Projektová činnosť

Výber projektov:

Medzinárodné projekty

PhoBioS – Pochopenie interakcie svetlo – biologické povrchy: možnosti pre nové elektronické materiály a zariadenia
Understanding interaction light – biological surfaces: possibility for new electronic materials and devices
Program: COST
Doba trvania: 19.10.2022 – 18.10.2026
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia: Je známe, že rôzne biologické povrchy sú pokryté mikro- a nano-štruktúrami, ktoré plnia množstvo funkcií (napr. antireflexná, štrukturálna farebnosť, ochrana proti znečisteniu, pro- alebo anti-adhezívna …) a inšpirujú nás k mnohým priemyselným aplikáciám. V posledných rokoch došlo k výraznému rozmachu výskumu v tejto oblasti. Hlavným cieľom akcie COST "Pochopenie interakcie svetlo – biologické povrchy: možnosti pre nové elektronické materiály a zariadenia" je spojiť vedcov pochádzajúcich z rôznych odborov do tejto živej oblasti výskumu, zameranej na fotonické účinky nano- a mikro-štruktúry biologických povrchov a ich bionické aplikácie. Konzorcium zabezpečí vzájomnú inšpiráciu medzi jednotlivými účastníkmi pochádzajúcimi z rôznych oblastí výskumu a podporí inovácie vo výskume a prípadný priemyselný vývoj.
Web stránka projektu: https://www.cost.eu/actions/CA21159/
ANTICIPATE – Predpovede viacerých rizík s dlhým dosahom a včasné varovania
Extended-range multi-hazard predictions and early warnings
Program: COST
Doba trvania: 29.10.2025 – 28.10.2029
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Košta Radoslav
MEDUSSE – Sezónna až dekádová predpovedateľnosť klímy v Stredomorí: pochopenie procesov a implementácie
Seasonal-to-decadal climate predictability in the Mediterranean: process understanding and services
Program: COST
Doba trvania: 8.10.2024 – 7.10.2028
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krakovská Anna, CSc.
Anotácia: Predpovedanie klímy má obrovský potenciálny vplyv v rôznych sociálno-ekonomických sektoroch, ako je poľnohospodárstvo, zdravotníctvo, vodné hospodárstvo a energetika. Uplatniteľné klimatické informácie sú obzvlášť relevantné v sezónnych až dekádových časových mierkach, kde je predvídateľnosť spojená s pomalými výkyvmi systému, ako sú tie v oceáne, morskom ľade a na zemskom povrchu, čím sa premosťujú predpovede počasia/subsezónne predpovede (hlavne sa spoliehajúce na počiatočné podmienky v atmosfére) s budúcimi projekciami (založenými najmä na radiačnom pôsobení atmosféry). Sezónne až dekádové klimatické predpovede zaznamenali v posledných rokoch značný pokrok, ale predikčná schopnosť v oblasti Stredozemia je stále obmedzená. Lepšie pochopenie príčin regionálnych klimatických anomálií, ako aj skúmanie nevyužitých zdrojov predvídateľnosti predstavuje naliehavú problematiku.Klimatická variabilita a zmeny predstavujú pre spoločnosť na celom svete významné výzvy. V dôsledku toho rastie dopyt po vývoji lepších klimatických informačných produktov a výhľadov, ktoré pomôžu pri rozhodovaní a trvalo udržateľnom rozvoji. Toto je obzvlášť dôležité v regióne Stredozemného mora, ktorý je citlivý na prírodné riziká (napr. suchá, záplavy) a citlivý na klimatický stres (t. j. globálne otepľovanie). Takéto zlepšenie je možné dosiahnuť iba koordináciou úsilia výskumných skupín s rôznou odbornou spôsobilosťou a multidisciplinárnym prístupom. V rámci tejto Akcie sa bude riešiť vedecká aj spoločenská výzva vytvorením siete odborníkov na variabilitu klímy, predvídateľnosť, predpovedanie a aplikácie. Akcia poskytne podporu pri zvyšovaní povedomia a spôsobilosti, ako aj usmernenie na premietnutie klimatických znalostí do služieb. Konkrétne ciele zahŕňajú multisdisciplinárne vzdelávanie a spoluprácu, posilnenie národných hydro-meteorologických agentúr a podporu neustálej komunikácie medzi výskumníkmi v oblasti klímy a zainteresovanými stranami.
DYNALIFE – Informácia, kódovanie a biologická funkcia: Dynamika života
Information, Coding, and Biological Function: the Dynamics of Life
Program: COST
Doba trvania: 19.9.2022 – 18.9.2026
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krakovská Anna, CSc.
Anotácia: V polovici dvadsiateho storočia sa vynorili dve nové vedecké disciplíny: molekulárna biológia a informačno-komunikačná teória. Na začiatku bola ich vzájomná spolupráca taká hlboká, že termín genetický kód bol všeobecne akceptovaný na opis významu trojíc mRNA (kodónov) ako aminokyselín. Dnes však takáto synergia nevyužíva závratné pokroky v oboch disciplínach a prináša viac otázok ako odpovedí. Tieto výzvy majú nielen veľký teoretický význam, ale predstavujú aj nevyhnutné míľniky pre biológiu ďalšej generácie: od personalizovanej genetickej terapie a diagnostiky cez umelý život až po produkciu biologicky aktívnych proteínov. Navyše, táto záležitosť je úzko spojená s potrebou paradigmatickej zmeny v teoretickej biológii, ktorú Európe už začala, a ktorá vyžaduje kombinované príspevky z disciplín ďaleko za hranicami biologického sveta. Použitie informácií ako konceptuálnej metafory je potrebné premeniť na kvantitatívne a prediktívne modely, ktoré môžu byť empiricky testované a integrované do jednotného pohľadu. Úspešné splnenie týchto úloh si vyžaduje široký multidisciplinárny prístup a Európa má jedinečnú pozíciu na vybudovanie poprednej svetovej siete na riešenie takéhoto zámeru.Cieľom tejto Akcie je prepojiť zainteresované výskumné skupiny v celej Európe do silnej siete, ktorá podporuje inovatívny multidisciplinárny výskum s vysokým dosahom, a zároveň vyvinúť aktivitu zameranú na prekonávanie komunikačných bariér medzi disciplínami, na vzdelávanie mladých výskumníkov a na priblíženie tejto oblasti širšej verejnosti.
