|
|
Ústav  Vybrané výsledky 2010 Vybrané výsledky základného výskumu
|
Vybrané výsledky základného výskumu |
- Konfidenčné intervaly pre podiely rozptylov viacerých štatistických populácií
- Mechanochemické syntézy oxidových nano-materiálov
- Metóda na detekciu delta vlny v EKG signále založená na spojitej vlnkovej transformácii
- Metódy aktívnej infračervenej termografie
Výsledok 1: Konfidenčné intervaly pre podiely rozptylov viacerých štatistických populácií
Projekty: VEGA 1/0077/09 (FMFI UK a Ústav merania SAV)
Riešiteľ: F. Rublík
Navrhnutá bola nová metóda na konštrukciu simultánnych konfidenčných intervalov pre podiely rozptylov viacerých štatistických populácií. Dôvodom pre hľadanie novej metódy je fakt, že štandardné procedúry založené na predpoklade gaussovskosti (normalite rozdelenia) spracovaných pozorovaní sú pri nesplnení tohto predpokladu nespoľahlivé. Preto sa používajú aj neparametrické metódy, nevyžadujúce známy tvar hustoty rozdelenia. Pre rovnosť dvoch disperzií sa používa test založený na metóde jackknife (Hollander, Wolf: Nonparametric Statistical Methods, 1999). Test rovnosti disperzií aj pre viac ako dve populácie bol skonštruovaný v práci Layarda (JASA 1973). To však nerieši celkom pôvodný štatistický problém, lebo po zamietnutí nulovej hypotézy rovnosti disperzií treba často zistiť ktoré z disperzií sú rôzne a zostrojiť konfidenčné intervaly pre podiely disperzií jednotlivých populácií. V práci F. Rublíka sú odvodené simultánne intervaly pre podiely disperzií jednotlivých populácií (čo umožňuje zistiť aj rôznosť disperzií), ktorých pravdepodobnosť pokrytia podielu má zvolenú nominálnu hodnotu súčasne pre každé dve disperzie. Aj keď sa táto nominálna hodnota dosahuje len asymptoticky, rozsiahle simulácie ukazujú že navrhnutá metóda poskytuje dobré výsledky aj pre malé rozsahy výberov.
Publikácia:
-
RUBLÍK, F.: A note on simultaneous confidence intervals for ratio of variances. Communications in Statistics - Theory and Methods, 39 (2010), 1038 - 1045.
Výsledok 2: Mechanochemické syntézy oxidových nano-materiálov
Projekt: VEGA 2/0160/10
Riešitelia: P. Billik, A. Cigáň, A. Koňakovský, K. Jurča
Intenzívny mlecí proces má unikátny vplyv na priebeh mechanochemických reakcií vedúcich k vzniku nových materiálov alebo nanoštruktúr, obr.1. S klesajúcim rozmerom častíc mletím dochádza k neobyčajným zmenám ich vlastností. Napríklad, pôvodne nemagnetické oxidové častice sa v nano-oblasti menia na paramagnetické. Výsledky našich prác sú zamerané na mechanochemickú syntézu TiO2, YBa2Cu3O7, Na2Ti6O13, SnO2, ktoré majú významné využitie napr. v samočistiacich procesoch, vo vyskoteplotnej supravodivosti, alebo ako elektródy v lítiových batériach s veľkou kapacitou a životnosťou. Mechanochemické syntézy nanočastíc predstavujú cenovo výhodnú cestu ich priemyselného využitia.
Obrázok: SEM (a) a TEM (b) fotografie 1D nanočastíc Na2Ti6O13, pripravené mechanochemickou syntézou. (Foto: M. Čaplovičová).
Publikácie:
-
BILLIK, Peter - ČAPLOVIČOVÁ, M. - ČAPLOVIČ, Ľ. Mechanochemical-molten salt synthesis of Na2Ti6O13 nanobelts . In Materials Research Bulletin, 2010, vol. 45, p. 621-627. ISSN 0025-5408. (1.879 - IF2009).
-
BREZOVÁ, V. - BILLIK, Peter - VRECKOVÁ, Z. - PLESCH, G. Photoinduced formation of reactive oxygen species in suspensions of titania mechanochemically synthesized from TiCl4. In Journal of Molecular Catalysis A : Chemical, 2010, vol. 327, p. 101-109. ISSN 1381-1169. (3.135 - IF2009).
