for Earth-based Space exploration.

Jsme multidisciplinární tým, který se věnuje výzkumu a vývoji v oblasti zdravotnických technologií v kontextu vesmírných aplikací. Zabýváme se především specifickými technologiemi pro analogové mise a vesmír ve vztahu k lidskému faktoru. Uvedené zahrnuje návrh a vývoj softwarových a mechatronických technologií splňující specifické požadavky na kvalitu a odolnost v prostředích, jako je například prostředí typu ICE (isolated, confined, and extreme). Důležitý je vývoj systémů a metod v souladu s technickými standardy ECSS (European Cooperation for Space Standardization). Využíváme skutečnosti, že se na FBMI ČVUT sešli specialisté se znalostmi z oblasti informatiky, robotiky, raketové techniky a medicíny, a zkušenostmi z oblastí simulací, měření, zpracování a analýz medicínských a mechatronických dat.

Zabýváme se vývojem metod a systémů pro záznam a vyhodnocování biomedicínských, simulátorových a environmentálních dat, realizací software a návrhem mechatronických částí asistenčních a ergonomických pomůcek pro analogové a vesmírné aplikace.

Software pro záznam a vyhodnocení fyziologických, environmentálních a ergonomických dat a mechatronické systémy tvoří nezbytnou součást řady prostředků pro výcvik, dopravu a pobyt člověka ve vesmíru. Značné uplatnění mají takové systémy především v diagnostice a řízení fyzické kondice v prostředích ICE (isolated, confined, and extreme). Metody zpracování a hodnocení fyziologických, environmentálních a simulátorových dat jsou využívány v diagnostice stavu pohybového aparátu, nervové soustavy a dalších systémů lidského těla. Fyzický a psychický stav posádek během analogových výcvikových a vesmírných misí má vliv na bezpečnost mise a kvalitu plnění úkolů. Systémy pro takové aplikace umožňují dlouhodobé i krátkodobé sledování zdravotního stavu posádek a umožňují identifikovat případné problémy ve zdravotním stavu a předcházet nebezpečným situacím během plnění úkolů misí. Uvedené systémy také tvoří nezbytnou součást asistenčních pomůcek. Vývoj a výzkum probíhá v souladu s ECSS. Příkladem perspektivních asistenčních pomůcek jsou například “chytré“ dohledové senzorové systémy záznamu biomedicínských dat, MoCap systémy nebo exoskeletony pro podporu výcviku a plnění náročných pracovních úkonů atd. Aby byla zaručena bezpečná funkce pomůcek pro náročné aplikace, je nutné také hodnocení jejich vlivu na organismus, což souvisí s vhodnou volbou a testováním konstrukcí v náročných prostředích s nízkým či vysokým tlakem, vlhkostí, teplotou, přetížení.

Návrh rad-hard ASIC (Radiation-hardened application specific integrated circuits), polovodičových senzorů

Detekce a monitorování záření, dozimetrie, kosmické počasí. Vývoj radiačních spektrometrů pro vesmír. Využití v neutronové a gama spektrometrii pro mapování ložisek podpovrchové vody na Měsíci a Marsu. Konkrétní aplikace ve spolupráci s ESA: Vysoce miniaturní senzor tepelných neutronů, Širokopásmová laboratorní stanice pro testování a kalibrace detektorů gama záření, Přenosná stanice pro testování a kalibrace detektorů gama záření, Neutronové zdroje pro kalibraci a testování citlivých senzorů a zařízení, Monitorování kosmického záření z orbity.

Výzkum v oblasti vysokopevnostní oceli, infrastruktury pro vesmírné aplikace, lepené spoje, skleněné konstrukce. Skupina řeší spřažené konstrukce, tenkostěnné konstrukce, navrhování styčníků a chování konstrukcí za požáru. Dalším předmětem výzkumu je mechanické chování konstrukce ze skla a hliníku. Laboratoře umožňují výzkum v oblasti technologie výroby ocelových konstrukcí a mechanického zkoušení materiálů, konstrukčních prvků a konstrukcí. Laboratoře jsou akreditovány pro mechanické zkoušky kovů a svarů.

Pevné mazací povlaky pro ložiska a pohony v prostoru.

Kombinování atomistické simulace s pokročilou metodou depozice, se záměrem vývoje nových funkčních nano materiálů, tenkých filmů a slitin. Skupina má silnou národní a mezinárodní spolupráci s akademickými i průmyslovými partnery.