STOCHASTICA – Stochastické diferenciálne rovnice: Výpočet, indukcia, aplikácie
Stochastic Differential Equations: Computation, Inference, Applications
Program: COST
Doba trvania: 26.9.2025 – 25.9.2029
Zodpovedný riešiteľ: MSc. Krakovská Hana
DONUT – Európska doktorandská sieť pre neurálne protézy a výskum mozgu
European Doctoral Network for Neural Prostheses and Brain Research
Program: Horizont Európa
Doba trvania: 1.1.2024 – 31.12.2027
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia: DONUT, Európska doktorandská sieť pre neurónové protézy a výskum mozgu, má za cieľ poskytnúť multidisciplinárnu a medzisektorovú sieť pre mladých talentovaných výskumníkov.Ambíciou projektu je slúžiť ako odrazový mostík pre rozšírenie partnerov EÚ do rýchlo sa rozvíjajúcej technológie rozhraní medzi mozgom a počítačom (BCI) a súvisiacich vedeckých disciplín. Doktorandská sieť využije doplnkové odborné znalosti 7 akademických prospešníkov a 8 pridružených partnerov z 8 krajín EÚ, aby svojich 10 doktorandských kandidátov (DC) nasmerovala k riešeniu zásadných problémov vo výskume mozgu a k vývoju rôznych aplikácií a systémov BCI s využitím najnovších technologických pokrokov.Navrhovaná doktorandská sieť bude integrovať existujúci výskum v systémoch BCI s cieľom spraviť ich užívateľsky prívetivejšími, vhodnými pre rôzne typy potenciálnych koncových užívateľov a pre modernú lekársku diagnostiku. Sieť by tiež poskytla vynikajúce príležitosti pre kariérny rozvoj mladých výskumníkov pod záštitou nemeckej doktorandskej graduate school PK NRW (Graduate School for Applied Research in North Rhine-Westphalia, s viac než 180 zúčastnenými profesormi), ktorá pravidelne ponúka špecializované školenia a kurzy vrátane vedeckého písania, akademických prezentačných zručností a podobne. Raná vedecká nezávislosť je jedným z kľúčových cieľov týchto školiacich programov.Cieľom DONUT je vytvoriť silnú a trvalú sieť nielen medzi doktorandskými kandidátmi, ale aj medzi zúčastnenými prospešníkmi a pridruženými partnermi. Výskumníci DONUTu budú profitovať z hustej siete kontaktov so vedcami nadobudnutých počas sieťových školiacich podujatí, čo im zlepší kariérne vyhliadky v európskom aj svetovom inovačnom sektore a umožní im stať sa vedcami zamestnateľnými v priemyselnom aj akademickom sektore. Účasť 7 priemyselných partnerov vo výskumných a školiacich programoch zaručí rozsiahle medzisektorové skúsenosti pre školených a maximalizuje dosah projektu.Partneri projektu:Rhine-Waal University of Applied Sciences (HSRW), NemeckoRadboud University (RU), HolandskoKatholieke Universiteit Leuven (“KU Leuven”) (KUL), BelgickoUniversidad Miguel Hernández de Elche (UMH), ŠpanielskoAarhus University (AU), DánskoKauno technologijos universitetas (KTU), LitvaInstitute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences (IMSAV), Slovensko
PREMEDICARE – Presná medicína pri zástave srdca
Precision Medicine for Cardiac Arrest
Program: COST
Doba trvania: 13.10.2025 – 12.10.2029
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švehlíková Jana, PhD.
Anotácia: Zástava srdca mimo nemocnice (OHCA) je závažný zdravotný problém, ktorý sa vyskytuje u jedincov všetkých pohlaví, etník a sociálno-ekonomických postavení. OHCA je zodpovedná za približne jednu tretinu úmrtí ľudí vo veku do 50 rokov, napriek tomu je naše chápanie OHCA v tejto vekovej skupine nedostatočné. Dôkazy naznačujú, že dedičné srdcové ochorenia sú príčinou významnej časti prípadov OHCA u mladších ľudí, ale nepoznáme úplne rozloženie príčin OHCA, čo sťažuje liečbu a starostlivosť o obete OHCA. Iniciatíva PREMEDICARE spája multidisciplinárnu skupinu odborníkov s cieľom lepšie pochopiť príčiny OHCA a jej dlhodobé následky, aby sa uľahčil vývoj a prijatie stratégií presnej medicíny na zmiernenie dôsledkov OHCA u ľudí mladších ako 50 rokov v celej Európe. Členovia siete PREMEDICARE budú spolupracovať na vývoji štandardizovaných postupov na lepšie zaznamenávanie údajov, aby bolo možné identifikovať ohrozené osoby v celej Európe, lepšie pochopiť geografické rozdiely v liečbe mladých pacientov s OHCA a uľahčiť lepšie zvládanie dlhodobých obmedzení spojených s prežitím OHCA. Konečným cieľom tohto projektu je vytvoriť nástroje a zdroje potrebné na podporu zavádzania a využívania prístupov presnej medicíny pri liečbe a manažmente OHCA v klinickej praxi.
Web stránka projektu: https://www.cost.eu/actions/CA24142
AtheroNET – Sieť/zoskupenie pre implementáciu multiomického prístupu pri prevencii a výskume aterosklerotickej choroby srdca
Network for implementing multiomic approaches in atherosclerotic cardiovascular disease prevention and research
Program: COST
Doba trvania: 17.7.2024 – 18.10.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švehlíková Jana, PhD.
Anotácia: Cieľom projektu AtheroNET je konsolidovať a spájať odborníkov z rôznych oblastí do európskej a medzinárodnej siete, ktorá sa zameria na využitie viacerých omických technológií a integráciu údajov prostredníctvom prístupu strojového učenia/umelej inteligencie s cieľom priniesť nové paradigmy v prevencii, diagnostike a liečbe aterosklerotických kardiovaskulárnych ochorení.
Web stránka projektu: https://atheronet.eu/
Presná neuromodulácia chronickej bolesti: Integrácia funkčnej magnetickej rezonancie a fokusovaného ultrazvuku pre personalizovanú liečbu, skratka „NeuroPain“
Precision Neuromodulation for Chronic Pain: Integrating Functional MRI and Focused Ultrasound for Personalised Treatment
Program: ERANET
Doba trvania: 1.1.2026 – 31.8.2028
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Witkovský Viktor, CSc.

Národné projekty

ReAcMap – Vyhodnotenie reštitúcie normálnej komorovej aktivácie pomocou EKG mapovania
Assessment of restitution of normal ventricular activation by ECG mapping
Program: APVV
Doba trvania: 1.9.2025 – 31.8.2028
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švehlíková Jana, PhD.
