Sekce S1 – Aplikovaná informatika
Webový systém pro automatizovaný sběr a správu výrobních dat s využitím PLC v kontextu Průmyslu 4.0
Hlavní autor: Ján Smatana, Bc. | FAI UTB Zlín
Tato práce se zabývá návrhem, implementací a evaluací komplexního webového systému pro automatizovaný sběr a správu výrobních dat s využitím programovatelných logických automatů (PLC) v prostředí Průmyslu 4.0. Práce řeší klíčový problém moderní výroby, kterým je fragmentace dat v izolovaných systémech a nedostatečná integrace mezi operačními technologiemi (OT) a informačními technologiemi (IT). V teoretické části práce analyzuje systémy pro řízení výroby (MES), komunikační protokoly pro průmyslovou automatizaci se zaměřením na OPC UA, architekturu PLC a moderní webové technologie vhodné pro průmyslové aplikace, včetně frameworku Laravel, komponent Livewire a administračního panelu Filament. Praktickým přínosem práce je funkční prototyp systému, který integruje několik klíčových subsystémů: (1) modul pro sběr dat z PLC přes OPC UA implementovaný v C# s využitím knihovny OPC Foundation; (2) automatizovaný výpočet klíčových ukazatelů výkonnosti (KPI), zejména celkové efektivity zařízení (OEE) a jejích komponent; (3) webové rozhraní pro vizualizaci v reálném čase pomocí andonboardů a cockpit dashboardů postavených na technologii Livewire; (4) systém řízení a plánování pracovních směn s podporou sledování prostojů; (5) notifikační systém pro automatickou detekci a eskalaci odchylek parametrů; a (6) bezpečnostní mechanismy zahrnující autentizaci, autorizaci a ochranu dat. Systém byl otestován na reálných výrobních datech a vyhodnocen z hlediska výkonu, stability a použitelnosti. Práce tak přináší ucelené řešení, které propojuje řídicí systémy na úrovni PLC s nadřazenými informačními systémy, čímž naplňuje principy Průmyslu 4.0 v oblasti automatizovaného sběru dat, jejich analýzy a vizualizace pro podporu rozhodovacích procesů ve výrobě.
Sekce S2 – Mechatronické a robotické systémy
Implementace řízení různých typů motorů na platformě Arduino s praktickými aplikacemi
Hlavní autor: Jakub Ludík | Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní
Práce se zabývá návrhem a implementací systému pro řízení různých typů elektromotorů pomocí platformy Arduino. Cílem je vytvořit funkční řídicí systém, který umožní ovládání krokových, stejnosměrných a servomotorů. Součástí práce je návrh a realizace praktické aplikace v podobě systému, který využívá kombinaci těchto motorů k pohybu a zaměřování cíle. K řízení systému jsou použity moderní moduly pro napájení a komunikaci. Výsledkem práce je kompletní funkční prototyp s dokumentovaným hardwarem, programovým kódem a popisem implementace řídicích algoritmů, které mohou být dále využity v oblasti mechatroniky, robotiky a automatizace.
Vývoj interaktivních úloh s mikrokontrolery Arduino a ESP32
Hlavní autor: Daniel Janus | Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (fakulta Strojní)
Práce se zabývá vývojem interaktivních úloh na mikrokontrolerech Arduino a ESP32. V úvodu jsou popsány teoretická východiska, analyzuje využití různých sensorů a popisuje základní principy použitých senzorů. Hlavním cílem práce je porovnání těchto dvou vývojových platforem a realizace funkčních modelů pro demonstraci automatizace. Základní teoretické znalosti od syntaxe jazyka, podpory knihoven v aplikaci Arduino IDE byly základním vstupem pochopení senzorové techniky. Tvorba embedded systému je nedílnou součástí Průmyslu 4.0 a ačkoliv platformy mají stejný účel, liší se využitím. Postupným experimentováním byly popsány samotné sensory a mikrokontrolery, použity v modelech meteostanice a mobilní robotické platformy. U meteostanice bylo cílem vytvořit přehledné grafické rozhraní schopné zobrazovat data vnitřní jednotky a zároveň pomocí radiové komunikace přijímat a zobrazovat data z jednotky vnější. Pro mobilní robotickou platformu byl vytvořen kód pro dálkové ovládání pohybu platformy a zprostředkování živého přenosu z kamery. Významnou částí práce bylo vytvoření výukových úloh pro studenty, které jsou koncipovány tak, aby první z nich studenti zvládli bez předchozích zkušeností s programováním a senzorikou. Celkovým přínosem těchto úloh je propojení teoretických znalostí o senzorech s praktickými dovednostmi získanými při ověření fungování jednotlivých senzorů a modelů.
