Výzkumné projekty

2023–2028

Identifikátor projektu: CZ.02.01.01/00/22_004/0007682

Poskytovatel: Operační program Jan Amos Komenský

European Open Science Cloud (EOSC) je evropská iniciativa zaměřená na rozvoj infrastruktury podporující postupy otevřené vědy v oblasti správy výzkumných dat. Nabízí zázemí pro ukládání a zpřístupnění tzv. FAIR výzkumných dat – nalezitelných, dostupných, interoperabilních a opětovně využitelných. Projekt EOSC-CZ je implementací iniciativy EOSC v České republice, který si klade za cíl vytvořit národní uzel této evropské iniciativy a podpořit dobrou praxi v oblasti správy výzkumných dat napříč vědeckými komunitami. V rámci implementace Národní datové infrastruktury (NDI) vznikne společná platforma pro sdílení, správu a přístup k datům a výpočetním zdrojům pro výzkumné účely. NDI bude podporovat jak vědecké, tak multidisciplinární výzkumné aktivity a bude zahrnovat širokou škálu vědních oborů a disciplín.

Více informací zde.

2022–2025

Identifikátor projektu: LUASK22099
Poskytovatel: Mezinárodní spolupráce ve výzkumu a vývoji

2D materiály umožňují budování nových funkčních nanozařízení a zároveň slouží jako pokročilý směr možnosti uplatnění v nanotechnologiích. Funkční nanozařízení, tj. zařízení v rozměrech nano, budou součástí moderní společnosti 21. století. Jedním z nich je i nesmazatelný element magnetických pamětí, který je kontrolován pomocí elektrického proudu a tzv. anomálních jevů (např. anomální Hallův jev), a to v důsledku spin-orbitální interakce v materiálech, či na jejich rozhraních. Projekt vychází z předpokladu, že takový element musí být tvořen jednak magnetickou částí, aby uložil danou informaci, a zároveň nemagnetickou část avšak s velmi silnou spin-orbitální interakcí, která dovolí spin-orbitální torzi jedinečnou kontrolu magnetické dynamiky, tj. zápisu a čtení dat. Klíčová otázka, na kterou dá projekt odpověď je, jak tzv. Joulovo teplo produkované protékajícím proudem v tomto nanozařízení ovlivňuje velikost spin-orbitální torze. Projekt má za úkol objasnit a vysvětlit roli vlivu rozhraní a teploty na velikost spin-orbitální torzi v heterostrukturách na bázi van der Waalsových 2D materiálech. Uplatněny budou zkušenosti a výpočetní postupy obou partnerů (VŠB-TUO a Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach), které se doplňují pro určení termoelektrických jevů a vlivu rozhraní pro experimentálně relevantních 2D systémů pro spin-orbitální torzi.

2021–2023

Identifikátor projektu: DGS/TEAM/2020-033
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Nejnovější pokroky v oblasti vysoce výkonného počítání, zejména neustále se zvyšující dostupný výkon dnešních superpočítačů, umožňují vytvářet velmi přesné výpočetní modely a určovat jejich chování v obstojném časovém horizontu. Vzhledem k problémům se škálovatelností současných výpočetních postupů je třeba vyvinout moderní, škálovatelné algoritmy, které by plně využily potenciál HPC architektur.

Cílem navrhovaného projektu je vyvinout výpočetní postupy zaměřené na řešení nelineárních úloh strukturální dynamiky. Tyto postupy budou navíc aplikovány na výpočetní modely rotačních strojů, diskrétně řešených pomocí trojrozměrných konečných prvků, za účelem analýzy jejich vibrací. V rámci tohoto projektu budou řešitelé vyvíjet postupy pro: 1. stanovení odezvy v ustáleném stavu pomocí metody harmonické rovnováhy (HBM), 2. stanovení amplitudové a frekvenční křivky odezvy pomocí metody kontinuace,3.analýzu stabilityaobecné bifurkace odezvyvustáleném stavu,4.identifikace optimální strategie pro určení amplitudové a frekvenční křivky odezvy pomocí metody T-FETI (Total Finite Element Tearing and Interconnecting) na linearizovaný model, včetně použití vhodných předpodmiňovačů a projektorů hrubého prostoru,

5. určení přechodové odezvy modelu na základě korotační formulace konečných prvků s využitím časové integrace. Postupy budou vytvořeny a studovány na testovacích případech v softwaru MATLAB a následně implementovány v programu ESPRESO (ExaScale PaRallel FETI SOlver), který byl vyvinut v rámci projektu IT4Innovations s otevřeným zdrojovým kódem a testován na reálných průmyslových případech.