Anotácia: Zámerom projektu je optimalizovať a personalizovať resynchronizačnú liečbu srdca (CRT) pre pacientov so srdcovým zlyhávaním. Cieľom tejto účinnej nefarmakologickej liečby založenej na stimulácii je obnoviť interventrikulárnu resynchronizáciu komorovej aktivácie stimuláciou oboch komôr s očakávaným následným zvýšením výkonu srdca. Približne 30 – 40 % pacientov však z liečby nemá prospech a sú označovaní ako „non-respondéri“. Na zlepšenie účinnosti komorovej resynchronizácie bola nedávno do klinickej praxe zavedená stimulácia prevodového systému (CSP), ktorá nahrádza biventrikulárnu stimuláciu priamou stimuláciou prevodového systému. CSP na dosiahnutie úzkeho QRS komplexu však nie je možné realizovať až u 15 % pacientov z viacerých anatomických, patologických a technických dôvodov. Preto je potreba optimálnej individualizovanej stratégie na dosiahnutie účinnej komorovej resynchronizácie elektrickej terapie u pacientov so srdcovým zlyhávaním zatiaľ nenaplnená. Navrhovaný výskumný projekt je metodologicky založený na neinvazívnom mnohozvodovom meraní EKG potenciálu na povrchu tela u pacientov so srdcovým zlyhávaním indikovaných na implantáciu vhodného kardiostimulátora. Z nameraných údajov, vykonaných pomocou špecializovaného vlastného meracieho zariadenia, budú odvodené nové parametre na hodnotenie dynamiky komorovej aktivácie s cieľom nastaviť správnu programovú stimuláciu kardiostimulátora. Skúmať sa bude aj možné zníženie počtu EKG elektród zo súčasných 128, aby sa uľahčila rutinná klinická realizovateľnosť merania. Pre lepšie pochopenie procesov, ktoré prebiehajú v komorách budú realizované simulácie zlyhávajúceho srdca. Oblasť začínajúcej spontánnej komorovej aktivity sa bude odhadovať riešením inverzného problému elektrokardiografie s použitím personalizovaného modelu srdca a hrudníka získaného z CT. Do meracieho systému bude implementované grafické používateľské rozhranie na jednoduché použitie navrhovaných metód.
Mnohozvodové meranie EKG na vytvorenie personalizovaného modelu elektrického poľa srdca a výskum možností jeho využitia na diagnostiku a optimalizáciu terapie srdcových arytmií
Multi-lead ECG measurement to create a personalized model of the electric field of the heart and research the possibilities of its use for the diagnosis and optimization of cardiac arrhythmia therapy
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2025 – 31.12.2028
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švehlíková Jana, PhD.
Anotácia: V navrhovanom projekte plánujeme prepojiť mnohozvodové meranie EKG na hrudníku s personalizovaným modelom srdca a hrudníka meraného pacienta získaným z CT skenu. Do modelu srdcových komôr zamýšľame implementovať fyziologické vlastnosti zdravého myokardu ako aj niektoré patologické morfologické a štrukturálne zmeny, ako je hypertrofia ľavej komory, alebo blokáda ľavého Tawarovho ramienka pri srdcovom zlyhávaní. Pomocou simulácií šírenia aktivácie v srdcových komorách budeme študovať zmeny v EKG signáloch pri uvedených diagnózach, ako aj dôsledky rôzneho nastavenia podpornej stimulácie pri resynchronizačnej liečbe zlyhávajúceho srdca. Do nového mnohozvodového EKG meracieho systému s bezdrôtovým prenosom dát do riadiaceho počítača implementujeme pokročilé metódy spracovania signálov a výpočtu ich vybraných charakteristík v kvázi-reálnom čase.
MRCartilage – Automatický softvérový nástroj na výhodnocovanie kvantitatívnych MRI štúdií artikulárných chrupaviek v čase
Automatic data evaluation tool from the longitudinal quantitative MRI studies of articular cartilage
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Dr. Szomolányi Pavol, (PhD.)
Anotácia: Cieľom projektu je navrhnúť komplexný nástroj na automatické vyhodnocovanie dát ľudskej kĺbovej chrupavky z kvantitatívnej MRI. Dáta, ktoré budú získané z databázy „Osteoarthritis Initiative“ a namerané na Ústave Merania SAV a Lekárskej Univerzite vo Viedni, budú nasegmentované pomocou automatického segmentačného nástroja na báze konvolučných neurónových sietí. Anotované dáta budú následne registrované na kvantitatívne MRI dáta, ktoré budú dostupné z databázy (T2 a T1rho mapovanie, gagCEST, sodíková MR) pomocou automatických poprípade semi-automatických nástrojov vyvinutých v rámci tohoto projektu. Získané dáta budú vyhodnotené vo viacerých časových bodoch podľa MR meraní, ktoré budú dostupné. Okrem kvantitatívnych MR dát to budú volumetrické dáta, hrúbka chrupavky a textúrová analýza kvantatívnych máp. Vyhodnotenie pacientov sa bude robiť podľa skupín rizikových faktorov (rozrhnutie priečneho väzu, roztrhnutie menisku a menisektómia). Predpokladaný počet pacientov je cca 4000 rozdelených do jednotlivých skupín v pomere 40/30/30. Výstupom projektu bude kompilovaná verzia automatického nástroja na vyhodnocovanie chrupaviek, ktorá bude dostupná vo verejnom zdroji (napr. webovej stránke Ústavu merania).
FERINO – Pokročilá diagnostika neurodegeneratívnych ochorení pomocou techník magnetickej rezonancie a umelej inteligencie
Advanced diagnostics of neurodegenerative disorders using magnetic resonance techniques and artificial intelligence
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gogola Daniel, PhD.
Anotácia: Neurodegeneratívne ochorenia (NO) sa stávajú vážnym problémom vo vyspelých krajinách. Keďže v súčasnostinemáme k dispozícii žiadne účinné terapie, včasná diagnostika je rozhodujúca pre zabezpečenie dobrej kvalityživota pacientov s NO. NO sú charakterizované akumuláciou železa a mineralizáci ou magnetitu v mozgovomtkanive, s feritínom ako prekurzorom. Fyziologický feritín je vďaka svojej nízkej relaxivite na hranici viditeľnostipomocou techník zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI). Naopak, „patologický“ feritín spôsobuje výraznéskrátenie relaxačných časov MRI. Vznikajú tak hypointenzívne artefakty, ktoré teoreticky umožňujú rozlíšiteľnosťoboch proteínov. Keďže akumulácia železa predchádza klinickým symptómom ochorenia, MRI má potenciál stať saneinvazívnou diagnostickou metódou pre skoré štádiá NO. V súčasnosti je to však limitované nedostatočnoucharakteristikou relaxačných vlastností biogénneho železa a neistotou pri interpretácii klinických údajov. Našímzákladným cieľom (aplikačným výstupom) je preto vypracovanie komplexnej metodiky (softvérový nástroj FERINO)pre jednoznačnú diagnostiku včasných štádií NO. Na dosiahnutie nášho cieľa použijeme kombináciu niekoľkýchdiagnostických techník a nástroje umelej inteligencie. Diagnostické techniky zahŕňajú in-vitro, in-silico a in-vivocharakteristiky relaxácie feritínu, štrukturálnu MRI, magnetickú rezonančnú spektroskopiu (MRS), neurologickétesty a biomarkery klinickej biochémie. Základným kameňom metodiky bude softvérový nástroj FerroQuant, ktorýnavrhol hlavný riešiteľ v rámci APVV 2012. Umožňuje analýzu a kvantifikáciu klinických MRI dát súvisiacich soželezom, ale chýbajú mu nové poznatky v MRI železa (falošne pozitívne artefakty, minerálne fázy feritínu).FerroQuant taktiež nevyužíva umelú inteligenciu a nekombinuje rôzne diagnostické dáta, ktoré však budúneoddeliteľnou súčasťou nástroja FERINO.
