Práce študentovÚspešné projekty

Naši pedagógovia spolupracujú na vedeckých projektoch s inštitúciami z celého sveta. Najnovšie poznatky získané počas týchto spoluprác vždy radi odovzdávajú svojim študentom. Často na projektoch nepriamo spolupracujú aj študenti, ktorí pracujú na bakalárskych a diplomových prácach na témach, ktoré nadväzujú na výsledky týchto projektov. Projekty, ktoré riešime, sa týkajú aktuálnych vedeckých tém z oblasti spracovania obrazu, biomechaniky, biológie a botaniky, geodetických úloh, počítačovej grafiky, počítačového videnia a ďalších dôležitých oblastí aplikácií.


ImageInLife – Training European Experts in Multilevel Bioimaging, Analysis and Modelling of Vertebrate Development and Disease

ImageInLifeProjekt s podporou z európskeho programu Horizont 2020

Cieľom projektu je pomocou matematických metód a numerických algoritmov vytvárať softvér, ktorý spracováva 3D biologické videá získané konfokálnym mikroskopom, identifikuje bunkové jadrá a umožňuje plne automatizované sledovanie vývoja buniek organizmu v čase krátko po oplodnení. Z mikroskopických snímok tak vznikajú 4D vizualizácie a bunkové stromy – obrazy vývoja organizmu v čase. Tie umožňujú sledovať ako sa mení správanie a vývoj buniek bez zásahu alebo naopak pri injekcii baktérii a vírusov, respektíve látok, ktoré môžu byť súčasťou liekov napr. proti rakovine. Na projekte ImageInLife spolupracujú renomované európske výskumné pracoviská, ktoré sa venujú najmodernejším technikám tvorby biomedicínskeho obrazu ako aj jeho biologickej, matematickej a počítačovej analýze, pozri si reportáž na RTVS.


NaturaSat – Software tools for monitoring NATURA 2000 habitats by satellite images

NaturaSatPECS projekt Európskej vesmírnej agentúry

Projekt spája ochranu prírody a matematicko-počítačové modelovanie a má za cieľ vytvoriť algoritmy, ktoré majú slúžiť na presnú lokalizáciu a klasifikáciu biotopov Natura 2000 ako aj na monitorovanie ich dynamických zmien s využitím satelitných dát z družice Sentinel-2. Novovytvoreným softvérom budeme môcť spojite monitorovať dynamiku biotopov Natura 2000, s možnosťou okamžitej detekcie náhlych zmien v chránených územiach.


GOCE-Numerics – GOCE-based high-resolution gravity field modelling in a space domain

GOCE-NumericsPECS projekt Európskej vesmírnej agentúry

Projekt GOCE-numerics je zameraný na podrobné určovanie tiažového poľa Zeme spracovaním meraní družicovej misie GOCE. Na rozdiel od klasických prístupov, ktoré sú založené na určovaní tiažového poľa v spektrálnej oblasti, projekt GOCE-numerics využíva efektívne numerické metódy na spracovanie dát v priestorovej oblasti. V snahe dosiahnuť čo najvyššiu presnosť vedú takéto metódy k veľkokapacitným paralelným výpočtom na klastroch s distribuovanou pamäťou, ktoré sú uskutočňované na našej katedre. Súčastou projektu je aj riešenie úloh venovaných nelineárnej filtrácii meraní družice GOCE, určeniu statického modelu tiažového poľa Zeme spracovaním prefiltrovaných GOCE gradientov, určeniu strednej dynamickej topografie oceánov a určeniu presného lokálneho modelu kvázigeoidu Slovenska.


Mesh quality improvement by evolving surfaces

Spolupráca s firmou AVL Graz

Projekt bol venovaný tvorbe optimálnych výpočtových sietí, pomocou vyvíjajúcich sa plôch, určených na matematické a počítačové simulácie fyzikálnych procesov v spaľovacích motoroch a batériach elektrických automobilov. Vytvorili sme úplne nové algoritmy na tvorbu výpočtových sietí vysoko prevyšujúce existujúce firemné riešenia.


Rekonštrukcia objektov z 3D mračien bodov získaných laserovým skenovaním

Spolupráca s Pamiatkovým úradom Slovenskej Republiky

V spolupráci s Jankou Haličkovou-Brehovskou s Pamiatkového úradu SR sme vyvinuli efektívne a robustné numerické metódy na rekonštrukciu zložitých plôch, ktoré sú aproximované mračnami bodov získanými 3D laserovým skenovaním alebo fotogrametriou. Naše algoritmy sú založené na takzvanej level-set metóde, vytvorenej Jamesom Sethianom z Univerzity v Berkeley, a sú aplikovatelné aj v spracovaní 3D obrazu s podporou mračien bodov.


Finite volume level-set methods for G-equation in AVL Fire

Spolupráca s firmou AVL Graz

Projekt sa venoval vývoju nových matematických a počítačových metód na modelovanie procesov horenia v spaľovacích motoroch automobilov s cieľom optimalizovať množstvo škodlivých spalín a prispieť tak k efektívnej činnosti motora a ochrane životného prostredia. Naše metódy sú v súčasnosti úspešne implementované v simulačnom softvéri AVL-Fire, ktorý využívajú najväčšie svetové automobilky.


Virtuálna kolonoskopia

Spolupráca s firmou Tatramed

V rámci projektu sme vytvorili nový rýchly algoritmus na hľadanie ideálnej cesty pre kameru virtuálnej kolonoskopie. Virtuálna kolonoskopia je nová metóda, nahrádzajúca klasickú kolonoskopiu, v ktorej sa v CT pacienta lekár pohybuje po nájdenej ideálnej dráhe virtuálnou kamerou a algoritmami počítačovej grafiky hľadá polypy na stenách hrubého čreva. Táto metóda slúži na prevenciu rakoviny hrubého čreva, jedného z najzhubnejších ochorení v súčasnosti v strednej Európe.


Embryomics – Reconstructing in space and time the cell lineage tree

Projekt s podporou Európskej komisie

V spolupráci s francúzskym Národným centrom pre vedecký výskum CNRS sme ako prví na svete získali bunkový rodostrom vývoja embrya rybky Zebrafish a zrekonštruovali tak jeho časovo-priestorový vývoj počas embryogenézy, pozri si aj videá nižšie. Rekonštrukcia bunkového rodostromu je základnou úlohou vývojovej biológie a súvisí s počiatkom života ale zároveň nám môže dať aj obraz o správaní sa bunkových populácií po podaní látok, ktoré sú súčasťou liekov, napríklad na onkologické ochorenia.



BioEmergences – “In what” and “how much” are individuals similar and different? Towards the measurement of the individual susceptibility to diseases or response to treatments

Projekt s podporou Európskej komisie

Cieľom projektu bolo vytvoriť automatický softverový „workflow“ na spracovanie veľkorozmerných dát, 4D obrazov, vývojovej biológie. Venovali sme sa najmä tvorbe algoritmov na filtráciu, segmentáciu a treking buniek v 3D videách embryogenézy, ktoré bežia na paralelných počítačových serveroch a sú používané biologickými pracoviskami v Európe a vo svete.