Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D.
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc.
doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.
prof. Ing. Radim Burget, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Ivan Baroňák, Ph.D.
doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D.
doc. Ing. Otto Dostál, CSc.

Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat teoretické znalosti získané jak studiem vybraných kurzů, tak vlastní tvůrčí činností. Tyto poznatky je schopný efektivně využít při následném návrhu vlastních a inovátorských řešení v rámci dalšího experimentálního vývoje a aplikačního výzkumu. Důraz je tak kladen na získání jak teoretických, tak i praktických dovedností, dále samostatnost v rozhodování, formulování vědecko-výzkumných hypotéz pro přípravu projektů základního až aplikovaného výzkumu, schopnost hodnocení výsledků a jejich prezentace ve formě vědeckých textů a prezentací před vědeckou komunitou.

Doktorský studijní program „Electronics and Information Technology“ (DPA-EIT) je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů, kteří budou mít hluboké znalosti principů a technik využívaných v komunikačních a datových drátových i bezdrátových sítích a s tím souvisejících oblastí jako je i vlastní sběr, zpracování a zpětná reprezentace užitečných uživatelských dat na úrovni aplikační vrstvy. Hlavní části studia tvoří oblasti teoretické informatiky a komunikační techniky. Absolvent má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení. Absolvent se orientuje v operačních systémech, počítačových jazycích a databázových systémech, jejich užití včetně návrhu vhodného software a uživatelských aplikací. Je schopen navrhovat nová technologická řešení komunikačních zařízení a informačních systémů určených pro pokročilý přenos informací.

Absolventi programu "Electronics and Information Technologies" se uplatňují zejména ve výzkumných, vývojových a projekčních týmech, v oblasti odborné činnosti ve výrobních nebo obchodních organizacích, v akademické sféře a v dalších institucích zabývajících se vědou, výzkumem, vývojem a inovacemi, ve všech oblastech společnosti, kde dochází k aplikaci a využití komunikačních systémů a přenosu informace datovými sítěmi.
Uplatnění naši absolventi nalézají zejména při analýze, návrhu, tvorbě nebo správě komplexních systémů pro přenos a zpracování dat, a také při programování, integraci, podpoře, údržbě nebo prodeji těchto systémů.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Hodnocení a kontrola plnění individuálního studijního plánu doktoranda probíhá v kontrolních termínech stanovených k danému akademickému roku:
• 1. ročník ke dni 30. června,
• 2. ročník ke dni 30. dubna při odevzdání přihlášky ke státní doktorské zkoušce,
• při zápisu do 4. ročníku studia,
• při odevzdání rozpracované disertační práce,
• při odevzdání přihlášky k obhajobě disertační práce.
Splněním ISP se rozumí získání minimálního počtu bodů ve studijní oblasti, v oblasti pedagogické praxe a v oblasti vědecké a odborné činnosti ve stanovených termínech kontroly. Dále musí doktorand získat ve stanoveném termínu celkový minimální počet bodů. Minimální počty bodů jsou stanoveny a sledovány v ISP doktoranda (Bodové hodnocení tvůrčích aktivit doktoranda a Celkové bodové hodnocení doktoranda).
Vzhledem k tomu, že se jedná o studijní program typu double-degree, student musí splnit také studijní povinnosti dané platnou smlouvou mezi Vysokým učením technickým v Brně a Tampere University of Technology. Mezi tyto dodatečné povinnosti patří zejména povinnost studia i na partnerské univerzitě ve výši minimálně 12 měsíců. Student (doktorand) má od začátku svého studia přiděleny dva školitele – na domácí i partnerské univerzitě, kteří společně koordinují studijní a vědecké aktivity studenta.
Pokud doktorand neplní řádně své povinnosti (tj. nezíská ve stanovených termínech požadovaný počet bodů), proděkan společně se školitelem doktoranda na základě doporučení oborové rady navrhnou snížení stipendia nebo odebrání stipendia anebo ukončení studia.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních především čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi v prezenční formě ve čtvrtém roce studia a doktorandi v kombinované formě v pátém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci by měl doktorand odevzdat do konce 4. roku v prezenční formě studia, respektive do konce 5. roku v kombinované formě studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2021 do 15.05.2021)

1. Analýza mikrobiálních struktur pomocí technik zpracování obrazu v kombinaci se strojovým učením

   Masivní rozšíření MALDI-TOF MS (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry) hmotností spektrometrie přináší do oblasti analýzy a identifikace mikrobiálních kolonií zcela nové možnosti. Společnost Bruker Daltonics GmbH & Co. KG (dále jen Bruker) do této oblasti svým komplementárním produktem MBT Pathfinder přináší výrazné zjednodušení a především standardizaci a transparentnost procesu přípravy vzorků pro hmotnostní spektrometrii pomocí automatizace přenosu mikrobiálních kolonií z kultivačních Petriho misek na analyzační MALDI destičky s terčíky. Digitalizace přípravy vzorků navíc umožní akvizici a analýzu dalších užitečných informací o pozorovaných mikrobiálních koloniích. Tato disertační práce se zabývá zkoumáním umělé inteligence a metod signálového zpracování dat mikrobiálních kolonií kultivovaných na Petriho miskách jako např. jejich počtu, barvy, velikosti, tvaru, lokaci na misce, vzdálenosti od ostatních kolonií, zbarvení jejich okolí, či reakce s reagenciemi na miskách. Tyto informace mohou být použity jako sledované parametry při výzkumu, ale rovněž je lze uplatnit před samotným transferem kolonií pro vhodný výběr kandidátů z Petriho misky pro navazující analýzu hmotnostní spektrometrií. Vybrané parametry budou zpracovány pomocí moderních metod strojového učení. Pro výzkum bude použita banka obrazů Petriho misek s kultivovanými mikroby, jenž poskytne společnost Bruker, vhodně upravená pro daný problém. Různorodost a šíře tématu nabízí mnoho možností uplatnění metod z oblasti klasifikace, shlukování, sémantické a instanční segmentace, detekce objektů a mnoha dalších. Získané poznatky mohou posloužit ke zkvalitnění výsledků hmotností spektrometrie vhodným výběrem kolonií k analýze např. dle zvolených hodnotících parametrů, reakcí kolonie s reagenciemi na agaru nebo odlišnostmi od ostatních kolonií.

