Ing. Petr Vaněček, Ph.D.

Cílem práce je vytvořit aplikaci ve virtuální realitě, která by měla zábavným způsobem motivovat pacienty po úrazu pohybového aparátu k větší pohybové aktivitě a napomáhat tak v rehabilitačním procesu. Aplikace musí umožňovat rehabilitačnímu pracovníkovi snadným způsobem upravovat rehabilitační program na míru konkrétnímu pacientovi vytvářením scénářů ze sady předem připravených úkolů. Předpokládá se jednoduché programování (skriptování) a modelování, znalost prostředí Unity a modelovacího programu Blender je výhodou.

Ing. Petr Brůha

Seznamte se s projektem Smart Train a prostudujte problematiku modelového 3D tisku. Navrhněte a pomocí 3D tiskárny realizujte model vlaku budoucnosti v H0 velikosti. Výsledný model otestujte na Smart Train kolejišti, výsledky vyhodnoťte a diskutujte.

Ing. Petr Brůha, Ing. Jaromír Salamon

Seznamte se s projektem Smart Train a prostudujte problematiku měření mozkové aktivity v rámci neuroinformatické laboratoře na KIVu. Navrhněte Chatbota, který bude hráči zadávat kognitivní úkoly a bude upozorňovat či motivovat k větší úrovni soustředění, popř. meditace hráče získané z Mindwave mobile čelenky. Implementujte navrženého Chatbota a ověřte jeho funkčnost. Proveďte sérii měření na různých hráčích, výsledky vyhodnoťte a diskutujte.

Ing. Richard Lipka, Ph.D.

Práce je zaměřena na tvorbu simulace a návrh modelů chování umožňujících řešení problému známého jako iterované vězňovo dilema (podrobný a pěkný popis lze najít např. na https://www.misantrop.info/veznovo-dilema-a-komunity/). Zjednodušeně jde o situaci, kdy se dva lidé (v klasickém příkladu vězňové) bez možnosti komunikace rozhodují, jestli je raději spolupracovat nebo se pokusit podvést druhého a podle toho získají odměnu. Existuje řada jednoduchých strategií (vždy podvádět, oko za oko, vždy spolupracovat) a mají různý dopad na zisk každého účastníka. Cílem práce bude seznámit se s existujícími strategiemi a pokusit se navrhnout a vyhodnotit vlastní algoritmus chování, který by měl vést k co nejlepšímu zisku. Součástí práce bude také seznámení se se simulačními nástroji a tvorba jednoduchého rozhraní pro provádění experimentů. Není nutné umět nějaký konkrétní programovací jazyk, simulaci je možné poměrně snadno implementovat v jakékoliv technologii.

Ing. Richard Lipka, Ph.D.

Cílem aplikace je vytvořit sdílenou databázi a mobilního klienta, který umožní zaznamenávat polohu, stáří a další vlastnosti stromů v lokalitě. Vaším úkolem bude seznámit se s programováním aplikace pro mobilní telefon, s prací s údaji o poloze (GPS) a s kamerou telefonu, tak aby zadávání údajů bylo pro uživatele co nejsnazší. Nasbírané údaje se následně budou shromažďovat v databázi a budou zobrazitelné přes webové rozhraní, v této části se tedy naučíte pracovat s javascriptem a knihovnami pro využití mapových podkladů. Web by měl také alespoň jednoduše zajišťovat ochranu před duplicitou údajů, zajímavou možností rozšíření je také napojení na v současné době vyvíjené služby / nástroje pro identifikaci druhu rostliny metodami strojového učení. V rámci práce může být zpracována jen část problematiky (klientská nebo webová strana), práce může být také realizována několika zájemci. Podle vybrané části se hodí znalosti programování v prostředí mobilního zařízení (Android) nebo webových technologiích (server).

Ing. Richard Lipka, Ph.D.

Máme k dispozici rozsáhlá data z částicových detektorů (černobílé “fotografie” na kterých jsou patrné trajektorie subatomárních částic a případně také jejich energie) a momentálně pracujeme na možnostech jejich efektivního zobrazení. V rámci této práce bychom rádi vyzkoušeli různé metody analýzy těchto dat - zejména detekci různých typů částic ve snímcích. V současné době je možné volit ze dvou různých přístupů - použít klasické metody zaměřené na detekci tvaru a jeho hranic nebo využít metody strojového učení. Cílem této práce by bylo vyzkoušet alespoň jednu vybranou metodu, implementovat ji a vyhodnotit její kvalitu (změřit jak často je detekce úspěšná). Použité technologie závisí na vybrané metodě, očekává se zejména využití existujících knihoven a nástrojů.

Ing. Miloslav Konopík, Ph.D.