2021–2022

Identifikátor projektu: DGS/TEAM/2020-020
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Projekt je součástí širšího výzkumu ve spolupráci s Université Toulouse III – Paul Sabatier (UPS), zaměřeného na výzkum nízkoteplotního plazmatu na bázi vzácných plynů (především) pro biomedicínské aplikace. Zahrnuje dvě disertační práce (Beseda, Fresnelle) vytvořené v rámci double-degree studijního programu a dvě další práce (Horáčková, Paláček). Projekt je zaměřen na modelování interakcí plazmatu se vzduchem jako první krok k pochopení interakcí mezi aktivními druhy plazmatu s biomedicínskými substráty. Tento projekt navazuje na předchozí výzkumné úsilí (jedna práce vzniklá pod dvojím vedení, jedna práce vzniklá v rámci double-degree studijního programu, cca jedenáct publikovaných prací).

2021–2023

Identifikátor projektu: DGS/TEAM/2020-008
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Potřeba vizualizovat data z rozsáhlých výpočtů na HPC systémech se neustále zvyšuje. Je důležité monitorovat tyto systémy i během jejich běhu a tyto informace vhodně vizualizovat. Pro intuitivnější zkoumání dat je žádoucí používat 3D vizualizace. Za tímto účelem chceme vytvořit open-source nástroje, které umožní zpracovávat a vizualizovat data ve vysoké kvalitě a budou podporovat jejich prezentaci ve virtuální realitě (VR). Námi vyvíjené nástroje budou konkrétně zaměřeny na vizualizaci lékařských dat, monitorování běhu HPC clusterů a vizualizaci výsledků simulací z paralelních simulačních open-source nástrojů. Hlavním cílem projektu jsou vysoce kvalitní vizualizace ve VR. Dalším cílem bude posílení spolupráce mezi výzkumníky s různými specializacemi. Výzkumníci v rámci studentského grantu, kteří pocházejí z několika různých fakult univerzity, budou spolupracovat na naplnění cíle projektu. Cílem je také rozšířit spolupráci se zahraničními partnery. Půjde zejména o rozšíření spolupráce s HLRS (HPC Center Stuttgart), se kterým jsme již spolupracovali v rámci evropského projektu (POP). Stejně tak bude rozšířena spolupráce s Blender Institute, se kterým jsme spolupracovali při přípravě několika „open movie“ filmů.

V rámci projektu bude také aktivováno monitorování spotřeby zdrojů HPC clusterů IT4Innovations a jejich vizualizace. Tato funkce, kterou ocení správci i uživatelé těchto systémů, umožní navazující výzkum opírající se o získaná data, jako například výzkum plánování úloh s ohledem na spotřebu energie.

2021–2023

Identifikátor projektu: DGS/TEAM/2020-027
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Terahertzové (c) spektrum má obrovský potenciál pro lékařské, bezpečnostní a telekomunikační aplikace. Proto je žádoucí vyvinout nové zdroje terahertzových vln s rychlou odezvou, intenzivním signálem, řízenými polarizačními vlastnostmi a snadnou implementací. V rámci projektu budou navrženy, vyvíjeny a charakterizovány terahertzové zdroje využívající spintronické jevy, jako jsou terahertzové spintronické emitory založené na spin-Hallově jevu a THz zdroje založené na spinovém laseru. Pro zvýšení výkonu těchto zařízení budou použity fotonické a plazmonické struktury, včetně Braggovy mřížky a plazmonických materiálů pro spintronické emitory a anizotropní 2D mřížky pro spinové lasery. K popisu spinové hybnosti a širokospektrálních optických vlastností použijeme nekonvenční charakterizační metody, včetně terahertzové spektroskopie v časové doméně a z ní získaných měření na principu „pump-probe“. Numerické simulace ultrarychlé dynamiky a přenosu spinu umožní hlubší pochopení procesů generování THz záření na bázi spinu. Projekt je vysoce interdisciplinární a zahrnuje přístupy a metody z optiky, magnetismu, inženýrství, pokročilých nanotechnologií, vysoce výkonného počítačového modelování a aplikované kvantové teorie.

2020–2023

Identifikátor projektu: CZ.02. 1. 01/0.0/0.0/18_072/0015659
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Cílem projektu je modernizace a zajištění nezbytných kapacit v rámci konkrétních komponent e-infrastruktury tak, aby úroveň IT infrastrukturní podpory odpovídala predikovaným požadavkům uživatelské komunity pro dané období a zároveň state-of-the-art úrovni oboru. Projekt je zaměřen především na kompletní modernizaci všech vrstev společné komunikační infrastruktury a dále na upgrade prvků univerzálních e-infrastrukturních kapacit pro ukládání a zpracování dat. Nedílnou součástí řešení pak bude optimální technologické a logické provázání těchto modernizovaných kapacit s analogickými celky v evropském (GÉANT, EGI, EOSC, EuroHPC, ETP4HPC, EUDAT, PRACE…) i globálním (GLIF) VaV prostoru a samozřejmě se souvisejícími infrastrukturami a entitami na národní úrovni.