QuantMR – Optimalizácia a štandardizácia kvantitatívnych metód zobrazovania magnetickou rezonanciou. Potlačenie kovových artefaktov na nízkopolových MR skeneroch
Optimization and Standardization of Quantitative Magnetic Resonance Imaging Methods. Suppression of Metallic Artifacts on low-field MR Scanners
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gogola Daniel, PhD.
Anotácia: Navrhovaný projekt sa bude zaoberať klinicky relevantným problémom štandardizácie kvantitatívneho zobrazovania magnetickou rezonanciou (qMRI) v muskuloskeletálnej (MSK) rádiológii. qMRI predstavuje alternatívu k bežnej klinickej magnetickej rezonancii, ktorá poskytuje iba relatívne intenzity signálu. V súčasnosti dostáva pacient len textovú správu z MRI vyšetrenia. qMRI má ambíciu poskytovať pridané hodnoty v podobe numerických charakteristík čerpaných z MR snímok. Takéto číselné hodnoty by umožnili kvantitatívne charakterizovať biochemické a biomechanické zloženie analyzovaného tkaniva. Okrem toho môžu byť kvantitatívne charakteristiky tkaniva použité ako ďalší diagnostický nástroj. Konkrétne máme na mysli zloženie ľudskej kĺbovej chrupavky, najčastejšie diagnostikovanej v ľudskom kolene, členku a ramene. qMRI teda môže poskytnúť dôležitý kvantitatívny parameter, relaxačný čas T2, ktorý odráža hustotu a architektúru kolagénových vlákien, ako aj obsah vody v kĺbovej chrupavke. Okrem toho môže qMRI mapovať ďalšie parametre, ako je relaxačný čas T1, difúzna konštanta alebo rýchlosť saturačného prenosu, čo sú nepriame indikátory obsahu glykozaminoglykánov a iných biochemických vlastností kĺbovej chrupavky. Kovové implantáty v ľudskom tele sa často používajú najmä v muskuloskeletálnej chirurgii. Magnetické rezonančné zobrazenie kolena obsahujúceho kovový implantát je problematické, ak nie nemožné. Optimalizácia MR protokolov je preto horúcou témou a klinicky vysoko potrebná. Štandardizácia meraní MR v prípade kovových implantátov teda môže pomôcť pri diagnostike, ktorá je dnes nemožná.
ARAM – Výskum referenčného etalónu a meracích metód zabezpečujúcich určenie vzťahu geometrických špecifikácií a kvalitatívnych ukazovateľov 3D objektov vytvorených aditívnymi technológiami
Research of reference standards and measurement methods ensuring determination of the relationship of geometric specifications and qualitative indicators of 3D objects created by additive technologies
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2024 – 31.12.2027
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia: Predložený projekt je zameraný na hodnotenie kvality aditívnej výroby, referenčným testovacím artefaktom navrhnutým a vytvoreným pre tento účel. Pri tvorbe referenčného artefaktu a kvantifikovaní jeho parametrov budú využité najnovšie poznatky z aditívnej výroby, najmodernejšie meracie stratégie realizované pomocou röntgenovej mikrotomografie, magnetometrie, súradnicových meracích zariadení, optických a elektrónových skenovacích mikroskopov a metód matematického – štatistického spracovania nameraných dát. Technológie aditívnej výroby sú schopné vyrábať diely s veľmi zložitou geometriou, ktoré zodpovedajú požadovanému dizajnu bez ďalšieho opracovávania. Práve z tohto dôvodu sú veľmi perspektíve a ich využitie v priemysle rastie. Aby produkty aditívnej výroby mohli plnohodnotne nahradiť klasicky opracovávané diely, musia spĺňať požadované kvalitatívne kritéria, ako je tvarová a rozmerová presnosť, povrchová drsnosť, vnútorné defekty, zvyškové napätie, atď. Výslednú kvalitu dielov vyrobených technológiou aditívnej výroby ovplyvňujú vlastnosti vstupnej suroviny a parametre a nastavenia systému. Cieľom projektu je výskum výroby modifikovaných monofilamentov a meracích metód potrebných pre realizáciu stabilného a reprodukovateľného referenčného testovacieho artefaktu, ktorý by sa používal na nielen posúdenie geometrickej schopnosti systémov aditívnej výroby ale i vnútornej štruktúry a vybraných vlastností výsledného produktu.
METIM – Návrh metodiky a jej overenie pre meranie vybraných parametrov Ti implantátov vo výrobnom procese
Design of a Methodology and its Verification for the Measurement of Selected Parameters of Ti Implants in the Manufacturing Process
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia: Navrhovaný projekt je zameraný na problematiku rozvoja a aplikácie meracích a nedeštruktívnych testovacíchmetód vo fáze vývoja a výroby titánových dentálnych implantátov. Dentálne implantáty sú zdravotnícke pomôcky,ktoré musia spĺňať technické požiadavky dané Nariadením Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2017/745 z5.apríla 2017. V zmysle tohto nariadenia výrobca okrem iných povinností musí zabezpečiť, aby tieto pomôcky bolibezpečné a účinné a neohrozovali klinický stav alebo bezpečnosť pacientov a zodpovedajú vysokej úrovni ochranyzdravia a bezpečnosti s prihliadnutím na všeobecne uznávané najnovšie poznatky vedy a techniky. V tomtoprojekte sa budeme zaoberať na splnenie požiadaviek týkajúcich sa konštrukčného návrhu a výroby (kapitola II) ato najmä na: – vzájomnej zlučiteľnosti jednotlivých častí pomôcky, vplyvu procesov na vlastnosti materiálov,mechanickými vlastnosťami použitých materiálov ako pevnosť, ťažnosť, odolnosťou voči opotrebovaniu a únave,vlastnosťami povrchov a potvrdeniu, že pomôcka spĺňa všetky vymedzené fyzikálne špecifikácie ako i identifikácieznečisťujúcich látok vo výrobe. Pre zabezpečenie týchto požiadaviek chceme aplikovať meracie procedúry avyužitím najmodernejších meracích metód v oblasti 3D merania ako je röntgenová mikrotomografia (mikroCT),elektrónová skenovacia mikroskopia (SEM), optické meranie drsnosti povrchových vrstiev. Keďže uvedenémeracie metódy sú finančne a časovo náročné a neumožňujú ich úplnú aplikáciu vo výrobnom procese, súčasťouriešenia bude aj návrh efektívnych metód štatistickej kontroly kvality výroby, ktorú budeme aplikovať u slovenskéhovýrobcu dentálnych titánových implantátov Martikan, s.r.o.Ciele navrhovaného projektu korelujú so Stratégiou výskumu a inovácií pre inteligentnú špecializáciu Slovenskejrepubliky 2021 až 2027 (SK RIS3 2021+), pričom zasahujú do dvoc h zadefinovaných domén a to: Inovatívnypriemysel pre 21 storočie a Zdravá spoločnosť.