V práci se seznámíte s technikami umělé inteligence a hlubokého strojového učení pro zpracování psaného textu. V rámci řešení úlohy nabízíme dvě cesty. První je cesta matematická, ve které se seznámíte s matematickými základy neuronových sítí a to včetně sítí pokročilejších. Druhá cesta je aplikační. Zde bude Vaším úkolem připravit trénovací data pro zvolenou úlohu a následně tato data využít pro trénování této úlohy. Snažíme se volit úlohu se společenským významem. Závěrem provedete vyhodnocení výsledků výpočtem procentuální úspěšnosti. Pro vyřešení úlohy nebude nutné sestavit složitý algoritmus, protože budeme vycházet z prototypů již existujících řešení. Většina těchto protypů je napsána v jazyce Python a využívá framework hlubokého učení PyTorch nebo Tensorflow, popř. více vysokoúrovňový nástroj Keras. Pro řešení zadání je tedy žádoucí znalost jazyka Python, znalost frameworků hlubokého učení se nepředpokládá.

doc. Ing. Josef Kohout, Ph.D.

Osteoporóza je onemocněním s vysokou prevalencí (osteoporózou onemocní každá třetí žena a každý pátý muž ve věku nad 50 let) a není proto divu, že se odborníci snaží o její včasný záchyt, predikci jejího rozvoje a stanovení optimální léčby. Pro tyto účely se mj. používají i kosterně-svalové modely simulující chování kostí a svalů během pohybu. Tvorba sofistikovaného personalizovaného modelu vyžaduje znalost tzv. úponových oblastí, tj. oblastí, kde se svalová vlákna upínají k aponeuróze (“placatá šlacha”) nebo prostřednictvím šlachy k jednotlivým kostem. Automatická identifikace těchto oblastí dosud není technologicky možná. V rámci projektu bychom proto ručně identifikovali oblasti pro vybrané kosterní svaly, a to s využitím aplikace Blender (případně jiných nástrojů pro manipulaci s 3D objekty). Následně bychom s využitím vlastního jednoduchého programu si zkusili provést zprůměrování oblastí stejného typu a vytvořit statistický atlas.

doc. Ing. Josef Kohout, Ph.D.

V počítačové grafice se často používá tzv. Cage-based deformace, kdy objekt (např. kočku na fotografii) uzavřu do polygonu, ať již konvexního či nikoliv, a poté vyjádřím souřadnice bodů v prostoru (např. pixelů v obrázku) relativně vůči vrcholům tohoto polygonu, tj. přiřadím bodům tzv. zobecněné barycentrické souřadnice. Když poté nějaký vrchol polygonu posunu, dojde k deformaci všech bodů v prostoru, takže namísto např. tlusté kočky dostanu hubenou. Výsledek závisí na volbě polygonu a rovněž na metodě výpočtu zobecněných barycentrických souřadnic. Cílem je vyzkoušet chování existujících metod pro poněkud netypický případ, kdy vrcholy polygonu neleží přesně na rovině. Pro které metody je toto zásadním problémem? Lze se s tím relativně snadno vypořádat?

doc. Ing. Libor Váša, Ph.D.

V rámci projektu bychom se pokusili použít hloubkovou kameru Intel RealSense D415, dostupnou na katedře informatiky, jako 3D scanner. Bude nutné navrhnout nějaký mechanismus jak otáčet skenovaným předmětem (otočný stůl, gyroskop), jak jednotlivé skeny sesadit do společného souřadného systému v nějakém existujícím softwaru a jak z výsledné množiny bodů (tzv. pointcloud) vytvořit trojrozměrnou trojúhelníkovou síť. Předpokládá se jak praktická práce, tak skriptování a programování na počítači, kromě zájmu o problematiku a základní prostorové představivosti však nejsou žádné nutné předpoklady pro případného uchazeče.

doc. Ing. Libor Váša, Ph.D.

Trojrozměrné tvary je současnou technikou možno sledovat v reálném čase a v každém časovém okamžiku získat popis tvaru povrchu v podobě sítě trojúhelníků. Tím lze získat třeba sérii 3D modelů popisující pohyb člověka nebo přesnou mimiku tváře při hovoru. Aktuální problém ale je získat informaci o tom které části objektů si v jednotlivých snímcích vzájemně odpovídají (“korespondují”). Ačkoli taková úloha je pro člověka poměrně snadná (nos v jednom snímku odpovídá nosu v druhém, ruka v jednom ruce v následujícím atd.), pro současné automatické algoritmy je toto poměrně těžký oříšek. Úkolem práce bude analyzovat výsledky několika dostupných automatických metod na určení korespondencí a najít chyby, kterých se v korespondencích dopouštějí. Dodán bude software umožňující zobrazení nalezených korespondencí v různých datových sadách.