Sekce S3 – Softwarové aplikace
Návrh funkcie prístupu v počítačových hrách pre hráčov s poruchou sluchu
Hlavní autor: Martin Rusnák | UTB FAI
Cieľom práce je navrhnúť funkciu prístupu v počítačových hrách, ktorá zlepší použiteľnosť a zážitok hráčov s poruchou sluchu. Práca analyzuje existujúce prístupy k prístupnosti zvuku v hrách, identifikuje hlavné bariéry, ktorým títo hráči čelia (napr. chýbajúce vizuálne ekvivalenty, neflexibilné nastavenia zvuku, nedostatočné upozornenia na dôležité herné udalosti) a stanovuje požiadavky na novú funkciu. Návrh bude doplnený o technickú špecifikáciu implementácie a návrh používateľského rozhrania. Očakávaným prínosom je zlepšenie inkluzivity hier a poskytnutie konkrétnych odporúčaní pre vývojárov hier pri vývoji prístupnejších audiofunkcií.
Tvorba komplexních modifikací v aplikaci REDkit
Hlavní autor: Jiří Myška | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně (Fakulta aplikované informatiky)
Tento příspěvek se zabývá modovací aplikací REDkit určenou pro tvorbu modifikací a přidávání nového obsahu do počítačové hry Zaklínač 3: Divoký hon. Jedná se o komplexní nástroj, který umožňuje do této hry implementovat velmi rozsáhlé změny a rozšíření. Jde například o rozšíření nových lokací, úkoly, dialogové scény, zvukový obsah nebo odměny pro hráče. Příspěvek se zaměřuje na praktické využití této aplikace při návrhu a realizaci vlastní herní modifikace, která rozšiřuje původní hru o nový obsah. Součástí řešení je také využití externích nástrojů (Blender a Wwise) pro tvorbu vybraných částí výsledné modifikace. Výsledkem je funkční modifikace demonstrující možnosti aplikace REDkit při tvorbě komplexnějšího herního obsahu.
Sekce S4 – Měřicí, diagnostické a řídicí systémy
Diagnostika zdrojů rušení z hlediska EMC
Hlavní autor: Jaroslav Zvoníček | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne
Tato bakalářská práce se zabývá diagnostikou zdrojů rušení z hlediska elektromagnetické kompatibility (EMC) se zaměřením na měření a vizualizaci blízkých elektrických polí. V teoretické části jsou odvozeny základní fyzikální zákonitosti vedoucí k formulaci Maxwellových rovnic v integrálním i diferenciálním tvaru, které poskytují teoretický základ pro analýzu elektromagnetických jevů. Experimentální část práce se soustředí na metodiku měření a vizualizaci elektromagnetických polí pomocí moderních měřicích technik. Výstupy této práce přispívají k hlubšímu pochopení elektromagnetickýchjevů a jejich vlivu na návrh a optimalizaci elektronických zařízení s ohledem na elektromagnetickou kompatibilitu.
