Kombinované studium

4 roky

doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.
Člen interní :
doc. RNDr. Martin Kovár, Ph.D.
doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.
doc. Ing. et Ing. Vilém Neděla, Ph.D., DSc.
doc. RNDr. Dana Hliněná, Ph.D.

Doktorský studijní program "Theoretical Electrical Engineering" je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v různých oblastech teoretické elektrotechniky. Zejména v teorii a aplikacích elektromagnetismu, elektrických obvodů, v metodách elektro/magnetických měření a metodách zpracování signálů. Příprava je podpořena poskytnutím znalostí v souvisejících matematických disciplínách, jakými jsou problematika stochastických procesů a statistických metod vyšetřování zkoumaných systémů, analýza systémů pomocí funkcionálních rovnic, návrh multikriteriálních optimalizačních metod, numerických metod řešení spojitých a diskrétních dynamických systémů a dalších. Cílem programu je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti a rozvíjet spojené praktické odborné dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Absolventi doktorského studia v programu "Theoretical Electrical Engineering" umí řešit vědecké a složité technické inovační úlohy v oblasti elektrotechniky. A to v teoretické rovině a také při jejím praktickém nasazení ve výzkumu, vývoji a výrobě. Pro řešení technických výzkumných a vývojových úloh jsou vybaveni komplexními znalostmi z teorie a aplikací elektromagnetického pole, elektrických obvodů, metod měření veličin a zpracování signálů a jejich fyzikálním a matematickým popisem. Jsou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní, měřicí a diagnostickou techniku.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání, odborným praktickým dovednostem a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté a řídící pracovníci v oblasti obecné elektrotechniky. Uplatní se jako vědečtí, výzkumní a řídící pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci a vedoucí týmů vývoje, konstrukce a provozu ve výzkumných a vývojových institucích a elektrotechnických a elektronických výrobních společnostech působících v oblasti pokročilých technologií.

Specialisté a řídící pracovníci v oblasti obecné elektrotechniky, vědečtí, výzkumní a řídící pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, specializovaní odborníci a vedoucí týmů vývoje, konstrukce a provozu ve výzkumných a vývojových institucích a elektrotechnických a elektronických výrobních společnostech působících v oblasti pokročilých technologií

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou 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.
Student si zapíše a vykoná zkoušky z povinných předmětů Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemi a Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkoušku, minimálně dvou povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtina pro doktorandy, Řešení inovačních zadání, Vědecké publikování od A do Z, Citování ve vědecké praxi).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektromagnetismu, teorie obvodů, metod měření elektrických a jiných fyzikálních veličin, zpracování a analýzy signálů a matematického modelování technických procesů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

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 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 ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku 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. Algebraické hyperstruktury v autonomním řízení

   Cílem disertace je zkoumat možnosti využití algebraické teorie hyperstruktur pro řízení autonomních vozidel a řešení dopravních situací. Předpokládá se využití hrubých množin, zobecnění teorie automatů a dalších algebraických nástrojů umožňujících modelování situací využívajících aspektů mnohoznačnosti výsledků algebraických operací a jejich přibližného vyjádření.

   Školitel: Novák Michal, doc. RNDr., Ph.D.

2. Analytické a numerické metody řešení frakcionálních systémů diferenciálních rovnic

   Cílem disertace je návrh numerické semi-analytické metody , která bude založena na Adomianově dekompoziční metodě a integrálních transformací, pro řešení počátečních problémů frakcionálních systémů diferenciálních rovnic ve smyslu Caputovy a Riemann-Liouvilleovy derivace. Rovněž bude vyšetřována konvergenční analýza navržené metody.

   Školitel: Šmarda Zdeněk, doc. RNDr., CSc.

3. Analýza patologické tkáně mozku zobrazené pomocí MRI

   Seznamte se s různými typy obrazů snímaných tomografem magnetické rezonance jako jsou obrazy vážené relaxačním časem T1 a difuzí. Zaměřte se na zobrazování mozkové tkáně obsahující patologie jako glioblastom, metastáza či absces. Navrhněte nové metody klasifikace patologie mozku.

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

4. Elektrická impedanční tomografie

   Cílem disertační práce je zvýšení vědeckého poznání v oblasti nedestruktivní analýzy vnitřní struktury materiálu pomocí elektrické impedanční tomografie. Předpokládaným směrem dizertační práce je optimalizace metod rekonstrukce rozložení elektrické impedance, využití multispektrální šumové a impulzní analýzy, aplikace a optimalizace prvků umělé inteligence a strojového učení, zrychlení výpočtů s využitím paralelizace výpočtů. Návrh metod bude prováděn s ohledem na vybrané aplikace, např. průzkum zemin, stavu stavebních konstrukcí apod. ve spolupráci s konkrétními institucemi. Výzkumná činnost bude zahrnovat modelování prostředí a měřicího systému ekvivalentními obvody, simulaci, emulaci, měření na skutečném prostředí včetně vyhodnocení vlivu kmitočtu budicího signálu na kvalitu rekonstrukce elektrických vlastností analyzovaného prostředí.

   Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

5. Metody pro estimaci polohy bezpilotního letadla

   Prostudujte metody pro estimaci polohy bezpilotního letadla. Cílem práce je návrh nové efektivní metody pro estimaci polohy dronu.

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

6. Moderní metody obrazové analýzy pro medicínské aplikace

   Cílem disertační práce je zvýšení vědeckého poznání v oblasti moderních metod analýzy obrazů. V rámci řešení své dizertační práce bude doktorand úzce spolupracovat s Fakultní nemocnicí u sv. Anny (Neurochirurgická klinika). S ohledem na specifické vlastnosti obrazů magnetické rezonance a dalších zobrazovacích modalit budou rozvíjeny metody předzpracování, segmentace a klasifikace obrazů. Předpokládá se využití metod umělé inteligence a strojového učení pro diferenciaci tkání, standardizaci diagnostiky apod.

   Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

7. Nelineární diferenciální rovnice v matematické fyzice: kvalitativní a kvantitativní metody.

   Navržené téma je zaměřeno na analýzu některých tříd nelineárních diferenciálních (nebo parciálních diferenciálních) rovnic vyskytujících se v matematické fyzice. Jedná se o stanovení podmínek existence řešení, jejich kvalitativní/kvantitativní vlastnosti včetně asymptotických odhadů řešení. Požadované základní znalosti: funkcionální analýza, teorie lineárních a nelineárních rovnic.

   Školitel: Radulescu Vicentiu, Ph.D.

8. Pokročilé metody obrazové analýzy

   Cílem disertační práce je zvýšení vědeckého poznání v oblasti moderních metod analýzy obrazů. V rámci řešení své dizertační práce bude doktorand úzce spolupracovat s Fakultní nemocnicí Bohunice (Radiologická klinika). S ohledem na specifické vlastnosti obrazů magnetické rezonance, počítačové tomografie a dalších zobrazovacích modalit budou rozvíjeny metody předzpracování, segmentace a klasifikace obrazů. Předpokládá se využití metod umělé inteligence a strojového učení pro diferenciaci tkání, standardizaci diagnostiky, modelování fyzikálních vlastností tkání a jejich prostorového rozložení. Práce doktoranda naváže na řešený projekt týkající se deformit páteří.

   Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

9. Racionální funkce a řešení rovnic

   Užití Racionálních funkcí při řešení rovnic

   Školitel: Svoboda Zdeněk, doc. RNDr., CSc.

10. Úlohy řiditelnosti pro diskrétní rovnice se zpětnou vazbou

    Cílem práce bude řešit některé úlohy z teorie řízení o relativní a křivkové řiditelnosti pro systémy diskrétních rovnic se zpětnou vazbou. Předpokládá se, že budou získána kriteria řiditelnosti a budou konstruovány adekvátní algoritmy pro jejich řešení (včetně konstrukce řídících funkcí). Výchozí literaturou je kniha M. Sami Fadali a Antonio Visioli, Digital Control Engineering, Analysis and Design, Elsewier, 2013 a články: J. Diblík, Relative and trajectory controllability of linear discrete systems with constant coefficients and a single delay, IEEE Transactions on Automatic Control, (https://ieeexplore.ieee.org/document/8443094), 64 (2019), Issue 5, 2158-2165 a J. Diblík, K. Mencáková, A note on relative controllability of higher-order linear delayed discrete systems, IEEE Transactions on Automatic Control 65, No 12 (2020), 5472-5479, (https://ieeexplore.ieee.org/document/901308900. Během studia je plánován výjezd na Univerzitu Bialystok, Polsko, kde je podobná problematika studována.

    Školitel: Diblík Josef, prof. RNDr., DrSc.

11. Vlastnosti řešení diferečních rovnic a jeich systémů

    Studium vlastností řešení diferečních rovnic, jako např. ohraničenost, stabilita apod. Totéž i u systémy těchto rovnic. Důraz bude kladem na aplikace teoretických výsledků v technické praxi.

    Školitel: Baštinec Jaromír, doc. RNDr., CSc.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2023 do 30.04.2023)

1. Autonomní pohyb bezpilotních systémů bez GPS

   Proveďte rešerši v oblasti navigování bezpilotních systémů. Zaměřte se na problematiku letu UAV bez satelitních informací. Prostudujte možnosti řízení bezpilotních letadel pomocí obrazových dat a případnou fúzi dat z dalších senzorů. Navrhněte metody pohybu UAV bez satelitních dat, optimalizujte a vyhodnoťte získané výsledky.

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.