   Školitel: Burget Radim, prof. Ing., Ph.D.

2. Kapacitní plánování heterogenních rádiových sítí pro mMTC komunikační scénáře

   Výzkum a vývoj v oblasti heterogenních komunikačních sítí si klade za cíl splnění neustále se zvyšujících požadavků na přenosové rychlosti, zpoždění, kvalitu služeb, a také množství současně komunikujících koncových zařízení. Dosažení všudypřítomné konektivity bude docíleno díky zcela novým síťovým strukturám, progresivním technologiím, inovativním mechanismům pro správu síťových prostředků a podstatným změnám v kmitočtovém plánování či výběru obsluhujících buněk. Komunikační technologie pracující v licenčním či bezlicenčním frekvenčním pásmu tak budou integrovány do jednoho funkčního celku (sítě). Cílem disertační práce bude v první fázi seznámení se s aktuálními komunikačními technologiemi pro realizaci tzv., massive Machine-Type Communication (mMTC) scénářů. Pozornost bude soustředěna zejména na komunikační technologie definované v 3GPP Rel. 13+ (Narrowband IoT, LTE Cat-M a 5G (NSA, SA)) a také na zástupce komunikačních technologií v bezlicenčním frekvenčním pásmu (Sigfox, LoRaWAN). Pro detailní pochopení principů komunikace v případě tzv. LPWA technologií bude provedena série reálných měření s prototypy vytvořenými na VUT v Brně, kdy budou data následně použity jako vstupní informace pro vytvoření komplexních simulačních scénářů / analytického modelování. Následně bude přistoupeno k analýze získaných výsledků a návrhu mechanismů pro optimalizaci využití síťových prostředků, kdy bude pozornost zaměřena zejména na: (i) možnosti prediktivního přepínání mezi jednotlivými buňkami / technologiemi, (ii) optimalizaci signalizačního datového provozu a možnosti přenosu uživatelských dat v signalizaci, (iii) přechodu zařízení mezi jednotlivými operačními stavy či (iv) vytvoření MESH komunikační infrastruktury s využitím heterogenních komunikačních systémů. Navržené principy budou následně implementovány jak na straně koncových zařízení, tak v komunikační infrastruktuře telekomunikačního operátora. Pro možnost realizace výše uvedených scénářů bude využita unikátní laboratoř UniLab na VUT FEKT UTKO a také spolupráce s mezinárodními průmyslovými firmami či univerzitami.

   Školitel: Mašek Pavel, doc. Ing., Ph.D.

3. Nové distribuované a kvazi-distribuované optické vláknové senzorické systémy

   Práce se zaměřuje na problematiku návrhu, simulace a vývoje distribuovaných a kvazi-distribuovaných optických vláknových senzorických systémů. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, polymerová optická vlákna (POF), mikrostrukturální vlákna, vícejádrová vlákna, případně další speciální vlákna využívána jako senzor. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův, Brillouinův, nebo Rayleighův rozptyl), popřípadně změn parametrů přenášeného optického signálu (změna intenzity, fáze, polarizace, atd.), lze získat informace o teplotě, vibracích a dalších fyzikálních veličinách podél optického vlákna.

   Školitel: Münster Petr, prof. Ing., Ph.D.

4. Výzkum metod dynamické správy autonomních mobilních sítí v 5G+ infrastruktuře

   Malé základnové stanice instalované na autonomních zařízeních, jako jsou např. drony, jsou považovány za důležitou součást nových generací bezdrátových celulárních sítí s cílem poskytnout dodatečné pokrytí a kapacitu mobilní sítě na základě aktuálního požadavku. Vzhledem k dynamické povaze, hustotě provozu a různorodým požadavkům v moderních bezdrátových sítích jsou pro praktická nasazení důležitá flexibilní řešení, která dokáží v reálném čase reagovat na aktuální požadavky moderních síťových aplikací a uzpůsobit tak svoje parametry jako je škálovatelnost, topologie nebo míra pokrytí. Cílem této práce je výzkum mechanizmů létajících základnových stanic jakožto důležité komponenty nastupujících 5G+ bezdrátových sítí. Úkolem studenta tedy bude provést detailní přehled stávajících komerčních i nekomerčních řešení autonomních mobilních sítí a následně s pomocí nástrojů umělé inteligence a strojového učení navrhnout mechanizmy pro dynamické sestavení topologie, „on-demand“ konfiguraci a optimalizaci komunikačních parametrů sítí tvořených autonomními základnovými stanicemi s ohledem na základní síťové KPI jako jsou počet obsloužených uživatelů, kontinuita služby či energetická náročnost.

   Školitel: Hošek Jiří, doc. Ing., Ph.D.