Webová aplikace pro ladění PID/PD/PI regulátorů pomocí klasických metod a genetického algoritmu
Hlavní autor: Bahdan Maklakou | UTB FAI
Tato práce se zabývá návrhem a vývojem interaktivní webové aplikace určené k ladění PID, PD a PI regulátorů. Hlavním cílem projektu je vytvořit dostupný softwarový nástroj, který uživatelům umožní automatizovat výpočet parametrů regulátoru a následně vizualizovat a vyhodnocovat odezvu dynamických systémů. K dosažení tohoto cíle aplikace využívá jak klasické inženýrské metody, tak moderní optimalizační techniky. Mezi implementované přístupy patří metody Ziegler–Nichols, Chien–Hrones–Reswick (CHR) a metoda řízení s vnitřním modelem (IMC). Tyto metody vycházejí z aproximace řízeného procesu pomocí matematického modelu prvního řádu s dopravním zpožděním (FOPDT). Pro ladění složitějších systémů je aplikace rozšířena o genetický algoritmus, který optimalizuje parametry regulátoru na základě evolučních principů, jako jsou turnajová selekce, aritmetické křížení a Gaussova mutace. Z technologického hlediska je aplikace realizována jako klient-server systém. Klientská část, zajišťující interaktivní uživatelské rozhraní, je vyvinuta v jazyce JavaScript s využitím knihovny React. Serverová část, která zajišťuje výpočetní logiku a modelování systémů, je implementována v jazyce Python s využitím frameworku Flask a knihoven NumPy a Python Control Systems Library. Výsledkem práce je komplexní nástroj umožňující demonstraci, analýzu a srovnání klasických metod ladění regulátorů s přístupem založeným na genetickém algoritmu v oblasti automatického řízení.
Pasívna detekcia aktivity mobilných zariadení na základe analýzy LTE pásiem a vedľajších signálových prejavov
Hlavní autor: Anton Džima, Bc. | UTB FAI
Táto práca sa zaoberá pasívnou detekciou mobilných zariadení v reálnom rádiovom prostredí bez potreby dekódovania komunikácie. V súčasnosti, keď je rádiové spektrum čoraz viac zahltené, predstavuje rýchla a nenáročná detekcia zariadení významnú výzvu najmä v oblasti bezpečnosti a monitorovania prostredia. Cieľom práce je overiť, či je možné spoľahlivo identifikovať aktivitu mobilného telefónu iba na základe analýzy jeho signálových prejavov. Na tento účel bol použitý nízkonákladový SDR prijímač v kombinácii so smerovou anténou a štatistickými metódami, konkrétne Kolmogorovov-Smirnovov test a CUSUM algoritmus. Experimentálne merania prebiehali vo vybraných LTE pásmach (835 MHz, 1735 MHz a 2392 MHz) v rôznych prostrediach. Výsledky preukázali, že mobilné zariadenia generujú charakteristické a opakovateľné signálové vzory, ktoré je možné spoľahlivo odlíšiť od pozadia. Najzaujímavejším zistením je identifikácia citlivého pásma 2392 MHz, v ktorom sa objavujú krátkodobé impulzy priamo súvisiace s interakciou používateľa, napríklad pri zapnutí obrazovky, a to aj pri vypnutých bezdrôtových rozhraniach. Navrhnutý prístup predstavuje jednoduché, dostupné a prakticky využiteľné riešenie pre bezpečnostné aplikácie a monitorovanie rádiového spektra.
Návrh experimentu pro měření účinnosti indukčního ohřevu.
Hlavní autor: David Valenta | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky
Práce se zaměřuje na návrh a praktickou realizaci experimentálního měření účinnosti indukčního ohřevu. V teoretické části práce nejprve stručně shrnuje fyzikální principy elektromagnetické indukce, bezkontaktního přenosu energie a s tím spojených tepelných ztrát. Následně autor navrhne detailní metodiku měření, na jejímž základě sestaví plně funkční experimentální aparaturu skládající se z odpovídajících měřicích a jiných prvků. Na tomto pracovišti bude provedena série praktických měření. Získaná experimentální data budou důkladně analyzována, kriticky vyhodnocena a porovnána s teoretickými předpoklady. Hlavním cílem a praktickým výstupem práce je na základě dosažených výsledků vytvoření nové laboratorní úlohy, která obohatí laboratorních výuku v rámci předmětu Instrumentace a měření. Nedílnou součástí tohoto výstupu je vypracování přehledného a srozumitelného návodu k úloze pro budoucí studenty, a to včetně podrobně zpracovaného vzorového protokolu obsahujícího referenční naměřené hodnoty.
