Evropská komise připravila v rámci programu HORIZONT 2020 speciální podprogram nazvaný teaming. Ten umožňuje dvěma univerzitám z různě rozvinutých evropských zemí vytvořit tandem, který bude intenzivně spolupracovat ve výzkumu a vzdělávání výzkumných pracovníků. Za měřítko rozvinutosti země se přitom bere úroveň výzkumu a uplatňování jeho výsledků ve výrobcích a službách místních firem. O podporu z programu teaming byl relativně vysoký zájem, takže uspělo méně než 20 % předložených projektů. Ty úspěšné mají nyní 12 měsíců na přípravu obchodního plánu, který by měl podrobně popsat, jakým způsobem tandem univerzit během 7 let vytvoří funkční a udržitelnou síť spolupráce s partnerskými firmami. Kooperace by měla výrazně přispět ke zvýšení inovačních aktivit země, jež v inovacích zaostává. Mezi vybrané se dostal také projekt spolupráce Vysokého učení technického (VUT) v Brně s Technickou univerzitou (TU) ve Vídni. Jeho cílem je pomoci Centru senzorických, informačních a komunikačních systémů (SIX) získat špičkovou kompetenci ve výzkumu a vzdělávání. Nese název Pokročilé bezdrátové technologie pro chytré aplikace (anglicky Advanced Wireless Technologies for Clever Engineering, ADWICE) a jeho zaměření lze shrnout do dvou základních bodů: » Strategický význam bezdrátových technologií. V blízké budoucnosti bude bezdrátovým internetem propojeno vše od domácích přístrojů přes výrobní linky po dopravní prostředky. Hovoříme o internetu věcí (Internet of Things, IoT). Rychlé, spolehlivé a robustní bezdrátové spojení bude nutnou podmínkou realizace IoT. » Silnou kompetenci českého a rakouského týmu v oblasti bezdrátových technologií. Oba týmy společně definovaly 7 oblastí, ve kterých se vzájemně doplňují a v nichž mohou společně přispět k vizionářskému výzkumu. Sedmi oblastmi společného výzkumu jsou: » Chytré senzorické systémy. Výzkum se zaměřuje na různé typy snímačů a na vzájemné propojení těchto snímačů bezdrátovou sítí. Jelikož snímače jsou propojeny bezdrátově, je zapotřebí řešit otázku jejich napájení. Řešení spočívá v minimalizaci příkonu senzorů, ve využití superkapacitorů a baterií ve formě tenkého filmu k uskladnění energie a ve sklízení energie dostupné v okolí. Sklízení energie většinou využívá dostupných elektromagnetických polí (radiofrekvenční sklízení), teplotních gradientů (termoelektrické sklízení), vibrací (piezoelektrické sklízení), světla (fotovoltaické sklízení) a kombinace těchto přístupů. » Pokročilé zpracování signálů. Mezi stěžejní výzkumná témata patří sémantická analýza. Tato analýza je zaměřena na hledání významu v textech, audiosignálech a videosignálech. Ze signálů, které sejmeme senzory, musíme následně získat informaci o tom, jaký význam tyto signály mají. Výsledek sémantické analýzy (nalezený význam) následně může posloužit k ovládání přístrojů hlasem či reakcí přístroje na změny v obrazu okolí. Jako příklad uveďme rozpoznávání dopravních značek v současném automobilu a detekci neočekávaných překážek v jízdní dráze budoucího automobilu s autonomním řízením. » Chytrá doprava. Součástí chytré dopravy jsou již zmíněné dopravní prostředky s autonomním řízením. K chytré dopravě však rovněž patří infrastruktura, která umožní dopravním prostředkům komunikovat mezi sebou vzájemně (předávání informace o nehodě či zácpě) a získávat data z dopravních informačních systémů (hledání optimálního průjezdu městem). Bezdrátová komunikace chytré dopravy musí samozřejmě počítat s vysokými rychlostmi (moderní vlaky) a specifickými podmínkami šíření elektromagnetických vln v železničních koridorech či městských ulicích. » Komunikace pro vysokou mobilitu. K řešení popsaných problémů by měly přispět technologie pro 5. generaci mobilních komunikací. Problémem konvenční komunikace je přeplněnost běžně používaných kmitočtových pásem, která přináší omezení v dostupnosti služeb, i bitové rychlosti přenášených dat. Proto je snaha využít pro bezdrátovou komunikaci pásma na vyšších kmitočtech (např. 75 GHz / 85 GHz) nebo pásma optická. » Pokročilá kybernetická bezpečnost. Přenos a zpracování informace je třeba zabezpečit proti neautorizovanému přístupu. Velká pozornost je proto věnována zabezpečení komunikace metodami kryptografie. Součástí výzkumu jsou rovněž metody testování odolnosti informačních a komunikačních systémů vůči kybernetickým útokům a etickému hackingu. » Pokročilé antény a obvody. Nedílnou součástí každého bezdrátového komunikačního systému je anténa, která