Zmeny v spoločenstvách fosílnych jašterov na lokalitách staršieho a mladšieho kenozoika v Európe a okolí ako dôsledok dramatických globálnych klimatických zmien – kľúčom k budúcnosti je chápanie minulosti
Changes in fossil lizard communities at older and younger Cenozoic sites in and around Europe as a result of dramatic global climate change – the key to understanding our future is in the past
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2024 – 31.12.2026
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia: Ekosystémy v Európe a všade na svete sa počas kenozoika dramaticky menili vplyvom globálnych klimatickýchzmien. Jaštery sú vhodným indikátorom klímy a teploty a pomáhajú tieto zmeny pochopiť . Poznanie týchtozmien je kľúčové v chápaní súčasnej klimatickej zmeny, ktorej musí ľudstvo čeliť. Projekt je zameraný na výskumnových, často kompletných nálezov. Cieľom je výskum s použitím CT, interpretácia ich fylogenetických,ekologických vzťahov a zmien v spoločenstvách. Zahrnuté budú paleocénna lokalita Walbeck v Nemecku,spodnoeocénne lokality Dormaal v Belgicku, Cos, Pasturat a Viélase vo Francúzku. Taktiež nové kompletnézachované nálezy zo strednoeocénnej nemeckej lokality Messel (Unesco – nálezisko svetového významu). Ďalejnálezy z oligocénnych a spodnomiocénnych lokalít Phosphorites du Quercy (Francúzsko), miocénne ažpliocénne lokality v Rakúsku, Slovensku, Poľsku a Maďarsku, ale i v Afrike (Keňa). Budú opísané i nové taxóny acelkový obraz nám umožní indikovať zmeny v klíme v Západnej a Strednej Európe.
DigiDent – Výskum digitalizácie komponentov dentálnych implantátov za účelom
Research of Dental Implant Components for the Creation of Personalized 3D Models
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.4.2024 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hain Miroslav, PhD.
AgeFlex – Vývoj a štandardizácia MR metód na detekciu a vyhodnocovanie metabolických a štrukturálnych adaptácií svalov na starnutie a cvičenie
Development and standardization of MR-based methods for detecting and evaluating metabolic and structural adaptations of aging muscles to exercise
Program: APVV
Doba trvania: 1.9.2025 – 31.8.2029
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Klepochová Radka, PhD.
Anotácia: Starnutie sa spája s úbytkom svalovej hmoty, a funkčnej kapacity kostrových svalov, avšak pravidelné cvičenie dokáže tieto procesy spomaliť. Predkladaný projekt sa zameriava na výskum metabolických, funkčných a štrukturálnych parametrov v svalstve dolných končatín seniorov, ktoré dokážeme neinvazívne a opakovane merať pomocou inovatívnych metód magnetickej rezonancie (MR), čo umožňuje porovnať trajektórie starnutia kostrového svalstva u sedavých a u pravidelne fyzicky aktívnych seniorov. Jeden z kľúčových parametrov ktoré definujú schopnosť svalu efektívne mobilizovať a využívať energiu na svalovú prácu nazývame metabolická flexibilita. Cieľom projektu je vyvinúť inovatívne MR metódy na štúdium metabolickej flexibility, a štrukturálnych zmien kostrového svalstva pri starnutí a dať ich do vzťahu s metabolickou flexibitou na celotelovej úrovni, ako aj s metabolickým fenotypom a štrukturálnymi a molekulárnymi zmenami v kostrovom svalstve seniorov. V rámci projektu budeme štandardizovať meranie dynamických zmien metabolitov vo svale pri cvičení pomocou protónovej (1H) MRS, vytvoríme štandardné postupy pre kontrolu kvality získaných MR dát a kľúčovým aspektom projektu bude tiež vyvinutie automatizovanej segmentačnej metódy na báze konvolučnej neurónovej siete, ktorá umožní efektívnejšie a spoľahlivejšie vyhodnocovanie MR obrazov kostrového svalstva. Tieto inovatívne metódy budú overované na dátach z prebiehajúcich longitudinálnych štúdií v Biomedicínskom centre Slovenskej akadémie vied, a ich výsledky priamo konfrontované s paralelnými zmenami metabolického zdravia, funkčnej kapacity, histologickej štruktúry a molekulárnych mediátorov metabolickej flexibility v kostrovom svalstve seniorov. Výsledky môžu nielen zlepšiť nielen naše porozumenie procesov, ktoré definujú metabolickú flexibilitu pri starnutí, ale môžu ponúknuť relevantné stratégie ako podporiť metabolicky zdravé starnutie.
Použitie metód umelej inteligencie na zlepšenie zobrazovania pomocou magnetickej rezonancie
The application of Artificial Intelligence methods for improved Magnetic Resonance Imaging
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2026 – 31.12.2028
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krafčík Andrej, PhD.
Anotácia: Magnetická rezonancia (MR) je významným diagnostickým prostriedkom. Nameraný signál je však ovplyvnenýmnohými faktormi (napr. množstvom biogénnych kontrastných látok) a v prípade kvantitatívnej analýzy jevyhodnotenie pomerne zdĺhavé. Preto sa navrhovaný projekt zameriava na modelovanie vplyvu biogénnychnanočastíc ferritínu, v MR zobrazovaní, a na využitie umelej inteligencie pre automatizované spracovanie(identifikácia, segmentácia, volumetria) štruktúr v MR obraze, napr. pre kĺby, svaly, či srdce. Využité budúpokročilé metódy strojového a hĺbkového učenia, s cieľom výskumu/diagnostiky/monitoringu rôznych ochorení.Projekt sa taktiež bude venovať návrhu nových zobrazovacích a kalibračných sekvencií a protokolov premetabolické i štrukturálne MR zobrazovanie. V neposlednom rade bude projekt analyzovať vplyv merania vcelotelovom MR systéme na kardiovaskulárny systém pomocou nositeľných optických senzorov pracujúcich nafotopletysmografickom (PPG) princípe.
OrgPipeSK2025 – Výskum kovového píšťalového fondu historických organov na Slovensku
Research of the metal organ pipe collections of historical pipe organs in Slovakia
Program: APVV
Doba trvania: 1.9.2025 – 31.8.2028
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krafčík Andrej, PhD.