Návrh vědeckých zařízení se zaměřením na experimentální vysokoenergetickou astrofyziku a přístrojovou techniku. Návrh a vývoj technologií pro cubesaty. Vývoj nových a inovativních typů rentgenové optiky. Realizace robotických teleskopů např. na observatoři Ondřejov i sítě teleskopů BOOTES v mezinárodní spolupráci. Tyto pozemní přístroje představují důležitý příspěvek pro multispektrální analýzy kosmických zdrojů, ať už jde o rychlá následná pozorování eruptivních jevů detekovaných satelity (např. gama záblesků) nebo poskytnutí simultánních dat pro družicová pozorování, anebo následná dlouhodobá pozorování pro klasifikaci a fyzikální analýzu objektů. Výzkum v oblasti vysokoenergetické astrofyziky, zejména multispektrálních analýz a studia eruptivních procesů ve vesmíru, a to i s využitím netradičních postupů, jakou jsou například unikátní data (jak fotometrická, tak spektroskopická). Realizace kurzů kosmického inženýrství na FEL ČVUT, účast na kosmických projektech ESA (SMILE, THESEUS, ATHENA), mezinárodní space orientovaná spolupráce, organizování space orientovaných konferencí a workshopů.

Garant a přednášející magisterského předmětu Kosmické inženýrství-Space Enginering v rámci studijního programu Aerospace Engineering-Letectví a kosmonautika a doktorského předmětu Úvod do kosmické vědy a inženýrství. Vedení bakalářských, diplomových a doktorských prací v tomto oboru.

Vývoj a výzkum v oblasti magnetických senzorů (zvláště fluxgate a magnetorezistivních), výroba přístrojů pro magnetická měření. Fluxgate senzory se používají pro přesná měření magnetického pole např. v kosmickém výzkumu, pro navigaci nebo ve vojenských aplikacích. Tyto senzory jsou již řadu let jedním z klíčových výzkumných a vývojových témat katedry měření ČVUT FEL. Toto pracoviště se v oblasti magnetických senzorů řadí mezi několik málo špičkových světových laboratoří. První etapa výzkumu byla završena vývojem nové konstrukce senzoru, která získala v r. 2010 Cenu inovace a byla úspěšně zkomercializována (mj. i použita v hledači bomb řadu let vyráběném rakouskou firmou Schiebel).

Pro projekt Hydronaut vývoj systému monitorování a řízení vnitřního prostředí habitatu a systému aktivního řízení vztlaku habitatu. Konkrétně se jedná o systémy pro redukci vzdušné vlhkosti, systém měření skladby vnitřní atmosféry, měření tlaku, vlhkosti s výpočty teploty rosného bodu atd. Vývoj měřících systémů splňující specifické požadavky na kvalitu a odolnost v prostředích jako je například prostředí typu ICE (isolated, confined, and extreme). Zkušenosti s vedením velkých VaV projektů. Další zaměření ústavu: akumulace tepelné energie, dlohodobý monitoring chování fyzikálních soustav, komplexní návrh vrtulí, čerpadel a turbín, CFD simulace v subsonické i supersonické oblasti proudění tekutin.

Pedagogika: výuka předmětů zaměřených na Mechaniku tekutin a Termomechaniku, Sdílení tepla, Počítačové simulace proudění tekutin, Chlazení strojních součástí a Experimenrální mechaniku tekutin a termomechaniku.

Teoretické a experimentální metody navrhování kosmických systémů a družic. Způsoby zajišťování provozu kosmických systémů a příprava a realizaci kosmických misí. Projektování pohonných jednotek, aplikace tenzometrických měření kovů i kompozitů během vývoje, vývoj kompozitních materiálů a technologií, numerická modelování FEM, CFD, pevnostní analýza a zkoušení konstrukcí, aplikace nedestruktivních zkušebních metod ve vývoj konstrukcí, orientace na bezpečnost a spolehlivost konstrukcí. Stěžejním poskytovaným studijním programem je Letectví a kosmonautika v navazujícím magisterském studiu. Zajištění studijní specializace Kosmická technika. Výuka je projektově orientovaná se zapojením studentů ve studentských týmech. Jedním z týmů je raketový tým CTU Space Research.

Umělá inteligence v systémech řízení. Inteligentní asistence, vývoj a testování avioniky s podporou umělé inteligence, vývoj algoritmů plánování letu.

Vývoj přístrojové systémů letadel, letecké radiové systémy, navigační systémy. Vývoj integrované avioniky a systémy řízení letu. Vývoj telekomunikačních technologií. Zvýšení přesnosti INS systému alternativními senzory. Garance a zajištění studijního magisterského programu Letectví a kosmonautika.