-
HRACHOVÁ, J. - BILLIK, Peter - FAJNOR, V.Š. Influence of organic surfactants on structural stability of mechanochemically treated bentonite. In Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2010, vol. 101, p. 161-168. ISSN 1388-6150. (1.587 - IF2009).
Výsledok 3: Metóda na detekciu delta vlny v EKG signále založená na spojitej vlnkovej transformácii
Projekt: VEGA 2/0210/10
Riešitelia: S. Karas, M. Tyšler, M. Turzová
Bola navrhnutá metóda na detekciu delta vlny v EKG signále založená na výpočte a hodnotení kriviek maximálnych modulov (MML - modulus maxima lines) vlnkovej transformácie. Delta vlna, t.j. zníženie strmosti vzostupného ramienka R vlny, je jedným z príznakov poruchy vedenia vzruchu v srdci pri Wolf-Parkinsonov-Whiteovom syndrome. Teoretická analýza problému ukázala, že pomocou spojitej vlnkovej transformácie je možné odlíšiť zmenenú strmosť EKG krivky s jej súčasnou lokalizáciou v čase. Metóda je založená a) na výpočte spojitej vlnkovej transformácie nad analyzovaným signálom, b) na výpočte bodov maximálnych modulov a konštrukcii MML v priestore čas-frekvencia-amplitúda, c) na analýze MML v projekcii frekvencia-amplitúda, d) na výpočte energií ohraničených MML, ktoré korešpondujú so vzostpným a zostupným ramienkom R vlny a e) na výpočte ich pomeru - indexu delta vlny. Metóda bola overená na simulovaných aj nameraných EKG signáloch (3 zdraví probandi, 7 pacientov) a bolo ukázané, že je schopná správne detegovať prítomnosť delta vlny v EKG signáloch, okrem signálov ktoré majú antisymetrický alebo. negatívny bifázický tvar.
Obr. 1. Vľavo: Simulovaný EKG signál a zobrazenie matice transformačných koeficientov jeho spojitej vlnkovej transformácie v priestore čas - frekvencia - amplitúda s farebným vyznačením kriviek maximálnych modulov - MML. Vpravo: Energia ohraničená MML vzostupného ramienka R-vlny (čiara 4 na obrázku vľavo) v projekcii frekvencia - amplitúda, úmerná ploche S pod čiarou zodpovedajúcou kvadrátu modulu príslušnej MML.
Publikácie:
-
KARAS S.,Teplan M., Tyšler M.: Detection of Variations in Biomedical Signals Based on Continuous Wavelet Transform Modulus Maxima. MEASUREMENT 2009, Proceedings of the 7th International Conference on Measurement, Institute of Measurement Science SAS, 2009, 153-156, ISBN 978-80-969672-1-6.
-
KARAS S.: Metódy a meracie systémy na analýzu EKG signálov s využitím vlnkovej transformácie. Dizertačná práca. Ústav merania. Slovenská akadémia vied. Bratislava. 2010.
Výsledok 4: Metódy aktívnej infračervenej termografie
Projekt: VEGA 2/0201/10
Riešitelia: M. Hain, J. Bartl, V. Jacko
V rámci riešenia projektu VEGA "Progresívne metódy merania a nedeštruktívneho testovania - aktívna infračervená termografia a röntgenová mikrotomografia" bol navrhnutý a teoreticky aplikovaný spôsob optimalizácie metódy aktívnej infračervenej termografie na základe modelovania šírenia tepla v nehomogénnom prostredí metódou konečných prvkov. Bolo navrhnuté použitie teplotného kontrastu ako najvhodnejšieho optimalizačného kritéria tejto metódy. Dosiahnuté teoretické výsledky boli experimentálne kvalitatívne a kvantitatívne verifikované pomocou výsledkov laboratórnych a in situ meraní.
Výsledky základného výskumu slúžia na optimalizáciu metódy aktívnej infračervenej termografie, ktorá nachádza využitie ako nedeštruktívna testovacia metóda na odhaľovanie skrytých defektov v materiáloch, ale aj v objektoch kultúrneho dedičstva.
|
Obr.1. Výsledky modelovania šírenia tepla v nehomogénnom prostredí (teleso s vnútorným defektom ožiarené infračerveným žiarením) metódou konečných prvkov FEM. |
> |
Obr.2. Grafické znázornenie časového vývoja teplotného poľa na povrchu objektu po jeho pulznom ožiarení infračerveným žíarením. |
Publikácia:
|
|
|