2020–2022

Identifikátor projektu: LM2018140
Poskytovatel: Projekt velkých infrastruktur pro výzkum, experimentální vývoj a inovace

e-INFRA CZ je unikátní e-infrastrukturou pro výzkum, vývoj a inovace v ČR, která představuje plně transparentní prostředí poskytující komplexní kapacity a zdroje pro přenos, ukládání a zpracování vědeckých dat všem subjektům zabývajícím se výzkumem, vývojem a inovacemi, bez ohledu na to, v jakém odvětví je provádí. Vytváří komunikační, informační, úložnou a výpočetní platformu pro výzkum, vývoj a inovace, jak na národní, tak i mezinárodní úrovni, a poskytuje rozsáhlé a ucelené portfolio služeb v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT), bez kterých moderní výzkum, vývoj a inovace nemohou být realizovány.

Mezi hlavní složky e-INFRA CZ patří:
→ vysoce výkonná národní komunikační infrastruktura,
→ národní gridová a cloudová infrastruktura,
→ nejvýkonnější a nejmodernější superpočítačové systémy ČR,
→ velkokapacitní datová úložiště.

Nezbytnou součástí a přidanou hodnotou této e-infrastruktury jsou rovněž další nástroje a služby, jako např. řízení přístupu k ICT zdrojům, nástroje podporující vzdálenou spolupráci nebo nástroje pro zajištění bezpečné komunikace a ochrany dat, které společně přispívají k jejímu efektivnímu a současně různorodému využití.

2020–2022

Identifikátor projektu: 8X20050
Poskytovatel: Podpora mobility výzkumných pracovníků a pracovnic v rámci mezinárodní spolupráce ve VaVaI

Plánovaný výzkum byl provázaný společnou náplní institucí – VŠB-TUO, Prešovské univerzity a Univerzity Donau-Krems. Projekt spočíval v hledání permanentních magnetů bez elementů vzácných zemin, v detailní systematické studii Fe-Ta a Fe-Hf sloučenin pomocí adaptativních genetických algoritmů. Nejlepší nalezené fáze, tj. ty které splňovaly jak zápornou enthalpii (indikace fázové stability), vysokou saturační magnetizaci a jednoosou symetrii struktury, byly dále podrobeny testům, zda rovněž vykazují vysokou magnetokrystalovou anisotropii, výměnné integrály (J’s) a teplotu (T_C) přechodu z magnetického do paramagnetického stavu. MAE a J’s byla získána pomocí kvantově-mechanických výpočtů na HPC infrastruktuře a následně pomocí výpočtů atomové spinové dynamiky T_C. Strukturní parametry nejvíce vyhovujících predikovaných fází byly následně předány slovenským partnerům pro jejich syntézu a změření magnetických veličin, např. magnetizace, magnetické susceptibility atd. Ve stejné době rakouský partner provedl mikromagnetické simulace určující magnetické chování daných materiálů s ohledem na jejich texturu, tvar, či tloušťku a za různých teplot.

2020–2023

Identifikátor projektu: CZ.02. 2. 69/0.0/0.0/18_053/0016985
Poskytovatel: MŠMT

Projekt Věda bez hranic 2.0 umožní realizaci 26 mezinárodních mobilit výzkumných pracovníků ze zahraničí do ČR i z ČR do zahraničí. Podpoří tak ne zcela dostatečnou úroveň mezinárodní spolupráce ve výzkumu a profesní růst lidských zdrojů ve výzkumu. Výzkumní pracovníci se budou rozvíjet ve svých oborech výzkumu, své poznatky přenesou na pracoviště a do výzkumných týmů VŠB-TUO. Podpora je směřována primárně na juniorské výzkumné pracovníky s potenciálem akcelerace jejich výzkumné práce.

