Opatrenia zamerané na zvýšenie excelentnosti výskumu v oblasti automatického riadenia sú nasledovné.
ŠC1: Excelentný výskum v oblasti automatického riadenia
- Vytvorenie platformy pre dlhodobé spoločné výskumné aktivity, ktoré budú spájať excelentnosť v štyroch oblastiach výskumu v automatickom riadení: 1. optimálne a prediktívne riadenie, 2. robustné a hierarchické riadenie, 3. modelovanie a identifikácia, 4. strojové učenie, umelá inteligencia, robotika. Základom vo všetkých týchto oblastiach je modelovanie procesov, či už na základe fundamentálnych princípov, alebo na základe procesných údajov a meraní. Modely budú uvažovať nielen štruktúru a hodnoty parametrov, ale aj ich ďalšie charakteristiky ako neurčitosti, intervalové odhady, miera spoľahlivosti. Na ich základe bude vybudovaná nová generácia riadiacich algoritmov a umelej inteligencie pre automatické riadenie zložitých dynamických systémov. Vyvinuté algoritmy budú plne automatizovať návrh optimálnych prediktívnych regulátorov založených na technikách, ako je Koopmanov operátor, umelé neurónové siete, explicitné prediktívne riadenie. Výsledné regulátory budú schopné zvládnuť ľubovoľné výkonnostné ciele zadané používateľom (napr. ekonomické) a rešpektovať podmienky reálneho sveta (napr. prítomnosť ľudského faktora). Konkrétne budeme mať za cieľ vyvinúť a implementovať algoritmy pre autonómnu a kolaboratívnu prevádzku pozemných a vzdušných robotov na použitie vo výrobe a v skladoch, algoritmy pre odhady parametrov, softvérových snímačov a riadenie komplexných výrob v procesnom priemysle. Toto sa opiera o bohaté skúsenosti STUBA v oblasti riadenia založeného na optimalizácii.Projekt bude vychádzať z najnovších poznatkov v automatickom riadení využitím metodológie prediktívneho riadenia (MPC), ktoré sa javí ako najsľubnejší prístup k pokročilému riadenia, keďže úspešne preniklo aj do priemyselného využitia. Dôraz sa bude klásť na vývoj vstavaných riadiacich algoritmov, ktoré sú schopné zabezpečiť optimálne riadenie efektívne a autonómne a ktoré možno nasadiť na vstavaný počítačový hardvér. Medzi partnermi existuje viacero synergií v rôznych oblastiach automatického riadenia a v rôznych technických disciplínach. Tieto budú počas projektu v maximálnej miere využité tak, aby sa výskumná spolupráca udržala aj po skončení projektu.
- Príprava spoločných konferenčných a časopiseckých príspevkov. Spoločný výskum posilní prípravu publikácií v rámci jednotlivých pracovísk STUBA ako aj v spolupráci s medzinárodnými partnermi. Cieľom je príprava publikácií s vysokým dopadom, ktoré oslovia širokú cieľovú skupinu, zlepšenie kvality výskumu a získanie vysokého počtu citácií v kvalitných časopisoch. Tým sa zvýši reputácia a zviditeľnenie výskumu vykonávaného na STUBA a taktiež sa zvýši počet STUBA členov v technických výboroch profesijných organizácií.
ŠC2: Vzdelávanie a posilňovanie výskumných väzieb v oblasti automatického riadenia
- Posilnenie cyklu pravidelných vedeckých prednášok hostí na STUBA: V rámci vytvoreného výskumného seminára, na ktorom pravidelne vystupujú pracovníci našich ústavov, posilníme interakcie s renomovanými zahraničnými výskumníkmi. Týchto budeme pozývať na viacdenné pobyty, v rámci ktorých budú jednak realizovať svoju prednášku, ale tiež budú diskutovať s doktorandmi ohľadom ich vedeckej práce a najnovších smerov výskumu. Týmto spôsobom sa vytvorí prostredie pre brainstorming s externým prostredím, zahraniční výskumníci získajú lepší prehľad o aktuálne riešených problémoch, STUBA pracovníci získajú lepšiu spätnú väzbu ohľadom svojich smerov výskumu a jeho zapojenia do medzinárodného prostredia. Očakávame tiež, že tieto stretnutia a idey povedú k novým smerom výskumu a spoločných publikáciám a projektom.
- Spoločne vedení doktorandi: Výskumné ciele sa budú premietať do tém dizertačných prác určených pre spoločne školených doktorandov. Okrem slovenského školiteľa/ľky bude na základe spoločných výskumných záujmov určený aj zahraničný profesor ako mentor a doktorand/ka bude počas svojho štúdia realizovať aj dlhodobý pobyt na zahraničnej inštitúcii. Témy prác majú priamy vplyv na rozvoj na vývoj špičkových technológií, ktoré budú zaujímavé pre priemysel, ako aj akademické skupiny a komunity.
- Anglické on-line kurzy: Získané najnovšie poznatky v automatickom riadení budú ďalej spracovávané a využívané v predmetoch inžinierskeho štúdia, tak, aby STUBA absolventi mali špičkové znalosti a pomohli v priemysle k budovaniu znalostnej ekonomiky. Za tým účelom vybudujeme nové a prebudujeme existujúce on-line kurzy tak, aby boli prístupné širokej komunite, v anglickom jazyku. Budeme spolupracovať pri ich príprave s medzinárodnými partnermi, vymieňať príklady dobrých praktík, zdieľať efektívne postupy získavania vedomostí a znalostí v automatickom riadení. Zlepšíme vlastnosti a možnosti elearningového portálu Moodle využívaného viacerými skupinami na STUBA, aby poskytoval študentom komplexnejšie prostredie v predmetoch automatického riadenia.
ŠC3: Rozvoj infraštruktúry pre podporu výskumu v oblasti automatického riadenia
- Vybudovanie laboratória DCS riadenia: Pre lepšie prepojenie vyvíjaných riadiacich algoritmov s priemyslom vybudujeme nové laboratórium distribuovaného riadenia založeného na priemyselných technológiách. Takéto systémy poskytujú podporu pre veľké množstvo regulačných obvodov a autonómnych regulátorov. K nim pripojíme existujúce procesy a budeme navrhovať algoritmy riadenia, ktoré budú využívať tieto technológie. Súčasťou rozvoja infraštruktúry bude aj modernizácia počítačovej siete a serverov, vybudovanie robustného úložiska schopného manažovať veľké objemy údajov.
- Vybudovanie a modernizácia miestností pre hybridné semináre: Zlepšíme akustické vlastnosti vybraných miestností a dobudujeme v nich konferenčné systémy pre hybridné semináre tak, aby sme umožnili efektívnu prácu v zmiešaných výskumných skupinách, podporili mentoringové aktivity a zlepšili výučbu predmetov automatického riadenia.