Sekce S5 – Kybernetická bezpečnost a bezpečnostní management
Gamifikace kybernetické bezpečnosti: Vývoj hry pro edukaci mládeže
Hlavní autor: Karin Žaludová, bc. | Univerzita Tomáše Bati, Fakulta aplikované informatiky
Práce se zabývá problematikou kybernetické bezpečnosti a možnostmi, jak seznámit mladé uživatele s potenciálními kyberhrozbami zábavnou a interaktivní formou. Hlavním cílem práce je návrh a realizace vzdělávací hry, která umožní uživatelům lépe porozumět rizikům spojeným s online prostředím a osvojit si základní principy bezpečného chování na internetu. Práce kombinuje teoretickou část, jež zahrnuje analýzu aktuálních kyberhrozeb a metod vzdělávání mládeže, s praktickou částí zaměřenou na tvorbu interaktivní hry jako nástroje prevence a osvěty v oblasti kybernetické bezpečnosti.
Detekce obrázků generovaných AI pomocí spektrální analýzy
Hlavní autor: Adam Kopřiva, Bc. | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky
Tato práce reaguje na rapidní rozvoj umělé inteligence a rostoucí problém ověřování pravosti vizuálních dat, zejména v prostředí sociálních sítí. Právě zde se obrázky generované AI šíří obrovským tempem, což uživatelům ztěžuje schopnost rozeznat realitu od fikce. Cílem práce je návrh a validace inovativní metody pro detekci těchto uměle vytvořených obrázků. Navržené řešení na rozdíl od běžných přístupů nespoléhá na viditelné grafické chyby, ale zkoumá skrytou matematickou podstatu obrazu. Jádrem přístupu je využití hlubokých neuronových sítí v kombinaci s frekvenční analýzou. Systém převádí zkoumanou fotografii do frekvenční domény, kde dokáže odhalit specifické neviditelné spektrální otisky, které po sobě algoritmy umělé inteligence při generování zanechávají. Pro dosažení maximální spolehlivosti v reálných podmínkách byla vyvinuta speciální metoda pokročilé augmentace trénovacích dat. Ta učí model úspěšně odolávat ztrátě kvality, která je typická právě pro kompresi při sdílení fotek na sociálních sítích a v komunikačních aplikacích. Výsledky experimentálního hodnocení potvrzují špičkovou úspěšnost navrženého modelu, který v přesnosti detekce prokazatelně překonává současná dostupná řešení na podobné bázi. Metoda vykazuje mimořádnou stabilitu i při silném znehodnocení dat a dokáže identifikovat i výstupy z nejnovějších AI generátorů. Díky své vysoké výpočetní rychlosti a nízkým provozním nárokům představuje navržený model vysoce efektivní a robustní první linii obrany. Je tak ideálním technologickým pilířem pro integraci do moderních víceúrovňových systémů a platforem určených pro hromadnou verifikaci pravosti digitálního obsahu v reálném čase.
Sekce SŠ – Tvůrčí činnost studentů středních škol
Točna pro měření antén a radarové odrazné plochy
Hlavní autor: Marek Šedivý | Střední průmyslová škola elektrotechnická a Vyšší odborná škola Pardubice
Tato práce se zabývá koncepcí a realizací točny, která slouží jako klíčová součást pracoviště pro měření antén a parametrů RCS na FEI UPCE. Cílem bylo sestavit funkční mechanické zařízení, které umožní automatizovaný sběr dat a nahradí dosavadní řešení. Točna je poháněna krokovým motorem, řízena mikrokontrolerem a napájena ze síťového adaptéru. Celý proces měření je koordinován programem v prostředí MATLAB, který drátově odesílá příkazy k pohybu a zpětně přijímá informaci o aktuálním úhlu natočení. Díky modulární konstrukci lze zařízení snadno integrovat do sestav s vektorovým analyzátorem a vysokofrekvenčním generátorem. Výsledkem práce je hotové technické řešení, které zajišťuje přesné polohování testovaných prvků a je připraveno pro praktické využití v laboratorní výuce.