Anotácia: Zvukovo-štýlová kvalita historických organov je podmienená mnohými determinantmi. Patrí medzi ne o. i. aj materiál použitý na výrobu organových píšťal či menzúra jednotlivých píšťal a celých registrov. Predkladaný projekt sa bude zaoberať organovým kovom ako zvukovo-štýlovým činiteľom historických organov, a to s ohľadom na stavebný vývoj historických organov na území Slovenska od 17. po 20. storočie. Projekt bude mať 4 fázy. Ťažiskom prvej fázy bude analýza chemického zloženia) organového kovu píšťal z vybraných organov. Skúmané kovové píšťaly a celé registre budú podrobené menzurálnej analýze s vytvorením matematického modelu. Ďalšou fázou bude vizuálne zaznamenávanie (zber) signovaní, čiže vyrytých alebo vyrazených označení tónu, na hranie ktorého je konkrétna píšťala konštruovaná. Zaznamenané budú signovania píšťal z vybraných nástrojov, ktorých autorov poznáme, aby sme následne mohli vytvoriť istú formu štandardu, vďaka ktorej bude pomocou neurónových sietí (AI) možné posúdiť autorstvo pri organoch, ktorých staviteľov v súčasnosti nepoznáme. Výskum sa bude zaoberať aj technickým stavom organového kovu, koróziou, ktorá determinuje nielen zvukové vlastnosti, ale aj samotnú existenciu kovových častí týchto hudobných pamiatok. Výsledkom výskumu bude online mapa organového kovu, korózie, menzúr, atlas rôznych typov korózie a chýb kovových organových píšťal, ako aj mapa organového kovu a jednotlivých menzúr skúmaných registrov. Zároveň vytvoríme možnosť postupne autorizovať organy, ktorých autorov nepoznáme. Všetky získané výsledky zároveň zasadíme do hudobno-štýlového kontextu vývoja dejín stavby historických organov na území Slovenska.
Inovatívne prístupy k odhaľovaniu vzťahov a interakcií v rámci multivariátnych časových meraní
Innovative approaches to uncovering relationships and interactions within multivariate time measurements
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2026 – 31.12.2029
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krakovská Anna, CSc.
Anotácia: Projekt sa týka vývoja a aplikácií metód na analýzu súvislostí medzi simultánne meranými procesmi. Poskúsenostiach s bivariátnou detekciou príčinných vzťahov sa sústredíme na multivariátne prípady, častochápané ako dynamické siete s uzlami reprezentovanými časovými radmi.Pri autoregresných (AR) modeloch a procesoch skúmame najmä Grangerovu kauzalitu, kým pri prevahedeterministickej dynamiky hľadáme prepojenia v rekonštruovaných stavových priestoroch. Silným zástupcomkauzálnych metód je aj prenosová entropia, pri ktorej navrhneme modifikácie s alternatívnymi entropickýmimierami. Venujeme sa tiež potenciálu metód strojového učenia v kauzálnej analýze.Očakávané výsledky zahŕňajú výpočtové nástroje na spoľahlivejšiu identifikáciu kauzálnych vzťahov asynchronizácie, ako aj efektívnejšie modelovanie, predpovedanie a klasifikáciu skúmaných procesov.Navrhnuté metódy budú overené na simulovaných dátach a aplikované na reálne merania, napríklad v oblastiefektívnych prepojení v mozgu a klimatických meraní.
ITAGES – Identifikácia stresom vyvolaných zmien v expresii cieľových génov NRF2 v potkaních modeloch prehypertenzie: vplyv komorbidnej hypertriglyceridémie a liečby dimetylfumarátom
Identification of stress-induced alterations in expression of NRF2 target genes in rat models of prehypertension: the effect of comorbid hypertriglyceridemia and dimethyl fumarate treatment
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Maňka Ján, CSc.
Anotácia: Jadrový transkripčný faktor NRF2 (z anglického nuclear factor erythroid 2-related factor 2) je kľúčovýmmolekulárnym prepojením rôznych chronických neprenosných ochorení, ktorý reguluje expresiu približne 250cieľových génov vrátane tých, ktoré sú zapojené do udržiavania redoxnej rovnováhy, vzniku metabolických porúch,kardiovaskulárnych a pečeňových ochorení, ako aj odpovedí imunitného systému. Hranične zvýšený krvný tlak(prehypertenzia) sa u ľudí vyskytuje veľmi často, pričom bolo zistené, že zvýšený krvný tlak pozitívne koreluje shladinami triglyceridov. Chronický stres je etiologickým faktorom vo vývoji viacerých chronických neprenosnýchochorení, vrátane zvýšeného krvného tlaku a hypertriglyceridémie (HTG). V experimentálnych štúdiách sú hraničnéhypertenzné potkany (BHR) a hypertriglyceridemické potkany (HTGR) vhodnými modelmi prehypertenzie bez a skomorbidnou hypertriglyceridémiou. Tieto modely sú relevantné pre skúmanie účinkov chronického stresu, ako ajpre skúmanie úlohy zmien v expresii cieľových génov NRF2 pri rozvoji hypertenzie spojenej s metabolickýmiochoreniami. Pre lepšie pochopenie úlohy NFR2, ako aj vplyvu chronického sociálneho s tresu na uvedenéchorobné stavy, ciele tohto projektu sú: 1) identifikovať rozdiely v expresii cieľových génoch NRF2 v dvochexperimentálnych modeloch prehypertenzie – bez (BHR) a s (HTGR) komorbidnou HTG v kontrolnýchpodmienkach a počas chronického sociálneho stresu, 2) zistiť, či aktivátor NRF2, dimetylfumarát, môžemodifikovať stresom vyvolané patológie v podmienkach prehypertenzie, najmä v prítomnosti HTG, a 3) špecifikovaťsúbor vhodných biomarkerov RNA z krvi na vyhodnotenie dráh regulovaných NRF2 počas prehypertenzie a HTG,ako aj tých, ktoré sú zmenené počas pôsobenia chronického sociálneho stresu.
Inovácie v metóde prenosovej entropie: Implementácia alternatívnych entropických mier pre robustnejšiu kauzálnu inferenciu
Innovations in the Transfer Entropy Method: Implementing Alternative Entropic Measures for More Robust Causal Inference
Program: Návratová projektová schéma
Doba trvania: 1.7.2025 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Mezeiová Kristína, PhD.
Anotácia: Cieľom projektu je preskúmať využitie alternatívnych entropických mier, ako sú Rényiho, Tsallisova a permutačná entropia, do metódy prenosovej entropie s cieľom zlepšiť presnosť, robustnosť a výpočtovú efektivitu kauzálnej analýzy v komplexných systémoch. Projekt sa zameria na softvérovú implementáciu príslušne modifikovaných kauzálnych algoritmov, ich testovanie na syntetických a reálnych dátach a identifikáciu oblastí, kde navrhnuté inovácie prinášajú významné výhody.