Ing. Martin Úbl

Diabetes, jinak také "cukrovka" je civilizační onemocnění, jehož léčba z počátku není nikdy jednoduchá. Spousty studií ukázalo, že člověk, zejména pak mladšího věku, je schopen se daleko lépe naučit tuto léčbu osvojit zábavnou formou, či přímo až hrou. Diabetik často potřebuje spousty pomocných nástrojů a přístrojů, jako je inzulínová pumpa nebo pero, senzor hladiny glukózy, zápisník libovolné formy a spousty dalšího. Taktéž musí daleko více dbát na to, aby jeho potrava měla rozumné složení. Stejně tak je daleko důležitější dodržovat pravidelný režim plný pohybu a vyvarovat se nezdravým návykům. Zkrátka - musí svůj život obrátit naruby.
Hlavním úkolem tohoto zadání je navrhnout a vytvořit sadu takových miniher, které budou edukovat pacienta o správných návycích zábavnou a nenáročnou formou. Minihry by měly být zacíleny na pacienty, jimž byl diagnostikován diabetes 1. typu, a jejich věk se pohybuje v rozmezí přibližně od 6 do 15 let. Technologie nejsou předepsány, preferována je volba nějakého rozšířeného herního engine (Unity, Unreal Engine, Godot a jiné). 

Ing. Tomáš Mainzer, PhD.

Cílem je navrhnout a vytvořit logickou (elektronickou) stavebnici vhodnou pro výuku. Funkční jádro však nebudou jednotlivé elektronické součástky ale procesor (microcontroler), který bude chování součástek simulovat. Výhoda tohoto přístupu je možnost ochrany zařízení, detekce chyb, možnost změny „součástkové sady“ a možnost změny chování obvodů (např. zpoždění). Úloha je vhodná i pro skupinu (např. (a) simulační program, (b) hardware stavebnice, (c) návrhy úloh pro stavebnici, (d) ovládací program pro telefon/PC).

Ing. Tomáš Mainzer, PhD.

Cílem je navrhnout a vytvořit chytrý odpadkový koš detekující své zaplnění, případně indikující přítomnost osob v okolí. Koš bude odesílat informaci o svém stavu. Ideálně se solárním napájením.

Ing. Pavel Mautner, Ph.D.

Cílem práce je vytvořit aplikaci pro mikropočítač na bázi raspberry PI, který ovládá robotickou ruku pohledem očí (v případě dostupnosti vhodného zařízení), popř. gesty (akcelerometrický snímač spojený bezdrátově s mikropočítačem - např. mikrobit). Předpokládá se, že scéna,m ve které budou ležet jednotlivé předměty bude snímána kamerou a zobrazována na monitoru. Pohledem očí (nebo pohybem kurzoru) uživatel vybere předmět a nové umístění a robotická ruka předmět přemístí. Předpokládá se znalost základního programování mikropočítače (Python, C/C++) a programování mikrokontroleru (arduino/microbit/arm), který bude ovládat robotickou ruku, popř. bude spojen s akcelerometrem).

Ing. Jan Valdman, Ph.D.

Vývoj podnikových aplikací s minimálními znalostmi programování je jedním z aktuálních trendů IT - dnes se skoro každý se může stát za pár hodin vývojářem.
Cílem práce je seznámit se s prostředím HCL Volt (dříve vyvíjen IBM), porovnat jej s podobnými koncepty a připravit v českém jazyce výukový kurs-tutorial zaměřený na studenty SŠ nebo VŠ, kde se naučí vytvářet jednoduché aplikace. Dalším volitelným výstupem může být příprava lowcode hackatonu.

doc. Ing. Tomáš Koutný, Ph.D.

Vytvořte graficky jednoduchou aplikaci, která umožní simulovat couvání auta, o různé délce, s přívěsem do předem zvoleného místa na mapě, kde bude vyznačený sjízdný a nesjízdný povrch. Volitelně je možné přidat popis couvání jako pevně daný počet dvojic [natočení kol, rychlost], a ten pak vyřešit pomocí již existujícího frameworku umělé inteligence (C/C++ rozhraní).

Mgr. Martin Maňák, Ph.D.

Vytvořte interaktivní aplikaci pro virtuální realitu, ve které půjde zkoumat vlastnosti dělení prostoru vzhledem k zadané množině bodů. Jak uživatel bude manipulovat s body, bude se měnit i příslušné dělení prostoru a půjde tedy pozorovat, jak se vyvíjí tvar a základní vlastnosti jednotlivých buněk tohoto dělení.

doc. Ing. Libor Váša, Ph.D., Ing. Jakub Frank

Cílem této práce je vytvořit vhodný model virtuálního prostředí, který by nahradil stávající asset Stonehenge v rehabilitačním SW vyvíjeném na KIV v herním enginu Unity. Pro realizaci tohoto tématu lze využít také jakýkoliv dostupný asset pro Unity a libovolně jej upravit. Volitelně lze do aplikace doplnit možnost přepínat jednotlivá virtuální prostředí.