Chytré využití solární energie
Hlavní autor: Jakub Strachoň | Střední průmyslová škola a Obchodní akademie Uherský Brod
Tato práce se zabývá návrhem a realizací systému pro inteligentní řízení a efektivní využití elektrické energie ze solárních panelů v rezidenčním prostředí. Hlavním cílem je minimalizace přetoků do distribuční sítě a maximalizace vlastní spotřeby vyrobené energie. Navržené řešení využívá kombinaci centrální řídicí jednotky Raspberry Pi a mikrokontrolérů ESP32, které zajišťují sběr dat, jejich vyhodnocení a následné řízení jednotlivých spotřebičů. Systém průběžně monitoruje výrobu elektrické energie, aktuální spotřebu domácnosti a další provozní veličiny. Na základě těchto dat rozhoduje o využití přebytečné energie, která je ukládána formou tepla do zásobníku vody. Tím dochází ke zvýšení energetické efektivity a snížení závislosti na externí distribuční síti. Součástí řešení je také webové rozhraní umožňující vizualizaci dat a vzdálené sledování systému. Práce zahrnuje návrh hardwaru včetně desky plošných spojů, implementaci řídicích algoritmů a ověření funkčnosti pomocí měření. Výsledky potvrzují správnou činnost systému a jeho schopnost efektivně řídit tok energie v reálném čase.
Výrobník filamentu z PET lahví
Hlavní autor: Tomáš Tinka | Střední průmyslová škola a Obchodní akademie Uherský Brod
Cílem tohoto projektu je vyrobit vlastní výrobník filamentu z PET lahví a tímto zároveň recyklovat PET lahve. „Mozek“ tohoto výrobku bude ESP32 WROOM, který bude ovládat krokový motor, nahřívací část, displej s rotačním enkodérem a další vymoženosti. Přes displej a enkodér se budou nastavovat různé režimy, jako nahřívání, spuštění namotávání atd. Napájení mám vyřešeno externím 180W, 12V zdrojem. Hlavním cílem práce je vyrobení použitelného filamentu pro 3D tisk. Zároveň je důraz kladen na jednoduchou opravitelnost výrobku tím, tzn. většina použitých dílu je taktéž vyrobena za pomoci 3D tisku. Systém je připraven pro pozdější rozšíření funkcí zařízení výrobníku. Celý proces výroby se skládá z opracování a následného nařezání PET láhve a termické úpravy pásku vzniklého z láhve.
Vývoj webové aplikace pro plánování cest
Hlavní autor: Jana Bočková | Střední škola Baltaci s.r.o.
Aplikace se zaměřuje na plánování cestování a sdílení tipů mezi uživateli. Hlavním cílem je umožnit uživatelům jednoduše vytvářet vlastní itineráře, přidávat aktivity s konkrétním časem a místem a organizovat tak své výlety přehledným způsobem. Součástí aplikace je také interaktivní mapa, která zobrazuje zajímavá místa a tipy od ostatních uživatelů, včetně jejich hodnocení a kategorií. Při vývoji byly využity moderní webové technologie, zejména framework Next.js pro tvorbu uživatelského rozhraní, Tailwind CSS pro stylování a Supabase pro ukládání dat a správu uživatelských účtů. Aplikace pracuje s geolokací uživatele, díky čemuž dokáže zobrazit relevantní obsah na základě aktuální polohy. Výsledkem je přehledná a uživatelsky přívětivá webová aplikace, která propojuje plánování cest s objevováním nových míst a sdílením zkušeností mezi cestovateli.