Štipendiá pre excelentných PhD. študentov a študentky R1
–
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2023 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Pajanová Iveta
Anotácia: Téma PhD: Aplikácia algoritmov hlbokého učenia na automatizované spracovanie dát z MRI.Anotácia: Automatizovaná identifikácia a segmentácia klinických dát, získaných primárne pomocou MRI, je veľmi žiaduca. Dôvodom je zvyčajne veľká veľkosť dát, čo si vyžaduje obrovské množstvo času, ktorý musí rádiológ investovať do manuálnej segmentácie. Dostupnosť výkonného hardvéru otvára nové možnosti automatizácie týchto procesov a zrýchlenia pomocou techník hlbokého učenia, konkrétne využitím konvolučných neurónových sietí (CNN). Študent sa preto naučí základné princípy funkčnosti MRI zariadenia (teoreticky aj prakticky), vyskúša si manuálnu segmentáciu volumetrických MRI dát a teoreticky aj prakticky sa oboznámi s princípmi CNN. Študent navrhne vlastnú architektúru CNN pre automatizovanú segmentáciu volumetrických dát, následne ju natrénuje, overí a implementuje na testovacích dátach.Výstupom tejto dizertačnej práce by mala byť CNN, ktorá bude schopná nasadenia v klinickej praxi pri diagnostike a kvantitatívnej analýze vybraných tkanív (chrupavka, väzy, šľachy, menisky, podkožný tuk atď.). Ide o teoretickú prácu, pri ktorej je potrebná znalosť základov programovania a ovládanie niektorého programovacieho jazyka. Ako programovacie prostredie na návrh a implementáciu CNN sa bude používať Python s modulom TensorFlow.
cBCI-VR – Pacient-terapeut kolaboratívna BCI-VR neurorehabilitácia po cievnej mozgovej príhode
Collaborative BCI post-stroke neurorehabilitation using a patient-therapist interactive VR environment
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia: Rastúci počet dôkazov naznačuje, že integrované technológie rozhrania mozog-počítač (BCI) a prostredia virtuálnej reality (VR) poskytujú flexibilnú platformu pre sériu neurorehabilitačných terapií, vrátane významnej motorického zotavenia a kognitívno-behaviorálnej terapie po mozgovej príhode. Keď sa subjekt ponorí do takéhoto prostredia, jeho percepčná úroveň sociálnej interakcie je často narušená v dôsledku suboptimálnej kvality rozhrania, ktorému chýba sociálny aspekt ľudských interakcií. Projekt navrhuje užívateľsky prívetivý inteligentný BCI systém s vhodným prostredím VR, v ktorom pacient aj terapeut spolupracujú prostredníctvom svojich reprezentácií avatarov špecifických pre osobu. Na jednej strane pacient dobrovoľne a vlastným tempom riadi svoju aktivitu v prostredí a interaguje s terapeutom prostredníctvom procesu mentálnych predstáv riadeného BCI. Na druhej strane neobmedzené motorické a komunikačné schopnosti terapeuta umožňujú plne ovládať prostredie. Prostredie VR teda môže flexibilne upravovať terapeut, čo umožňuje vytvárať a vyberať rôzne scenáre pracovnej terapie podľa potrieb pacienta na zotavenie, duševných stavov a okamžitých reakcií.
TInVR – Dôveryhodná interakcia človek–robot a terapeut–pacient vo virtuálnej realite
Trustworthy human–robot and therapist–patient interaction in virtual reality
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia: Cieľom projektu je študovať špecifické formy sociálnej interakcie s využitím modernej technológie – virtuálnej reality (VR), čo je motivované jej známymi benefitmi. Projekt má dve hlavné časti, interakcia človek–robot (HRI) a interakcia terapeut–pacient (TPI). Interakcie sú umožnené prostredníctvom displejov (VR) umiestnených na hlave a pomocou ovládačov v rukách umožňujúcich človeku konať vo VR. Navrhujeme dve výskumné cesty, ktoré majú v príslušných kontextoch ambíciu posunúť súčasný stav poznania. V HRI navrhneme scenáre, ktoré umožnia humanoidnému robotovi učiť sa, chápať a napodobňovať motorické pohyby človeka pomocou flexibilnej spätnej väzby. Ďalej vytvoríme scenáre na testovanie a overovanie ľudskej dôvery v správanie robotov na základe multimodálnych signálov. Budeme tiež skúmať fyzickú interakciu s humanoidným robotom NICO. V TPI s pacientmi po cievnej mozgovej príhode vyvinieme sériu pracovných terapeutických postupov založených na VR na neurorehabilitáciu s motorickým a kognitívnym poškodením pomocou aktívneho a pasívneho rozhrania mozog–počítač a tieto postupy overíme. Očakávame, že pozorovania z experimentov HRI sa využijú v TPI. Navrhovaný projekt je vysoko multidisciplinárny, kombinuje poznatky a výskumné metódy z psychológie, sociálnej kognície, robotiky, strojového učenia a neurovedy. Očakávame, že s človekom v slučke identifikujeme charakteristiky a mechanizmy vedúce k procesom dôveryhodnej interakcie, ako predpokladu úspešnosti, či pri riešení kolaboratívnej úlohy alebo pri terapii vo VR.
EDABSS – Analýza EEG signálu pomocou metód hľadania skrytých zdrojov
EEG data analysis by blind source separation methods
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Rošťáková Zuzana, PhD.
Anotácia: Metódy hľadania skrytých, priamo nepozorovateľných (latentných) štruktúr (blind source separation methods, BSS) v reálnych dátach patria do skupiny metód strojového učenia bez učiteľa. V nemalej miere sa využívajú pri spracovaní obrazu, medicínskom zobrazovaní alebo v hudbe. Tento projekt sa zameriava najmä na analýzu ľudského elektroencefalogramu (EEG), v ktorom je možné pomocou BSS detegovať úzkopásmové oscilácie reprezentujúce procesy v mozgu, či už u zdravých ľudí alebo pacientov s neurologickými ochoreniami a poškodeniami. Na tento účel sa v praxi často využívajú dvojdimenzionálne BSS, ako je napríklad metóda hlavných alebo nezávislých komponentov, pretože sú ľahko implementovateľné a zrozumiteľné aj pre medicínsku a neurologické komunitu. Vlastnosti získaných latentných komponentov však nie vždy korešpondujú s charakterom reálneho signálu a strácajú tak neurofyziologickú interpretáciu. Metódy tenzorickej dekompozície sú síce komplexnejšie z matematického hľadiska, ale vyznačujú sa vysokou flexibilitou modelu a jeho adaptabilitou na konkrétne reálne dáta. Predkladaný projekt bude skúmať možnosti využitia tenzorickej dekompozície i) pri predspracovaní EEG signálu, detekcií a odstránení artefaktov a nežiadúcich komponentov z EEG, ii) analýze latentnej štruktúry EEG pomocou modelov tenzorickej dekompozície s blokovou štruktúrou umožňujúcou lepšie modelovať vzťahy medzi latentnými komponentami, a iii) analýzu dynamických vlastností EEG latentných komponentov. Nové informácie o latentnej štruktúre EEG ako aj navrhnuté algoritmy prispejú k hlbšiemu pochopeniu procesov prebiehajúcich v mozgu a následne k návrhu procedúr pre liečbu a rehabilitáciu pacientov s neurofyziologickým ochorením alebo poškodením.