vyzařuje signál vysílače do volného prostoru a zpět jej z prostoru přijímá, aby jej mohla předat vstupu přijímače. Anténa bývá doplněna vysokofrekvenčními obvody, které signál zpracovávají bezprostředně před vysíláním či bezprostředně po příjmu. Anténu s vysokofrekvenčními obvody lze chápat jako speciální rozhraní mezi elektronickým systémem a okolním světem. Cílem našeho výzkumu je vytvořit takové rozhraní, které je univerzální, rekonfigurovatelné a umí adaptivně reagovat na měnící se prostředí. Jeho výroba musí být navíc levná, neboť toto rozhraní bude součástí každého přístroje či zařízení, jež bude zapojeno do internetu věcí. » Uvědomělé kybernetické systémy. Tímto termínem označujeme systémy, které jsou schopny samy sebe pozorovat a modifikovat svou činnost v závislosti na svém aktuálním stavu. Náš výzkum tedy musí zahrnovat techniky online učení, diagnostiku a predikci poruch. Jak je zřejmé z popisu oblastí společného česko-rakouského výzkumu, tyto oblasti kompletně pokrývají všechny aspekty moderních bezdrátových komunikací. A právě komplexnost pohledu na moderní bezdrátovou komunikaci činí projekt Advanced Wireless Technologies for Clever Engineering (ADWICE) jedinečným. Akronym projektu ADWICE navíc odkazuje na anglické slovo advice, rada. Radit bychom se měli s rakouskými kolegy, jak mohou Centrum SIX a české firmy efektivně spolupracovat, aby tato spolupráce byla k oboustrannému prospěchu. Klíčovým prvkem spolupráce by se měla stát společná výchova diplomantů a doktorandů, na níž se budou vedle univerzity podílet rovněž partnerské firmy. Projekt ADWICE uvažuje o implementaci modelu, v němž se posluchač univerzity v rámci svého studia podílí pod vedením profesora na výzkumu pro partnerskou firmu. Firma je díky tomuto propojení s univerzitou sama zapojena do výchovy svých potenciálních zaměstnanců, má přístup k nejnovějším informacím z oboru a může využívat přístrojové vybavení univerzity. Univerzita získává zpětnou vazbu o užitečnosti svého výzkumu a kvalitě poskytovaného vzdělání. Kvalitu vzdělávání by měl rovněž podpořit společný vzdělávací program (tzv. joint degree) v oboru Telekomunikace. Studenti budou absolvovat polovinu studia na Technické univerzitě ve Vídni a druhou polovinu na VUT v Brně. Vedlejším efektem by mělo být výrazné zlepšení jazykových kompetencí absolventů. Týmům ADWICE se navíc podařilo uspět s projektem HORIZONT 2020 na vybudování mezinárodní sítě vzdělávání studentů doktorského studia CELTA (Convergence of Electronics and Photonics Technologies for Enabling Terahertz Applications). Každý doktorand by měl během studia postupně strávit semestr na třech univerzitách a ve dvou firmách v různých evropských zemích. Součástí projektu je pořádání mezinárodních letních škol a týdenních vzdělávacích kurzů. Podporu projektu ADWICE bychom rádi využili rovněž pro vybudování podpůrné kanceláře, která bude týmům ADWICE a partnerským firmám nabízet pomoc v oblasti: » duševního vlastnictví » vztahů mezi univerzitou a firmou » jazykových kompetencí » psaní a administrace evropských projektů » webových prezentací a public relations. Všechny popsané aktivity projektu ADWICE musejí být udržitelné. Proto předpokládáme, že: » Partnerské firmy budou podporovat výzkum ADWICE ročním členským poplatkem. Každá firma bude mít svého zástupce v Radě firem, aby mohla dohlížet na využití vložených finančních prostředků. » Partnerské firmy se budou účastnit společného výzkumu týmů ADWICE v projektech Grantové agentury České republiky, Technologické agentury České republiky a evropských projektech HORIZONT 2020. » Týmy ADWICE budou způsobilé přijímat institucionální podporu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR. Udržitelnosti tedy chceme dosáhnout vhodnou kombinací soukromých zdrojů, grantů (českých i mezinárodních) a institucionální podpory. Závěrem shrňme, že řada dnešních technologií je nemyslitelná bez rychlé, spolehlivé a robustní komunikace. Stávající komunikační systémy ne vždy splňují požadavky současně na nízkou cenu, malé rozměry, minimální příkon a vhodnost k využití v různých oblastech (např. péče o zdraví, v chytrá města a chytré továrny, v technologie integrované do oděvů, přístroje získávající pro svou činnost energii z okolí). Ambicí týmů ADWICE je k řešení popsaných problémů přispět. Martin Slanina, Jiří Dřínovský, Zbyněk Raida Centrum SIX , Vysoké učení technické v Brně Technická 12, 616 00 Brno http://www.six-centre.cz