2019–2022

Identifikátor projektu: CZ.02. 2. 69/0.0/0.0/18_058/0010212
Poskytovatel: MŠMT

Projekt řešil zvýšení kvality a profilace vzdělávacích aktivit a zvýšení jejich relevance pro trh práce. Zavedl nové formy výukových metod, vytvořil nové studijní programy, posílil internacionalizaci univerzity a vazby mezi univerzitou a jejími absolventy. Zavedl metody pro zvýšení účasti studentů se specifickými potřebami a strategii práce se studenty SŠ s cílem zvýšit jejich zájem o studium na VŠ. Zvýšil kapacity řídících pracovníků VŠ a také kvalitu strategického řízení VŠ. Hlavním cílem projektu bylo zvýšit relevanci vzdělávacích aktivit VŠB-TUO pro potřeby trhu práce. To znamená dosáhnout stavu, kdy vzdělávací aktivity univerzity jsou v souladu s potřebami a specifiky trhu MSK a všech cílových skupin.

2017–2022

Identifikátor projektu: CZ.02. 2. 69/0.0/0.0/16_018/0002713

Poskytovatel: MŠMT,  Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Hlavním cílem projektu bylo ustavení Doktorské školy pro vzdělávání v oblasti matematických metod a nástrojů v HPC integrující doktorská studia Univerzity Karlovy (Matematicko-fyzikální fakulta), Akademie věd ČR (Matematický ústav) a VŠB-TUO a navazující na jejich širší spolupráci v oblasti výzkumné. Součástí projektu byla modernizace a internacionalizace jednoho z doktorských programů školy (Výpočetní vědy, VŠB-TUO) a vytvoření nového programu double degree ve spolupráci s francouzskou Université Toulouse III Paul Sabatier.

www.mathinhpc.cz

2017–2022

Identifikátor projektu: EF16_013/0001791
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Hlavním cílem projektu bylo rozšíření a modernizace výzkumné infrastruktury IT4In-novations tak, aby byla udržena stávající technologická úroveň HPC v ČR v porovnání s rozvinutými, zejména evropskými zeměmi. Záměrem aktivit tohoto projektu bylo v roce 2018 modernizovat vybavení a stávající superpočítače doplnit technologicky pokročilejším klastrem rozsahem a určením obdobným stávajícímu systému Anselm (fyzicky proběhlo 2019 pořízením superpočítače Barbora). V roce 2021 byl pořízen superpočítač Karolina, který svou kapacitou několikanásobně předčil Salomon, dosud nejvýkonnější systém IT4Innovations.

V rámci projektu bylo také podpořen kvalitní výzkum široké akademické komunity ČR a rozšíření stávajících výzkumných aktivit v IT4Innovations, jelikož vlastní výzkum je pro infrastrukturu IT4Innovations důležitým zdrojem expertízy v oblasti HPC, která se promítá do služeb, jež infrastruktura poskytuje svým uživatelům.

Rozšíření vlastního výzkumu IT4Innovations proběhlo ve třech oblastech: 1. Modelování fotonických a spinfotonických struktur, návrhu nových progresivních materiálů na základě výpočtu elektronové struktury a analýzy biologických obrazů s využitím HPC. Vlastní výzkum je pro infrastrukturu IT4Innovations důležitým zdrojem expertízy v oblasti HPC, která se promítá do služeb, které infrastruktura poskytuje svým uživatelům. 2. Použití aproximací zahrnujících vliv vícečásticovitých efektů (many-body effects – MB) u elektronů. Dále to bylo zahrnutí teplotních efektů do výpočtových metod, tj. zejména anharmonických efektů mřížkových vibrací, a tedy možnost studovat materiály v podmínkách blížících se realitě. V poslední řadě se jednalo o možnosti a přístup studovat jevy na mesoscale úrovni, tj. zahrnutím několika desítek tisíc až milionů atomů, např. vlivu rozhraní, dislokací a jiných poruch na materiálové vlastnosti, neboť tyto poruchy existují v reálných materiálech a limitují často jejich použití. 3. Vytvoření světově unikátní platformy pro analýzu biologických a biomedicínských obrazových dat na vysoce výkonné výpočetní infrastruktuře na bázi volně dostupné open-source platformy Fiji.

2017–2022

Identifikátor projektu: CZ.02. 1. 01/0. 0/0.0/15_003/0000466
Poskytovatel: Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Projekt Umělá inteligence a uvažování přinesl zásadní opatření pro rozvoj informatického, robotického a kybernetického výzkumu na Českém vysokém učení technickém v Praze. Vybudována byla nová výzkumná skupina Umělá inteligence a uvažování v rámci dotčené součásti Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC), řešící náročné interdisciplinární úlohy vysoké odborné i společenské priority. Projekt se opřel i o národní partnery (VŠB-TUO a Západočeská univerzita v Plzni). Motivace pro jejich zapojení spočívala v důrazu na koncentraci a integraci zdrojů, sdílení znalostí i infrastruktury a v neposlední řadě na vytvoření „sjednoceného prostoru příležitostí“ pro mladé talenty v ČR.