Výskum korelačných závislostí magnetických, štruktúrnych a optických vlastností hlinitanových skiel, titánových zliatin a nanokoloidov na báze titánu a iónových kvapalín
Research on the correlation dependences of magnetic, structural, and optical properties of aluminate glasses, titanium alloys, and titanium-based nanocolloids, and ion liquids
Program: APVV
Doba trvania: 1.1.2025 – 31.12.2028
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Škrátek Martin, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na rozvoj magnetických meracích metód a metodík pre vybrané oblasti materiálovéhovýskumu a biomedicíny, na hlbšie poznanie fyzikálnych a chemických vlastností spojených so zmenamidistribúcie elektrických nábojov a na ich využitie pre návrh novelizovaných technologických postupov adiagnostiku povrchových vlastností. Jedným z cieľov projektu je skúmanie vplyvu zloženia, spôsobu prípravyprekurzorových práškov, metódy prípravy hlinitanových skiel/sklokeramiky na ich štruktúru a magnetickévlastnosti. Druhým je skúmanie vplyvu vlastností a zloženia iónových kvapalín na fázové zloženie, tvar,rozmerovú distribúciu a stabilitu nanočastíc a nanoštruktúr na báze titánu. Budú skúmané fyzikálno-chemickévlastnosti nanokoloidov, ktoré určujú ich magnetické vlastnosti a ich potenciálne aplikácie. Osobitná pozornosťbude venovaná povrchovým vlastnostiam biomedicínskych Ti – zliatin, najmä nanoštruktúr na báze oxidov titánua magnetickým metódam ich charakterizácie.
SQUIDiron – Stanovenie množstva železa v krvi a tkanivách laboratórnych zvierat pomocou SQUID magnetometra
Determination of Iron in blood and tissues of laboratory animals using SQUID magnetometer.
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Škrátek Martin, PhD.
Anotácia: Železo je základný chemický prvok, ktorý je súčasťou mnohých metabolických procesov. Množstvo železa v tele však musí byť vyvážené, pretože jeho nadbytok alebo nedostatok môže viesť k vážnym zdravotným problémom. Železo sa v tele nachádza vo feritíne, hemoglobíne alebo transferínových proteínoch. Je známe, že deoxyhemoglobín, methemoglobín a myoglobín vykazujú paramagnetizmus, ktorý pochádza od iónov Fe2+ alebo Fe3+ zabudovaných v ich molekulách. Feritín ako zásobný proteín železa obsahuje atómy Fe mineralizované vo forme oxyhydroxidových nanočastíc, ktorých správanie je superparamagnetické. SQUID magnetometria ponúka možnosť detekcie a kvantifikácie rôznych foriem železa s vysokou citlivosťou a pri stanovení množstva železa v malých vzorkách by mohla byť užitočnejšia než ostatné etablované metódy (kolorimetrické, spektrofotometrické, histochemické alebo atómová absorpčná spektrometria).
Účinky nízkofrekvenčných a pulzných elektromagnetických polí na bunkovej úrovni
Effects of low-frequency and pulsed electromagnetic fields at a cellular level
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2025 – 31.12.2028
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Teplan Michal, PhD.
Anotácia: Hoci pretrváva záujem o problematiku škodlivých aj prospešných biologických účinkov elektromagnetických polí(EMP), stále chýba jasné a jednoznačné vysvetlenie vplyvu EMP na živé štruktúry. Na skúmanie vplyvunízkofrekvenčných (NF) magnetických polí (MP) zdokonalíme nami už skôr vyvinutú experimentálnu platformu,ktorá poslúži na testovanie možných inhibičných alebo stimulačných účinkov v závislosti na parametrochfrekvencie a hustoty magnetického toku. Ako modelový organizmus bude použitý kvasinkový kmeňSaccharomyces cerevisiae. Jeho reakcia na časovo-harmonické a pulzné MP bude sledovaná pomocouturbidimetrie, impedančnej spektroskopie a mikroskopicky. Overíme tiež interakčný model iónovej parametrickejrezonancie pre biogénne ióny a veľkosť okolitého statického geomagnetického poľa. Význam tejto oblastivýskumu spočíva v skúmaní fyzikálnych metód manipulácie s biologickými štruktúrami, s potenciálnym prínosompre biotechnológie a liečbu.
Testy dobrej zhody založené na charakteristickej funkcii pre neurčité údaje s aplikáciou na analýzu klimatických dát
–
Program: APVV
Doba trvania: 1.1.2026 – 31.8.2028
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Witkovský Viktor, CSc.
Anotácia: Moderný výskum čelí rastúcej neistote v meraných údajoch spôsobenej chybami merania, chybajúcimi meraniami resp. subjektívnym hodnotením výsledkov merania. Tradičné štatistické metódy, ktoré predpokladajú presné údaje, často v takýchto podmienkach zlyhávajú. Neostré (fuzzy) údaje, ktoré zachytávajú neurčitosť a nepresnosť, ponúkajú prirodzený rámec, avšak robustné štatistické nástroje pre tieto údaje sú stále nedostatočne rozvinuté. Tento interdisciplinárny projekt — spájajúci pravdepodobnosť a matematickú štatistiku, aplikovanú matematiku a vedy o meraní — si kladie za cieľ vyvinúť testy dobrej zhody (goodness-of-fit tests) založené na charakteristických funkciách pre fuzzy a intervalové údaje. Táto nová metodológia rieši teoretické aj aplikačné výzvy, napr. so zameraním na analýzu klimatických dát. Ciele projektu zahŕňajú: (1) Rozvoj teoretických a empirických charakteristických funkcií pre fuzzy údaje, definovanie mier vzdialenosti, formulovanie testu a odvodenie jeho štatistických vlastností. (2) Návrh a implementáciu efektívnych algoritmov v R, MATLABe alebo Pythone. (3) Hodnotenie efektívnosti pomocou simulácií a porovnanie s existujúcimi metódami. (4) Aplikáciu metódy na reálne dáta (napr. teploty, zrážky) na demonštráciu jej relevancie v podmienkach neistoty.
Teoretické vlastnosti a aplikácie špeciálnych tried rozdelení pravdepodobnosti
Theoretical properties and applications of special families of probability distributions
Program: VEGA
Doba trvania: 1.1.2024 – 31.12.2027
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Witkovský Viktor, CSc.
Anotácia: V projekte budú skúmané problémy týkajúce sa rozdelení pravdepodobnosti a ich využitia pri matematickom modelovaní. Z teoretického uhla pohľadu sa budeme zaoberať niektorými triedami rozdelení (rozdelenia generované parciálnymi sumáciami, Schröterova trieda) a hľadaním vlastností rozdelení patriacichd o týchto tried. Budú riešené problémy týkajúce sa kalibračných regresných modelov. Vyvinuté budú nové metódy na riešenie viacrozmerných štatistických problémov, pričom tieto metódy budú založené na výpočte presných pravdepodobnostných rozdelení pomocou inverznej transformácie charakteristickej funkcie rozdeleniavýstupnej veličiny. Pri detekcii kauzality v časových radoch zohráva dôležitú úlohu entropia, ďalšia vlastnosť rozdelení pravdepodobnosti. Primárnou oblasťou aplikácií je využitie rozdelenia testovacích štatistík pri testovaní hypotéz. Nové poznatky získané počas riešenia projektu budú aplikované aj na matematické modelovanie v metrológii, lingvistike a poistnej matematike.